權(quán)利要求書(shū): 1.一種工業(yè)化二甲基二烯丙基氯化銨合成方法,其特征在于:包括以下步驟,Ⅰ.將濃度為40%的二甲胺溶液、濃度為52.15%的堿液、濃度為99%的3?氯丙烯按(1.7~1.55):(1.2~0.8):(3.0~2.25)的質(zhì)量比打入進(jìn)料緩沖罐(4);
Ⅱ.由進(jìn)料緩沖罐(4)將物料先泵入第一反應(yīng)器(6)內(nèi)進(jìn)行反應(yīng),后泵入第二反應(yīng)器(10)內(nèi)進(jìn)行反應(yīng);其中第一反應(yīng)器(6)和第二反應(yīng)器(10)內(nèi)均自上而下布置有破沫網(wǎng)、液體分布器、填料層和制冷循環(huán)換熱管,其中填料層內(nèi)裝碳化硅、陶瓷或合金高抗酸、堿填料;第一反應(yīng)器(6)和第二反應(yīng)器(10)內(nèi)均通入氮?dú)庠鰤海允沟谝环磻?yīng)器(6)和第二反應(yīng)器(10)內(nèi)氣壓維持在0.2MPa~0.5MPa;第一反應(yīng)器(6)內(nèi)維持2℃~25℃的反應(yīng)溫度,第二反應(yīng)器(10)內(nèi)維持40℃~50℃的反應(yīng)溫度;第一反應(yīng)器(6)進(jìn)而第二反應(yīng)器(10)內(nèi)的循環(huán)反應(yīng)流量均按0.15h~0.35h/次限定,反應(yīng)時(shí)間相同;
Ⅲ.到達(dá)反應(yīng)時(shí)間后,將物料泵入低溫蒸餾釜(13)進(jìn)行低溫蒸餾,低溫蒸餾釜(13)溫度設(shè)定在40℃~50℃;隨后將低溫蒸餾釜(13)內(nèi)剩余物料泵入中溫蒸餾釜(15)進(jìn)行中溫蒸餾,中溫蒸餾釜(15)溫度設(shè)定在85℃~105℃;然后將中溫蒸餾釜(15)內(nèi)剩余物料泵入高溫蒸餾釜(17)進(jìn)行高溫蒸餾,高溫蒸餾釜(17)溫度設(shè)定在110℃~120℃;
Ⅳ.高溫蒸餾后將剩余反應(yīng)物泵入蒸餾冷凝器(19)中冷凝,隨后泵入離心機(jī)(21)進(jìn)行離心分離,其中液相通過(guò)液相緩沖罐(22)進(jìn)入吸附脫色罐(24)脫色,固相進(jìn)入固相罐(23);
Ⅴ.液相脫色后進(jìn)入液相成品罐(25),然后通過(guò)壓濾機(jī)(26)壓濾后得到固相產(chǎn)品,最后通過(guò)輸送機(jī)(27)運(yùn)輸?shù)桨b機(jī)(28)內(nèi)分袋包裝,完成二甲基二烯丙基氯化銨成品的生產(chǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種工業(yè)化二甲基二烯丙基氯化銨合成方法,其特征在于:選用陶瓷填料時(shí),第一反應(yīng)器(6)內(nèi)裝填2目~4目陶瓷規(guī)整填料;第二反應(yīng)器(10)內(nèi)裝填5目~10目陶瓷規(guī)整填料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種工業(yè)化二甲基二烯丙基氯化銨合成方法,其特征在于:低溫蒸餾釜(13)、中溫蒸餾釜(15)和高溫蒸餾釜(17)內(nèi)的攪拌轉(zhuǎn)速均設(shè)為10r/min~25r/min,控制反應(yīng)物料的蒸發(fā)時(shí)間均為0.5h~2h,反應(yīng)物料蒸發(fā)率均選為10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的一種工業(yè)化二甲基二烯丙基氯化銨合成方法,其特征在于:低溫蒸餾釜(13)內(nèi)控制的真空度保持在?0.04MPa~?0.06MPa,中溫蒸餾釜(15)內(nèi)控制的真空度保持在?0.05MPa~?0.07MPa,高溫蒸餾釜(17)內(nèi)控制的真空度保持在?0.04MPa~?0.07MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的一種工業(yè)化二甲基二烯丙基氯化銨合成方法,其特征在于:低溫蒸餾釜(13)、中溫蒸餾釜(15)和高溫蒸餾釜(17)中除去的反應(yīng)物分別通入不同的捕集罐內(nèi)緩存,最后統(tǒng)一送污水站回收處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的一種工業(yè)化二甲基二烯丙基氯化銨合成方法,其特征在于:蒸餾冷凝器(19)與第一反應(yīng)器(6)采用相同的制冷系統(tǒng)。
