CN113731343B - 一种合成六氟丁二烯的预反应装置 - Google Patents

一种合成六氟丁二烯的预反应装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种合成六氟丁二烯的预反应装置，包括驱动装置、分动装置、精馏装置、反应装置和传动机构，精馏装置底部设置底座，精馏装置内设置反应装置，精馏装置顶部设置驱动装置，驱动装置与反应装置传动连接，驱动装置同时通过分动装置与传动机构连接，传动机构与精馏装置连接，实现通过驱动装置待定反应装置和精馏装置反向转动，在加热作用下使反应物料在精馏装置中充分混合反应。本发明装置结构设计科学合理，操作简便，混合效果好，有效提高精馏合成六氟丁二烯的效率。

Description

一种合成六氟丁二烯的预反应装置
技术领域
本发明涉及一种用于六氟丁二烯合成的装置，具体涉及一种合成六氟丁二烯的预反应装置。
背景技术
合成六氟丁二烯的方法有很多种，其中以四氟乙烯为原料的合成方法因为其收益率高、反应条件相对温和，从而受到人们的关注，成为了常用的合成六氟丁二烯的方式。但是结合现有技术中的设备发现，在第一步的四氟乙烯与溴的反应过程中，其设备在应用时，存在着无法对反应釜进行有效的增速混合作用的问题，因此气液的混合效率较为低下，再者是靠单纯的气液混合会使得气液交换速度较慢，无法提高工作效率，影响实际的生产收率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种合成六氟丁二烯的预反应装置，该装置结构设计科学合理，使用方便，能解决对精馏釜内反应物的增速混合问题，混合效率高，大大提高精馏效果和效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种合成六氟丁二烯的预反应装置，其特征在于，包括精馏装置、反应装置、驱动机构、传动机构和分动机构，所述精馏装置的顶部设置所述驱动机构，所述精馏装置的内部设置反应机构，所述驱动机构与反应机构传动连接，所述驱动机构通过分动机构与传动机构连接，所述传动机构与精馏装置连接；
所述精馏装置包括混合罐体、底座和分区盘，所述混合罐体呈圆柱状且设置在底座上，所述混合罐体内底部设置有加热盘，所述混合罐体内平行均布有多个分区盘，所述分区盘上开设有多个交流孔；
所述反应装置包括搅拌轴和导气叶片，所述搅拌轴安装在混合罐体的中心轴线上，所述搅拌轴的外周侧设置所述导气叶片，所述导气叶片为螺旋搅拌叶片；
所述驱动机构包括电机和主传动轴，所述主传动轴的底端与所述搅拌轴固定连接，所述主传动轴由电机驱动旋转；
所述分动机构包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮固定设置在所述主传动轴上，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合传动连接；
所述传动机构包括第一分传动轴、第二分传动轴、第三锥齿轮、第四锥齿轮，所述第一分传动轴与所述第二锥齿轮固定连接，所述第四锥齿轮固定设置在所述混合罐体的外底面中心位置，所述第二分传动轴与所述第三锥齿轮固定连接，第三锥齿轮与第四锥齿轮啮合，所述第一分传动轴与所述第二分传动轴同步传动连接。
优选地，所述混合罐体上设置有注料口和放料口，注料口上活动连接注料管，在反应开始前通过注料管向混合罐体内注入反应物料，注入完成后使用密封塞密封注料口，当预反应结束后通过放料口排放预反应产物，不排放时密封放料口。
优选地，所述分区盘共五个，五个分区盘沿所述搅拌轴的方向均匀固定在混合罐体的内壁上，所述分区盘的中心位置开设有供导气叶片穿过的通孔，所述交流孔呈环形阵列布设在分区盘上，搅拌轴转动带动导气叶片转动，带动反应物料来回翻动，各分区盘之间的物料通过交流孔充分混合。
