一種akd混合物連續(xù)精制的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種AKD混合物連續(xù)精制的方法，包括以下步驟：a、AKD的縮合反應(yīng)中得到的反應(yīng)混合物使用干燥器連續(xù)脫除有機(jī)物；b、連續(xù)使用多級(jí)串聯(lián)或并聯(lián)的方式對(duì)AKD混合物萃取、洗滌和分離；c、采用熱空氣干燥技術(shù)純化，得到合格的AKD產(chǎn)品。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了AKD混合物的連續(xù)、高效精制工藝，大大提高了生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量得到有效提升。
【專利說明】一種AKD混合物連續(xù)精制的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工提純處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種連續(xù)純化精制由縮合反應(yīng)方法 合成AKD混合物的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] AKD為燒基乙烯酮基二聚體（Alkyl Ketene Dimmer)的縮寫，是一種造紙紙楽中性 施膠劑，主要用于文化用紙、包裝紙、銅版紙和瓦楞紙等高檔紙品的生產(chǎn)。AKD中性施膠具有 設(shè)備腐蝕小、污水排放少、能量消耗少等眾多優(yōu)點(diǎn)，目前其使用量已達(dá)造紙用施膠劑的60% 以上，具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。
[0003] 由酰氯制備AKD有許多眾所周知的方法，最優(yōu)的方法是與酸化劑進(jìn)行縮合反應(yīng)脫 除氯化氫合成AKD。其中采用三乙胺和硬脂酰氯接觸并縮合生成AKD混合物最為廣泛。
[0004] 縮合反應(yīng)方法得到的反應(yīng)混合物為固體和液體的混合物，為了使反應(yīng)充分進(jìn)行， 三乙胺在一般情況下是充分的或者過量許多。要得到質(zhì)量合格的AKD產(chǎn)品，必須首先將反 應(yīng)混合物中的有機(jī)溶劑脫除，然后進(jìn)一步處理殘余有機(jī)物及夾雜的固體微粒，包括電解質(zhì)、 催化劑、殘余的水分以及未反應(yīng)的原料。
[0005] 縮合反應(yīng)混合物中的固體微粒含量及質(zhì)量占到產(chǎn)品總質(zhì)量的五分之一，反應(yīng)混合 物的粘度較大。脫除有機(jī)物后，粘度的變化將增加二個(gè)數(shù)量級(jí)以上，粘度范圍變化極寬。常 規(guī)的處理方法中，反應(yīng)混合物中產(chǎn)品與固體顆粒最初不分離，在反應(yīng)釜中加入無機(jī)酸萃取， 然后在此反應(yīng)釜中洗滌、分離，分離后的AKD中仍然含有10%或更多的水性成分和有機(jī)物， 分離效率和精度極差。在后序的精制過程中，采用間歇蒸餾除去水性成分和有機(jī)物需要耗 費(fèi)更大的能量。
[0006] 中國(guó)專利CN 1422854A公開了《烷基烯酮二聚體生產(chǎn)方法》。該方法是首先制取硬 脂酰氯，加入三乙胺與硬脂酰氯反應(yīng)生成AKD混合物。先用稀鹽酸對(duì)混合物進(jìn)行萃取，靜態(tài) 分層后再加入熱水洗滌產(chǎn)品，最后采用減壓蒸餾脫除產(chǎn)品中的水分。
[0007] 中國(guó)專利CN 101845030A公開了《連續(xù)化制備AKD的方法》。該方法采用連續(xù)方法 合成AKD，連續(xù)進(jìn)入萃取器。在萃取器中加入無機(jī)酸后，進(jìn)入斜板沉降器進(jìn)行分離。油相產(chǎn) 品采用水洗和真空脫水，得到最終精制產(chǎn)品。
[0008] 中國(guó)專利CN 103467413A公開了《一種烷基烯酮二聚體的合成方法》。該方法采用 脂肪酰氯和三乙胺合成AKD，通過減壓蒸餾方法除去多余的三乙胺。為減小產(chǎn)品中的酸值 和水溶性溶液，用無機(jī)酸和鹽水對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行萃取、洗滌，靜態(tài)將兩相分離。最后采用負(fù)壓脫 除AKD中的水分含量和其他雜質(zhì)。