說(shuō)明書(shū): 一種工業(yè)化二甲基二烯丙基氯化銨合成方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種工業(yè)化二甲基二烯丙基氯化銨合成方法。背景技術(shù)[0002] 二甲基二烯丙基氯化銨是一種含有兩個(gè)不飽和鍵的水溶性極強(qiáng)的季銨鹽,具有正電荷密度高、水溶性好、分子量易于控制、高效無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn),它的均聚物聚二甲基二烯丙基氯化銨,可與其它乙烯基單體均聚或共聚,給聚合物引入季銨基基團(tuán),因而具有極強(qiáng)的極性和對(duì)陰離子性物質(zhì)的親和力,從而成為合成絮凝劑及高吸水材料的新寵,在石油開(kāi)采、造紙
采礦、紡織印染、日用化工以及水處理領(lǐng)域有著廣泛的用途,特別是近年來(lái)隨著其在水溶性高分子凈水劑和無(wú)醛固色劑方面的應(yīng)用擴(kuò)展,進(jìn)一步刺激了二甲基二烯丙基氯化銨國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求。[0003] 現(xiàn)在國(guó)內(nèi)二甲基二烯丙基氯化銨生產(chǎn)廠家還是以一步法將二甲胺和烯丙基氯及氫氧化鈉進(jìn)行反應(yīng)制備產(chǎn)品單體為主,這種方法最大的問(wèn)題是反應(yīng)產(chǎn)物溶液中含有大量的副產(chǎn)物,如氯化鈉、烯醇、烯醛、叔胺鹽、烯丙基氯等,即使經(jīng)高成本減壓蒸餾也不能完全除去以上雜質(zhì),嚴(yán)重影響著單體純度,限制了單體的聚合及其它方面的應(yīng)用。一步法制備二甲基二烯丙基氯化銨除了副產(chǎn)物多,產(chǎn)品純度受限外,還在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中存在工藝流程不易實(shí)施、制作工序復(fù)雜、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率低、生產(chǎn)效率低等一列問(wèn)題,因此一步法制備二甲基二烯丙基氯化銨在反應(yīng)溫度控制、加料配比、方式及時(shí)間節(jié)點(diǎn)、PH值控制、蒸餾提純等方面還存在著諸多需要改進(jìn)的地方。[0004] 目前微通道反應(yīng)器在化學(xué)合成領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,其中授權(quán)號(hào)為CN104370784B公開(kāi)了一種制備二甲基二丙烯基氯化銨的方法,其在制備過(guò)程的連續(xù)性、工藝的操作控制性方面有一定的優(yōu)勢(shì),但離工業(yè)化應(yīng)用還有較大距離,首先是反應(yīng)溫度比較高,可造成實(shí)際工業(yè)化時(shí)能耗比較高;反應(yīng)需要一定的時(shí)間,而微反應(yīng)器持液量小,微反應(yīng)器在這方面受限嚴(yán)重;采用產(chǎn)品自然沉降分離法對(duì)產(chǎn)品去雜提純,效果差,不適合工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的要求,影響整體生產(chǎn)效率與企業(yè)收益。
[0005] 因此,針對(duì)以上不足,需要提供一種工業(yè)化二甲基二烯丙基氯化銨合成方法。發(fā)明內(nèi)容[0006] (一)要解決的技術(shù)問(wèn)題[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是解決如何減少一步法制備二甲基二烯丙基氯化銨的副產(chǎn)物的問(wèn)題。[0008] (二)技術(shù)方案[0009] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種工業(yè)化二甲基二烯丙基氯化銨合成方法,包括以下步驟,[0010] Ⅰ.將濃度為40%的二甲胺溶液、濃度為52.15%的堿液、濃度為99%的3?氯丙烯按(1.7~1.55):(1.2~0.8):(3.0~2.25)的質(zhì)量比打入進(jìn)料緩沖罐;[0011] Ⅱ.由進(jìn)料緩沖罐將物料先泵入第一反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng),后泵入第二反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng);[0012] Ⅲ.