CN112691631A - 一种全自动粗酚生产系统及生产粗酚的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种全自动粗酚生产系统及生产粗酚的方法，属于粗酚生产领域。包括反应釜、通过管道与反应釜连通的硫酸钠储罐和粗酚储罐，所述反应釜上固定安装有搅拌电机，所述搅拌电机的输出端固定连接有设置在反应釜内部的搅拌器，所述搅拌器上设有位置能自由调整的搅拌结构，所述反应釜内壁上对应位置处设置有用于调整搅拌结构状态的调节板，所述反应釜的外侧设置有冷却装置，所述反应釜的顶部设置有硫酸加料口和酚盐加料口。利用搅拌器带动搅拌结构转动，当搅拌结构碰触到调节板时会改变搅拌状态，防止在反应釜内部出现较深的漩涡，保证硫酸与酚盐高效率混合与反应，同时还能高效匀热避免匀热不均导致的原料或生成的粗酚随排压排出流失。
Description
技术领域
本发明涉及的技术领域，尤其涉及一种全自动粗酚生产系统及生产粗酚的方法。
背景技术
酚类是由煤焦油中提取的主要化学产品之一，其组成和产率与配煤组成、配煤质量及炼焦温度等条件有关，炼焦温度越高，酚类产率越低，且低级酚类减少，高温焦油中酚类含量波动很大，一般为焦油的2-4％，其中60％为低级酚。
当前粗酚生产方法主要以硫酸法和二氧化碳法为主，通过强酸置换弱酸的原则进行生产，并利用溶解度差异实现分离，分离获得的粗酚以苯酚、甲酚、二甲酚、高级酚为主，低级酚作为重要的化工原料，已普遍得到分离提取。但是现有技术中存在相关的技术问题：例如硫酸添加时需要搅拌来进行混合反应以及用于匀热效果，搅拌过程较为简单，过程中会出现漩涡影响硫酸与酚盐的反应、匀热效果差造成内部的气压升高过快，部分原料会在排压时通过管道流失，势必影响生产效率和生产质量。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中不足，故此提出一种全自动粗酚生产系统及生产粗酚的方法，可以通过搅拌结构与调节板适配来高效率匀热以及充分混合，简单易行且成本和质量可控。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种全自动粗酚生产系统，包括反应釜、通过管道与反应釜连通的硫酸钠储罐和粗酚储罐，所述反应釜上固定安装有搅拌电机，所述搅拌电机的输出端固定连接有设置在反应釜内部的搅拌器，所述搅拌器上设有位置能自由调整的搅拌结构，所述反应釜内壁上对应位置处设置有用于调整搅拌结构状态的调节板，所述反应釜的外侧设置有冷却装置，所述反应釜的顶部设置有硫酸加料口和酚盐加料口。
进一步优选地方案，所述搅拌结构包括导向套、搅拌主叶一、导向件、搅拌主叶二和搅拌副叶，所述导向套一体连接在搅拌器上且与搅拌器的轴线方向垂直设置，所述搅拌主叶一滑动设置在导向套内部且与调节板位于同一水平面内，所述搅拌主叶一的两端分别转动连接有一对搅拌副叶，所述搅拌主叶二对称设置有两个且分别设置在搅拌主叶一的两侧，所述搅拌主叶二的两端分别与对应的搅拌副叶转动连接，所述导向件设有两个且均沿搅拌器的轴线方向固定安装在搅拌器上，两个所述搅拌主叶二分别与对应的导向件滑动配合设置。
进一步优选地方案，两个所述搅拌主叶二推动液体的流动方向相对设置。
进一步优选地方案，所述调节板的弧形结构，所述调节板相对搅拌器中心的距离沿搅拌器旋转方向逐渐减小。
进一步优选地方案，所述冷却装置包括水冷夹套和冷却水循环系统，所述水冷夹套设置在反应釜的外侧且通过管道与冷却水循环系统连接，所述水冷夹套的内侧设置有固定设置在反应釜外壁上的散热隔板。
