CN115193345A - 一种尼龙酸二甲酯综合生产装置 - Google Patents

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CN115193345A CN202210803376.0A CN202210803376A CN115193345A CN 115193345 A CN115193345 A CN 115193345A CN 202210803376 A CN202210803376 A CN 202210803376A CN 115193345 A CN115193345 A CN 115193345A
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Abstract

本发明公开了一种尼龙酸二甲酯综合生产装置包括承重板，承重板上固定连接有四个支撑柱和支撑架，四个支撑柱上固定连接有罐体，罐体上开设有出料口和进料口，罐体的内壁上固定连接有滤板，罐体由滤板分隔为准备腔和反应腔，支撑架上转动连接有转动轴，转动轴与外接动力源输出端固定连接，转动轴上固定连接有第一锥形齿轮，支撑架上设有用于对反应腔内的原料搅拌从而加快酯化速率的搅拌机构；本发明通过设置搅拌机构，达到了第一搅拌器和第二搅拌器的搅拌方向相反，使得反应腔内的混合物由顺时针与逆时针方向不断的变化，两个方向的力互相抵消，从而使得混合物充分搅拌，进一步提高了混合物的酯化反应速率的效果。

Description

一种尼龙酸二甲酯综合生产装置
技术领域
本发明涉及尼龙酸二甲酯生产技术领域，具体为一种尼龙酸二甲酯综合生产装置。
背景技术
尼龙酸二甲酯主要用作聚氯乙烯、纤维素树脂、氯丁橡胶等的增塑剂，与邻苯二甲酸二辛酯相比，具有较高的增塑效率和耐寒性，尼龙酸来自尼龙厂或其它生产脂肪二元酸厂的副产物，国内年产量约有8000t，由于其含杂质、水分多，颜色呈绿色或黄褐色，难以利用，国外主要采用焚烧法或填埋处理。
目前，在生产尼龙酸二甲酯时，需要经过酯化罐酯化，而在酯化时，大多都是仅仅投放催化剂加快酯化效率，使得酯化效率较低，所以我们需要一种尼龙酸二甲酯综合生产装置来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种尼龙酸二甲酯综合生产装置，具备酯化效率高的优点，解决了酯化效率较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种尼龙酸二甲酯综合生产装置，包括承重板，所述承重板上固定连接有四个支撑柱和支撑架，四个所述支撑柱上固定连接有罐体，所述罐体上开设有出料口和进料口，所述罐体的内壁上固定连接有滤板，所述罐体由滤板分隔为准备腔和反应腔，所述支撑架上转动连接有转动轴，所述转动轴与外接动力源输出端固定连接，所述转动轴上固定连接有第一锥形齿轮，所述支撑架上设有用于对反应腔内的原料搅拌从而加快酯化速率的搅拌机构。
优选的，所述搅拌机构包括有转动连接在支撑架上的第一转动杆，所述第一转动杆上固定连接有第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮与第一锥形齿轮啮合，所述第一转动杆上固定连接有第一搅拌器。
优选的，所述搅拌机构还包括有固定连接在承重板上的第二转动杆，所述第二转动杆将第一转动杆贯穿，所述第二转动杆上固定连接有第三锥形齿轮，所述第三锥形齿轮与第一锥形齿轮啮合，所述第二转动杆上固定连接有第二搅拌器。