到達(dá)反應(yīng)時(shí)間后,將物料泵入低溫蒸餾釜進(jìn)行低溫蒸餾,低溫蒸餾釜溫度設(shè)定在40℃~50℃;隨后將低溫蒸餾釜內(nèi)剩余物料泵入中溫蒸餾釜進(jìn)行中溫蒸餾,中溫蒸餾釜溫度設(shè)定在85℃~105℃;然后將中溫蒸餾釜內(nèi)剩余物料泵入高溫蒸餾釜進(jìn)行高溫蒸餾,高溫蒸餾釜溫度設(shè)定在110℃~120℃;[0013] Ⅳ.高溫蒸餾后將剩余反應(yīng)物泵入蒸餾冷凝器中冷凝,隨后泵入離心機(jī)進(jìn)行離心分離,其中液相通過(guò)液相緩沖罐進(jìn)入吸附脫色罐脫色,[0014] 固相進(jìn)入固相罐;[0015] Ⅴ.液相脫色后進(jìn)入液相成品罐,然后通過(guò)壓濾機(jī)壓濾后得到固相產(chǎn)品,最后通過(guò)輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)桨b機(jī)內(nèi)分袋包裝,完成二甲基二烯丙基氯化銨成品的生產(chǎn)。[0016] 作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明,優(yōu)選地,第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器內(nèi)均通入氮?dú)庠鰤?,以使第一反?yīng)器和第二反應(yīng)器內(nèi)氣壓維持在0.2MPa~0.5MPa。[0017] 作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明,優(yōu)選地,第二反應(yīng)器內(nèi)氣壓大于第一反應(yīng)器內(nèi)氣壓。[0018] 作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明,優(yōu)選地,第一反應(yīng)器內(nèi)維持2℃~25℃的反應(yīng)溫度,第二反應(yīng)器內(nèi)維持40℃~50℃的反應(yīng)溫度;第一反應(yīng)器進(jìn)而第二反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)反應(yīng)流量均按0.15h~0.35h/次限定,反應(yīng)時(shí)間相同。[0019] 作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明,優(yōu)選地,第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器內(nèi)均自上而下布置有破沫網(wǎng)、液體分布器、填料層和制冷循環(huán)換熱管,其中填料層內(nèi)裝碳化硅、陶瓷或合金高抗酸、堿填料。[0020] 作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明,優(yōu)選地,選用陶瓷填料時(shí),第一反應(yīng)器內(nèi)裝填2目~4目陶瓷規(guī)整填料;第二反應(yīng)器內(nèi)裝填5目~10目陶瓷規(guī)整填料。[0021] 作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明,優(yōu)選地,低溫蒸餾釜、中溫蒸餾釜和高溫蒸餾釜內(nèi)的攪拌轉(zhuǎn)速均設(shè)為10r/min~25r/min,控制反應(yīng)物料的蒸發(fā)時(shí)間均為0.5h~2h,反應(yīng)物料蒸發(fā)率均選為10%。[0022] 作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明,優(yōu)選地,低溫蒸餾釜內(nèi)控制的真空度保持在?0.04MPa~?0.06MPa,中溫蒸餾釜內(nèi)控制的真空度保持在?0.05MPa~?0.07MPa,高溫蒸餾釜內(nèi)控制的真空度保持在?0.04MPa~?0.07MPa。
[0023] 作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明,優(yōu)選地,低溫蒸餾釜、中溫蒸餾釜和高溫蒸餾釜中除去的反應(yīng)物分別通入不同的捕集罐內(nèi)緩存,最后統(tǒng)一送污水站回收處理。[0024] 作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明,優(yōu)選地,蒸餾冷凝器與第一反應(yīng)器采用相同的制冷系統(tǒng)。[0025] (三)有益效果[0026] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):[0027] 本發(fā)明在第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器內(nèi)均采用氮?dú)饧訅合鄬?duì)低溫反應(yīng),有利于分別加快叔胺反應(yīng)和季胺化反應(yīng),抑制其他反應(yīng),最大程度減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生;而且采用隔膜泵加壓循環(huán)流經(jīng)陶瓷孔道進(jìn)行反應(yīng),代替普通反應(yīng)釜的攪拌反應(yīng),同時(shí)克服了微孔反應(yīng)器持液量小的缺點(diǎn),減少物料蒸發(fā),縮短反應(yīng)時(shí)間,適合工業(yè)化量產(chǎn)需求;并且采用捕集