进一步优选地方案，所述散热隔板呈螺旋状结构布设，所述螺旋结构的螺距由上及下逐渐减小。
进一步优选地方案，还包括控制模块，所述控制模块包括测试单元和控制单元，所述测试单元包括测试点A、B、C和D，所述测试点A用于检测水冷夹套内部的温度值；所述测试点B用于检测反应釜内部的温度值、PH值和液位值；所述测试点C用于检测硫酸钠储罐的进料口的PH值；所述测试点D用于检测硫酸钠储罐和粗酚储罐进料口的密度值，所述控制单元与测试点A、B、C和D均电性连接用于控制各个调速阀。
本发明还公开了一种全自动粗酚生产系统的生产粗酚的方法，包括以下步骤：
步骤一：设定控制模块中输入原料酚盐参数和计划粗酚生产量数据，控制模块自动控制酚盐加料口处的调速阀打开，直至向反应釜内部加入定量的酚盐原料后关闭；
步骤二：控制模块控制搅拌电机启动并通过通过搅拌器以及搅拌结构对酚盐进行搅拌，搅拌结构在搅拌主叶一接触调节板时会沿搅拌器的旋转方向逐渐改变其搅拌状态，带动搅拌主叶二的相反运动并实现对流，同时硫酸加料口处的调速阀打开并以10L/min流量向反应釜内部粗下料，直至测试点B所测得的升温梯度符合设计要求，随后硫酸加料口通过该处的调速阀进行精下料直至反应釜内部的混合溶液PH值符合设计要求，过程中测试点A对水冷夹套13内部的温度进行检测并反馈至控制模块，控制模块控制调速阀来间接控制水冷夹套13的冷却效果；
步骤三：搅拌持续0.5h后静置1h，通过测试点C测得反应产物的PH值符合设计要求后，反应釜开始放料，若通过测试点D测得密度值符合硫酸钠密度要求后，硫酸钠储罐的进料口调节阀开、粗酚储罐的进料口调节阀关闭；若通过测试点D测得密度值符合粗酚密度要求后，粗酚储罐的进料口调节阀开、硫酸钠储罐的进料口调节阀关闭；
步骤四：直至反应釜内部排空，即测试点D测得密度值为零，生产过程结束。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
本发明设置有状态可变的搅拌结构和与搅拌结构位置对应的调节板，利用搅拌器带动搅拌结构转动，当搅拌结构碰触到调节板时会改变搅拌状态，防止在反应釜内部出现较深的漩涡，保证硫酸与酚盐高效率混合与反应，同时还能高效匀热避免匀热不均导致的原料或生成的粗酚随排压排出流失。
本发明中搅拌结构采用导向套、搅拌主叶一、导向件、搅拌主叶二和搅拌副叶，利用搅拌主叶一的两端旋转至合适位置处(接触调节板时)，搅拌主叶一会发生位置改变同时还通过搅拌副叶带动两个搅拌主叶二沿对应的导向件实现上下周期性往复运动，进而控制内部的搅拌均匀性，实现高效搅拌和匀热效果。
本发明中搅拌主叶二推动液体的流动方向相对设置，使得形成上下两层循环的涡流结构，并在中部产生碰撞，从而实现充分混合搅拌的功能，搅拌的同时还可以将顶部的硫酸向下流动进行匀热以及充分混合反应，底部的液体也会随液体向上流动，同时内部的调节板和搅拌主叶一和搅拌副叶对涡流进行破坏，进一步实现高效匀热和物料混合与反应。
本发明中冷却装置包括水冷夹套和冷却水循环系统、以及设置在反应釜外壁且位于夹套内部的散热隔板(特殊设计结构)，对反应釜进行高效降温作用，极大地降低原料和物料排压时流失量。
本发明通过控制模块对多个测试点进行测试，进而保证全自动化生产粗酚且控制精准，极大释放人工成本。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的反应釜内部结构示意图；
图3为本发明的反应釜内部结构俯视图；
图4为本发明的水冷夹套内部的散热隔板整体结构示意图。