[0009] 使用間歇的萃取洗滌技術(shù)，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量得不到根本性提高。采用連續(xù)的 萃取和斜板分離技術(shù)相比間歇工藝在產(chǎn)能上有了很大改進(jìn)，但是斜板分離對(duì)于乳化物的萃 取、分離效果不明顯。而且減壓或真空的脫除水分工藝很難達(dá)到連續(xù)化生產(chǎn)，耗能高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 為避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)濟(jì)且有效的分離和精制來 自采取縮合方法制備AKD的反應(yīng)混合物的方法。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種AKD混合物連續(xù)精制的方法，其特征在于：通過至少 兩級(jí)分離，將AKD混合物中的有機(jī)物脫除，具體步驟為： a. 將高含固量AKD混合物進(jìn)入干燥裝置（1)進(jìn)行干燥，干燥脫除的有機(jī)物回收處理，干 燥后的高含固量AKD混合物用強(qiáng)制推進(jìn)器進(jìn)入萃取器（2)，同時(shí)來自二次分離系統(tǒng)洗滌分 離出的酸性水也加入萃取器（2)中進(jìn)行反應(yīng)； b. 反應(yīng)后的一次油水混合相通過一級(jí)循環(huán)泵（15)進(jìn)入一級(jí)分離系統(tǒng)，一級(jí)分離系統(tǒng) 由一級(jí)混合器（4)、一級(jí)纖維聚結(jié)器（3)和一級(jí)分離器（5)依次連接組成；洗滌和分離出的 一次油相進(jìn)入一級(jí)緩沖罐（6)，同時(shí)，由加熱器（14)加熱的新鮮的無機(jī)酸也加入一級(jí)緩沖 罐（6)中，形成二次油水混合相，洗滌和分離出的一次水相由一級(jí)緩沖罐（6)底部排放； c. 二次油水混合相通過二級(jí)循環(huán)泵（16)進(jìn)入二級(jí)分離系統(tǒng)，二級(jí)分離系統(tǒng)由二級(jí)混 合器（8)、二級(jí)纖維聚結(jié)器（7)，二級(jí)分離器A (9)和二級(jí)分離器B (10)依次連接組成；通 過二次分離系統(tǒng)洗滌分離出的酸性水通過三級(jí)循環(huán)泵（17)返回到萃取器（2)中，洗滌分離 出的二次油相進(jìn)入二級(jí)緩沖罐（11 )，通過四級(jí)循環(huán)泵（13)進(jìn)入熱空氣干燥系統(tǒng)（12)，脫除 殘余的水分和其他雜質(zhì)，精制后的AKD產(chǎn)品通過后加工冷卻成型。
[0012] 還包括進(jìn)行第三級(jí)分離，具體方法為：將通過上述兩級(jí)分離的AKD混合物再進(jìn)入 由混合器、纖維聚結(jié)器和分離器組成的三次分離系統(tǒng)進(jìn)行分離。
[0013] 所述干燥裝置（1)為刮板蒸發(fā)器、螺桿式擠出機(jī)、槳葉式干燥和捏合機(jī)。
[0014] 所述強(qiáng)制推進(jìn)器為螺旋推進(jìn)器或螺桿泵。
[0015] 所述的一級(jí)纖維聚結(jié)器（3)和二級(jí)纖維聚結(jié)器（7)為板框式結(jié)構(gòu)，能帶壓操作，且 物料進(jìn)出口在設(shè)備同一側(cè)。
[0016] 所述一級(jí)混合器（4)和二級(jí)混合器（8)為靜態(tài)混合器或動(dòng)態(tài)式機(jī)械混合。
[0017] 所述的熱風(fēng)干燥系統(tǒng)包括熱風(fēng)和干燥兩部分，干燥利用鼓風(fēng)技術(shù)，采用薄膜將熱 風(fēng)充分分布均勻。
[0018] 本發(fā)明的原理： 1.本發(fā)明流入干燥裝置的反應(yīng)混合物為生產(chǎn)AKD的液、固混合物。AKD混合物可用縮 合方法間歇或連續(xù)生產(chǎn)。AKD的液、固混合物包含有不溶解AKD的有機(jī)溶劑和1-10微米的 固體顆粒。固體和液體的質(zhì)量比為20:80到60:40。AKD成分的質(zhì)量比為40-75%。由于固 體的含量比例范圍很大，導(dǎo)致粘度的變化巨大。
[0019] 2.干燥裝置為內(nèi)部具有螺旋結(jié)構(gòu)或槳葉攪拌形式的夾套容器組成，螺旋結(jié)構(gòu)可以 為雙螺桿式樣和螺帶推進(jìn)式樣，槳葉攪拌內(nèi)部可以通入蒸汽介質(zhì)，加強(qiáng)傳熱。干燥器出口設(shè) 置螺旋式推進(jìn)器，防止高含固量液體流動(dòng)不暢。
[0020] 3.干燥后的流體引入萃取器，萃取器由具有導(dǎo)流筒和折流擋板的容器組成，導(dǎo)流 筒直徑為容器的1/4-1/2,優(yōu)選大約1/3。萃取后的混合物輸送到至少一級(jí)分離系統(tǒng)中。纖 維聚結(jié)器可以將乳化的無效組分與產(chǎn)品進(jìn)行分離，提高了 AKD產(chǎn)品的純度。纖維聚結(jié)、分離 系統(tǒng)是混合、萃取、分離工藝的組合使用，各組合間可以改變順序，洗滌液可以使用新鮮液 體。為節(jié)約能耗，各組合之間的洗滌液可以互相套用，形成整個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)化操作。