优选地，所述电机的输出转轴上固定连接第一传动轮，所述主传动轴的顶部固定连接有第二传动轮，所述第一传动轮通过第一皮带与第二传动轮连接，通过电机依次带动第一传动轮、第一皮带和第二传动轮同步转动，最终达到驱动搅拌轴转动的目的。
优选地，所述主传动轴外侧设置有固定罩，所述主传动轴与搅拌轴之间设置有第一法兰，所述主传动轴的顶部与第二传动轮连接，所述固定罩的外侧壁通过电机安装架固定安装所述电机。
优选地，所述主传动轴上设置有第二法兰，第一法兰和第二法兰能加强主传动轴的稳定性，方便拆卸。
优选地，所述底座通过回转轴承与混合罐体的下部外侧壁连接，底座为中空筒状结构，底座作为装置的承托座，使混合罐体能在底座内自由转动。
优选地，第一分传动轴和第二分传动轴均水平设置，所述第一分传动轴的一端固定连接所述第二锥齿轮、另一端固定连接有第三传动轮，所述第二分传动轴的一端与所述第三锥齿轮固定连接、另一端固定连接有第四传动轮，所述第三传动轮和第四传动轮之间通过第二皮带传动，所述第一分传动轴穿过所述固定罩，所述第二分传动轴穿过所述底座。由于两组锥齿轮的设置，使搅拌轴和混合罐体反向转动，大大提高了混合效果。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过启动加热器对水或其他混合物进行加热操作，且由于分区盘呈纵向阵列安装在混合罐体的内部，分区盘上还开设有交流孔，因此可在使用时确保更加高效的混合反应操作，另一方面，当主传动轴转动时可通过同步带动搅拌轴及固定在其外周面的导气叶片进行高速旋转，该设计可在当经加热器加热后的气体上升时通过导气叶片的转动使得对气体形成螺旋状的漩涡，以达到可将加热后的气体与反应物进行充分混合的目的，再者是，通过两组锥齿轮的啮合传动使搅拌轴与混合罐体发生反向转动，以达到更加高效的混合反应操作。
2、本发明结构设计科学合理，使用效果好，物料反应混合效果好，能大大提高混合反应效率，提高生产效率。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的第一视角的立体结构示意图。
图2是本发明的第二视角的立体结构示意图。
图3是本发明的主视结构示意图。
图4是本发明的侧视结构示意图。
图5是本发明中A处的局部放大结构示意图。
图6是本发明中B处的局部放大结构示意图。
附图标记说明：
1—混合罐体； 2—底座； 3—分区盘；
4—加热盘； 5—交流孔； 6—搅拌轴；
7—导气叶片； 8—电机； 9—主传动轴；
10—第一锥齿轮； 11—第二锥齿轮； 12—第一分传动轴；
13—第二分传动轴； 14—第三锥齿轮； 15—第四锥齿轮；
16—注料口； 17—第一传动轮； 18—第二传动轮；
19—第一皮带； 20—固定罩； 21—第一法兰；
22—第二法兰； 23—第二皮带。
具体实施方式
如图1至图6所示，本发明包括包括精馏装置、反应装置、驱动机构、传动机构和分动机构，所述精馏装置的顶部设置所述驱动机构，所述精馏装置的内部设置反应机构，所述驱动机构与反应机构传动连接，所述驱动机构通过分动机构与传动机构连接，所述传动机构与精馏装置连接；
所述精馏装置包括混合罐体1、底座2和分区盘3，所述混合罐体1呈圆柱状且设置在底座2上，所述混合罐体1内底部设置有加热盘4，所述混合罐体1内平行均布有多个分区盘3，所述分区盘3上开设有多个交流孔5；
所述反应装置包括搅拌轴6和导气叶片7，所述搅拌轴6安装在混合罐体1的中心轴线上，所述搅拌轴6的外周侧设置所述导气叶片7，所述导气叶片7为螺旋搅拌叶片；
所述驱动机构包括电机8和主传动轴9，所述主传动轴9的底端与所述搅拌轴6固定连接，所述主传动轴9由电机8驱动旋转；
所述分动机构包括第一锥齿轮10和第二锥齿轮11，所述第一锥齿轮10固定设置在所述主传动轴9上，所述第二锥齿轮11与所述第一锥齿轮10啮合传动连接；
