CN109624138A - 一种mma单体的生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MMA单体的生产系统，包括加热系统和冷却系统；所述加热系统包括依次连接的第一加热管、第二加热管和第三加热管，所述第一加热管、第二加热管和第三加热管内均设有螺杆，所述第一加热管、第二加热管和第三加热管均设有加热装置；所述第一加热管的前端设有进料口；所述冷却系统包括依次连接的水冷分管、水冷总管和液氮冷却机构。采用本实施例，能够使粉碎后的亚克力颗粒在加热系统中的第一加热管、第二加热管和第三加热管中依次加热，并在螺杆的推送和搅拌作用下使裂解出的气体析出，分段进入各出气管后，进入冷却系统进行冷却，自动完成亚克力板的裂解、MMA气体的冷却和储存，效率高，节能环保。

Description

一种MMA单体的生产系统

技术领域

本发明涉及MMA单体生产领域，尤其涉及一种MMA单体的生产系统。

背景技术

甲基丙烯酸甲酯是一种有机化合物，又称MMA，简称甲甲酯。是一种重要的化工原料，是生产透明塑料聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃，PMMA)的单体。用来生产浴缸的亚克力板在加温到一定温度后会裂解出MMA，将废弃的亚克力板回收和加热，裂解，将主要的裂解产物MMA回收和储存，是亚克力板循环利用的有效方法。

现有的亚克力板加热主要使用锅炉，将亚克力板放置于锅炉内加热，并在锅炉顶部收集裂解出的气体。采用此方法的缺点是：1、锅炉的保温较差，加热过程消耗大量能源。2、锅炉内的亚克力板受热不均匀，外围的亚克力板温度过高，中心的亚克力板却未达到裂解和蒸发温度，影响裂解效率和回收质量。3、加热后的炉渣需要打开锅炉的盖子清理，由于MMA气体具有刺激性，影响操作人员的身体健康。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种MMA单体的生产系统，可自动完成亚克力板的裂解、MMA气体的冷却和储存，效率高，节能环保。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种MMA单体的生产系统，包括加热系统和冷却系统；所述加热系统包括依次连接的第一加热管、第二加热管和第三加热管，所述第一加热管、第二加热管和第三加热管内均设有螺杆，所述第一加热管、第二加热管和第三加热管均设有加热装置；所述第一加热管的前端设有进料口，所述第一加热管上设有第一出气管，所述第二加热管上的不同位置设有第二出气管，所述第三加热管上的不同位置设有第三出气管，所述第二加热管与第三加热管之间通过竖直设置的透气管连接，所述第二加热管连接透气管的侧面，第三加热管连接透气管的下端，所述透气管上端连接有第四出气管；所述冷却系统包括依次连接的水冷分管、水冷总管和液氮冷却机构，所述水冷分管用于将MMA单体蒸汽冷却液化，所述水冷总管将水冷分管液化后的MMA单体汇集冷却，所述液氮冷却机构用于将水冷总管冷却后的MMA单体冷却到预定温度，并保存。

作为上述方案的改进，所述水冷分管包括第一水冷壳体和气液流通分管，所述水冷总管包括第二水冷壳体和气液流通总管，所述气液流通分管设于第一水冷壳体内，所述气液流通总管设于第二水冷壳体内，所述第一水冷壳体和第二水冷壳体内均设有冷却液，所述冷却液通入水冷塔中进行冷却。

作为上述方案的改进，所述液氮冷却机构包括液氮罐和液氮生产装置，所述液氮罐具有MMA单体容纳腔和围绕所述MMA单体容纳腔设置的液氮容纳腔；所述液氮生产装置用于为液氮容纳腔供应液氮。

作为上述方案的改进，所述第一加热管与第二加热管、第二加热管与第三加热管相互垂直设置。

作为上述方案的改进，所述加热装置为缠绕在第一加热管、第二加热管或第三加热管表面的感应加热线圈；所述第一加热管、第二加热管或第三加热管表面包覆有保温层。

作为上述方案的改进，所述第二出气管共两组，它们分设于第二加热管上，靠近第二加热管与第一加热管或透气管的连接处，所述第三出气管共三组，它们间距均匀地分布在第三加热管上并同时连入出气汇集管中。