图中：1、反应釜；2、硫酸钠储罐；3、粗酚储罐；4、散热隔板；5、搅拌电机；6、调节板；7、硫酸加料口；8、酚盐加料口；9、导向套；10、搅拌主叶一；11、搅拌副叶；12、搅拌器；13、水冷夹套；14、冷却水循环系统；15、搅拌主叶二；16、导向件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1至图4所示，一种全自动粗酚生产系统，包括反应釜1、通过管道与反应釜1连通的硫酸钠储罐2和粗酚储罐3，所述反应釜1上固定安装有搅拌电机5，所述搅拌电机5的输出端固定连接有设置在反应釜1内部的搅拌器12，所述搅拌器12上设有位置能自由调整的搅拌结构，所述反应釜1内壁上对应位置处设置有用于调整搅拌结构状态的调节板6，所述反应釜1的外侧设置有冷却装置，所述反应釜1的顶部设置有硫酸加料口7和酚盐加料口8。利用搅拌电机5带动搅拌结构转动，当搅拌结构转动至调节板6的位置处，会在调节板6的作用下实现状态的改变，进而实现周期性往复不规则运动，极大地提高其混合效率便于实现充分反映效果，还能有效匀热，便于冷却装置对其内部进行冷却，降低在硫酸加入时压强增大过快，有效降低物料在排压时的流失量。
在本实施例中进一步优选地方案，所述搅拌结构包括导向套9、搅拌主叶一10、导向件16、搅拌主叶二15和搅拌副叶11，所述导向套9一体连接在搅拌器12上且与搅拌器12的轴线方向垂直设置，所述搅拌主叶一10滑动设置在导向套9内部且与调节板6位于同一水平面内，所述搅拌主叶一10的两端分别转动连接有一对搅拌副叶11，所述搅拌主叶二15对称设置有两个且分别设置在搅拌主叶一10的两侧，所述搅拌主叶二15的两端分别与对应的搅拌副叶11转动连接，所述导向件16设有两个且均沿搅拌器12的轴线方向固定安装在搅拌器12上，两个所述搅拌主叶二15分别与对应的导向件16滑动配合设置。其中导向件16为柱状且截面为十字形结构，当搅拌主叶一10的端部接触到调节板6时，会向另一端移动，同时通过搅拌副叶11将搅拌主叶二15沿对导向件16做相反的运动(同时向靠近搅拌主叶一10一侧或者向远离搅拌主叶一10的一侧)，进而可以增大搅拌接触面积，消除传统搅拌带来的漩涡过深无法充分混合和反应的弊端，极大促进粗酚的生产效率以及保证其生产质量的技术效果。
在本实施例中进一步优选地方案，两个所述搅拌主叶二15推动液体的流动方向相对设置。该种特殊设计可以将上下搅拌主叶二15产生的涡流在搅拌主叶一10处对流，实现充分混合和反应。
在本实施例中进一步优选地方案，所述调节板6的弧形结构，所述调节板6相对搅拌器12中心的距离沿搅拌器12旋转方向逐渐减小。使得搅拌主叶二15的运动循序不规则改变，进而改变反应釜1内部的液体定向运动，有流于匀热和充分混合和反应。
在本实施例中进一步优选地方案，所述冷却装置包括水冷夹套13和冷却水循环系统14，所述水冷夹套13设置在反应釜1的外侧且通过管道与冷却水循环系统14连接，所述水冷夹套13的内侧设置有固定设置在反应釜1外壁上的散热隔板15。利用冷却水循环系统向水冷夹套13内部通入冷却水，通过冷却水与散热隔板15进行热交换件反应釜1内部的热量带出。
在本实施例中进一步优选地方案，所述散热隔板15呈螺旋状结构布设，所述螺旋结构的螺距由上及下逐渐减小。利用螺旋结构的螺距特殊设计，由于硫酸一般为由上至下加入，则顶部会首先产生的热量，此时需要及时带走热量，否则会产生酸雾在排压时会带走物料，浪费成本不利于生产，则此时利用大量地冷却水较为集中在顶部带走其内部的温度，进而可以有效控制其内部压强，保证生产成本和质量。