所述传动机构包括第一分传动轴12、第二分传动轴13、第三锥齿轮14、第四锥齿轮15，所述第一分传动轴12与所述第二锥齿轮11固定连接，所述第四锥齿轮15固定设置在所述混合罐体1的外底面中心位置，所述第二分传动轴13与所述第三锥齿轮14固定连接，第三锥齿轮14与第四锥齿轮15啮合，所述第一分传动轴12与所述第二分传动轴13同步传动连接。第一锥齿轮10和第四锥齿轮15的锥齿均向下。
本实施例中，所述混合罐体1的侧壁上部设置有注料口16，混合罐体1的底面上开设放料口，注料口16上活动连接注料管，在反应开始前通过注料管向混合罐体1内注入反应物料，注入完成后使用密封塞密封注料口16，放料口上活动连接放料管用于在预反应结束后排放预反应产物进行下一阶段反应，放料口在不需要放料时通过密封塞密封。
本实施例中，所述分区盘3共五个，五个分区盘3沿所述搅拌轴6的方向均匀固定在混合罐体1的内壁上，所述分区盘3的中心位置开设有供导气叶片7穿过的通孔，所述交流孔5呈环形阵列布设在分区盘3上，搅拌轴6转动带动导气叶片7转动，带动反应物料来回翻动，各分区盘3之间的物料通过交流孔5充分混合。
本实施例中，所述电机8的输出转轴上固定连接第一传动轮17，所述主传动轴9的顶部固定连接有第二传动轮18，所述第一传动轮17通过第一皮带19与第二传动轮18连接，通过电机8依次带动第一传动轮17、第一皮带19和第二传动轮18同步转动，最终达到驱动搅拌轴6转动的目的。
本实施例中，所述主传动轴9外侧设置有固定罩20，所述主传动轴9与搅拌轴6之间设置有第一法兰21，所述主传动轴9的顶部传动与第二传动轮18连接，所述固定罩20的外侧壁通过电机安装架固定安装所述电机8。
本实施例中，所述主传动轴9上设置有第二法兰22，第一法兰21和第二法兰22能加强主传动轴9的稳定性，方便拆卸。
本实施例中，所述底座2通过回转轴承与混合罐体1的下部外侧壁连接，底座2为中空筒状结构，底座2作为装置的承托座，使混合罐体1能在底座2内自由转动。
本实施例中，第一分传动轴12和第二分传动轴13均水平设置，所述第一分传动轴12的一端固定连接所述第二锥齿轮11、另一端固定连接有第三传动轮，所述第二分传动轴13的一端与所述第三锥齿轮14固定连接、另一端固定连接有第四传动轮，所述第三传动轮和第四传动轮之间通过第二皮带23传动，所述第一分传动轴12穿过所述固定罩20通过固定罩20为第一分传动轴12提供稳定支撑，所述第二分传动轴13穿过所述底座2，通过底座2为第二分传动轴13提供稳定支撑。由于两组锥齿轮的设置，使搅拌轴6和混合罐体1反向转动，大大提高了混合效果。
本实施例中，第二传动轮18回转安装在上支撑盘内，上支撑盘与固定罩20的上端固定连接，固定罩20的下端与第一法兰21支撑连接，上支撑盘、固定罩20和第一法兰21形成稳定的支撑结构。
本实施例中，加热盘4为电加热装置。搅拌轴6的底端通过轴承回转安装在加热盘4内。
使用时：通过注料口16将待四氟乙烯和溴注入到混合罐体1内，启动加热盘4对四氟乙烯和溴进行加热，加热温度为50℃，然后启动电机8使主传动轴9带动搅拌轴6和导气叶片7同步高速转动，使加热盘4加热后产生的气体在导气叶片7的作用下形成螺旋漩涡，以达到加热后的气体与液相反应物充分混合的目的，此阶段反应生成1，2-二溴四氟乙烷；
同时，分动机构中的第一锥齿轮10随主传动轴9同步转动，则第二锥齿轮11随第一锥齿轮10转动，依次带动第一分传动轴12、第三传动轮、第二皮带23、第四传动轮和第二分传动轴13转动，固定在第二分传动轴13上的第三锥齿轮14随第二分传动轴13转动，最终通过与第三锥齿轮14啮合的第四锥齿轮15带动整个混合罐体1转动，由于锥齿轮的传动特点最终达到搅拌轴6与混合罐体1反向转动的目的，进一步提高物料的混合效果，提高生成1，2-二溴四氟乙烷的效率。
