專利名稱：聚羧酸系減水劑大單體制備洗氣回收裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及合成樹脂所用洗氣裝置技術領域，具體涉及聚羧酸減水劑酯化反應中 氮氣帶水的合成方法。
背景技術：
當合成樹脂如醇酸、聚酯過程中，會有副產(chǎn)物小分子的水產(chǎn)生，為了提高反應速率 和反應程度，必須將小分子的水分在反應過程中不斷帶出來。對于工業(yè)化生產(chǎn)工程中，酯化 反應過程中通入氮氣把產(chǎn)生的水不斷帶出反應釜，氮氣把小分子的水帶出來的過程中，也 會帶出部分易揮發(fā)的反應物。大多數(shù)企業(yè)都沒有進行洗氣處理和物料回收更沒有尾氣處 理，極少數(shù)企業(yè)用到洗氣裝置也是簡單的將氣體管道插入儲水罐或者儲其他溶劑的罐，氣 體中物料沒有被充分吸收，不僅造成了一定程度的空氣污染，而且增加了工業(yè)化生產(chǎn)的成 本，對產(chǎn)品性能造成影響。

發(fā)明內(nèi)容
對于工業(yè)化生產(chǎn)的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了一套洗氣回收裝置，酯化反應過程中被氮 氣帶出的物料經(jīng)此裝置后，氣體中的物料全部被吸收，并將物料用于下一步反應中，不僅使 整個生產(chǎn)物料平衡，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，保證了成品的質(zhì)量；而且此洗氣回收裝置也具 有尾氣處理的作用，使整個生產(chǎn)對環(huán)境未造成任何污染。聚羧酸系減水劑大單體制備洗氣回收裝置，其特征在于包括混合氣體進管、將管 環(huán)繞成圓形的盤管、放空管、溶劑加料管道、格柵、陶瓷球或玻璃球；混合氣體進管由回收裝置頂部進入，連接裝置底部的盤管，盤管按等間距分別有 大小不等的小孔，從進氣端至遠端小孔的直徑不斷增大，這樣為了使氣體均勻的從盤管各 個地方排出，小孔位于盤管的下方；格柵位于盤管上方，格柵上面放置陶瓷小球或玻璃小 球，氣體經(jīng)過陶瓷小球或玻璃小球增加了氣體與溶劑接觸的時間，溶劑對氣體所帶的物質(zhì) 吸收更充分。此時氣體不用再進行尾氣處理即可排放出去。在所述裝置頂部安裝有放空管和放空管閥門，放空管直接通到生產(chǎn)車間外面；在所述裝置頂部安裝有溶劑加料管道和溶劑加料管道閥門，溶劑加料管道與儲存 溶劑的儲料罐相連；在所述裝置下部安裝有下料口和管道閥門。進一步，在所述裝置頂部安裝加料口，所訴加料口通過加料閥門、加料管與裝置相 連。進一步，盤管底部的小孔間距為50mm 200mm，小孔直徑3mm 50mm。進一步，在所述裝置內(nèi)部的盤管上方50mm 600mm安裝有格柵，格柵厚度IOmm 300mmo進一步，格柵上方有陶瓷球或玻璃球直徑為IOmm 80mm。此裝置的關鍵是盤管下部所開小孔，通過大量數(shù)據(jù)計算得到盤管下部所開小孔的孔徑從混合氣體進管端不斷增大，而且盤管下部所開小孔間的距離也有一定范圍才能保證 氣體從盤管中均勻排出，且與溶劑充分接觸后，才能達到物料被全部吸收的效果。為了增大回收裝置中物質(zhì)的溶解度及阻止物質(zhì)直接的反應，也可以通過回收裝置 上端的加料漏斗添加阻聚劑及其他物質(zhì)。在回收裝置上部安裝視鏡及探照燈，通過回收裝 置中液面的高低估算出回收裝置回收的水分和其他物質(zhì)的總量。反應釜中的液體達到反應溫度以后，且反應溫度達到了水的沸點，開始從反應釜 下端通入氮氣，反應釜下端安裝反應釜盤管(由管徑不同的不銹鋼管環(huán)繞成圓形)，反應 釜盤管所圍圓直徑根據(jù)反應釜的大小而定，反應釜盤管所圍圓直徑為反應釜內(nèi)徑的1/2 4/5，反應釜盤管直徑200mm 500mm，反應釜盤管的下方開等距的反應釜盤管小孔，在反應 釜盤管下端開反應釜盤管小孔優(yōu)點是當反應停止后，停止通氮氣，反應釜中的液體全部放 出后，反應釜盤管中沒有殘留反應產(chǎn)物。