作为上述方案的改进，所述螺杆包括杆体、进料扇叶组和反应扇叶组，所述进料扇叶组由进料扇叶沿杆体在同一圆周内设置组成，所述反应扇叶组由反应扇叶沿杆体在同一圆周内设置组成；所述进料扇叶的倾斜角度大于反应扇叶的倾斜角度；多组反应扇叶组间隔预定距离轴向设于杆体上；同组相邻的反应扇叶之间设有排气间隙。

作为上述方案的改进，同一反应扇叶组的所有反应扇叶位于同一螺旋面内。

作为上述方案的改进，同一反应扇叶组的所有反应扇叶的结构相同，并且周向设置在同一径向节点上。

作为上述方案的改进，所述进料扇叶组由3片进料扇叶组成；所述反应扇叶组由3片反应扇叶组成。

实施本发明，具有如下有益效果：

采用本实施例，能够使粉碎后的亚克力颗粒在加热系统中的第一加热管、第二加热管和第三加热管中依次加热，并在螺杆的推送和搅拌作用下使裂解出的气体析出，分段进入各出气管后，进入冷却系统进行冷却，自动完成亚克力板的裂解、MMA气体的冷却和储存，效率高，节能环保。

附图说明

图1是本发明一种MMA单体的生产系统的加热系统的结构示意图；

图2是本发明一种MMA单体的生产系统的冷却系统的原理图；

图3是本发明的水冷分管的结构示意图；

图4是本发明的液氮罐的结构示意图；

图5是本发明的第一加热管、第二加热管或第三加热管的结构示意图；

图6是本发明的螺杆的第一实施例的结构示意图；

图7是本发明的螺杆的第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

结合图1和图2，本发明实施例提供了一种MMA单体的生产系统，包括加热系统1和冷却系统2；所述加热系统1包括依次连接的第一加热管11、第二加热管12和第三加热管13，所述第一加热管11、第二加热管12和第三加热管13内均设有螺杆14，所述第一加热管11、第二加热管12和第三加热管13均设有加热装置15；所述第一加热管11的前端设有进料口111，所述第一加热管11上设有第一出气管16，所述第二加热管12上的不同位置设有第二出气管17，所述第三加热管13上的不同位置设有第三出气管18，所述第二加热管12与第三加热管13之间通过竖直设置的透气管10连接，所述第二加热管12连接透气管10的侧面，第三加热管13连接透气管10的下端，所述透气管10上端连接有第四出气管19；所述冷却系统2包括依次连接的水冷分管21、水冷总管22和液氮冷却机构23，所述水冷分管21用于将MMA单体蒸汽冷却液化，所述水冷总管22将水冷分管21液化后的MMA单体汇集冷却，所述液氮冷却机构23用于将水冷总管22冷却后的MMA单体冷却到预定温度，并保存。

采用本实施例，能够使粉碎后的亚克力颗粒在加热系统1中的第一加热管11、第二加热管12和第三加热管13中依次加热，并在螺杆14的推送和搅拌作用下使裂解出的气体析出，分段进入各出气管后，进入冷却系统2进行冷却，自动完成亚克力板的裂解、MMA气体的冷却和储存，效率高，节能环保。

具体地，结合图3和图4，所述水冷分管21包括第一水冷壳体211和气液流通分管212，所述水冷总管22的结构与水冷分管21类似，包括第二水冷壳体和气液流通总管，所述气液流通分管212设于第一水冷壳体211内，所述气液流通总管设于第二水冷壳体内，所述第一水冷壳体211和第二水冷壳体内均设有冷却液，所述冷却液通入水冷塔中进行冷却。所述液氮冷却机构23包括液氮罐和液氮生产装置，所述液氮罐具有MMA单体容纳腔231和围绕所述MMA单体容纳腔231设置的液氮容纳腔232；所述液氮生产装置用于为液氮容纳腔232供应液氮。

下面结合本方案的具体结构详细说明其工作原理和步骤：

1、将回收的亚克力板粉碎，得到亚克力颗粒。

2、将亚克力颗粒从第一加热管11的进料口111加入，第一加热管11内的螺杆14旋转，同时，第一加热管11上的加热装置15开始对第一加热管11加热，亚克力颗粒开始升温。结合图5，所述加热装置15为缠绕在第一加热管11、第二加热管12或第三加热管13表面的感应加热线圈；所述第一加热管11、第二加热管12或第三加热管13表面包覆有保温层151，以防热量散失。

