一种连续生产装置制造方法及图纸

技术编号:42239521 阅读:6 留言:0更新日期:2024-08-02 13:52
本技术涉及化工产品生产装置技术领域,公开了一种连续生产装置,所述连续生产装置包括:原料储存单元、连续搅拌釜、预热混合单元、反应单元、分离单元,还包括数据采集单元和进样单元。本技术添加了气体储罐,用于在烯烃与铂配合物催化剂混合过程中通入空气或氧气,促进硅氢加成反应的进行,有利于提高原料的转化率;通过调节进样单元的原料进样流量,来调节连续流动反应器内部的反应温度,还杜绝了反应器的换热,使硅氢加成体系实现了绝热反应,减少了反应控制过程,化学选择性更好;实现烷基改性硅烷的连续化生产,反应的返混几率小,由此提高生产效率并减少非目标产物。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及化工产品生产装置,具体地说,涉及一种连续生产装置


技术介绍

1、有机硅分子中引入长链烷基的改性基团能够赋予有机硅产品新的性能,长链烷基改性的烷基化硅氧烷化合物可以用作塑料、橡胶制品的脱模剂,以及作为低黏度、低挥发性的基础油使用,此类基础油用于润滑油配方起到改善极性添加剂在润滑油中的溶解性与分散性的作用(如专利us9822326b2)。经过长链烷基改性的烷氧基硅烷化合物又称为烷基化硅烷偶联剂,可用于涂料防水添加剂、耐久防污的疏水剂,日用化学品添加剂,使织物滑爽的织物整理剂等。

2、有机硅分子与α-烯烃进行硅氢加成反应是引入长链烷基的有效手段,相比其他构建si-c键的方法,硅氢加成反应可以合成的产物品种最丰富,有反应过程温和易于控制,副反应少产品纯净等优点。然而,传统的硅氢加成反应采用间歇式釜式反应器进行生产,在传热方面存在着换热面积小,滴加含氢硅烷过程中产生的大量反应放热无法及时转移,从而引起局部超温而发生原料自聚等副反应。硅氢加成的间歇反应过程需要滴加与保温约4~6小时,考虑到加料、滴定及洗釜的时间,整个生产过程至少需要6~8小时,如果是位阻大的高碳数α-烯烃或亚乙烯基烯烃不容易进行硅氢加成反应,需要更高的反应温度与更长的反应时间,如专利us20150275127a1的实施例2与实施例3提到的1-十二烯、辛烯二聚体(2-己基-1-癸烯)与四甲基二硅氧烷进行硅氢加成反应总共需要加热反应30小时,反应时间过长,生产效率不高。除此之外,间歇反应釜传热传质条件较为复杂,难以控制产品质量的问题,很多在小试情况下性能良好的产品在规模化生产过程中难以实现或性能较差。


技术实现思路

1、本技术针对现有技术的不足,提供一种反应时间短、转化效率高的连续生产装置。

2、为了实现上述的目的,本技术采用了以下的技术方案:

3、一种连续生产装置,所述连续生产装置包括:原料储存单元、连续搅拌釜、预热混合单元、反应单元、分离单元,连续搅拌釜、预热混合单元、反应单元、分离单元之间依次进行连接;

4、原料储存单元包括第一单体储罐、第二单体储罐、催化剂储罐、气体储罐,其中,气体储罐可储放各类气体,如氮气、空气、氧气等;优选的,所述第一单体储罐为含氢硅烷单体储罐,第二单体储罐为烯烃储罐,气体储罐为空气储罐或氧气储罐;再优选,所述第一单体储罐、第二单体储罐、催化剂储罐为常压储罐,气体储罐为压力储罐,压力范围为0.1-10mpa;

5、预热混合单元包括预热管、微混合器;

6、反应单元包括连续流动反应器;

7、分离单元包括精馏塔;