如果在反應釜盤管上方后者側(cè)面開反應釜盤管小 孔，當停止反應后，停止通入氮氣放出反應產(chǎn)物后，反應釜盤管還有殘留反應產(chǎn)物，反應產(chǎn) 物在溫度降低的時候會凝固，從而影響了下個周期的生產(chǎn)。從反應釜盤管進氣端到另一端 反應釜盤管小孔直徑從小到大分布排列，小孔間距為50mm 200mm，小孔直徑3mm 50mm， 這樣為了使氣體從反應釜盤管中均勻排出，與反應釜中的液體接觸充分。氣體經(jīng)盤管均勻 排出經(jīng)反應釜中攪拌槳攪拌后與反應釜中液體接觸更加充分，把酯化反應中產(chǎn)生的小分子 的水帶出地更加徹底，當小分子的水被及時帶出，同時提高了反應速率，縮短了生產(chǎn)周期， 降低了生產(chǎn)成本。進一步，氮氣從反應釜中帶出小分子的水及反應物后，經(jīng)混合氣體進管直接從回 收裝置上端通到了回收裝置下端的盤管(由管徑不同的不銹鋼管環(huán)繞成圓形)，回收裝置 的體積為500L 3000L，回收裝置中盤管所圍直徑為回收裝置直徑的1 /2 4/5，盤管直徑 為200mm 500mm，盤管的下方開等距的小孔，從進氣端到另一端盤管下部所開小孔直徑從 小到大分布排列，盤管下部所開小孔間距為50mm 200mm，盤管下部所開小孔直徑3mm 50mm，這樣為了使氣體從盤管中均勻排出，與回收裝置中溶劑接觸充分。回收裝置中盤管上 方50mm 600mm放置格柵，格柵上面放置直徑為IOmm 80mm的陶瓷球或者玻璃球，陶瓷 球或者玻璃球的高度為150mm 600mm，氣體通過陶瓷球或者玻璃球后，由氣體從酯化反應 釜中帶出的反應產(chǎn)物絕大部分被溶解到了回收裝置中的溶劑中，此時不用做其他尾氣處理 即可把尾氣直接排放，此裝置不僅能回收酯化反應釜中揮發(fā)的反應物，回收物質(zhì)參與下一 階段反應，保持了物料平衡，提高了資源利用率，降低了生產(chǎn)成本；而且不用增加其他尾氣 處理裝置，在沒有對環(huán)境任何污染情況下滿足了生產(chǎn)。進一步，在所述回收裝置上端安裝加料口，在所述加料口通過加料閥門、加料管與 回收裝置連接，用于在反應過程中隨時補充阻聚劑，用于阻止由氮氣從酯化反應釜帶出的 物質(zhì)自聚。另外，在所述回收裝置頂部安裝有溶劑進料管道、溶劑進料管道閥門、放空管、放 空管閥門，當向回收裝置中添加溶劑過程中，需要打開放空閥門，以便于溶劑順利加入回收 裝置中。進一步，本發(fā)明所述回收裝置、所有連接管道、閥門均為不銹鋼或者硼玻璃材質(zhì)， 回收裝置壁厚度4mm 10mm。進一步，為了更加準確計量反應程度和回收裝置中的物料增加質(zhì)量，本發(fā)明所述 回收裝置桶體下部可以安裝有支撐底座，底座下面可以安裝電子稱的稱重模塊，以便于準確計量加入溶劑的重量、回收裝置內(nèi)的物質(zhì)增量，通過回收裝置內(nèi)重量變化可以準確判斷 反應程度和反應進度。在回收裝置兩側(cè)桶體上可以安裝對稱的帶射燈視鏡，可直接觀測到 反應體系中物質(zhì)增加量的情況，實現(xiàn)可視性，便于監(jiān)控反應速率。本發(fā)明的聚羧酸系減水劑大單體制備用洗氣回收裝置具有下列優(yōu)點1、不僅具有一般的用于不飽和聚酯生產(chǎn)洗氣回收裝置的優(yōu)點，而且能很好地適用 于現(xiàn)在聚羧酸系減水劑大單體的制備；2、整體設計結構科學合理，使氮氣與反應釜中反應物充分接觸，最大限度的把產(chǎn) 生的小分子的水帶出反應體系，提高了生產(chǎn)效率，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。3、本裝置洗氣回收反應物質(zhì)效率高，洗氣回收裝置中的盤管下端開的小孔，可以 使氣體均勻從盤管中排出，從而避免了氣流從盤管中直接排出，與溶劑接觸不充分的缺點。 氣體從盤管排出后又經(jīng)陶瓷球或玻璃球?qū)?，大大增加了氣體與溶劑接觸時間，使氣體中所 帶出的反應物質(zhì)被溶解更徹底。4、本洗氣回收裝置起到尾氣處理的作用，不需增加其他尾氣處理裝置，從而簡化 了工藝，大大減低了生產(chǎn)成本。5、本發(fā)明洗氣回收裝置帶有視鏡和電子稱，可以準確判斷反應進程和反應程度。6、本發(fā)明洗氣回收裝置把氮氣帶出的反應物質(zhì)進行回收，待下一反應階段繼續(xù)參 與反應，保持了整個生產(chǎn)的物料平衡，提高了反應物質(zhì)的利用率，降低了生產(chǎn)成本。7、本發(fā)明在回收裝置中盤管所開小孔位于盤管下方，當物料排出時盤管中沒有殘 余物料，防止了物料由于溫度降低而凝固造成的堵塞管道的情況，有利于下個周期的生產(chǎn) 順利進行。