[0021] d.在纖維聚結(jié)、分離系統(tǒng)中采用混合器加強(qiáng)AKD產(chǎn)品的精制效果，混合器可以是 靜態(tài)混合器也可以采用動(dòng)態(tài)式機(jī)械混合。靜態(tài)混合器可以是管道混合器，內(nèi)部可以是1-5 套組件，組件形式優(yōu)選互相交叉的葉片組合。
[0022] e.纖維聚結(jié)、分離系統(tǒng)中AKD得到充分的洗滌，分離后含有微量的水分和水性溶 解物，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響較大，進(jìn)入熱風(fēng)干燥系統(tǒng)。采用薄膜均勻?qū)犸L(fēng)分布到產(chǎn)品中，使 得產(chǎn)品中的水分及雜質(zhì)降到最低。熱風(fēng)的壓力有限，選擇AKD產(chǎn)品的液層厚度為5-100mm， 優(yōu)選 10-40mm。
[0023] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)： 本發(fā)明完全實(shí)現(xiàn)了 AKD精制過程中從干燥到精制脫水的連續(xù) 化生產(chǎn)過程，生產(chǎn)效率大幅度得到提升；采用具有破乳化效果的設(shè)備，產(chǎn)品純度得到提 高；對(duì)于低沸點(diǎn)的甲苯、三乙胺具有良好的脫除效果，產(chǎn)品應(yīng)用更加廣泛。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明示意圖； 圖中：1-干燥裝置，2-萃取器，3-級(jí)纖維聚結(jié)器，4-級(jí)混合器，5-級(jí)分離器，6-級(jí)緩沖 罐，7-二級(jí)纖維聚結(jié)器，8-二級(jí)混合器，9-二級(jí)分離器A，10-二級(jí)分離器B，11-二級(jí)緩 沖罐，12-熱空氣干燥系統(tǒng)，13-四級(jí)循環(huán)泵，14-加熱器，15-級(jí)循環(huán)泵，16-二級(jí)循環(huán)泵， 17-三級(jí)循環(huán)泵。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面的實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明所提供的方法予以進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明不限于所列 出的實(shí)施例，還應(yīng)包括在本發(fā)明所要求的權(quán)利范圍內(nèi)其它任何公知的改變。
[0026] 實(shí)施例1 首先采用雙螺桿擠出機(jī)和二套纖維聚結(jié)、分離系統(tǒng)來測(cè)試洗滌系統(tǒng)。雙螺桿擠出機(jī) 用來脫除AKD混合物中的有機(jī)揮發(fā)組分，第一套纖維聚結(jié)、分離系統(tǒng)采用后續(xù)洗滌系統(tǒng)的 酸性水，第二套纖維聚結(jié)、分離系統(tǒng)采用新鮮的稀鹽酸，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量提高可以起到保障作 用。
[0027] 為了試驗(yàn)分離器的分離效果，在分離器前段引入纖維聚集器，可以將乳化的的AKD 混合物分離。將來自經(jīng)萃取的的第一油水混合物流入纖維聚結(jié)器，從同一側(cè)流出進(jìn)入混合 器和分離器。在分離器中，油相和水相通過調(diào)節(jié)U型彎的尺寸，兩相可以自行流動(dòng)。當(dāng)觀察 到油相中夾帶有水相時(shí)，必須減小進(jìn)料的總流量。
[0028] 為了對(duì)比本發(fā)明和一般斜板傾析器的效果，同時(shí)將第一油水混合物引入斜板式分 離器，通過分析樣品，測(cè)試本發(fā)明的效果。通過試驗(yàn)測(cè)試將第一油水混合物引入兩套斜板式 分離器時(shí)，斜板分離器的油水兩相取樣分析。油相中的水分含量平均值在5400ppm，酸值為 65ppm。水相中的油相含量平均值為2.2% 將第一油水混合物引入由二套纖維聚結(jié)、分離系統(tǒng)組成的洗滌工序，在后段分離器的 油水兩相取樣分析。結(jié)果顯示，油相中的水分含量平均值在2800ppm，酸值為25ppm。水相 中的油相含量平均值為〇. 9%。
[0029] 這個(gè)試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)?shù)谝挥退旌衔锪髁繛?500_2500kg/h時(shí)，采用本發(fā)明中 的纖維聚結(jié)、分離系統(tǒng)組合，對(duì)油水兩相都有非常好的分離效果。