真空泵維持負(fù)壓蒸餾,以縮短蒸餾時(shí)間,雜質(zhì)分離效果好。附圖說(shuō)明[0028] 圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。[0029] 圖中:1、二甲胺罐及計(jì)量泵;2、堿液罐及計(jì)量泵;3、氯丙烯罐及計(jì)量泵;4、進(jìn)料緩沖罐;5、第一隔膜泵;6、第一反應(yīng)器;7、第一制冷系統(tǒng);8、第二緩沖罐;9、第二隔膜泵;10、第二反應(yīng)器;11、第二制冷系統(tǒng);12、蒸餾進(jìn)料罐;13、低溫蒸餾釜;14、低溫蒸餾釜捕集真空泵;15、中溫蒸餾釜;16、中溫蒸餾釜捕集真空泵;17、高溫蒸餾釜;18、高溫蒸餾釜捕集真空泵;
19、蒸餾冷凝器;20、共用制冷系統(tǒng);21、離心機(jī);22、液相緩沖罐;23、固相罐;24、吸附脫色罐;25、液相成品罐;26、壓濾機(jī);27、輸送機(jī);28、包裝機(jī)。
具體實(shí)施方式[0030] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0031] 一種工業(yè)化二甲基二烯丙基氯化銨合成方法,如圖1所示,是基于一套合成裝置進(jìn)行操作,該合成裝置包括配料反應(yīng)單元、蒸餾冷凝單元及分離壓濾包裝單元。在配料反應(yīng)單元中將二甲胺、堿液、3?氯丙烯按設(shè)定比例混合后,經(jīng)隔膜泵升壓后進(jìn)兩級(jí)反應(yīng)器組進(jìn)行反應(yīng);配料反應(yīng)單元的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)蒸餾冷凝單元三級(jí)蒸餾,一級(jí)冷凝后進(jìn)分離壓濾包裝單元經(jīng)離心分離、吸附脫色及壓濾后進(jìn)行成品包裝。[0032] 如圖1所示,配料反應(yīng)單元包括二甲胺罐及計(jì)量泵1、堿液罐及計(jì)量泵2、3?氯丙烯罐及計(jì)量泵3,其中由第二制冷系統(tǒng)11維持三罐體的溫度不超過(guò)20℃,三罐經(jīng)管線與進(jìn)料緩沖罐4相連接,后經(jīng)管線依次與第一隔膜泵5、第一反應(yīng)器6、第二緩沖罐8、第二隔膜泵9、第二反應(yīng)器10依次連結(jié);由第一制冷系統(tǒng)7將第一反應(yīng)器6反應(yīng)溫度維持在2~25℃,優(yōu)先14℃;由第二制冷系統(tǒng)11將第二反應(yīng)器10反應(yīng)溫度維持在40~50℃,優(yōu)先45℃。[0033] 進(jìn)料緩沖罐4內(nèi)設(shè)破沫網(wǎng)、液體分布器、填料層。第一反應(yīng)器6和第二反應(yīng)器10均采用上立式下臥式的腔體結(jié)構(gòu),立式筒體為反應(yīng)腔體,臥式筒體為制冷換熱腔體,內(nèi)部自上而下依次裝有破沫網(wǎng)、液體分布器、填料層、制冷循環(huán)換熱管,反應(yīng)器填料層可裝碳化硅、陶瓷或合金搞抗酸、堿填料,優(yōu)選陶瓷規(guī)整填料;第一反應(yīng)器6裝填2~4目陶瓷規(guī)整填料,優(yōu)選2目陶瓷規(guī)整填料;第二反應(yīng)器10裝填5~10目陶瓷規(guī)整填料,優(yōu)選5目陶瓷規(guī)整填料。[0034] 各反應(yīng)器采用進(jìn)料、制冷、反應(yīng)內(nèi)循環(huán)控制系統(tǒng),維持各反應(yīng)器壓力、溫度參數(shù)保持平衡。[0035] 如圖1所示,蒸餾冷凝單元包括蒸餾進(jìn)料罐12、輸料泵與低溫蒸餾釜13、低溫蒸餾釜捕集真空泵14、中溫蒸餾釜15、中溫蒸餾釜捕集真空泵16、高溫蒸餾釜17、高溫蒸餾釜捕集真空泵18和蒸餾冷凝器19,蒸餾進(jìn)料罐12進(jìn)料線與配料反應(yīng)單元第二反應(yīng)器10連接,出料線經(jīng)輸料泵與低溫蒸餾釜13連接,低溫蒸餾釜13頂蒸汽線與低溫蒸餾釜捕集真空泵14連接后進(jìn)捕集罐;低溫蒸餾釜13出料線經(jīng)輸料泵與中溫蒸餾釜15連接,中溫蒸餾釜15頂蒸汽線與中溫蒸餾釜捕集真空泵16連接后進(jìn)捕集罐;中溫蒸餾釜15出料線經(jīng)輸料泵與高溫蒸餾釜17連接,高溫蒸餾釜17頂蒸汽線與高溫蒸餾釜捕集真空泵18連接后進(jìn)捕集罐;高溫蒸餾釜17出料線經(jīng)輸料泵與蒸餾冷凝器19連接。