新型巰基丙酸加壓水解反應設備的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種制備巰基丙酸的加壓水解反應設備；目的是提供一種使用壽命長、更安全的新型巰基丙酸加壓水解反應設備。反應釜不需要加裝夾套，反應釜底部連接管道，管道一端設置三通，三通的其它兩個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釜上部連通，這樣反應釜與加熱換熱器形成一個加熱循環，液體物料在加熱換熱器中被蒸汽或者熱油或熱水加熱后，液體會在溫差的作用下自發循環，而無需引入外置動力設備。本發明能夠實現加壓操作，設備穩定性高，不易發生泄漏，整個設備也無需添加動力設備，使用壽命大大延長。
【專利說明】
新型巰基丙酸加壓水解反應設備
技術領域
[0001]本發明涉及一種加壓水解反應設備，具體涉及一種制備巰基丙酸的加壓水解反應設備。
【背景技術】
[0002]巰基丙酸(CAS N0.:107-96-0)是一種有毒透明液體，有強烈的硫化物氣味，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合成原料，是醫藥芬那露的中間體，也是聚氯乙烯材料的穩定劑。
[0003]現有技術中，巰基丙酸生產過程中，丙烯腈與硫氫化鈉加成反應后會加酸水解，水解過程所使用的設備通常采用帶夾套開式搪瓷反應釜，通過在夾套中通入加熱蒸汽或者熱水對反應釜中物料進行加熱，而由于夾套內不同時段通入水及蒸汽易造成反應釜釜體損壞，此外，帶夾套搪瓷反應釜承壓能力有限，筒體內設計壓力僅為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，其主要是因為在制造過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，安裝過程極易出現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，長時間使用易損易泄露;攪拌裝置采用鋼體包襯搪瓷，自體重量較大，物料對槳葉磨損較大，使用時間較短，搪瓷攪拌軸制作過程圓度保證較差，因此機械密封也易損壞，攪拌是采用懸臂式靜環座與封頭接口相連處溫度梯度大，又是氣液混合點，墊片及搪瓷損壞量非常高。綜上所述，現有技術中巰基丙酸的反應釜使用壽命短，通常僅有半年使用壽命，且其使用過程中存在諸多安全隱患，極不利于安全生產和成本控制。

【發明內容】

[0004]本發明的主要目的是提供一種使用壽命長、更安全的新型巰基丙酸加壓水解反應設備。
[0005]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:新型巰基丙酸加壓水解反應設備，包括反應釜，反應釜釜頂設置用于往反應釜中投加反應物料的投料口，反應釜頂部設置攪拌電機以及由攪拌電機帶動的在反應釜內部攪拌物料的攪拌軸，所述加壓水解反應設備還包括加熱換熱器和冷卻換熱器；
[0006]所述反應釜側壁上部通過管道連通加熱換熱器頂部，所述反應釜底部通過管道連通加熱換熱器底部;所述反應釜底部與加熱換熱器底部之間連接的管道上設置三通連接冷卻換熱器的底部，所述冷卻換熱器頂部設置出料管；
[0007]所述反應釜側壁上部連接加熱換熱器頂部的管道高度低于反應釜中的液面高度；所述三通與加熱換熱器之間的管道上設置加熱控制閥，所述三通與冷卻換熱器之間的管道上設置冷卻控制閥。
[0008]也就是說，反應釜不需要加裝夾套，反應釜底部連接管道，管道一端設置三通，三通的其它兩個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釜上部連通，這樣反應釜與加熱換熱器形成一個加熱循環，液體物料在加熱換熱器中被蒸汽或者熱油或熱水加熱后，液體會在溫差的作用下自發循環，而無需引入外置動力設備。而需進入下一工序前通過反應釜壓力輸送即可進入冷卻換熱器中進行冷卻。需加熱時只需開啟加熱控制閥，停止加熱即可關閉加熱控制閥，水解反應完成后只需關閉加熱控制閥打開冷卻控制閥即可。
[0009]進一步的，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，加熱或冷卻介質走殼程。
[0010]進一步的，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的。
[0011]進一步的，所述反應釜內部滾涂耐蝕高分子層，所述反應裝置的各連接管道為鋼襯四氟管道。即反應釜內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;本發明中所使用的連接管道為鋼襯四氟管道，因為鋼襯四氟管道內部的四氟乙烯層長度長于外部金屬層，即四氟乙烯層會冒出外部金屬管道，這樣在連接管道進行法蘭連接時，管道之間可以實現管道本體密封，無需另外使用墊片，減少泄Mo
[0012]進一步的，所述攪拌電機軸與攪拌軸通過哈夫節連接。即兩個軸的端部放入哈夫節中的通道中，再將哈夫節兩半合上擰緊固定螺絲，這樣一方面使得兩個軸連接更緊密，另一方面也可以使兩個軸的同心度增加，減少攪拌軸旋轉時產生的離心力。
[0013]進一步的，所述攪拌軸上攪拌葉為雙層十字漿式攪拌葉。也就是說攪拌葉分為上下兩層，每層有在一條直線上的兩個攪拌葉，兩層的攪拌葉相互垂直分布。
[0014]進一步的，反應釜與攪拌軸之間設置機械密封。也就是說反應釜頂部開口供攪拌軸伸入反應釜中，反應釜開口處和攪拌軸之間設置機械軸封裝置，以將外界與反應釜內部隔離。
[0015]進一步優選的，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節流量大小的閥門，但此處優選的是球閥，并且是具有四氟乙烯涂層的球閥以增加耐腐蝕性。
