本實用新型屬于化工合成的技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種用于液體陽離子醚化劑的連續(xù)生產(chǎn)裝置。

背景技術(shù)：

液體陽離子醚化劑是一種陽離子季銨鹽，屬于多功能精細(xì)化學(xué)品，可與多種基質(zhì)如

淀粉、纖維素、瓜爾膠、聚丙烯酰胺等反應(yīng)生成多種功能化學(xué)品，廣泛應(yīng)用于造紙、日化、石油、水處理、紡織等行業(yè)。

液體陽離子醚化劑經(jīng)過近二十年的發(fā)展，其市場用量逐年上升。現(xiàn)有的生產(chǎn)方案：在搪瓷反應(yīng)釜中加入計量的鹽酸溶液，通過管道通入計量三甲胺氣體或加入三甲胺水溶液，同時使用-20℃冷媒乙二醇通入搪瓷釜夾套，使物料溫度控制在-10至-5℃之間，反應(yīng)完畢后，在保持冷媒持續(xù)使用的條件下，緩慢滴加環(huán)氧氯丙烷，環(huán)氧氯丙烷滴加完后經(jīng)歷保溫、升溫等過程，制得醚化劑半成品，醚化劑半成品經(jīng)汽提塔提純后，加入活性炭攪拌均勻后壓濾脫色，得到醚化劑成品。

液體陽離子醚化劑現(xiàn)已進(jìn)入規(guī)?；a(chǎn)，但裝置設(shè)計仍舊是按照老的間隙法生產(chǎn)而簡單放大，反應(yīng)過程人工控制，此生產(chǎn)方法存在以下問題：①產(chǎn)品的品質(zhì)重復(fù)性差，每批次產(chǎn)品的品質(zhì)都有差別，直接影響到下游產(chǎn)品的應(yīng)用；②間隙法的操作參數(shù)對人的依賴性較強(qiáng)，操作人員的偶然性失誤、工作人員的工作狀態(tài)和操作技術(shù)水平都會成為產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定的障礙。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于針對上述存在的缺陷而提供一種用于液體陽離子醚化劑的連續(xù)生產(chǎn)裝置，該連續(xù)生產(chǎn)裝置采用連續(xù)化管式反應(yīng)器代替?zhèn)鹘y(tǒng)釜式生產(chǎn)裝置，最大程度的減緩環(huán)氧氯丙烷的水解及副反應(yīng)，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性和收率的同時，降低了副產(chǎn)物的產(chǎn)生量。

本實用新型的技術(shù)方案為：一種用于液體陽離子醚化劑的連續(xù)生產(chǎn)裝置，包括依次串聯(lián)的三甲胺鹽酸鹽合成系統(tǒng)、液體陽離子醚化劑合成系統(tǒng)、反應(yīng)釜和精餾塔；所述三甲胺鹽酸鹽合成系統(tǒng)包括三甲胺儲罐、鹽酸儲罐和三甲胺鹽酸鹽合成管式反應(yīng)器；三甲胺鹽酸鹽合成管式反應(yīng)器包括靜態(tài)混合器Ⅰ和靜態(tài)混合器Ⅱ，其中靜態(tài)混合器Ⅰ的出料口通過反應(yīng)管Ⅰ與靜態(tài)混合器Ⅱ的進(jìn)料口相連接；三甲胺儲罐通過三甲胺流量計和支管與靜態(tài)混合器Ⅰ的進(jìn)料口相連，鹽酸儲罐通過鹽酸流量計和支管與靜態(tài)混合器Ⅰ的進(jìn)料口相連；三甲胺鹽酸鹽合成管式反應(yīng)器外設(shè)有夾套；靜態(tài)混合器Ⅰ和靜態(tài)混合器Ⅱ均設(shè)有在線pH計和在線溫度計；所述液體陽離子醚化劑合成系統(tǒng)包括環(huán)氧氯丙烷儲罐、催化劑高位槽、引發(fā)劑高位槽和液體陽離子醚化劑合成管式反應(yīng)器；液體陽離子醚化劑合成管式反應(yīng)器包括靜態(tài)混合器Ⅲ和靜態(tài)混合器Ⅳ，其中靜態(tài)混合器Ⅲ的出料口通過反應(yīng)管Ⅱ與靜態(tài)混合器Ⅳ的進(jìn)料口相連接；環(huán)氧氯丙烷儲罐通過環(huán)氧氯丙烷流量計和支管與靜態(tài)混合器Ⅲ的進(jìn)料口相連，催化劑高位槽通過催化劑流量計和支管與靜態(tài)混合器Ⅲ的進(jìn)料口相連，引發(fā)劑高位槽通過引發(fā)劑流量計和支管與靜態(tài)混合器Ⅲ的進(jìn)料口相連；所述靜態(tài)混合器Ⅱ的出料口通過三甲胺鹽酸鹽流量計和支管與靜態(tài)混合器Ⅲ的進(jìn)料口相連；液體陽離子醚化劑合成管式反應(yīng)器外設(shè)有夾套；靜態(tài)混合器Ⅲ和靜態(tài)混合器Ⅳ均設(shè)有在線pH計和在線溫度計。

