新型巰基丙酸加壓水解反應(yīng)設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備巰基丙酸的加壓水解反應(yīng)設(shè)備；目的是提供一種使用壽命長(zhǎng)、更安全的新型巰基丙酸加壓水解反應(yīng)設(shè)備。反應(yīng)釜不需要加裝夾套，反應(yīng)釜底部連接管道，管道一端設(shè)置三通，三通的其它兩個(gè)接口分別連接加熱換熱器底部和冷卻換熱器底部，所述的加熱換熱器頂部與反應(yīng)釜上部連通，這樣反應(yīng)釜與加熱換熱器形成一個(gè)加熱循環(huán)，液體物料在加熱換熱器中被蒸汽或者熱油或熱水加熱后，液體會(huì)在溫差的作用下自發(fā)循環(huán)，而無(wú)需引入外置動(dòng)力設(shè)備。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)加壓操作，設(shè)備穩(wěn)定性高，不易發(fā)生泄漏，整個(gè)設(shè)備也無(wú)需添加動(dòng)力設(shè)備，使用壽命大大延長(zhǎng)。
【專利說(shuō)明】
新型巰基丙酸加壓水解反應(yīng)設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種加壓水解反應(yīng)設(shè)備，具體涉及一種制備巰基丙酸的加壓水解反應(yīng)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]巰基丙酸(CAS N0.:107-96-0)是一種有毒透明液體，有強(qiáng)烈的硫化物氣味，其別名有巰基丙酸、硫代丙醇酸、3-巰基丙酸、B-硫代丙醇酸、B-硫氫基丙酸、3-巰基丙酸、BETA-巰基丙酸、3-硫代乳酸、3-硫基丙酸等等。巰基丙酸是一種重要的有機(jī)合成原料，是醫(yī)藥芬那露的中間體，也是聚氯乙烯材料的穩(wěn)定劑。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，巰基丙酸生產(chǎn)過(guò)程中，丙烯腈與硫氫化鈉加成反應(yīng)后會(huì)加酸水解，水解過(guò)程所使用的設(shè)備通常采用帶夾套開式搪瓷反應(yīng)釜，通過(guò)在夾套中通入加熱蒸汽或者熱水對(duì)反應(yīng)釜中物料進(jìn)行加熱，而由于夾套內(nèi)不同時(shí)段通入水及蒸汽易造成反應(yīng)釜釜體損壞，此外，帶夾套搪瓷反應(yīng)釜承壓能力有限，筒體內(nèi)設(shè)計(jì)壓力僅為0.4MPa，僅僅適于在常壓下操作。由于制造要求及條件限制，封頭密封墊片處容易泄露，其主要是因?yàn)樵谥圃爝^(guò)程中封頭連接處的搪瓷平整度很難保證，封頭處緊固件為A型卡箍式螺栓緊固，安裝過(guò)程極易出現(xiàn)封頭受力不勻等情況；由于物料條件限制密封墊片采用四氟薄膜包覆石棉繩墊片，四氟薄膜在搭接或包覆處有大量的不平整處，長(zhǎng)時(shí)間使用易損易泄露;攪拌裝置采用鋼體包襯搪瓷，自體重量較大，物料對(duì)槳葉磨損較大，使用時(shí)間較短，搪瓷攪拌軸制作過(guò)程圓度保證較差，因此機(jī)械密封也易損壞，攪拌是采用懸臂式靜環(huán)座與封頭接口相連處溫度梯度大，又是氣液混合點(diǎn)，墊片及搪瓷損壞量非常高。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中巰基丙酸的反應(yīng)釜使用壽命短，通常僅有半年使用壽命，且其使用過(guò)程中存在諸多安全隱患，極不利于安全生產(chǎn)和成本控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的是提供一種使用壽命長(zhǎng)、更安全的新型巰基丙酸加壓水解反應(yīng)設(shè)備。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:新型巰基丙酸加壓水解反應(yīng)設(shè)備，包括反應(yīng)釜，反應(yīng)釜釜頂設(shè)置用于往反應(yīng)釜中投加反應(yīng)物料的投料口，反應(yīng)釜頂部設(shè)置攪拌電機(jī)以及由攪拌電機(jī)帶動(dòng)的在反應(yīng)釜內(nèi)部攪拌物料的攪拌軸，所述加壓水解反應(yīng)設(shè)備還包括加熱換熱器和冷卻換熱器；