低溫蒸餾釜13、中溫蒸餾釜15、高溫蒸餾釜17由加熱蒸汽循環(huán)管線向夾套內(nèi)供熱。蒸餾冷凝器19由制冷系統(tǒng)20提供循環(huán)冷凝液。[0036] 如圖1所示,分離壓濾包裝單元包括離心機(jī)21、液相緩沖罐22、固相罐23、吸附脫色罐24、液相成品罐25和壓濾機(jī)26,蒸餾冷凝器19出料線經(jīng)泵與離心機(jī)21進(jìn)料線連接,離心機(jī)21固相出料線與固相罐23連接;離心機(jī)21液相出料線與液相緩沖罐22連接;液相緩沖罐22經(jīng)泵與吸附脫色罐24、液相成品罐25、壓濾機(jī)26依次連接;壓濾機(jī)26出料進(jìn)輸送機(jī)27料斗送包裝機(jī)28。吸附脫色罐24內(nèi)設(shè)破沫網(wǎng)、活性炭。
[0037] 基于上述合成裝置,本發(fā)明提供一種合成方法,具體如下:[0038] Ⅰ.先由制冷系統(tǒng)維持二甲胺罐及計(jì)量泵1、堿液罐及計(jì)量泵2、3?氯丙烯罐及計(jì)量泵3的儲(chǔ)罐溫度為20℃;再由二甲胺罐及計(jì)量泵1、堿液罐及計(jì)量泵2、3?氯丙烯罐及計(jì)量泵3分別將濃度為40%二甲胺溶液、濃度為52.15%堿液、濃度為99.0%的3?氯丙烯按(1.7~1.55):(1.2~0.8):(3.0~2.25)的質(zhì)量比打入進(jìn)料緩沖罐4,優(yōu)選質(zhì)量比1.63:1:2.58。
[0039] Ⅱ.待進(jìn)料緩沖罐4進(jìn)料5分鐘后啟動(dòng)第一隔膜泵5向第一反應(yīng)器6供料,進(jìn)料時(shí)間設(shè)為1.5h,計(jì)量泵停止后五分內(nèi)進(jìn)料緩沖罐4料盡自動(dòng)停止第一反應(yīng)器進(jìn)料,自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)料閥門(mén),制冷換熱腔體下循環(huán)閥門(mén)打開(kāi)進(jìn)行物料內(nèi)循環(huán)反應(yīng)。其中第一隔膜泵5出口壓力范圍為0.2~0.5MPa,優(yōu)選0.35MPa;第一反應(yīng)器6維持2~25℃的反應(yīng)溫度,優(yōu)先14℃;循環(huán)反應(yīng)流量按0.15~0.35h/次設(shè)定,優(yōu)選0.25h/次;反應(yīng)時(shí)間1.5h~3.0h,優(yōu)選2.0h;第一反應(yīng)器由氮?dú)庀到y(tǒng)保持0.2~0.5MPa反應(yīng)壓力,優(yōu)選0.3MPa。[0040] Ⅲ.第一反應(yīng)器6到達(dá)反應(yīng)時(shí)間后,反應(yīng)物泵入第二緩沖罐8,待第二緩沖罐8進(jìn)料5分鐘后啟動(dòng)第二隔膜泵9向第二反應(yīng)器10供料;第二緩沖罐8的進(jìn)料泵停泵5分鐘后停止第二反應(yīng)器10進(jìn)料,自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)料閥門(mén),制冷換熱腔體下循環(huán)閥門(mén)打開(kāi)進(jìn)行物料內(nèi)循環(huán)反應(yīng)。其中第二隔膜泵9的出口壓力范圍為0.3~0.7MPa,優(yōu)選0.4MPa;第二反應(yīng)器10維持40~50℃反應(yīng)溫度,優(yōu)先45℃;循環(huán)反應(yīng)流量按0.15~0.35h/次設(shè)定,優(yōu)選0.25h/次;反應(yīng)時(shí)間
1.5h~3.0h,優(yōu)選2.0h;第二反應(yīng)器由氮?dú)庀到y(tǒng)保持0.2~0.5MPa反應(yīng)壓力,優(yōu)選0.35MPa。