圖1是本發(fā)明的聚羧酸系減水劑大單體制備用洗氣回收裝置主視圖。圖2是本發(fā)明聚羧酸系減水劑大單體制備用洗氣回收裝置的俯視圖。圖3是采用本發(fā)明的聚羧酸系減水劑生產(chǎn)的酯化反應釜和洗氣回收裝置的示意 圖。圖中所示1.混合氣體進管、2.盤管(由管徑不同的不銹鋼管環(huán)繞成圓形)、3.盤 管下部所開小孔、4.格柵、5.陶瓷球或玻璃球、6.桶壁、7.視鏡、8.放空管閥門、9.溶劑進 料管道閥門、10.溶劑進料管道、11.放空管道、12.加料管道、13.加料管道閥門、14.加料 口、15.承重支座、16.下料管、17.下料管閥門、18.混合氣體進管閥門、19.氮氣管道閥門、 20.反應釜盤管小孔、21.反應釜盤管、22.反應釜混合氣體出氣管、23.酯化反應釜，氮氣管 24。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1是本發(fā)明聚羧酸系減水劑大單體制備用洗氣回收裝置主視圖。該裝置由以下 部分組成如圖所示，混合氣體進管1由洗氣回收裝置桶體頂部直接通入下部，且與位于桶 體下部的盤管2相連接，在盤管上開有等距的大小不等的小孔3，盤管下部所開小孔3的直 徑從進氣端到另一端逐漸增大，盤管下部所開小孔3位于盤管2的下部。格柵4位于盤管2的上方，陶瓷球或者玻璃球5放在格柵4的上方，視鏡7安裝在桶體外部，安裝時應高于陶 瓷球或者玻璃球5的最高點。在所述洗氣回收裝置桶體上部安裝溶劑進料管道10和放空 管道11，溶劑進料管道10上安裝有溶劑進料管道閥門9，放空管道11上安裝有放空管閥門 8。在所述洗氣回收裝置頂部安裝有加料口 14，在所述加料口 14通過加料閥門13、加料管 12與洗氣回收裝置桶體相連。在所述洗氣回收裝置桶體下部安裝有承重支座15，承重支座 15下部可以安裝電子稱的承重模塊，方便對整個裝置的重量進行準確計量。在所述洗氣回 收裝置下端安裝有下料管16和下料管閥門17，酯化反應階段結束時，打開下料管閥門17將 所述洗氣回收裝置內(nèi)的所有物料通過下料口 16放入另一個反應釜中進行反應。圖2是本發(fā)明聚羧酸系減水劑大單體制備用洗氣回收裝置俯視圖，所述洗氣回收 裝置承重支座15共四個，均勻分布于桶體四周，視鏡7位于承重支座15中間位置?；旌蠚?體進料口 1、放空管11、溶劑加料管10、加料口 14均勻分布在洗氣回收裝置的頂部，且它們 的中心處于同一圓上。圖3是本發(fā)明聚羧酸系減水劑大單體制備用洗氣回收裝置和酯化反應釜連接的 示意圖。反應開始時，氮氣管閥門19、混合氣體進管閥門18、下料管閥門17、放空管閥門8、 溶劑進料管道閥門9、加料管閥門13均處于關閉狀態(tài)。首先打開放空閥門8和溶劑進料管 閥門9，向吸氣回收裝置中加入一定量的溶劑，然后關閉溶劑進料管閥門，打開加料管閥門 13，經(jīng)加料口 14把阻聚劑添加到洗氣回收裝置中后，關閉放空管閥門8和加料管閥門13。 酯化反應釜23達到酯化反應溫度后，打開放空閥門8和氮氣管道閥門19開始向酯化反應 釜23中通氮氣，氮氣經(jīng)氮氣管M進入反應釜盤管21中，由反應釜盤管21下部的反應釜盤 管小孔20均勻排出。酯化反應一開始就會產(chǎn)生小分子的水，氮氣從酯化反應釜23的反應 釜盤管21中排除后再經(jīng)酯化反應釜23中攪拌槳攪拌后與酯化反應釜23中的液體充分接 觸后，氮氣、水蒸氣和反應物質(zhì)蒸汽的混合氣體經(jīng)混合氣體進料管1進入洗氣回收裝置的 盤管2，經(jīng)盤管2下部的盤管下部所開小孔3均勻排出，混合氣體中水蒸氣和反應物質(zhì)的蒸 汽這時液化為液體，并溶解在吸氣回收裝置的溶劑中。