CN103922919A - 固相法生产硬脂酸盐的生产工艺及其生产系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及硬脂酸盐的生产技术领域，具体的说，本发明公开了一种固相法生产硬脂酸盐的生产工艺，第一步，将硬脂酸、金属氧化物或氢氧化物、催化剂加入混料机混合，低速搅拌1分钟，然后高速搅拌，充分反应，生成硬脂酸盐，合成反应生成的水和粉尘同时通过物料回收装置回收；第二步，合成反应生成的硬脂酸盐粗品经粉碎机粉碎，经旋风分离器收集，全自动真空包装机包装得到产品成品，同时采用除尘器和引风机来去除粉尘杂质以及残留水分。本发明同时公开了这种生产工艺采用的生产系统。本发明属环保节能减排、低成本型先进生产技术，有利于环境保护，生产工艺生产的产品属高纯产品，质量更佳，合成反应时间短，生产效率高。

Description

固相法生产硬脂酸盐的生产工艺及其生产系统
技术领域
本发明涉及硬脂酸盐的生产技术领域，具体的说，本发明公开了一种固相法生产硬脂酸盐的生产工艺，同时公开了这种生产工艺采用的生产系统。
背景技术
硬脂酸盐作为协效热稳定剂和润滑剂，可用于聚氯乙烯(PVC)加工行业，还可广泛应用于聚烯烃、纤维和橡塑制品的爽滑剂、润滑脂的增厚剂，纺织品的防水剂和油漆平光剂等。
目前国内大部分硬脂酸盐生产厂家都采用水相复分解法生产该产品，即硬脂酸用氢氧化钠皂化后，再与金属盐反应制得的，其反应式如下(以硬脂酸锌为例)：
皂化反应：RCOOH+NaOH＝RCOONa+H2O
成盐反应：2RCOONa+ZnSO4＝(RCOO)2Zn+Na2SO4
该工艺生产过程产生大量废水，生产成本居高不下。
同类研究技术如：《热稳定剂用硬脂酸盐的合成研究》(曾淼，天津大学，2007年)，本文主要研究了硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡的合成工艺，该技术的缺点是：以水为反应介质，需经干燥后制得产品，能耗大，成本高，且仅为实验研究成果，工业化技术不成熟。
CN200910304506.0的发明专利给出了一种干法生产硬脂酸盐的工艺及装置，将硬脂酸、金属氧化物、水添加到反应装置中搅拌反应1～5小时得到硬脂酸盐产品。该发明专利减少了废水的排放量，降低了治污费用，但工艺技术的缺点是：生产工艺以少量水为反应介质，有废水排放；反应时间较长，生产效率较低；对高熔点的硬脂酸钡等产品工艺技术不成熟；后处理工艺不甚成熟，易造成产品细度不均，影响产品质量。
发明内容
本发明的目的在于适应现实需要，提供一种固相法生产硬脂酸盐的生产工艺，同时公开了这种生产工艺采用的生产系统。
为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：
一种固相法生产硬脂酸盐的生产工艺，包括如下步骤：
第一步，将硬脂酸、金属氧化物或氢氧化物、催化剂加入混料机混合，低速搅拌1分钟，然后高速搅拌，充分反应，生成硬脂酸盐，合成反应生成的水和粉尘同时通过物料回收装置回收；
第二步，合成反应生成的硬脂酸盐粗品经粉碎机粉碎，经旋风分离器收集，全自动真空包装机包装得到产品成品，同时采用除尘器和引风机来去除粉尘杂质以及残留水分。
在第一步中，所述金属氢氧化物为氢氧化钙，所述催化剂为醋酸，开启混料机低速搅拌，依次在混料机中加入100公斤硬脂酸、200毫升醋酸、15.6公斤氢氧化钙，10赫兹低速搅拌1分钟后，将速度调到50赫兹进行高速混合；监测混料机内物料温度变化，温度达到100～105℃保温10分钟，直到没有明显水蒸气。
在第一步中，所述金属氧化物为氧化锌，所述催化剂为一水柠檬酸，开启混料机将速度调到10赫兹低速搅拌，依次在混料机中加入100公斤硬脂酸、200克一水柠檬酸、16.0公斤氧化锌，低速搅拌1分钟后，将速度调到50赫兹进行高速混合；监测混料机内物料温度变化，温度达到95～100℃保温10分钟，直到没有明显水蒸气。