[0041] Ⅳ.將第二反應(yīng)器10的反應(yīng)物料泵入蒸餾進(jìn)料罐12,后泵入低溫蒸餾釜13進(jìn)行蒸餾,低溫蒸餾的溫度設(shè)定為40~50℃,優(yōu)選45℃;攪拌轉(zhuǎn)速10~25r/min,優(yōu)選15r/min。由低溫蒸餾釜捕集真空泵14進(jìn)行蒸發(fā)液收集,控制真空度?0.04~?0.06MPa,優(yōu)選?0.05MPa;控制反應(yīng)物料的蒸發(fā)時(shí)間0.5~2h,優(yōu)選1.2h;反應(yīng)物料蒸發(fā)率為8~12%,優(yōu)選10%。通過(guò)低溫蒸餾,可將二甲胺、氯丙烯、烯醇、酰類(lèi)物質(zhì)從反應(yīng)物中蒸提取出來(lái),存捕集罐緩存送污水站回收處理。[0042] Ⅴ.低溫蒸餾結(jié)束后,將低溫蒸餾釜13剩余反應(yīng)物泵入中溫蒸餾釜15,中溫蒸餾的溫度設(shè)定為85~105℃,優(yōu)選100℃;攪拌轉(zhuǎn)速10~25r/min,優(yōu)選15r/min。由中溫蒸餾釜捕集真空泵16進(jìn)行蒸發(fā)液收集,控制真空度?0.05~?0.07MPa,優(yōu)選?0.06MPa;控制反應(yīng)物料的蒸發(fā)時(shí)間0.5~2h,優(yōu)選1.2h;反應(yīng)物料蒸發(fā)率為9~13%,優(yōu)選10%。通過(guò)中溫蒸餾,可除去伯胺鹽、仲胺鹽類(lèi)物質(zhì),存捕集罐緩存送污水站回收處理。[0043] Ⅵ.中溫蒸餾結(jié)束后,將中溫蒸餾釜15剩余反應(yīng)物泵入高溫蒸餾釜17,高溫蒸餾的溫度設(shè)定為110~120℃,優(yōu)選115℃;攪拌轉(zhuǎn)速10~25r/min,優(yōu)選15r/min;由高溫蒸餾釜捕集真空泵18進(jìn)行蒸發(fā)液收集,控制真空度?0.04~?0.07MPa,優(yōu)選?0.05MPa;控制反應(yīng)物料的蒸發(fā)時(shí)間0.5~2h,優(yōu)選1.2h;反應(yīng)物料蒸發(fā)率為9~15%,優(yōu)選10%。通過(guò)高溫蒸餾,可除去季胺鹽類(lèi)物質(zhì)類(lèi)物質(zhì),存捕集罐緩存送污水站回收處理。高溫蒸餾結(jié)束后,將高溫蒸餾釜17剩余反應(yīng)物泵入蒸餾冷凝器19,降至20~35℃,優(yōu)選25℃;降溫后泵入離心機(jī)21。
[0044] Ⅶ.離心機(jī)21對(duì)降溫后的反應(yīng)物進(jìn)行離心分離,分離出的液相泵進(jìn)液相緩沖罐22,分離出的固相NaCl泵進(jìn)固相罐23。液相從液相緩沖罐泵22送入吸附脫色罐24進(jìn)行吸附脫色;脫色后液相成品進(jìn)液相成品罐25,能夠得到的液相濃度為60%~80%,按優(yōu)選操作條件進(jìn)行操作,可得濃度80%的二甲基二烯丙基氯化銨單體溶液。液相產(chǎn)品經(jīng)壓濾機(jī)壓濾后可得固相產(chǎn)品,經(jīng)輸送機(jī)輸送到包裝機(jī)進(jìn)行分袋包裝。[0045] 本發(fā)明還提供三個(gè)實(shí)施例驗(yàn)證本裝置和方法的技術(shù)效果,具體如下:[0046] 實(shí)施例1:[0047] 由二甲胺罐及計(jì)量泵1、堿液罐及計(jì)量泵2、3?氯丙烯罐及計(jì)量泵3分別將濃度為40%二甲胺溶液、濃度為52.15%堿液、濃度為99.0%的3?氯丙烯按1.7:1.2:3.0的質(zhì)量比打入進(jìn)料緩沖罐4;待進(jìn)料緩沖罐4進(jìn)料5分鐘后啟動(dòng)第一隔膜泵5向第一反應(yīng)器6供料,進(jìn)料時(shí)間設(shè)為1.5h;進(jìn)料后在第一反應(yīng)器6內(nèi)進(jìn)行內(nèi)循環(huán)反應(yīng),反應(yīng)操作參數(shù)如下:隔膜泵5出口壓力為0.4MPa;反應(yīng)溫度20℃;循環(huán)反應(yīng)流量0.3h/次;反應(yīng)時(shí)間1.5h;第一反應(yīng)器6由氮?dú)庀到y(tǒng)保持0.3MPa反應(yīng)壓力;第二反應(yīng)器10內(nèi)循環(huán)反應(yīng)操作參數(shù)如下:第二隔膜泵9出口壓力為0.45MPa;反應(yīng)溫度40℃;循環(huán)反應(yīng)流量0.3h/次;反應(yīng)時(shí)間1.5h;第二反應(yīng)器10由氮?dú)庀到y(tǒng)保持0.35MPa反應(yīng)壓力。