优选的，所述第二转动杆与第一转动杆同轴。
优选的，所述第二转动杆上设有用于对准备腔内的原料粉碎从而加快溶解酯化的准备机构，准备机构包括有圆盘和筒套，所述圆盘固定连接在第二转动杆上，所述圆盘上固定连接有两个支撑杆，所述筒套上开设有两个滑槽并通过两个滑槽与两个支撑杆限位滑动连接，所述筒套上固定连接有粉碎器。
优选的，所述准备机构还包括有固定连接在罐体上的连接杆，所述连接杆上固定连接有圆柱凸轮，所述筒套的内壁上固定连接有滑块，所述滑块与圆柱凸轮上的滑槽滑动连接。
优选的，所述罐体上设有用于间歇投放催化剂从而加快酯化速率的投放机构，所述投放机构包括有固定连接在罐体上的投放盒，所述投放盒的内壁上固定连接有隔板，所述投放盒有隔板分隔为储料腔和出料腔，所述隔板上开设有出料口。
优选的，所述投放机构还包括有投放块，所述投放盒上开设有滑槽并通过滑槽与投放块滑动连接，所述投放块与筒套相抵，所述投放块上套接有弹簧，所述弹簧的两端分别与筒套和投放盒固定连接，所述投放盒上开设有斜面，所述投放块开设有与投放盒斜面相配合的斜面。
优选的，所述罐体上安装有温度传感器，所述罐体的内壁上设有加热丝，所述温度传感器与加热丝相配合。
优选的，所述温度传感器的温度范围为130℃～150℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过设置搅拌机构，达到了第一搅拌器和第二搅拌器的搅拌方向相反，使得反应腔内的混合物由顺时针与逆时针方向不断的变化，两个方向的力互相抵消，从而使得混合物充分搅拌，进一步提高了混合物的酯化反应速率的效果。
2、本发明通过设置准备机构，达到了对滤板上的块状尼龙酸、甲醇和催化剂彻底粉碎，且在往复上下滑动时，对位于准备腔的上方块状尼龙酸、甲醇和催化剂粉碎，且在向上滑动时，使得上方的块状尼龙酸、甲醇和催化剂落下，方便粉碎，避免了块状尼龙酸、甲醇和催化剂堆积在准备腔上方的效果。
3、本发明通过设置投放机构，达到了无需人工投放催化剂，通过投放块51的往复上下滑动从而自动定时定量的投放催化剂，使得进一步提高了酯化反应的速率，且同时提高了转化率的效果。
4、本发明通过设置温度传感器和加热丝，达到了罐体内的温度保持在130℃-150℃之间，避免由于温度过高或温度过低，影响酯化反应速率的效果。
附图说明
图1为本发明整体结构的示意图；
图2为本发明整体结构的剖面示意图；
图3为本发明搅拌机构的结构示意图；
图4为本发明准备机构的结构示意图；
图5为本发明准备机构的爆炸结构示意图；
图6为本发明投放机构的结构示意图；
图7为本发明投放机构的剖面结构示意图。
图中：1、承重板；11、支撑柱；12、支撑架；2、罐体；21、滤板；22、准备腔；23、反应腔；3、转动轴；31、第一锥形齿轮；32、第二转动杆；33、第三锥形齿轮；34、第一转动杆；35、第二锥形齿轮；36、第二搅拌器；37、第一搅拌器；4、圆盘；41、支撑杆；42、筒套；43、粉碎器；44、滑块；45、连接杆；46、圆柱凸轮；5、投放盒；51、投放块；52、弹簧；53、隔板；54、储料腔；55、出料腔。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明提供一种技术方案：一种尼龙酸二甲酯综合生产装置，包括承重板1，承重板1上固定连接有四个支撑柱11和支撑架12，四个支撑柱11上固定连接有罐体2，罐体2上开设有出料口和进料口，罐体2的内壁上固定连接有滤板21，罐体2由滤板21分隔为准备腔22和反应腔23，支撑架12上转动连接有转动轴3，转动轴3与外接动力源输出端固定连接，转动轴3上固定连接有第一锥形齿轮31，支撑架12上设有用于对反应腔23内的原料搅拌从而加快酯化速率的搅拌机构。