[0006]所述反應(yīng)釜側(cè)壁上部通過(guò)管道連通加熱換熱器頂部，所述反應(yīng)釜底部通過(guò)管道連通加熱換熱器底部;所述反應(yīng)釜底部與加熱換熱器底部之間連接的管道上設(shè)置三通連接冷卻換熱器的底部，所述冷卻換熱器頂部設(shè)置出料管；
[0007]所述反應(yīng)釜側(cè)壁上部連接加熱換熱器頂部的管道高度低于反應(yīng)釜中的液面高度；所述三通與加熱換熱器之間的管道上設(shè)置加熱控制閥，所述三通與冷卻換熱器之間的管道上設(shè)置冷卻控制閥。
[0008]也就是說(shuō)，反應(yīng)釜不需要加裝夾套，反應(yīng)釜底部連接管道，管道一端設(shè)置三通，三通的其它兩個(gè)接口分別連接加熱換熱器底部和冷卻換熱器底部，所述的加熱換熱器頂部與反應(yīng)釜上部連通，這樣反應(yīng)釜與加熱換熱器形成一個(gè)加熱循環(huán)，液體物料在加熱換熱器中被蒸汽或者熱油或熱水加熱后，液體會(huì)在溫差的作用下自發(fā)循環(huán)，而無(wú)需引入外置動(dòng)力設(shè)備。而需進(jìn)入下一工序前通過(guò)反應(yīng)釜壓力輸送即可進(jìn)入冷卻換熱器中進(jìn)行冷卻。需加熱時(shí)只需開啟加熱控制閥，停止加熱即可關(guān)閉加熱控制閥，水解反應(yīng)完成后只需關(guān)閉加熱控制閥打開冷卻控制閥即可。
[0009]進(jìn)一步的，所述冷卻換熱器和加熱換熱器均為立式塊孔式換熱器，所述物料走管程，加熱或冷卻介質(zhì)走殼程。
[0010]進(jìn)一步的，所述冷卻換熱器和加熱換熱器為石墨換熱器。即冷卻換熱器和加熱換熱器的傳熱組件是石墨材質(zhì)的。
[0011]進(jìn)一步的，所述反應(yīng)釜內(nèi)部滾涂耐蝕高分子層，所述反應(yīng)裝置的各連接管道為鋼襯四氟管道。即反應(yīng)釜內(nèi)部滾涂耐蝕高分子層，可以是聚四氟乙烯也可以是聚偏氟乙烯、改性聚四氟乙烯等耐蝕高分子;本發(fā)明中所使用的連接管道為鋼襯四氟管道，因?yàn)殇撘r四氟管道內(nèi)部的四氟乙烯層長(zhǎng)度長(zhǎng)于外部金屬層，即四氟乙烯層會(huì)冒出外部金屬管道，這樣在連接管道進(jìn)行法蘭連接時(shí)，管道之間可以實(shí)現(xiàn)管道本體密封，無(wú)需另外使用墊片，減少泄Mo
[0012]進(jìn)一步的，所述攪拌電機(jī)軸與攪拌軸通過(guò)哈夫節(jié)連接。即兩個(gè)軸的端部放入哈夫節(jié)中的通道中，再將哈夫節(jié)兩半合上擰緊固定螺絲，這樣一方面使得兩個(gè)軸連接更緊密，另一方面也可以使兩個(gè)軸的同心度增加，減少攪拌軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力。
[0013]進(jìn)一步的，所述攪拌軸上攪拌葉為雙層十字漿式攪拌葉。也就是說(shuō)攪拌葉分為上下兩層，每層有在一條直線上的兩個(gè)攪拌葉，兩層的攪拌葉相互垂直分布。
[0014]進(jìn)一步的，反應(yīng)釜與攪拌軸之間設(shè)置機(jī)械密封。也就是說(shuō)反應(yīng)釜頂部開口供攪拌軸伸入反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜開口處和攪拌軸之間設(shè)置機(jī)械軸封裝置，以將外界與反應(yīng)釜內(nèi)部隔離。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述加熱控制閥和冷卻控制閥為鋼襯四氟球閥。加熱控制閥和冷卻控制閥可以是蝶閥、球閥甚至是單向閥等具有調(diào)節(jié)流量大小的閥門，但此處優(yōu)選的是球閥，并且是具有四氟乙烯涂層的球閥以增加耐腐蝕性。
[0016]進(jìn)一步的，所述反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)置溫度傳感器和壓力傳感器，所述傳感器采集信號(hào)輸送至PLC控制系統(tǒng)，所述PLC控制系統(tǒng)控制加熱控制閥的開度及加熱換熱器的加熱介質(zhì)的流量大小。也就是說(shuō)反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)置溫度傳感器和壓力傳感器以測(cè)定其內(nèi)部的溫度和壓力，測(cè)得的信號(hào)輸送至PLC控制系統(tǒng)，根據(jù)事先設(shè)置的壓力和溫度參數(shù)，PLC控制系統(tǒng)對(duì)加熱控制閥的開度及加熱換熱器的加熱介質(zhì)的流量進(jìn)行控制，這樣實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制反應(yīng)釜內(nèi)的溫度和壓力，增加反應(yīng)體系的穩(wěn)定性。