[0048] 低溫蒸餾:低溫蒸餾釜13溫度設(shè)定為40℃;攪拌轉(zhuǎn)速10r/min;低溫蒸餾釜捕集真空泵14真空度?0.04MPa;蒸發(fā)時(shí)間1.0h;反應(yīng)物料蒸發(fā)率為8%。[0049] 中溫蒸餾:中溫蒸餾釜15溫度設(shè)定為95℃;攪拌轉(zhuǎn)速10r/min;中溫蒸餾釜捕集真空泵16真空度?0.05MPa;蒸發(fā)時(shí)間1h;反應(yīng)物料蒸發(fā)率為9%。[0050] 高溫蒸餾:高溫蒸餾釜17溫度設(shè)定為110℃;攪拌轉(zhuǎn)速10r/min;高溫蒸餾釜捕集真空泵18真空度?0.04MPa;蒸發(fā)時(shí)間1h;反應(yīng)物料蒸發(fā)率為9%。[0051] 高溫蒸餾結(jié)束后,將高溫蒸餾釜17剩余反應(yīng)物泵入蒸餾冷凝器19,降至35℃;降溫后泵入離心機(jī)21。[0052] 離心機(jī)21對(duì)降溫后的反應(yīng)物進(jìn)行離心分離,分離出液相進(jìn)液相緩沖罐22,固相NaCl進(jìn)固相罐23;液相從液相緩沖罐22泵送入吸附脫色罐24進(jìn)行吸附脫色;脫色后液相成品進(jìn)液相成品罐25;液相濃度52.3%左右。液相產(chǎn)品經(jīng)壓濾機(jī)26壓濾后可得固相產(chǎn)品,經(jīng)輸送機(jī)27輸送到包裝機(jī)28進(jìn)行分袋包裝。[0053] 得到液相產(chǎn)品指標(biāo)如下表所示:[0054]項(xiàng)目 指標(biāo)
外觀 淡黃色液體
有效含量(%) 52.3
PH值 5~7.5
色度(APHA) ≤80
NaCl,% ≤5.0
[0055] 實(shí)施例2[0056] 由二甲胺罐及計(jì)量泵1、堿液罐及計(jì)量泵2、3?氯丙烯罐及計(jì)量泵3分別將濃度為40%二甲胺溶液、濃度為52.15%堿液、濃度為99.0%的3?氯丙烯按1.63:1:2.58的質(zhì)量比打入進(jìn)料緩沖罐4;待進(jìn)料緩沖罐4進(jìn)料5分鐘后啟動(dòng)第一隔膜泵5向第一反應(yīng)器6供料,進(jìn)料時(shí)間設(shè)為1.5h;進(jìn)料后在第一反應(yīng)器6內(nèi)進(jìn)行內(nèi)循環(huán)反應(yīng),反應(yīng)操作參數(shù)如下:隔膜泵5出口壓力為0.35MPa;反應(yīng)溫度14℃;循環(huán)反應(yīng)流量0.25h/次;反應(yīng)時(shí)間2h;第一反應(yīng)器6由氮?dú)庀到y(tǒng)保持0.3MPa反應(yīng)壓力;第二反應(yīng)器10內(nèi)循環(huán)反應(yīng)操作參數(shù)如下:第二隔膜泵9出口壓力為0.40MPa;反應(yīng)溫度45℃;循環(huán)反應(yīng)流量0.2h/次;反應(yīng)時(shí)間2h;第二反應(yīng)器10由氮?dú)庀到y(tǒng)保持0.35MPa反應(yīng)壓力。
[0057] 低溫蒸餾:低溫蒸餾釜13溫度設(shè)定為45℃;攪拌轉(zhuǎn)速15r/min;低溫蒸餾釜捕集真空泵14真空度?0.05MPa;蒸發(fā)時(shí)間1.2h;反應(yīng)物料蒸發(fā)率為10%。[0058] 中溫蒸餾:中溫蒸餾釜15溫度設(shè)定為100℃;攪拌轉(zhuǎn)速15r/min;中溫蒸餾釜捕集真空泵16真空度?0.06MPa;蒸發(fā)時(shí)間1.2h;反應(yīng)物料蒸發(fā)率為10%。[0059] 高溫蒸餾:高溫蒸餾釜17溫度設(shè)定為115℃;攪拌轉(zhuǎn)速15r/min;高溫蒸餾釜捕集真空泵18真空度?0.05MPa;蒸發(fā)時(shí)間1.2h;反應(yīng)物料蒸發(fā)率為10%。[0060] 高溫蒸餾結(jié)束后,將高溫蒸餾釜17剩余反應(yīng)物泵入蒸餾冷凝器19,降至25℃;降溫后泵入離心機(jī)21。[0061] 離心機(jī)21對(duì)降溫后的反應(yīng)物進(jìn)行離心分離,分離出液相進(jìn)液相緩沖罐22,固相NaCl進(jìn)固相罐23;液相從液相緩沖罐22泵送入吸附脫色罐24進(jìn)行吸附脫色;脫色后液相成品進(jìn)液相成品罐25;液相濃度80.6%左右。液相產(chǎn)品經(jīng)壓濾機(jī)26壓濾后可得固相產(chǎn)品,經(jīng)輸送機(jī)27輸送到包裝機(jī)28進(jìn)行分袋包裝。[0062] 得到液相產(chǎn)品指標(biāo)如下表所示:[0063]項(xiàng)目 指標(biāo)
外觀 淡黃色透明液體
有效含量(%) 80.6
PH值 5.5~7
色度(APHA) ≤50
NaCl,% ≤3.0