8、其中原料储存单元中的第二单体储罐、催化剂储罐、气体储罐与连续搅拌釜相连,原料储存单元中的第一单体储罐与预热混合单元中的微混合器相连。

9、进一步,所述连续生产装置还包括数据采集单元,所述数据采集单元包括:1至多个传感器、数据采集卡与计算机;传感器与数据采集卡电性连接,数据采集卡与计算机电性连接,数据采集卡将温度传感器、流量传感器的感应电阻分别转化为温度、流量数据输出到计算机;

10、所述传感器包括温度传感器与流量传感器,流量传感器设置在第一流量计、第二流量计,温度传感器设置在预热管出口、连续流动反应器,温度传感器用于检测预热管出口的反应混合物温度是否达到预热温度以及连续流动反应器管路内部反应混合物的温度;

11、优选的,在连续流动反应器的管道壁面上接入1至多个温度传感器;

12、优选的,所述温度传感器为贴片式温度传感器。

13、进一步,所述连续生产装置还包括进样单元,进样单元包括:第一泵、第一流量计、第一止回阀、第二泵、第二流量计与第二止回阀;

14、优选的,连续搅拌釜经过第二泵、第二流量计、第二止回阀与预热管相连;第一单体储罐通过第一泵、第一流量计、第一止回阀与微混合器相连。

15、进一步,所述第一泵、第二泵为隔膜泵、平流泵或者柱塞泵;

16、优选的,泵的流量为0.1-100ml/min;

17、优选的,泵的工作压力为0.1-2.0mpa;

18、和/或,

19、所述第一流量计、第二流量计为电磁流量计。

20、进一步,所述微混合器为被动式微混合器,微混合器是指在微通道或微腔室内实现样品快速均一混合的一种微流控器件,被动式微混合器实现样品的混合无需借助外界力源,主要依靠改变管道的内部结构与形状,尽可能增大混合面积,达到增强混合的效果。

21、优选的,所述被动式微混合器包括t型、y型微通道混合器、分流合并式微混合器、混沌微混合器或微筛孔混合器,利用微混合器可以提高反应混合物之间的混合效果。

22、优选的,微混合器的水力学直径为0.1-5mm,再优选,微混合器的水力学直径为0.1-2mm;

23、和/或,

24、所述预热管的内径为0.5-5mm;优选的,预热管为螺旋形管道,结构紧凑,占用空间小,同时强化两种反应物的混合效果以及与加热装置的传热性能。预热管所起的作用是将第二单体储罐、催化剂储罐和气体储罐中原料加热到预热温度,其中,所述预热温度为40-100℃。

25、进一步,所述连续流动反应器包括微通道管式反应器、管式反应器、活塞流反应器、平推流反应器,该连续流动反应器包括流体连通的一个或多个通道;优选的,连续流动反应器为微通道管式反应器或管式反应器;

26、所述连续流动反应器的长度与内径之比≥100:1,优选的,连续流动反应器的长度与内径之比≥1000:1;优选的,连续流动反应器的内径为0.5-5mm,再优选,连续流动反应器的内径为0.5-2.0mm。连续流动是指将催化剂流与反应物流连续进料到反应器系统中,化学反应在反应物、催化剂等混合物的连续流动的流中进行,产物从反应器的出口以连续流体流的形式离开,并且离开反应器系统后,其中产生的产物不需要进一步的化学反应。

27、优选的,反应物在连续流动反应器中的停留时间为60-400s,再优选,反应物在连续流动反应器中的停留时间为100-300s。停留时间过短,反应过程中反应混合物的温度容易急剧升高,反应温度难以控制,停留时间过长,转化率没有明显提高而且产物颜色容易变深。

28、优选的,连续流动反应器的外侧设有隔热层,用于避免连续流动反应器与外界进行热量交换;优选的,所述隔热层材质为pvc发泡棉。

29、进一步,所述预热管、微混合器与连续流动反应器的入口与出口处置有1至多个压力传感器,压力传感器用于分段测量各段管路之间的压力差,用于检测管路的压降以及此段管路是否出现堵塞。