氣體再經(jīng)格柵4和格柵4上部的陶 瓷球或玻璃球5，增加了接觸時間和接觸面積后使氣體更加充分與溶劑接觸，氣體這時基本 為氮氣，經(jīng)放空管11排出反應體系。反應一段時間后，通過視鏡7觀察洗氣回收裝置中液面情況，并通過承重支座15 下部的電子稱的承重模塊顯示得出洗氣回收裝置物料增重情況來判斷反應進程和反應程 度。反應完畢后，關閉氮氣管道閥門19和混合氣體進料管閥門18，打開下料口閥門17，將 洗氣回收裝置中的物料放入另一反應釜中參加下一階段的反應，洗氣回收裝置完成了酯化 反應中物料回收及尾氣處理，同時也使整個生產(chǎn)周期內(nèi)物料平衡。以上實施例是對本發(fā)明的說明和進一步解釋，而不是對本發(fā)明的限制，在本發(fā)明 的精神和權利保護范圍所做的任何修改，都落入本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.聚羧酸系減水劑大單體制備洗氣回收裝置，其特征在于包括混合氣體進管、將管 環(huán)繞成圓形的盤管、放空管、溶劑加料管道、格柵、陶瓷球或玻璃球；混合氣體進管由回收裝置頂部進入，連接裝置底部的盤管，盤管按等間距分別有大小 不等的小孔，從進氣端至遠端小孔的直徑不斷增大，小孔位于盤管的下方；格柵位于盤管上 方，格柵上面放置陶瓷小球或玻璃小球，在所述裝置頂部安裝有放空管和放空管閥門，放空管直接通到生產(chǎn)車間外面；在所述裝置頂部安裝有溶劑加料管道和溶劑加料管道閥門，溶劑加料管道與儲存溶劑 的儲料罐相連；在所述裝置下部安裝有下料口和管道閥門。
2.根據(jù)權利要求1所述的聚羧酸系減水劑大單體制備用洗氣回收裝置，其特征在于 在所述裝置頂部安裝加料口，所訴加料口通過加料閥門、加料管與裝置相連。
3.根據(jù)權利要求1所述的聚羧酸系減水劑大單體制備用洗氣回收裝置，其特征在于 盤管底部的小孔間距為50mm 200mm，小孔直徑3mm 50mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的聚羧酸系減水劑大單體制備用洗氣回收裝置，其特征在于 在所述裝置內(nèi)部的盤管上方50mm 600mm安裝有格柵，格柵厚度IOmm 300mm。
5.根據(jù)權利要求1所述的聚羧酸系減水劑大單體制備用洗氣回收裝置，其特征在于 格柵上方有陶瓷球或玻璃球直徑為IOmm 80mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的聚羧酸系減水劑大單體制備用洗氣回收裝置，其特征在于 在所述裝置上部桶體兩側(cè)安裝有對稱地帶射燈的視鏡。
7.根據(jù)權利要求1所述的聚羧酸系減水劑大單體制備用洗氣回收裝置，其特征在于 在所述裝置桶體下部安裝有四個均勻分布的承重支座。
全文摘要
聚羧酸系減水劑大單體制備洗氣回收裝置涉及合成樹脂所用洗氣裝置領域。該裝置，包括混合氣體進管、盤管(由管道環(huán)繞成圓形)、進水管、排空管、加料漏斗、格柵、陶瓷球或玻璃球?；旌蠚怏w進管由回收裝置頂部進入，連接底部的盤管，盤管按照相同距離有大小不等的小孔，從進氣端至遠端小孔的直徑不斷增大，小孔位于盤管的下方。位于盤管上方的格柵放置陶瓷小球或玻璃小球，氣體從盤管中均勻排出，且與溶劑充分接觸后，氣體中物料被全部吸收。此時氣體不用再進行尾氣處理即可排放出去，不僅回收了生產(chǎn)原料，節(jié)省了生產(chǎn)成本，而且起到了保護環(huán)境的作用。
文檔編號B01D53/18GK102091508SQ20101060808
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權日2010年12月27日
發(fā)明者蘭明章, 劉曉, 吳昊, 崔素萍, 徐瑩, 李慧群, 李桃安, 毛倩瑾, 王亞麗, 王子明, 鄭付營 申請人:北京工業(yè)大學