结合图6，为了改善亚克力颗粒在加热管内的堆积情况，所述螺杆14具有特殊的结构：所述螺杆14包括杆体141、进料扇叶组142和反应扇叶组143，所述进料扇叶组142由进料扇叶沿杆体141在同一圆周内设置组成，所述反应扇叶组143由反应扇叶沿杆体141在同一圆周内设置组成；所述进料扇叶的倾斜角度大于反应扇叶的倾斜角度；多组反应扇叶组143间隔预定距离轴向设于杆体141上；同组相邻的反应扇叶之间设有排气间隙144。当亚克力颗粒与螺杆14接触时，倾斜角度较大的进料扇叶组142能够较快地将亚克力颗粒往前输送，保证进入第一加热管11内的亚克力颗粒的空间被压缩，提高处理效率。

接着，亚克力颗粒与反应扇叶组143接触，所述反应扇叶组143除了将亚力克往前推进外，还起到翻动亚克力，使其受热均匀的作用，更为重要的是保证裂解产生的气体能够快速排出。根据本发明反应扇叶组143的第一种实施例，同一反应扇叶组143的所有反应扇叶143a位于同一螺旋面内。所述进料扇叶组142由3片进料扇叶组成；所述反应扇叶组143由3片反应扇叶143a组成。此时，所有的反应扇叶143a看起来像是螺钉的螺纹在轴向切出了3道缺口，上述缺口形成上述排气间隙144。采用本结构，由于反应扇叶143a都在螺纹线上移动，亚克力的输送更为平稳，每组反应扇叶143a之间的亚克力在裂解产生气体后，每当反应扇叶143a的排气间隙144朝上，产生的气体就会从排气间隙144朝不同的反应扇叶组143移动，直到从第一出气管16排出。

如图7所示，根据本发明反应扇叶组143的第二种实施例，同一反应扇叶组143的所有反应扇叶143b的结构相同，并且周向设置在同一径向节点上。此时，所有的反应扇叶143b看起来像是普通风扇的扇叶，排气间隙144由反应扇叶143b之间的间隙自然形成。采用本结构，亚克力在经过每组反应扇叶组143时，均被彻底搅动，更有利于气体排出，亚克力受热也更均匀，但是，必须通过设计进料扇叶组142与反应扇叶143b的直径比例，以此控制亚克力的进料速度，防止进料过快造成亚克力之间的摩擦力过大，使螺杆14无法转动或变形损坏。

3、亚克力在第一加热管11、第二加热管12和第三加热管13之间依次移动，直到所有MMA单体裂解排出。第一加热管11、第二加热管12和第三加热管13的温度依次提高，它们的温度在300到600度之间。所述第一加热管11与第二加热管12、第二加热管12与第三加热管13相互垂直设置。垂直设置的三段管体使亚克力在不同管体时经历转向或掉落，成块的亚克力在转向或掉落过程容易分开，便于继续裂解。

其中，所述第二出气管17共两组，它们分设于第二加热管12上，靠近第二加热管12与第一加热管11或透气管10的连接处，所述第三出气管18共三组，它们间距均匀地分布在第三加热管13上并同时连入出气汇集管181中。所述第二加热管12与第三加热管13之间通过竖直设置的透气管10连接，所述第二加热管12连接透气管10的侧面，第三加热管13连接透气管10的下端。从第二加热管12末端送出的亚力克，已经经历了两端升温，大部分已经裂解，但是，部分含有杂质的亚克力也可能会聚合成块，难以分开。此时，这类亚克力进入透气管10后，由于透气管10内没有螺杆14，不会受到螺杆14的阻挡，其空间也明显较大，而且它是垂直设置的，亚克力在此进行自由落体运动，利用自身重力，将亚克力块分开。或者在此空间内，亚克力块外部的压力减少，亚克力块内的气体能够将亚克力块弹开成几块，并从弹开成几块的亚克力中逃逸，然后直接从透气管10顶部的第四出气管19排出。