使用时,首先将尼龙酸和甲醇通过罐体2的进料口放入，尼龙酸和甲醇落至滤板21上，粉末状的尼龙酸和甲醇落至反应腔23，而块状的尼龙酸和甲醇依旧留在滤板21上，随后启动外接动力源。
搅拌机构包括有转动连接在支撑架12上的第一转动杆34，第一转动杆34上固定连接有第二锥形齿轮35，第二锥形齿轮35与第一锥形齿轮31啮合，第一转动杆34上固定连接有第一搅拌器37。
搅拌机构还包括有固定连接在承重板1上的第二转动杆32，第二转动杆32将第一转动杆34贯穿，第二转动杆32上固定连接有第三锥形齿轮33，第三锥形齿轮33与第一锥形齿轮31啮合，第二转动杆32上固定连接有第二搅拌器36。
在启动外接动力源后，转动轴3转动，使得其上的第一锥形齿轮31转动，由于第二锥形齿轮35和第三锥形齿轮33均与第一锥形齿轮31啮合，使得第二锥形齿轮35和第三锥形齿轮33同步转动，从而第一转动杆34和第二转动杆32同步转动，从而第一搅拌器37和第二搅拌器36同步转动，达到了对反应腔23内的混合物搅拌，使得混合物充分搅拌，进而提高酯化反应速率的效果。
由于第二锥形齿轮35和第三锥形齿轮33分别位于第一锥形齿轮31的两端，使得第二锥形齿轮35和第三锥形齿轮33的转动方向相反，从而第一搅拌器37和第二搅拌器36的搅拌方向相反，使得反应腔23内的混合物由顺时针与逆时针方向不断的变化，两个方向的力互相抵消，从而使得混合物充分搅拌，进一步提高了混合物的酯化反应速率的效果。
第二转动杆32与第一转动杆34同轴。
通过设置第二转动杆32与第一转动杆34同轴，达到了在第二转动杆32与第一转动杆34转动时，不会干涉的效果。
实施例二
与实施例一基本相同，更进一步的是：第二转动杆32上设有用于对准备腔22内的原料粉碎从而加快溶解酯化的准备机构，准备机构包括有圆盘4和筒套42，圆盘4固定连接在第二转动杆32上，圆盘4上固定连接有两个支撑杆41，筒套42上开设有两个滑槽并通过两个滑槽与两个支撑杆41限位滑动连接，筒套42上固定连接有粉碎器43。
准备机构还包括有固定连接在罐体2上的连接杆45，连接杆45上固定连接有圆柱凸轮46，筒套42的内壁上固定连接有滑块44，滑块44与圆柱凸轮46上的滑槽滑动连接。
在第二转动杆32转动时，其上的圆盘4同步转动，从而其上的两个支撑杆41同步转动，由于筒套42上开设有与两个支撑杆41滑动连接的两个滑槽，使得筒套42同步跟随两个支撑杆41转动，从而其上的粉碎器43同步转动，达到了对滤板21上的块状尼龙酸、甲醇和催化剂进行粉碎，从而使得落入反应腔23内的均为粉末，从而使得提高了混合物的酯化反应速率的效果。
由于连接杆45与罐体2固定连接，使得连接杆45固定不动，从而其上的圆柱凸轮46固定不动，由于筒套42在转动时，其上的滑块44同步跟随转动，且由于滑块44与圆柱凸轮46的滑槽滑动连接，筒套42在转动的同时，会沿圆柱凸轮46的滑槽往复上下滑动，从而使得圆柱凸轮46上的粉碎器43在转动的同时会往复上下滑动，从而达到了对滤板21上的块状尼龙酸、甲醇和催化剂彻底粉碎，且在往复上下滑动时，对位于准备腔22的上方块状尼龙酸、甲醇和催化剂粉碎，且在向上滑动时，使得上方的块状尼龙酸、甲醇和催化剂落下，方便粉碎，避免了块状尼龙酸、甲醇和催化剂堆积在准备腔22上方的效果。