[0064] 實(shí)施例3[0065] 由二甲胺罐及計(jì)量泵1、堿液罐及計(jì)量泵2、3?氯丙烯罐及計(jì)量泵3分別將濃度為40%二甲胺溶液、濃度為52.15%堿液、濃度為99.0%的3?氯丙烯按1.63:1:2.58的質(zhì)量比打入進(jìn)料緩沖罐4;待進(jìn)料緩沖罐4進(jìn)料5分鐘后啟動(dòng)第一隔膜泵5向第一反應(yīng)器6供料,進(jìn)料時(shí)間設(shè)為1.5h;進(jìn)料后在第一反應(yīng)器6內(nèi)進(jìn)行內(nèi)循環(huán)反應(yīng),反應(yīng)操作參數(shù)如下:隔膜泵5出口壓力為0.35MPa;反應(yīng)溫度10℃;循環(huán)反應(yīng)流量0.25h/次;反應(yīng)時(shí)間2.5h;第一反應(yīng)器6由氮?dú)庀到y(tǒng)保持0.3MPa反應(yīng)壓力;第二反應(yīng)器10內(nèi)循環(huán)反應(yīng)操作參數(shù)如下:第二隔膜泵9出口壓力為0.40MPa;反應(yīng)溫度50℃;循環(huán)反應(yīng)流量0.2h/次;反應(yīng)時(shí)間2.5h;第二反應(yīng)器10由氮?dú)庀到y(tǒng)保持0.35MPa反應(yīng)壓力。
[0066] 低溫蒸餾:低溫蒸餾釜13溫度設(shè)定為50℃;攪拌轉(zhuǎn)速20r/min;低溫蒸餾釜捕集真空泵14真空度?0.05MPa;蒸發(fā)時(shí)間1.5h;反應(yīng)物料蒸發(fā)率為12%。[0067] 中溫蒸餾:中溫蒸餾釜15溫度設(shè)定為105℃;攪拌轉(zhuǎn)速20r/min;中溫蒸餾釜捕集真空泵16真空度?0.06MPa;蒸發(fā)時(shí)間1.5h;反應(yīng)物料蒸發(fā)率為12%。[0068] 高溫蒸餾:高溫蒸餾釜17溫度設(shè)定為120℃;攪拌轉(zhuǎn)速20r/min;高溫蒸餾釜捕集真空泵18真空度?0.05MPa;蒸發(fā)時(shí)間1.5h;反應(yīng)物料蒸發(fā)率為13%。[0069] 高溫蒸餾結(jié)束后,將高溫蒸餾釜17剩余反應(yīng)物泵入蒸餾冷凝器19,降至20℃;降溫后泵入離心機(jī)21。[0070] 離心機(jī)21對(duì)降溫后的反應(yīng)物進(jìn)行離心分離,分離出液相進(jìn)液相緩沖罐22,固相NaCl進(jìn)固相罐23;液相從液相緩沖罐22泵送入吸附脫色罐24進(jìn)行吸附脫色;脫色后液相成品進(jìn)液相成品罐25;液相濃度65.4%左右。液相產(chǎn)品經(jīng)壓濾機(jī)26壓濾后可得固相產(chǎn)品,經(jīng)輸送機(jī)27輸送到包裝機(jī)28進(jìn)行分袋包裝。[0071] 得到液相產(chǎn)品指標(biāo)如下表所示:[0072] 項(xiàng)目 指標(biāo)外觀 黃色液體
有效含量(%) 65.4
PH值 5~6.5
色度(APHA) ≤190
NaCl,% ≤3.0
[0073] 綜上所述,本發(fā)明采用電磁計(jì)量泵進(jìn)行按比例同時(shí)進(jìn)料,并經(jīng)填料進(jìn)料緩沖罐4填料充分混合,有利于維持反應(yīng)進(jìn)料穩(wěn)定與充分混合。并通過(guò)在第一反應(yīng)器6和第二反應(yīng)器10內(nèi)均采用氮?dú)饧訅合鄬?duì)低溫反應(yīng),有利于分別加快叔胺反應(yīng)和季胺化反應(yīng),抑制其他反應(yīng),最大程度減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生;而且采用隔膜泵加壓循環(huán)流經(jīng)陶瓷孔道進(jìn)行反應(yīng),代替普通反應(yīng)釜的攪拌反應(yīng),同時(shí)克服了微孔反應(yīng)器持液量小的缺點(diǎn),減少物料蒸發(fā),縮短反應(yīng)時(shí)間,適合工業(yè)化量產(chǎn)需求;并且采用捕集真空泵維持負(fù)壓蒸餾,以縮短蒸餾時(shí)間,雜質(zhì)分離效果好。此外采用DCS控制系統(tǒng)對(duì)反應(yīng)進(jìn)料系統(tǒng)、反應(yīng)器循環(huán)量及制冷系統(tǒng)、蒸餾負(fù)壓及加熱循環(huán)、蒸餾冷凝、離心分離、產(chǎn)品脫色、壓濾、輸送包裝等系統(tǒng)、設(shè)備進(jìn)行集中管理和遠(yuǎn)程分散精準(zhǔn)控制,提高企業(yè)自動(dòng)化水平和管理水平,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量精準(zhǔn)控制。[0074] 最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
聲明:
“工業(yè)化二甲基二烯丙基氯化銨合成方法” 該技術(shù)專(zhuān)利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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