4、冷凝

从第一加热管11、第二加热管12、第三加热管13和透气管10生成的MMA气体由于密度较小，自动向管体上部聚集，并从对应的第一出气管16、第二出气管17、第三出气管18和第四出气管19排出，进入到水冷分管21中。在水冷分管21中，MMA气体被通入气液流通分管212中，与第一水冷壳体211内的冷却液进行热交换，MMA气体逐渐冷却和液化，部分液化的MMA气体体积大大减小，然后汇集通入水冷总管22中。在水冷总管22中进一步冷却，将大部分的气体转换为液体。最后，MMA单体通入液氮冷却机构23中，降低其活跃程度，使其呈现凝胶状的稳定状态，便于存储和后续处理。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种MMA单体的生产系统，其特征在于，包括加热系统和冷却系统；

所述加热系统包括依次连接的第一加热管、第二加热管和第三加热管，所述第一加热管、第二加热管和第三加热管内均设有螺杆，所述第一加热管、第二加热管和第三加热管均设有加热装置；

所述第一加热管的前端设有进料口，所述第一加热管上设有第一出气管，所述第二加热管上的不同位置设有第二出气管，所述第三加热管上的不同位置设有第三出气管；

所述第二加热管与第三加热管之间通过竖直设置的透气管连接，所述第二加热管连接透气管的侧面，第三加热管连接透气管的下端，所述透气管上端连接有第四出气管；

所述冷却系统包括依次连接的水冷分管、水冷总管和液氮冷却机构，所述水冷分管用于将MMA单体蒸汽冷却液化，所述水冷总管将水冷分管液化后的MMA单体汇集冷却，所述液氮冷却机构用于将水冷总管冷却后的MMA单体冷却到预定温度，并保存。

2.如权利要求1所述的MMA单体的生产系统，其特征在于，所述水冷分管包括第一水冷壳体和气液流通分管，所述水冷总管包括第二水冷壳体和气液流通总管，所述气液流通分管设于第一水冷壳体内，所述气液流通总管设于第二水冷壳体内，所述第一水冷壳体和第二水冷壳体内均设有冷却液，所述冷却液通入水冷塔中进行冷却。

3.如权利要求2所述的MMA单体的生产系统，其特征在于，所述液氮冷却机构包括液氮罐和液氮生产装置，所述液氮罐具有MMA单体容纳腔和围绕所述MMA单体容纳腔设置的液氮容纳腔；所述液氮生产装置用于为液氮容纳腔供应液氮。

4.如权利要求1所述的MMA单体生产用的加热系统，其特征在于，所述第一加热管与第二加热管、第二加热管与第三加热管相互垂直设置。

5.如权利要求1所述的MMA单体生产用的加热系统，其特征在于，所述加热装置为缠绕在第一加热管、第二加热管或第三加热管表面的感应加热线圈；所述第一加热管、第二加热管或第三加热管表面包覆有保温层。

6.如权利要求1所述的MMA单体生产用的加热系统，其特征在于，所述第二出气管共两组，它们分设于第二加热管上，靠近第二加热管与第一加热管或透气管的连接处，所述第三出气管共三组，它们间距均匀地分布在第三加热管上并同时连入出气汇集管中。

7.如权利要求1所述的MMA单体生产用的加热系统，其特征在于，所述螺杆包括杆体、进料扇叶组和反应扇叶组，所述进料扇叶组由进料扇叶沿杆体在同一圆周内设置组成，所述反应扇叶组由反应扇叶沿杆体在同一圆周内设置组成；所述进料扇叶的倾斜角度大于反应扇叶的倾斜角度；多组反应扇叶组间隔预定距离轴向设于杆体上；同组相邻的反应扇叶之间设有排气间隙。

8.如权利要求7所述的MMA单体生产用的加热系统，其特征在于，同一反应扇叶组的所有反应扇叶位于同一螺旋面内。

9.如权利要求7所述的MMA单体生产用的加热系统，其特征在于，同一反应扇叶组的所有反应扇叶的结构相同，并且周向设置在同一径向节点上。

10.如权利要求8或9任一项所述的MMA单体生产用的加热系统，其特征在于，所述进料扇叶组由3片进料扇叶组成；所述反应扇叶组由3片反应扇叶组成。