实施例三
与实施例二基本相同，更进一步的是：罐体2上设有用于间歇投放催化剂从而加快酯化速率的投放机构，投放机构包括有固定连接在罐体2上的投放盒5，投放盒5的内壁上固定连接有隔板53，投放盒5有隔板53分隔为储料腔54和出料腔55，隔板53上开设有出料口。
投放机构还包括有投放块51，投放盒5上开设有滑槽并通过滑槽与投放块51滑动连接，投放块51与筒套42相抵，投放块51上套接有弹簧52，弹簧52的两端分别与筒套42和投放盒5固定连接，投放盒5上开设有斜面，投放块51开设有与投放盒5斜面相配合的斜面。
在筒套42向上滑动时，由于投放块51与筒套42相抵，使得投放块51同步向上滑动，此时投放块51与隔板53的夹角处有催化剂，使得位于投放块51与隔板53的夹角处的催化剂同步跟随向上滑动，直至滑动至隔板53上的出料口处，投放块51与隔板53的夹角处的催化剂沿隔板53上的出料口滑出，滑动至出料腔55中，随后沿出料腔55的开口下落，从而使得催化剂成功投放的效果。
在筒套42向下滑动时，弹簧52的弹力得以释放，使得投放块51同步向下滑动，直至投放块51的斜面与投放盒5的斜面位于同一轴线上，使得储料腔54内的催化剂沿投放块51的斜面与投放盒5的斜面滑落至投放块51与隔板53的夹角处，从而使得达到了自动补充催化剂且催化剂的保持一定的效果。
通过设置投放机构达到了无需人工投放催化剂，通过投放块51的往复上下滑动从而自动定时定量的投放催化剂，使得进一步提高了酯化反应的速率，且同时提高了转化率的效果。
实施例四
与实施例三基本相同，更进一步的是：罐体2上安装有温度传感器，罐体2的内壁上设有加热丝，温度传感器与加热丝相配合。
温度传感器的温度范围为130℃～150℃。
通过设置温度传感器和加热丝，当罐体2内的温度高于150℃时，温度传感器把检测到的温度信号传递给接受单元，随后接受单元向控制单元反馈，然后控制单元控制加热丝，使得加热丝停止加热；当罐体2内的温度低于130℃时，温度传感器把检测到的温度信号传递给接受单元，随后接受单元向控制单元反馈，然后控制单元控制加热丝，使得加热丝开始加热，从而达到了罐体2内的温度保持在130℃-150℃之间，避免由于温度过高或温度过低，影响酯化反应速率的效果。
在酯化完成后，将酯化完成得到的尼龙酸二甲酯粗品加入碱洗罐中进行碱洗；碱洗后的尼龙酸二甲酯粗品加入水洗罐中进行水洗；将水洗后的尼龙酸二甲酯粗品加入脱水塔中进行脱水；将脱水后的尼龙酸二甲酯粗品加入精馏塔中进行精馏，得到产品。
工作原理：该一种尼龙酸二甲酯综合生产装置，使用时,首先将尼龙酸和甲醇通过罐体2的进料口放入，尼龙酸和甲醇落至滤板21上，粉末状的尼龙酸和甲醇落至反应腔23，而块状的尼龙酸和甲醇依旧留在滤板21上，随后启动外接动力源，且同时启动加热丝，使得加热丝工作，对罐体2进行预热。
外接动力源可选用电机，因电机为现有设备，所以未在图中展示，在使用时，可更根据实际使用情况，来选用合适的电机。
在启动外接动力源后，转动轴3转动，使得其上的第一锥形齿轮31转动，由于第二锥形齿轮35和第三锥形齿轮33均与第一锥形齿轮31啮合，使得第二锥形齿轮35和第三锥形齿轮33同步转动，从而第一转动杆34和第二转动杆32同步转动，从而第一搅拌器37和第二搅拌器36同步转动，达到了对反应腔23内的混合物搅拌，使得混合物充分搅拌，进而提高酯化反应速率的效果。