在第一步中，所述金属氢氧化物为氢氧化钡，所述催化剂为醋酸，开启混料机将速度调到10赫兹低速搅拌，依次在混料机中加入100公斤硬脂酸、300毫升醋酸、61公斤氢氧化钡，低速搅拌1分钟后，将速度调到50赫兹进行高速混合；监测混料机内物料温度变化，温度达到110～115℃保温10分钟，直到没有明显水蒸气。
包括用于混合物料的混料机，用于处理硬脂酸盐粗品的后处理装置，以及物料回收装置，所述混料机上端为投料口，所述物料回收装置设置于投料口的上方且通过外力对投料口施加负压，所述混料机的出口与后处理装置的入口连通。
所述混料机包括三个混料仓，所述混料仓的上部为投料口，混料仓内部设有搅拌叶片，所述搅拌叶片由调频电机驱动转动，所述混料仓的底部为出口。
所述物料回收装置包括收集器、脉冲除尘器、引风机，所述收集器的底部设有连接管，所述连接管上带有阀门，每个连接管的底部带有一个扩张的喇叭口，每个连接管的喇叭口对准混料仓的投料口，所述收集器依次与脉冲除尘器和引风机连通。
所述后处理装置包括贮料槽、搅龙上料机、粉碎机、旋风分离器、全自动真空包装机、除尘器、引风机，所述混料仓底部出口与贮料槽直接连通或通过绞龙上料机与贮料槽连接，所述贮料槽与粉碎机连通，所述粉碎机的上方设有旋风分离器，旋风分离器的下方设有全自动真空包装机，所述旋风分离器与除尘器和引风机依次连通。
本发明的有益效果在于：
1.属环保节能减排、低成本型先进生产技术，有利于环境保护，符合国家减排、循环利用和可持续发展的产业政策，由于没有以水为反应介质，因而无需生产用水，没有废水排放；以混合机高速搅拌产生的摩擦热为初始反应热量，原材料在微分子固相状态下直接进行化学反应生成硬脂酸盐，无需加热，因而无燃煤，与水相复分解法工艺相比，生产每吨硬脂酸盐产品可减少排放COD15kg，减少二氧化硫排放13kg，节煤450kg，节水15吨，生产成本可下降1300元/吨；
2.本发明的生产工艺生产的产品属高纯产品，质量更佳，与同类产品生产技术不同，本发明的生产工艺是以硬脂酸和金属氧化物或氢氧化物在催化剂的作用下直接反应生成硬脂酸盐产品，由于无需用氢氧化钠皂化，反应所使用的催化剂不含金属离子，因而本专利产品不含钠等金属离子，产品纯度更高，可满足石化行业等相关行业对产品高纯度的特殊要求，扩大了产品使用范围；
3.合成反应时间短，生产效率高；装置自动化程度高，更环保。与同类产品生产技术需经1～5小时反应合成硬脂酸盐产品不同，本技术以硬脂酸和金属氧化物在催化剂的作用下直接反应生成产品，反应时间10～30分钟，生产效率更高，采用搅龙上料机、全自动真空包装机等设备，装置自动化程度高，可有效减少粉尘，达到环保生产的要求；
4.产品细度均匀，堆积密度大，可降低产品贮运成本。
附图说明
图1为本发明生产系统的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
实施例：参见图1。
实施例一：硬脂酸钙的生产。
本发明公开了一种固相法生产硬脂酸盐的生产工艺，包括如下步骤：
第一步，将硬脂酸、金属氧化物或氢氧化物、催化剂加入混料机混合，以10赫兹频率低速搅拌1分钟，然后将速度调到50赫兹进行高速搅拌，充分反应，生成硬脂酸盐，合成反应生成的水和粉尘同时通过物料回收装置回收；
第二步，合成反应生成的硬脂酸盐粗品经粉碎机粉碎，经旋风分离器收集，全自动真空包装机包装得到产品成品，同时采用除尘器和引风机来去除粉尘杂质以及残留水分。
本实施例以硬脂酸钙的生产工艺为例来详细说明固相法生产硬脂酸盐的生产工艺，在第一步中，所述金属氢氧化物为氢氧化钙，所述催化剂为醋酸，开启混料机将速度调到10赫兹进行低速搅拌，依次在混料机中加入100公斤硬脂酸、200毫升醋酸、15.6公斤氢氧化钙，低速搅拌1分钟后，将速度调到50赫兹进行高速混合；监测混料机内物料温度变化，当温度上升较快，并伴有大量水蒸气时，表明已进入快速反应阶段，温度达到100～105℃保温10分钟，直到没有明显水蒸气。开启混料机的出料阀，将硬脂酸钙粗品放入贮料槽，进入第二步工序。