在本实施例中进一步优选地方案，还包括控制模块，所述控制模块包括测试单元和控制单元，所述测试单元包括测试点A、B、C和D，所述测试点A用于检测水冷夹套13内部的温度值，即使控制其内部的压强以及降温情况；所述测试点B用于检测反应釜1内部的温度值、PH值和液位值，通过三种测试对象来评价反应釜1内部的反应情况；所述测试点C用于检测硫酸钠储罐2的进料口的PH值，该点判断是否为理论设计的最终反应；所述测试点D用于检测硫酸钠储罐2和粗酚储罐3进料口的密度值，该点测试为控制生成物的流向，所述控制单元与测试点A、B、C和D均电性连接用于控制各个调速阀。
实施例2：
一种全自动粗酚生产系统的生产粗酚的方法，包括以下步骤：
步骤一：设定控制模块中输入原料酚盐参数和计划粗酚生产量数据，控制模块自动控制酚盐加料口8处的调速阀打开，直至向反应釜1内部加入定量的酚盐原料后关闭；
步骤二：控制模块控制搅拌电机5启动并通过通过搅拌器12以及搅拌结构对酚盐进行搅拌，搅拌结构在搅拌主叶一10接触调节板6时会沿搅拌器12的旋转方向逐渐改变其搅拌状态，带动搅拌主叶二15的相反运动并实现对流，同时硫酸加料口7处的调速阀打开并以10L/min流量向反应釜1内部粗下料，直至测试点B所测得的升温梯度符合设计要求，随后硫酸加料口7通过该处的调速阀进行精下料直至反应釜1内部的混合溶液PH值符合设计要求，过程中测试点A对水冷夹套13内部的温度进行检测并反馈至控制模块，控制模块控制调速阀来间接控制水冷夹套13的冷却效果；
步骤三：搅拌持续0.5h后静置1h，通过测试点C测得反应产物的PH值符合设计要求后，反应釜1开始放料，若通过测试点D测得密度值符合硫酸钠密度要求后，硫酸钠储罐2的进料口调节阀开、粗酚储罐3的进料口调节阀关闭；若通过测试点D测得密度值符合粗酚密度要求后，粗酚储罐3的进料口调节阀开、硫酸钠储罐2的进料口调节阀关闭；
步骤四：直至反应釜1内部排空，即测试点D测得密度值为零，生产过程结束。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。所述替代可以是部分结构、器件、方法步骤的替代，也可以是完整的技术方案。根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种全自动粗酚生产系统，包括反应釜(1)、通过管道与反应釜(1)连通的硫酸钠储罐(2)和粗酚储罐(3)，其特征在于，所述反应釜(1)上固定安装有搅拌电机(5)，所述搅拌电机(5)的输出端固定连接有设置在反应釜(1)内部的搅拌器(12)，所述搅拌器(12)上设有位置能自由调整的搅拌结构，所述反应釜(1)内壁上对应位置处设置有用于调整搅拌结构状态的调节板(6)，所述反应釜(1)的外侧设置有冷却装置，所述反应釜(1)的顶部设置有硫酸加料口(7)和酚盐加料口(8)。
2.根据权利要求1所述的一种全自动粗酚生产系统，其特征在于，所述搅拌结构包括导向套(9)、搅拌主叶一(10)、导向件(16)、搅拌主叶二(15)和搅拌副叶(11)，所述导向套(9)一体连接在搅拌器(12)上且与搅拌器(12)的轴线方向垂直设置，所述搅拌主叶一(10)滑动设置在导向套(9)内部且与调节板(6)位于同一水平面内，所述搅拌主叶一(10)的两端分别转动连接有一对搅拌副叶(11)，所述搅拌主叶二(15)对称设置有两个且分别设置在搅拌主叶一(10)的两侧，所述搅拌主叶二(15)的两端分别与对应的搅拌副叶(11)转动连接，所述导向件(16)设有两个且均沿搅拌器(12)的轴线方向固定安装在搅拌器(12)上，两个所述搅拌主叶二(15)分别与对应的导向件(16)滑动配合设置。