由于第二锥形齿轮35和第三锥形齿轮33分别位于第一锥形齿轮31的两端，使得第二锥形齿轮35和第三锥形齿轮33的转动方向相反，从而第一搅拌器37和第二搅拌器36的搅拌方向相反，使得反应腔23内的混合物由顺时针与逆时针方向不断的变化，两个方向的力互相抵消，从而使得混合物充分搅拌，进一步提高了混合物的酯化反应速率的效果。
在第二转动杆32转动时，其上的圆盘4同步转动，从而其上的两个支撑杆41同步转动，由于筒套42上开设有与两个支撑杆41滑动连接的两个滑槽，使得筒套42同步跟随两个支撑杆41转动，从而其上的粉碎器43同步转动，达到了对滤板21上的块状尼龙酸、甲醇和催化剂进行粉碎，从而使得落入反应腔23内的均为粉末，从而使得提高了混合物的酯化反应速率的效果。
由于连接杆45与罐体2固定连接，使得连接杆45固定不动，从而其上的圆柱凸轮46固定不动，由于筒套42在转动时，其上的滑块44同步跟随转动，且由于滑块44与圆柱凸轮46的滑槽滑动连接，筒套42在转动的同时，会沿圆柱凸轮46的滑槽往复上下滑动，从而使得圆柱凸轮46上的粉碎器43在转动的同时会往复上下滑动，从而达到了对滤板21上的块状尼龙酸、甲醇和催化剂彻底粉碎，且在往复上下滑动时，对位于准备腔22的上方块状尼龙酸、甲醇和催化剂粉碎，且在向上滑动时，使得上方的块状尼龙酸、甲醇和催化剂落下，方便粉碎，避免了块状尼龙酸、甲醇和催化剂堆积在准备腔22上方的效果。
在筒套42向上滑动时，由于投放块51与筒套42相抵，使得投放块51同步向上滑动，此时投放块51与隔板53的夹角处有催化剂，使得位于投放块51与隔板53的夹角处的催化剂同步跟随向上滑动，直至滑动至隔板53上的出料口处，投放块51与隔板53的夹角处的催化剂沿隔板53上的出料口滑出，滑动至出料腔55中，随后沿出料腔55的开口下落，从而使得催化剂成功投放的效果。
在筒套42向下滑动时，弹簧52的弹力得以释放，使得投放块51同步向下滑动，直至投放块51的斜面与投放盒5的斜面位于同一轴线上，使得储料腔54内的催化剂沿投放块51的斜面与投放盒5的斜面滑落至投放块51与隔板53的夹角处，从而使得达到了自动补充催化剂且催化剂的保持一定的效果。
通过设置投放机构达到了无需人工投放催化剂，通过投放块51的往复上下滑动从而自动定时定量的投放催化剂，使得进一步提高了酯化反应的速率，且同时提高了转化率的效果。
通过设置温度传感器和加热丝，当罐体2内的温度高于150℃时，温度传感器把检测到的温度信号传递给接受单元，随后接受单元向控制单元反馈，然后控制单元控制加热丝，使得加热丝停止加热；当罐体2内的温度低于130℃时，温度传感器把检测到的温度信号传递给接受单元，随后接受单元向控制单元反馈，然后控制单元控制加热丝，使得加热丝开始加热，从而达到了罐体2内的温度保持在130℃-150℃之间，避免由于温度过高或温度过低，影响酯化反应速率的效果。
温度传感器和加热丝均为现有机构，所以未在图中显示，且温度传感器和加热丝的相关技术较为成熟且为本领域技术人员所熟知，固在此不再进行公开赘述。
在酯化完成后，将酯化完成得到的尼龙酸二甲酯粗品加入碱洗罐中进行碱洗；碱洗后的尼龙酸二甲酯粗品加入水洗罐中进行水洗；将水洗后的尼龙酸二甲酯粗品加入脱水塔中进行脱水；将脱水后的尼龙酸二甲酯粗品加入精馏塔中进行精馏，得到产品。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种尼龙酸二甲酯综合生产装置，包括承重板(1)，所述承重板(1)上固定连接有四个支撑柱(11)和支撑架(12)，四个所述支撑柱(11)上固定连接有罐体(2)，所述罐体(2)上开设有出料口和进料口，其特征在于：所述罐体(2)的内壁上固定连接有滤板(21)，所述罐体(2)由滤板(21)分隔为准备腔(22)和反应腔(23)，所述支撑架(12)上转动连接有转动轴(3)，所述转动轴(3)与外接动力源输出端固定连接，所述转动轴(3)上固定连接有第一锥形齿轮(31)，所述支撑架(12)上设有用于对反应腔(23)内的原料搅拌从而加快酯化速率的搅拌机构。