所述三甲胺鹽酸鹽合成管式反應(yīng)器外的夾套設(shè)有冷媒入口和冷媒出口，其中冷媒入口位于靠近靜態(tài)混合器Ⅰ的一端，冷媒出口位于靠近靜態(tài)混合器Ⅱ的一端。

所述液體陽離子醚化劑合成管式反應(yīng)器外的夾套設(shè)有冷媒入口和冷媒出口，其中冷媒入口位于靠近靜態(tài)混合器Ⅲ的一端，冷媒出口位于靠近靜態(tài)混合器Ⅳ的一端。

還包括DCS自動化控制系統(tǒng)。該DCS自動化控制系統(tǒng)連接控制電磁閥、在線pH計、在線溫度計和各流量計。在反應(yīng)過程采用DCS自動化控制系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)人為操作控制，更加精確的控制并記錄反應(yīng)物的加入量、pH值和溫度，降低了操作人員數(shù)量，消除了人為因素帶來的失誤與偏差，使產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定。

所述靜態(tài)混合器Ⅱ和靜態(tài)混合器Ⅳ設(shè)有取樣口。

所述三甲胺流量計和鹽酸流量計均為質(zhì)量流量計。

所述環(huán)氧氯丙烷流量計、催化劑流量計、引發(fā)劑流量計和三甲胺鹽酸鹽流量計均為質(zhì)量流量計。

本實用新型的有益效果為：本實用新型所述用于液體陽離子醚化劑的連續(xù)生產(chǎn)裝置與傳統(tǒng)工藝采用間隙釜式生產(chǎn)裝置相比較，該連續(xù)生產(chǎn)裝置所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)效率高。利用管式反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，同時精確控制反應(yīng)過程中催化劑、引發(fā)劑的加入，有效縮短反應(yīng)時間。管式反應(yīng)器外所設(shè)夾套可以起到有效的降溫作用，與在線溫度計共同作用精確控制反應(yīng)溫度。

該連續(xù)生產(chǎn)裝置通過各流量計、在線pH計以及在線溫度計控制料液的滴加/加入量和滴加/加入速度，最大程度的減緩了環(huán)氧氯丙烷的水解及副反應(yīng)，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和收率，降低了副產(chǎn)物的產(chǎn)生量。

綜上所述，該生產(chǎn)裝置可以進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，各種操作參數(shù)穩(wěn)定，并采用DCS自動控制系統(tǒng)協(xié)同輔助，消除了人為操作帶來的失誤與偏差，使產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定。

附圖說明

圖1 為本實用新型具體實施方式中用于液體陽離子醚化劑的連續(xù)生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1為三甲胺儲罐，2為鹽酸儲罐，3為靜態(tài)混合器Ⅰ，4為靜態(tài)混合器Ⅱ，5為反應(yīng)管Ⅰ，6為三甲胺流量計，7為支管，8為鹽酸流量計，9為夾套，10為在線pH計，11為在線溫度計，12為環(huán)氧氯丙烷儲罐，13為催化劑高位槽，14為引發(fā)劑高位槽，15為靜態(tài)混合器Ⅲ，16為靜態(tài)混合器Ⅳ，17為反應(yīng)管Ⅱ，18為環(huán)氧氯丙烷流量計，19為催化劑流量計，20為引發(fā)劑流量計，21為三甲胺鹽酸鹽流量計，22為冷媒入口，23為冷媒出口，24為取樣口。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。