[0017]本發(fā)明新型巰基丙酸加壓水解反應(yīng)設(shè)備具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0018]1.克服原有裝置一體化設(shè)備導(dǎo)致設(shè)備的設(shè)備運(yùn)行周期短，易損壞的弊病，雖然一次性投資高于一體化設(shè)備，但是設(shè)備使用周期的較原有裝置大幅提高，由原有設(shè)備六個(gè)月更換一組，變?yōu)?-5年更換一組，大幅減少檢維修次數(shù)，減少設(shè)備維護(hù)時(shí)間，大幅降低生產(chǎn)成本，增大利潤(rùn)空間；鋼體滾涂耐蝕高分子設(shè)備在使用年限上可以達(dá)到5-10年，與搪瓷設(shè)備設(shè)計(jì)使用年限相比大幅增加。
[0019]2.鋼體滾涂四氟設(shè)備為非標(biāo)設(shè)備，可以根據(jù)生產(chǎn)量的大小定制容積，且設(shè)備制作過(guò)程中圓度、表面光滑度、平整度都能有效保證，因此設(shè)備設(shè)計(jì)壓力可以達(dá)到加壓操作的條件。
[0020]3.換熱器為石墨材質(zhì)，耐壓及耐溫性能較好。且可以根據(jù)物料量、溫度加熱、冷卻時(shí)間選取設(shè)備熱面積，蒸汽及循環(huán)水用量小，環(huán)保、無(wú)泄漏。溫度控制可以根據(jù)蒸汽、循環(huán)水閥門開度進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。
[0021]4.加熱換熱器利用溫度差進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，無(wú)外置動(dòng)力，能有效的抗鹽析、抗結(jié)垢。減少轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，減少泄露點(diǎn)及維修量;冷卻換熱器采用反應(yīng)釜壓力輸送，無(wú)外置動(dòng)力、節(jié)能環(huán)保。
[0022]5.本套裝置所有連接處均可以不使用連接墊片，采用鋼襯四氟的管道、設(shè)備本體密封。減少泄露因素，降低投入;本裝置能實(shí)現(xiàn)加壓操作，與原有裝置相比，有效的增加了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，減少水解時(shí)間，增加產(chǎn)能。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明一種新型巰基丙酸加壓水解反應(yīng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]參照?qǐng)D1具體說(shuō)明如下:新型巰基丙酸加壓水解反應(yīng)設(shè)備，包括反應(yīng)釜6，反應(yīng)釜6上設(shè)置便于設(shè)備安放的支座11，反應(yīng)釜6釜頂設(shè)置用于往反應(yīng)釜6中投加反應(yīng)物料的投料口2，反應(yīng)釜6頂部設(shè)置攪拌電機(jī)3以及由攪拌電機(jī)3帶動(dòng)的在反應(yīng)釜6內(nèi)部攪拌物料的攪拌軸12，所述加壓水解反應(yīng)設(shè)備還包括加熱換熱器7和冷卻換熱器I;所述反應(yīng)釜6側(cè)壁上部通過(guò)管道連通加熱換熱器7頂部，所述反應(yīng)釜6底部通過(guò)管道連通加熱換熱器7底部;所述反應(yīng)釜6底部與加熱換熱器7底部之間連接的管道上設(shè)置三通連接冷卻換熱器I的底部，所述冷卻換熱器I頂部設(shè)置出料管;所述反應(yīng)釜6側(cè)壁上部連接加熱換熱器7頂部的管道高度低于反應(yīng)釜6中的液面高度;所述三通與加熱換熱器7之間的管道上設(shè)置加熱控制閥8，所述三通與冷卻換熱器I之間的管道上設(shè)置冷卻控制閥9;所述加熱控制閥8和冷卻控制閥9為鋼襯四氟球閥。
[0025]所述冷卻換熱器I和加熱換熱器7均為立式塊孔式換熱器，所述物料走管程，加熱或冷卻介質(zhì)走殼程;所述冷卻換熱器I和加熱換熱器7為石墨換熱器;所述反應(yīng)釜6內(nèi)部滾涂耐蝕高分子層，所述反應(yīng)裝置的各連接管道為鋼襯四氟管道。