30、进一步,所述反应单元与分离单元之间还设有三通阀、换热器、活性炭吸附器和/或背压阀,其中三通阀用于取样对反应混合物进行分析,换热器用于对反应混合物降温,活性炭吸附器用于吸附反应混合物中的铂配合物催化剂,背压阀用于调节联系生产装置的管路系统的整本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种连续生产装置,其特征在于,所述连续生产装置包括:原料储存单元、连续搅拌釜(9)、预热混合单元、反应单元、分离单元,连续搅拌釜、预热混合单元、反应单元、分离单元之间依次进行连接;

2.根据权利要求1所述的连续生产装置,其特征在于,所述第一单体储罐(1)为含氢硅烷单体储罐,第二单体储罐(2)为烯烃储罐,气体储罐(4)为空气储罐或氧气储罐。

3.根据权利要求1所述的连续生产装置,其特征在于,所述第一单体储罐(1)、第二单体储罐(2)、催化剂储罐(3)为常压储罐,气体储罐(4)为压力储罐,压力范围为0.1-10MPa。

4.根据权利要求1所述的连续生产装置,其特征在于,所述连续生产装置还包括数据采集单元,所述数据采集单元包括:1至多个传感器、数据采集卡(16)与计算机(17);传感器与数据采集卡(16)电性连接,数据采集卡(16)与计算机(17)电性连接;

5.根据权利要求1所述的连续生产装置,其特征在于,在连续流动反应器(7)的管道壁面上接入1至多个温度传感器。

6.根据权利要求5所述的连续生产装置,其特征在于,所述温度传感器为贴片式温度传感器。

7.根据权利要求1所述的连续生产装置,其特征在于,所述连续生产装置还包括进样单元,进样单元包括:第一泵(10)、第一流量计(11)、第一止回阀(12)、第二泵(13)、第二流量计(14)与第二止回阀(15)。

8.根据权利要求7所述的连续生产装置,其特征在于,连续搅拌釜(9)经过第二泵(13)、第二流量计(14)、第二止回阀(15)与预热管(5)相连;第一单体储罐通过第一泵(10)、第一流量计(11)、第一止回阀(12)与微混合器(6)相连。

9.根据权利要求7或8所述的连续生产装置,其特征在于,

10.根据权利要求9所述的连续生产装置,其特征在于,泵的流量为0.1-100mL/min。

11.根据权利要求9所述的连续生产装置,其特征在于,泵的工作压力为0.1-2.0Mpa。

12.根据权利要求7或8所述的连续生产装置,其特征在于,所述第一流量计(11)、第二流量计(14)为电磁流量计。

13.根据权利要求1所述的连续生产装置,其特征在于,所述微混合器(6)为被动式微混合器。

14.根据权利要求13所述的连续生产装置,其特征在于,所述被动式微混合器包括T型、Y型微通道混合器、分流合并式微混合器、混沌微混合器或微筛孔混合器。

15.根据权利要求13所述的连续生产装置,其特征在于,微混合器(6)的水力学直径为0.1-5mm。

16.根据权利要求13所述的连续生产装置,其特征在于,微混合器(6)的水力学直径为0.1-2mm。

17.根据权利要求1所述的连续生产装置,其特征在于,所述预热管(5)的内径为0.5-5mm。

18.根据权利要求17所述的连续生产装置,其特征在于,预热管(5)为螺旋形管道。

19.根据权利要求1所述的连续生产装置,其特征在于,所述连续流动反应器(7)包括微通道管式反应器、管式反应器、活塞流反应器、平推流反应器,该连续流动反应器包括流体连通的一个或多个通道; 所述连续流动反应器(7)的长度与内径之比≥100:1。