3.根据权利要求2所述的一种全自动粗酚生产系统，其特征在于，两个所述搅拌主叶二(15)推动液体的流动方向相对设置。
4.根据权利要求3所述的一种全自动粗酚生产系统，其特征在于，所述调节板(6)的弧形结构，所述调节板(6)相对搅拌器(12)中心的距离沿搅拌器(12)旋转方向逐渐减小。
5.根据权利要求4所述的一种全自动粗酚生产系统，其特征在于，所述冷却装置包括水冷夹套(13)和冷却水循环系统(14)，所述水冷夹套(13)设置在反应釜(1)的外侧且通过管道与冷却水循环系统(14)连接，所述水冷夹套(13)的内侧设置有固定设置在反应釜(1)外壁上的散热隔板(4)。
6.根据权利要求5所述的一种全自动粗酚生产系统，其特征在于，所述散热隔板(4)呈螺旋状结构布设，所述螺旋结构的螺距由上及下逐渐减小。
7.根据权利要求6所述的一种全自动粗酚生产系统，其特征在于，还包括控制模块，所述控制模块包括测试单元和控制单元，所述测试单元包括测试点A、B、C和D，所述测试点A用于检测水冷夹套(13)内部的温度值；所述测试点B用于检测反应釜(1)内部的温度值、PH值和液位值；所述测试点C用于检测硫酸钠储罐(2)的进料口的PH值；所述测试点D用于检测硫酸钠储罐(2)和粗酚储罐(3)进料口的密度值，所述控制单元与测试点A、B、C和D均电性连接用于控制各个调速阀。
8.根据权利要求7所述的一种全自动粗酚生产系统的生产粗酚的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：设定控制模块中输入原料酚盐参数和计划粗酚生产量数据，控制模块自动控制酚盐加料口(8)处的调速阀打开，直至向反应釜(1)内部加入定量的酚盐原料后关闭；
步骤二：控制模块控制搅拌电机(5)启动并通过通过搅拌器(12)以及搅拌结构对酚盐进行搅拌，搅拌结构在搅拌主叶一(10)接触调节板(6)时，会沿搅拌器(12)的旋转方向逐渐改变其搅拌状态，带动搅拌主叶二(15)的相反运动并实现对流，同时硫酸加料口(7)处的调速阀打开并以10L/min流量向反应釜(1)内部粗下料，直至测试点B所测得的升温梯度符合设计要求，随后硫酸加料口(7)通过该处的调速阀进行精下料直至反应釜(1)内部的混合溶液PH值符合设计要求，过程中测试点A对水冷夹套(13)内部的温度进行检测并反馈至控制模块，控制模块控制调速阀来间接控制水冷夹套(13)的冷却效果；
步骤三：搅拌持续0.5h后静置1h，通过测试点C测得反应产物的PH值符合设计要求后，反应釜(1)开始放料，若通过测试点D测得密度值符合硫酸钠密度要求后，硫酸钠储罐(2)的进料口调节阀开、粗酚储罐(3)的进料口调节阀关闭；若通过测试点D测得密度值符合粗酚密度要求后，粗酚储罐(3)的进料口调节阀开、硫酸钠储罐(2)的进料口调节阀关闭；
步骤四：直至反应釜(1)内部排空，即测试点D测得密度值为零，生产过程结束。
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|---|---|---|---|---|
| CN113413859A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-09-21 | 东营市赫邦化工有限公司 | 一种用于合成氯醇橡胶的反应仪器 |
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