产品质量：钙含量7.2％，游离酸0.3％，加热减量1.2％，熔点150℃，细度(通过0.075mm标准筛)％≥99.5％。
上述百分数均为质量百分数。
与本发明的生产工艺相匹配，本发明还公开了一种固相法生产硬脂酸盐的生产系统，其整个生产系统分为三个部分，参考图1，用三个虚线框标示出了该生产系统的三个组成部分，分别是，混料机1，物料回收装置2，后处理装置3，混料机1的作用是用来混合物料，生产硬脂酸盐所需的硬脂酸、金属氧化物或氢氧化物、催化剂均从混料机1上部的投料口101投入并在混料机1内完成化学反应，混料机1的下方为出口102，与后处理装置3的入口连通，后处理装置对经过混料机1化学反应生成的硬脂酸盐粗品进行后续处理，最终包装后形成产品，物料回收装置2设置于混料机1的投料口101的上方，通过外力对投料口101施加负压，从而对合成反应高速搅拌产生的少量粉尘原料和产品予以回收，以提高产品收率和保护生产环境。
具体的说，混料机1包括三个混料仓，图中标示为第一混料仓103，第二混料仓104，第三混料仓105，混料仓的上部均为投料口，混料仓内部设有搅拌叶片，所述搅拌叶片由调频电机106驱动转动，所述混料仓的底部为出口。生产时，将生产硬脂酸盐所需的硬脂酸、金属氧化物或氢氧化物、催化剂按照一定比例投入每个混料仓，即可三个混料仓同时混料生产，也可根据实际情况，三个混料仓只使用其中一个或两个进行生产。
物料回收装置2包括收集器201、脉冲除尘器202、引风机203，所述收集器201的底部设有连接管，所述连接管上带有阀门，每个连接管的底部带有一个扩张的喇叭口204，每个连接管的喇叭口204对准混料仓的投料口，所述收集器201依次与脉冲除尘器202和引风机203连通。需要回收的水和粉尘状物料在负压作用下先进入收集器202，粉尘经脉冲除尘器202回收，水通过引风机排出。
后处理装置3包括贮料槽(图中示出三个贮料槽，依次标记为第一贮料槽301，第二贮料槽302，第三贮料槽303)，绞龙上料机304，粉碎机305、旋风分离器306、全自动真空包装机307、除尘器308、引风机309，所述混料仓底部出口与贮料槽直接连通或通过绞龙上料机303与贮料槽连接，本实施例中，根据生产现场的实际情况，采用了二者相结合的方式，即第一、第二混料仓303、302的底部与第一贮料槽301直接连通，第三混料仓303的底部与第二贮料槽302直接连通，第一、第二、第三贮料槽301、302、303均通过绞龙上料机304连通，绞龙上料机304将从混料仓底部出来的产品粗品从第一出料槽301依次送入第二、第三贮料槽，第三贮料槽303与粉碎机305连通，所述粉碎机305的上方设有旋风分离器306，旋风分离器306的下方设有全自动真空包装机307，所述旋风分离器306与除尘器308和引风机309依次连通。产品粗品在第三出料槽303集中后，进入粉碎机305被粉碎，然后经旋风分离器306收集，全自动真空包装机307包装后成为产品成品。少量粉尘和水分可以通过除尘器308和引风机309排出。
实施例二：硬脂酸锌的生产。
本实施例与实施例一的相同之处不赘述，其不同之处仅在于，在第一步中，所述金属氧化物为氧化锌，所述催化剂为一水柠檬酸，开启混料机将速度调到10赫兹进行低速搅拌，依次在混料机中加入100公斤硬脂酸、200克一水柠檬酸、16.0公斤氧化锌，低速搅拌1分钟后，将速度调到50赫兹进行高速混合；监测混料机内物料温度变化，当温度上升较快，并伴有大量水蒸气时，表明已进入快速反应阶段，温度达到95～100℃保温10分钟，直到没有明显水蒸气。开启混料机的出料阀，将硬脂酸锌粗品放入贮料槽，进入第二步工序。
产品质量：锌含量11.2％，游离酸0.3％，加热减量0.5％，熔点120℃，细度(通过0.075mm标准筛)％≥99.5％。
上述百分数均为质量百分数。
实施例三：硬脂酸钡的生产。