[0030] 實(shí)施例2 可以使用縮合反應(yīng)方法制備含AKD的反應(yīng)混合物。采用槳葉式干燥器和二套纖維聚 結(jié)、分離系統(tǒng)組合，如圖1所示的方法來精制AKD混合物。依據(jù)實(shí)施例1假設(shè)的進(jìn)料流量計(jì) 組成，使用質(zhì)量平衡進(jìn)行計(jì)算。
[0031] 在圖1中，將物流進(jìn)行編號(hào)，根據(jù)
【發(fā)明內(nèi)容】
中的具體步驟實(shí)施，將結(jié)果總結(jié)下表1， 其中TEA=三乙胺、TEA · HCl=三乙胺鹽酸鹽。精制后的AKD流出物無有機(jī)溶劑含量，水分 含量為300ppm。

【權(quán)利要求】
1. 一種AKD混合物連續(xù)精制的方法，其特征在于：至少通過兩級(jí)分離，將AKD混合物中 的有機(jī)物脫除，具體步驟為： a. 將高含固量AKD混合物進(jìn)入干燥裝置（1)進(jìn)行干燥，干燥脫除的有機(jī)物回收處理，干 燥后的高含固量AKD混合物用強(qiáng)制推進(jìn)器進(jìn)入萃取器（2)，同時(shí)來自二次分離系統(tǒng)洗滌分 離出的酸性水也加入萃取器（2)中進(jìn)行反應(yīng)； b. 反應(yīng)后的一次油水混合相通過一級(jí)循環(huán)泵（15)進(jìn)入一級(jí)分離系統(tǒng)，一級(jí)分離系統(tǒng) 由一級(jí)混合器（4)、一級(jí)纖維聚結(jié)器（3)和一級(jí)分離器（5)依次連接組成；洗滌和分離出的 一次油相進(jìn)入一級(jí)緩沖罐（6)，同時(shí)，由加熱器（14)加熱的新鮮的無機(jī)酸也加入一級(jí)緩沖 罐（6)中，形成二次油水混合相，洗滌和分離出的一次水相由一級(jí)緩沖罐（6)底部排放； c. 二次油水混合相通過二級(jí)循環(huán)泵（16)進(jìn)入二級(jí)分離系統(tǒng)，二級(jí)分離系統(tǒng)由二級(jí)混 合器（8)、二級(jí)纖維聚結(jié)器（7)，二級(jí)分離器A (9)和二級(jí)分離器B (10)依次連接組成；通 過二次分離系統(tǒng)洗滌分離出的酸性水通過三級(jí)循環(huán)泵（17)返回到萃取器（2)中，洗滌分離 出的二次油相進(jìn)入二級(jí)緩沖罐（11 )，通過四級(jí)循環(huán)泵（13)進(jìn)入熱空氣干燥系統(tǒng)（12)，脫除 殘余的水分和其他雜質(zhì)，精制后的AKD產(chǎn)品通過后加工冷卻成型。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種AKD混合物連續(xù)精制的方法，其特征在于還包括進(jìn)行第三 級(jí)分離，具體方法為：將通過上述兩級(jí)分離的AKD混合物再進(jìn)入由混合器、纖維聚結(jié)器和分 離器組成的三次分離系統(tǒng)進(jìn)行分離。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種AKD混合物連續(xù)精制的方法，其特征在于所述干燥裝置 (1)為刮板蒸發(fā)器、螺桿式擠出機(jī)、槳葉式干燥和捏合機(jī)。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種AKD混合物連續(xù)精制的方法，其特征在于所述強(qiáng)制推進(jìn)器 為螺旋推進(jìn)器或螺桿泵。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種AKD混合物連續(xù)精制的方法，其特征在于所述的一級(jí)纖 維聚結(jié)器（3)和二級(jí)纖維聚結(jié)器（7)為板框式結(jié)構(gòu)，能帶壓操作，且物料進(jìn)出口在設(shè)備同一 側(cè)。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種AKD混合物連續(xù)精制的方法，其特征在于所述一級(jí)混合器 (4)和二級(jí)混合器（8)為靜態(tài)混合器或動(dòng)態(tài)式機(jī)械混合。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種AKD混合物連續(xù)精制的方法，其特征在于所述的熱風(fēng)干燥 系統(tǒng)包括熱風(fēng)和干燥兩部分，干燥利用鼓風(fēng)技術(shù)，采用薄膜將熱風(fēng)充分分布均勻。
【文檔編號(hào)】C07D305/12GK104496941SQ201410833473
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月29日
【發(fā)明者】李小利, 沈精平, 韓勝兵, 蒙鴻飛, 李曉明, 付振波, 張峰, 劉國(guó)柱 申請(qǐng)人:甘肅銀光聚銀化工有限公司