從圖1中可以看出，本實用新型的一種用于液體陽離子醚化劑的連續(xù)生產(chǎn)裝置，包括依次串聯(lián)的三甲胺鹽酸鹽合成系統(tǒng)、液體陽離子醚化劑合成系統(tǒng)、反應(yīng)釜和精餾塔；所述三甲胺鹽酸鹽合成系統(tǒng)包括三甲胺儲罐1、鹽酸儲罐2和三甲胺鹽酸鹽合成管式反應(yīng)器；三甲胺鹽酸鹽合成管式反應(yīng)器包括靜態(tài)混合器Ⅰ3和靜態(tài)混合器Ⅱ4，其中靜態(tài)混合器Ⅰ3的出料口通過反應(yīng)管Ⅰ5與靜態(tài)混合器Ⅱ4的進(jìn)料口相連接；三甲胺儲罐1通過三甲胺流量計6和支管7與靜態(tài)混合器Ⅰ3的進(jìn)料口相連，鹽酸儲罐2通過鹽酸流量計8和支管7與靜態(tài)混合器Ⅰ3的進(jìn)料口相連；三甲胺鹽酸鹽合成管式反應(yīng)器外設(shè)有夾套9；靜態(tài)混合器Ⅰ3和靜態(tài)混合器Ⅱ4均設(shè)有在線pH計10和在線溫度計11；所述液體陽離子醚化劑合成系統(tǒng)包括環(huán)氧氯丙烷儲罐12、催化劑高位槽13、引發(fā)劑高位槽14和液體陽離子醚化劑合成管式反應(yīng)器；液體陽離子醚化劑合成管式反應(yīng)器包括靜態(tài)混合器Ⅲ15和靜態(tài)混合器Ⅳ16，其中靜態(tài)混合器Ⅲ15的出料口通過反應(yīng)管Ⅱ17與靜態(tài)混合器Ⅳ16的進(jìn)料口相連接；環(huán)氧氯丙烷儲罐12通過環(huán)氧氯丙烷流量計18和支管7與靜態(tài)混合器Ⅲ15的進(jìn)料口相連，催化劑高位槽13通過催化劑流量計19和支管7與靜態(tài)混合器Ⅲ15的進(jìn)料口相連，引發(fā)劑高位槽14通過引發(fā)劑流量計20和支管7與靜態(tài)混合器Ⅲ15的進(jìn)料口相連；所述靜態(tài)混合器Ⅱ4的出料口通過三甲胺鹽酸鹽流量計21和支管7與靜態(tài)混合器Ⅲ15的進(jìn)料口相連；液體陽離子醚化劑合成管式反應(yīng)器外設(shè)有夾套9；靜態(tài)混合器Ⅲ15和靜態(tài)混合器Ⅳ16均設(shè)有在線pH計10和在線溫度計11。

所述三甲胺鹽酸鹽合成管式反應(yīng)器外的夾套設(shè)有冷媒入口22和冷媒出口23，其中冷媒入口22位于靠近靜態(tài)混合器Ⅰ3的一端，冷媒出口23位于靠近靜態(tài)混合器Ⅱ4的一端。

所述液體陽離子醚化劑合成管式反應(yīng)器外的夾套設(shè)有冷媒入口22和冷媒出口23，其中冷媒入口22位于靠近靜態(tài)混合器Ⅲ15的一端，冷媒出口23位于靠近靜態(tài)混合器Ⅳ16的一端。

還包括DCS自動化控制系統(tǒng)。該DCS自動化控制系統(tǒng)連接控制電磁閥、在線pH計、在線溫度計和各流量計。在反應(yīng)過程采用DCS自動化控制系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)人為操作控制，更加精確的控制并記錄反應(yīng)物的加入量、pH值和溫度，降低了操作人員數(shù)量，消除了人為因素帶來的失誤與偏差，使產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定。

所述靜態(tài)混合器Ⅱ4和靜態(tài)混合器Ⅳ16設(shè)有取樣口24。

所述三甲胺流量計6和鹽酸流量計8均為質(zhì)量流量計。

所述環(huán)氧氯丙烷流量計18、催化劑流量計19、引發(fā)劑流量計20和三甲胺鹽酸鹽流量計21均為質(zhì)量流量計。

三甲胺鹽酸鹽合成系統(tǒng)：三甲胺與鹽酸在三甲胺鹽酸鹽合成管式反應(yīng)器中反應(yīng)，生成三甲胺鹽酸鹽；液體陽離子醚化劑合成系統(tǒng)：三甲胺鹽酸鹽、環(huán)氧氯丙烷、催化劑、引發(fā)劑連續(xù)打入液體陽離子醚化劑合成管式反應(yīng)器，同時配有對應(yīng)的各流量計，控制三甲胺鹽酸鹽、環(huán)氧氯丙烷、催化劑、引發(fā)劑的加入量和加入速度。

三甲胺鹽酸鹽合成系統(tǒng)和液體陽離子醚化劑合成系統(tǒng)均還設(shè)有在線pH計、在線溫度計，通過三甲胺鹽酸鹽合成系統(tǒng)中在線pH計檢測三甲胺鹽酸鹽合成管式反應(yīng)器pH值在3.0～7.0時，三甲胺鹽酸鹽合成反應(yīng)結(jié)束；通過液體陽離子醚化劑合成系統(tǒng)在線pH計檢測pH值液體陽離子醚化劑合成管式反應(yīng)器在7.0～9.0時，液體陽離子醚化劑合成反應(yīng)結(jié)束。三甲胺鹽酸鹽合成系統(tǒng)中在線溫度計調(diào)節(jié)三甲胺鹽酸鹽合成管式反應(yīng)器溫度，并維持其溫度在-10～-5℃；液體陽離子醚化劑合成系統(tǒng)中在線溫度計調(diào)節(jié)液體陽離子醚化劑合成管式反應(yīng)器溫度，并維持其溫度在-5℃～0℃。

液體陽離子醚化劑合成反應(yīng)結(jié)束后，靜態(tài)混合器Ⅳ的出料口與反應(yīng)釜連接，料液在反應(yīng)釜中5℃～10℃保溫2個小時，得到醚化劑粗品。粗品經(jīng)精餾塔提純后，加入活性炭攪拌均勻后壓濾脫色，制的醚化劑成品。