将上述预反应生成的1，2-二溴四氟乙烷通过放料口放出，再将1，2-二溴四氟乙烷与四氟乙烯在紫外光的条件下反应，然后分离出1,4-二溴八氟丁烷在四氢呋喃中回流的情况下与格氏试剂反应得到六氟丁二烯。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种合成六氟丁二烯的预反应装置，其特征在于，包括精馏装置、反应装置、驱动机构、传动机构和分动机构，所述精馏装置的顶部设置所述驱动机构，所述精馏装置的内部设置反应机构，所述驱动机构与反应机构传动连接，所述驱动机构通过分动机构与传动机构连接，所述传动机构与精馏装置连接；
所述精馏装置包括混合罐体(1)、底座(2)和分区盘(3)，所述混合罐体(1)呈圆柱状且设置在底座(2)上，所述混合罐体(1)内底部设置有加热盘(4)，所述混合罐体(1)内平行均布有多个分区盘(3)，所述分区盘(3)上开设有多个交流孔(5)；
所述反应装置包括搅拌轴(6)和导气叶片(7)，所述搅拌轴(6)安装在混合罐体(1)的中心轴线上，所述搅拌轴(6)的外周侧设置所述导气叶片(7)，所述导气叶片(7)为螺旋搅拌叶片；
所述驱动机构包括电机(8)和主传动轴(9)，所述主传动轴(9)的底端与所述搅拌轴(6)固定连接，所述主传动轴(9)由电机(8)驱动旋转；
所述分动机构包括第一锥齿轮(10)和第二锥齿轮(11)，所述第一锥齿轮(10)固定设置在所述主传动轴(9)上，所述第二锥齿轮(11)与所述第一锥齿轮(10)啮合传动连接；
所述传动机构包括第一分传动轴(12)、第二分传动轴(13)、第三锥齿轮(14)、第四锥齿轮(15)，所述第一分传动轴(12)与所述第二锥齿轮(11)固定连接，所述第四锥齿轮(15)固定设置在所述混合罐体(1)的外底面中心位置，所述第二分传动轴(13)与所述第三锥齿轮(14)固定连接，第三锥齿轮(14)与第四锥齿轮(15)啮合，所述第一分传动轴(12)与所述第二分传动轴(13)同步传动连接；
所述分区盘(3)共五个，五个分区盘(3)沿所述搅拌轴(6)的方向均匀固定在混合罐体(1)的内壁上，所述分区盘(3)的中心位置开设有供导气叶片(7)穿过的通孔，所述交流孔(5)呈环形阵列布设在分区盘(3)上。
2.根据权利要求1所述的一种合成六氟丁二烯的预反应装置，其特征在于，所述混合罐体(1)上设置有注料口(16)和放料口。
3.根据权利要求1所述的一种合成六氟丁二烯的预反应装置，其特征在于，所述电机(8)的输出转轴上固定连接第一传动轮(17)，所述主传动轴(9)的顶部固定连接有第二传动轮(18)，所述第一传动轮(17)通过第一皮带(19)与第二传动轮(18)连接。
4.根据权利要求1所述的一种合成六氟丁二烯的预反应装置，其特征在于，所述主传动轴(9)外侧设置有固定罩(20)，所述主传动轴(9)与搅拌轴(6)之间设置有第一法兰(21)，所述主传动轴(9)的顶部与第二传动轮(18)连接，所述固定罩(20)的外侧壁通过电机安装架固定安装所述电机(8)。
5.根据权利要求1所述的一种合成六氟丁二烯的预反应装置，其特征在于，所述主传动轴(9)上设置有第二法兰(22)。
6.根据权利要求1所述的一种合成六氟丁二烯的预反应装置，其特征在于，所述底座(2)通过回转轴承与混合罐体(1)的下部外侧壁连接，底座(2)为中空筒状结构。
7.根据权利要求4所述的一种合成六氟丁二烯的预反应装置，其特征在于，所述第一分传动轴(12)和第二分传动轴(13)均水平设置，所述第一分传动轴(12)的一端固定连接所述第二锥齿轮(11)、另一端固定连接有第三传动轮，所述第二分传动轴(13)的一端与所述第三锥齿轮(14)固定连接、另一端固定连接有第四传动轮，所述第三传动轮和第四传动轮之间通过第二皮带(23)传动，所述第一分传动轴(12)穿过所述固定罩(20)，所述第二分传动轴(13)穿过所述底座(2)。
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