2.根据权利要求1所述的一种尼龙酸二甲酯综合生产装置，其特征在于：所述搅拌机构包括有转动连接在支撑架(12)上的第一转动杆(34)，所述第一转动杆(34)上固定连接有第二锥形齿轮(35)，所述第二锥形齿轮(35)与第一锥形齿轮(31)啮合，所述第一转动杆(34)上固定连接有第一搅拌器(37)。
3.根据权利要求2所述的一种尼龙酸二甲酯综合生产装置，其特征在于：所述搅拌机构还包括有固定连接在承重板(1)上的第二转动杆(32)，所述第二转动杆(32)将第一转动杆(34)贯穿，所述第二转动杆(32)上固定连接有第三锥形齿轮(33)，所述第三锥形齿轮(33)与第一锥形齿轮(31)啮合，所述第二转动杆(32)上固定连接有第二搅拌器(36)。
4.根据权利要求3所述的一种尼龙酸二甲酯综合生产装置，其特征在于：所述第二转动杆(32)与第一转动杆(34)同轴。
5.根据权利要求3所述的一种尼龙酸二甲酯综合生产装置，其特征在于：所述第二转动杆(32)上设有用于对准备腔(22)内的原料粉碎从而加快溶解酯化的准备机构，准备机构包括有圆盘(4)和筒套(42)，所述圆盘(4)固定连接在第二转动杆(32)上，所述圆盘(4)上固定连接有两个支撑杆(41)，所述筒套(42)上开设有两个滑槽并通过两个滑槽与两个支撑杆(41)限位滑动连接，所述筒套(42)上固定连接有粉碎器(43)。
6.根据权利要求5所述的一种尼龙酸二甲酯综合生产装置，其特征在于：所述准备机构还包括有固定连接在罐体(2)上的连接杆(45)，所述连接杆(45)上固定连接有圆柱凸轮(46)，所述筒套(42)的内壁上固定连接有滑块(44)，所述滑块(44)与圆柱凸轮(46)上的滑槽滑动连接。
7.根据权利要求5所述的一种尼龙酸二甲酯综合生产装置，其特征在于：所述罐体(2)上设有用于间歇投放催化剂从而加快酯化速率的投放机构，所述投放机构包括有固定连接在罐体(2)上的投放盒(5)，所述投放盒(5)的内壁上固定连接有隔板(53)，所述投放盒(5)有隔板(53)分隔为储料腔(54)和出料腔(55)，所述隔板(53)上开设有出料口。
8.根据权利要求7所述的一种尼龙酸二甲酯综合生产装置，其特征在于：所述投放机构还包括有投放块(51)，所述投放盒(5)上开设有滑槽并通过滑槽与投放块(51)滑动连接，所述投放块(51)与筒套(42)相抵，所述投放块(51)上套接有弹簧(52)，所述弹簧(52)的两端分别与筒套(42)和投放盒(5)固定连接，所述投放盒(5)上开设有斜面，所述投放块(51)开设有与投放盒(5)斜面相配合的斜面。
9.根据权利要求1所述的一种尼龙酸二甲酯综合生产装置，其特征在于：所述罐体(2)上安装有温度传感器，所述罐体(2)的内壁上设有加热丝，所述温度传感器与加热丝相配合。
10.根据权利要求9所述的一种尼龙酸二甲酯综合生产装置，其特征在于：所述温度传感器的温度范围为130℃～150℃。
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