[0026]所述攪拌電機(jī)3軸與攪拌軸12通過(guò)哈夫節(jié)4連接;所述攪拌軸12上攪拌葉10為雙層十字漿式攪拌葉;反應(yīng)釜6與攪拌軸12之間設(shè)置機(jī)械密封5。所述反應(yīng)釜6內(nèi)設(shè)置溫度傳感器和壓力傳感器，所述溫度傳感器和壓力傳感器采集的信號(hào)輸送至PLC控制系統(tǒng)，所述PLC控制系統(tǒng)控制加熱控制閥8的開度及加熱換熱器7的加熱介質(zhì)的流量大小。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.新型巰基丙酸加壓水解反應(yīng)設(shè)備，包括反應(yīng)釜(6)，反應(yīng)釜(6)釜頂設(shè)置用于往反應(yīng)釜(6)中投加反應(yīng)物料的投料口(2)，反應(yīng)釜(6)頂部設(shè)置攪拌電機(jī)(3)以及由攪拌電機(jī)(3)帶動(dòng)的在反應(yīng)釜(6)內(nèi)部攪拌物料的攪拌軸(12)，其特征在于:所述加壓水解反應(yīng)設(shè)備還包括加熱換熱器(7)和冷卻換熱器(I); 所述反應(yīng)釜(6)側(cè)壁上部通過(guò)管道連通加熱換熱器(7)頂部，所述反應(yīng)釜(6)底部通過(guò)管道連通加熱換熱器(7)底部;所述反應(yīng)釜(6)底部與加熱換熱器(7)底部之間連接的管道上設(shè)置三通連接冷卻換熱器(I)的底部，所述冷卻換熱器(I)頂部設(shè)置出料管； 所述反應(yīng)釜(6)側(cè)壁上部連接加熱換熱器(7)頂部的管道高度低于反應(yīng)釜(6)中的液面高度;所述三通與加熱換熱器(7)之間的管道上設(shè)置加熱控制閥(8)，所述三通與冷卻換熱器(I)之間的管道上設(shè)置冷卻控制閥(9)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加壓水解反應(yīng)設(shè)備，其特征在于:所述冷卻換熱器(I)和加熱換熱器(7)均為立式塊孔式換熱器，所述物料走管程，加熱或冷卻介質(zhì)走殼程。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加壓水解反應(yīng)設(shè)備，其特征在于:所述冷卻換熱器(I)和加熱換熱器(7)為石墨換熱器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加壓水解反應(yīng)設(shè)備，其特征在于:所述反應(yīng)釜(6)內(nèi)部滾涂耐蝕高分子層，所述反應(yīng)裝置的各連接管道為鋼襯四氟管道。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加壓水解反應(yīng)設(shè)備，其特征在于:所述攪拌電機(jī)(3)軸與攪拌軸(12)通過(guò)哈夫節(jié)(4)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加壓水解反應(yīng)設(shè)備，其特征在于:所述攪拌軸(12)上攪拌葉(11)為雙層十字漿式攪拌葉。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加壓水解反應(yīng)設(shè)備，其特征在于:所述反應(yīng)釜(6)與攪拌軸(12)之間設(shè)置機(jī)械密封(5)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加壓水解反應(yīng)設(shè)備，其特征在于:所述加熱控制閥(8)和冷卻控制閥(9)為鋼襯四氟球閥。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加壓水解反應(yīng)設(shè)備，其特征在于:所述反應(yīng)釜(6)內(nèi)設(shè)置溫度傳感器和壓力傳感器，所述傳感器采集信號(hào)輸送至PLC控制系統(tǒng)，所述PLC控制系統(tǒng)控制加熱控制閥(8)的開度及加熱換熱器(7)的加熱介質(zhì)的流量大小。
【文檔編號(hào)】B01J19/00GK105903409SQ201610430816
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】何濤, 鄧?yán)? 陳云海, 廖曉鵬, 劉峰
【申請(qǐng)人】重慶天原化工有限公司