本实施例与实施例一的相同之处不赘述，其不同之处仅在于，在第一步中，所述金属氢氧化物为氢氧化钡，所述催化剂为醋酸，开启混料机将速度调到10赫兹进行低速搅拌，依次在混料机中加入100公斤硬脂酸、300毫升醋酸、61公斤氢氧化钡，低速搅拌1分钟后，将速度调到50赫兹进行高速混合；监测混料机内物料温度变化，当温度上升较快，并伴有大量水蒸气时，表明已进入快速反应阶段，温度达到110～115℃保温10分钟，直到没有明显水蒸气。开启混料机的出料阀，将硬脂酸钡粗品放入贮料槽，进入第二步工序。
产品质量：钡含量20.3％，游离酸0.4％，加热减量0.3％，熔点210℃，细度(通过0.075mm标准筛)％≥99.5％。
上述百分数均为质量百分数。

Claims (8)

1.一种固相法生产硬脂酸盐的生产工艺，包括如下步骤：
第一步，将硬脂酸、金属氧化物或氢氧化物、催化剂加入混料机混合，低速搅拌1分钟，然后高速搅拌，充分反应，生成硬脂酸盐，合成反应生成的水和粉尘同时通过物料回收装置回收；
第二步，合成反应生成的硬脂酸盐粗品经粉碎机粉碎，经旋风分离器收集，全自动真空包装机包装得到产品成品，同时采用除尘器和引风机来去除粉尘杂质以及残留水分。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：在第一步中，所述金属氢氧化物为氢氧化钙，所述催化剂为醋酸，开启混料机低速搅拌，依次在混料机中加入100公斤硬脂酸、200毫升醋酸、15.6公斤氢氧化钙，10赫兹低速搅拌1分钟后，将速度调到50赫兹进行高速混合；监测混料机内物料温度变化，温度达到100～105℃保温10分钟，直到没有明显水蒸气。
3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：在第一步中，所述金属氧化物为氧化锌，所述催化剂为一水柠檬酸，开启混料机低速搅拌，依次在混料机中加入100公斤硬脂酸、200克一水柠檬酸、16.0公斤氧化锌，10赫兹低速搅拌1分钟后，将速度调到50赫兹进行高速混合；监测混料机内物料温度变化，温度达到95～100℃保温10分钟，直到没有明显水蒸气。
4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：在第一步中，所述金属氢氧化物为氢氧化钡，所述催化剂为醋酸，开启混料机将速度调到10赫兹低速搅拌，依次在混料机中加入100公斤硬脂酸、300毫升醋酸、61公斤氢氧化钡，低速搅拌1分钟后，将速度调到50赫兹进行高速混合；监测混料机内物料温度变化，温度达到110～115℃保温10分钟，直到没有明显水蒸气。
5.一种固相法生产硬脂酸盐的生产系统，其特征在于：包括用于混合物料的混料机，用于处理硬脂酸盐粗品的后处理装置，以及物料回收装置，所述混料机上端为投料口，所述物料回收装置设置于投料口的上方且通过外力对投料口施加负压，所述混料机的出口与后处理装置的入口连通。
6.根据权利要求5所述的生产系统，其特征在于：所述混料机包括三个混料仓，所述混料仓的上部为投料口，混料仓内部设有搅拌叶片，所述搅拌叶片由调频电机驱动转动，所述混料仓的底部为出口。
7.根据权利要求5所述的生产系统，其特征在于：所述物料回收装置包括收集器、脉冲除尘器、引风机，所述收集器的底部设有连接管，所述连接管上带有阀门，每个连接管的底部带有一个扩张的喇叭口，每个连接管的喇叭口对准混料仓的投料口，所述收集器依次与脉冲除尘器和引风机连通。
8.根据权利要求5所述的生产系统，其特征在于：所述后处理装置包括贮料槽、搅龙上料机、粉碎机、旋风分离器、全自动真空包装机、除尘器、引风机，所述混料仓底部出口与贮料槽直接连通或通过绞龙上料机与贮料槽连接，所述贮料槽与粉碎机连通，所述粉碎机的上方设有旋风分离器，旋风分离器的下方设有全自动真空包装机，所述旋风分离器与除尘器和引风机依次连通。
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