20.根据权利要求19所述的连续生产装置,其特征在于,连续流动反应器为微通道管式反应器或管式反应器。

21.根据权利要求19所述的连续生产装置,其特征在于,连续流动反应器的长度与内径之比≥1000:1。

22.根据权利要求19所述的连续生产装置,其特征在于,连续流动反应器(7)的内径为0.5-5mm。

23.根据权利要求19所述的连续生产装置,其特征在于,连续流动反应器(7)的内径为0.5-2.0mm。

24.根据权利要求19所述的连续生产装置,其特征在于,反应物在连续流动反应器(7)中的停留时间为60-400s。

25.根据权利要求19所述的连续生产装置,其特征在于,反应物在连续流动反应器(7)中的停留时间为100-300s。

26.根据权利要求19所述的连续生产装置,其特征在于,连续流动反应器(7)的外侧设有隔热层。

27.根据权利要求26所述的连续生产装置,其特征在于,所述隔热层材质为PVC发泡棉。

28.根据权利要求1所述的连续生产装置,其特征在于,所述预热管(5)、微混合器(6)与连续流动反应器(7)的入口与出口处置有1至多个压力传感器。

29.根据权利要求1所述的连续生产装置,其特征在于,所述反应单元与分离单...

【技术特征摘要】

1.一种连续生产装置,其特征在于,所述连续生产装置包括:原料储存单元、连续搅拌釜(9)、预热混合单元、反应单元、分离单元,连续搅拌釜、预热混合单元、反应单元、分离单元之间依次进行连接;

2.根据权利要求1所述的连续生产装置,其特征在于,所述第一单体储罐(1)为含氢硅烷单体储罐,第二单体储罐(2)为烯烃储罐,气体储罐(4)为空气储罐或氧气储罐。

3.根据权利要求1所述的连续生产装置,其特征在于,所述第一单体储罐(1)、第二单体储罐(2)、催化剂储罐(3)为常压储罐,气体储罐(4)为压力储罐,压力范围为0.1-10mpa。

4.根据权利要求1所述的连续生产装置,其特征在于,所述连续生产装置还包括数据采集单元,所述数据采集单元包括:1至多个传感器、数据采集卡(16)与计算机(17);传感器与数据采集卡(16)电性连接,数据采集卡(16)与计算机(17)电性连接;

5.根据权利要求1所述的连续生产装置,其特征在于,在连续流动反应器(7)的管道壁面上接入1至多个温度传感器。

6.根据权利要求5所述的连续生产装置,其特征在于,所述温度传感器为贴片式温度传感器。

7.根据权利要求1所述的连续生产装置,其特征在于,所述连续生产装置还包括进样单元,进样单元包括:第一泵(10)、第一流量计(11)、第一止回阀(12)、第二泵(13)、第二流量计(14)与第二止回阀(15)。

8.根据权利要求7所述的连续生产装置,其特征在于,连续搅拌釜(9)经过第二泵(13)、第二流量计(14)、第二止回阀(15)与预热管(5)相连;第一单体储罐通过第一泵(10)、第一流量计(11)、第一止回阀(12)与微混合器(6)相连。

9.根据权利要求7或8所述的连续生产装置,其特征在于,

10.根据权利要求9所述的连续生产装置,其特征在于,泵的流量为0.1-100ml/min。

11.根据权利要求9所述的连续生产装置,其特征在于,泵的工作压力为0.1-2.0mpa。

12.根据权利要求7或8所述的连续生产装置,其特征在于,所述第一流量计(11)、第二流量计(14)为电磁流量计。

13.根据权利要求1所述的连续生产装置,其特征在于,所述微混合器(6)为被动式微混合器。

14.根据权利要求13所述的连续生产装置,其特征在于,所述被动式微混合器包括t型、y型微通道混合器、分流合并式微混合器、混沌微混合器或微筛孔混合器。

15.根据权利要求13所述的连续生产装置,其特征在于,微混合器(6)的水力学直径为0.1-5mm。

16.根据权利要求13所述的连续生...

【专利技术属性】
技术研发人员:郝汉魏东初
申请(专利权)人:亚培烯科技上海有限公司
类型:新型
国别省市:

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