[0016]進一步的，所述反應釜內設置溫度傳感器和壓力傳感器，所述傳感器采集信號輸送至PLC控制系統，所述PLC控制系統控制加熱控制閥的開度及加熱換熱器的加熱介質的流量大小。也就是說反應釜內設置溫度傳感器和壓力傳感器以測定其內部的溫度和壓力，測得的信號輸送至PLC控制系統，根據事先設置的壓力和溫度參數，PLC控制系統對加熱控制閥的開度及加熱換熱器的加熱介質的流量進行控制，這樣實現自動化控制反應釜內的溫度和壓力，增加反應體系的穩定性。
[0017]本發明新型巰基丙酸加壓水解反應設備具有如下優點:
[0018]1.克服原有裝置一體化設備導致設備的設備運行周期短，易損壞的弊病，雖然一次性投資高于一體化設備，但是設備使用周期的較原有裝置大幅提高，由原有設備六個月更換一組，變為3-5年更換一組，大幅減少檢維修次數，減少設備維護時間，大幅降低生產成本，增大利潤空間；鋼體滾涂耐蝕高分子設備在使用年限上可以達到5-10年，與搪瓷設備設計使用年限相比大幅增加。
[0019]2.鋼體滾涂四氟設備為非標設備，可以根據生產量的大小定制容積，且設備制作過程中圓度、表面光滑度、平整度都能有效保證，因此設備設計壓力可以達到加壓操作的條件。
[0020]3.換熱器為石墨材質，耐壓及耐溫性能較好。且可以根據物料量、溫度加熱、冷卻時間選取設備熱面積，蒸汽及循環水用量小，環保、無泄漏。溫度控制可以根據蒸汽、循環水閥門開度進行實時調整。
[0021]4.加熱換熱器利用溫度差進行強制循環，無外置動力，能有效的抗鹽析、抗結垢。減少轉動設備，減少泄露點及維修量;冷卻換熱器采用反應釜壓力輸送，無外置動力、節能環保。
[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、設備本體密封。減少泄露因素，降低投入;本裝置能實現加壓操作，與原有裝置相比，有效的增加了反應轉化率，減少水解時間，增加產能。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明一種新型巰基丙酸加壓水解反應設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]參照圖1具體說明如下:新型巰基丙酸加壓水解反應設備，包括反應釜6，反應釜6上設置便于設備安放的支座11，反應釜6釜頂設置用于往反應釜6中投加反應物料的投料口2，反應釜6頂部設置攪拌電機3以及由攪拌電機3帶動的在反應釜6內部攪拌物料的攪拌軸12，所述加壓水解反應設備還包括加熱換熱器7和冷卻換熱器I;所述反應釜6側壁上部通過管道連通加熱換熱器7頂部，所述反應釜6底部通過管道連通加熱換熱器7底部;所述反應釜6底部與加熱換熱器7底部之間連接的管道上設置三通連接冷卻換熱器I的底部，所述冷卻換熱器I頂部設置出料管;所述反應釜6側壁上部連接加熱換熱器7頂部的管道高度低于反應釜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;所述反應釜6內部滾涂耐蝕高分子層，所述反應裝置的各連接管道為鋼襯四氟管道。
[0026]所述攪拌電機3軸與攪拌軸12通過哈夫節4連接;所述攪拌軸12上攪拌葉10為雙層十字漿式攪拌葉;反應釜6與攪拌軸12之間設置機械密封5。所述反應釜6內設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輸送至PLC控制系統，所述PLC控制系統控制加熱控制閥8的開度及加熱換熱器7的加熱介質的流量大小。
【主權項】
1.新型巰基丙酸加壓水解反應設備，包括反應釜(6)，反應釜(6)釜頂設置用于往反應釜(6)中投加反應物料的投料口(2)，反應釜(6)頂部設置攪拌電機(3)以及由攪拌電機(3)帶動的在反應釜(6)內部攪拌物料的攪拌軸(12)，其特征在于:所述加壓水解反應設備還包括加熱換熱器(7)和冷卻換熱器(I); 所述反應釜(6)側壁上部通過管道連通加熱換熱器(7)頂部，所述反應釜(6)底部通過管道連通加熱換熱器(7)底部;所述反應釜(6)底部與加熱換熱器(7)底部之間連接的管道上設置三通連接冷卻換熱器(I)的底部，所述冷卻換熱器(I)頂部設置出料管； 所述反應釜(6)側壁上部連接加熱換熱器(7)頂部的管道高度低于反應釜(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)之間的管道上設置冷卻控制閥(9)。2.根據權利要求1所述的加壓水解反應設備，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，加熱或冷卻介質走殼程。3.根據權利要求2所述的加壓水解反應設備，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.根據權利要求1所述的加壓水解反應設備，其特征在于:所述反應釜(6)內部滾涂耐蝕高分子層，所述反應裝置的各連接管道為鋼襯四氟管道。5.根據權利要求1所述的加壓水解反應設備，其特征在于:所述攪拌電機(3)軸與攪拌軸(12)通過哈夫節(4)連接。6.根據權利要求1所述的加壓水解反應設備，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.根據權利要求1所述的加壓水解反應設備，其特征在于:所述反應釜(6)與攪拌軸(12)之間設置機械密封(5)。8.根據權利要求1所述的加壓水解反應設備，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.根據權利要求1所述的加壓水解反應設備，其特征在于:所述反應釜(6)內設置溫度傳感器和壓力傳感器，所述傳感器采集信號輸送至PLC控制系統，所述PLC控制系統控制加熱控制閥(8)的開度及加熱換熱器(7)的加熱介質的流量大小。
【文檔編號】B01J19/00GK105903409SQ201610430816
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月16日
【發明人】何濤, 鄧磊, 陳云海, 廖曉鵬, 劉峰
【申請人】重慶天原化工有限公司