CN208553201U - 一种用于离子交换树脂法合成双酚a的结晶器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器，包括结晶罐、循环内筒、投料机构、螺旋搅拌机构和冷凝器，冷凝器设置在结晶罐顶部开口处，循环内筒设置在结晶罐内，并通过投料机构进行支撑，投料机构包括由上至下架设在结晶罐和循环内筒之间的冷凝剂投料管、循环料投料管以及结晶料投料管，螺旋搅拌机构包括旋转轴、设置在旋转轴上的螺旋叶片以及与旋转轴传动连接的动力源，旋转轴穿设在循环内筒中，旋转轴的下端伸出结晶罐与动力源连接。本实用新型的结晶器采用了螺旋搅拌的设计，既可以使结晶罐内的结晶物得到充分的搅拌，又可以起到导流的作用，当搅拌器逆时针搅拌转动时，会促进结晶循环内腔里面与外腔的循环，结晶效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及空气净化设备技术领域，具体涉及一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器。
背景技术
双酚A是一种重要的精细化工原料，作为中间体被广泛用于聚碳酸酯、聚苯醚树脂、不饱和聚酯树脂等高分子材料的生产中，也被用于增塑剂、抗氧剂、涂料、农药等精细化工产品的生产中，对新型合成材料的制备、应用和开发具有重要意义。离子交换树脂法双酚A是目前主要的生产工艺，该法是1954年美国联碳公司开发成功的，1960年在俄亥俄州建第一套工业装置。由于不用酸性腐蚀介质，设备投资与维修费用较低，可以生产高质量的产品，操作简单，生产稳定，三废量少等，是国内外新建双酚A装置的首选方法。2,4-对位双酚A是缩合反应过程中的副产物，存在于反应物流产物中，必须在结晶工艺中除去。在结晶过程中，采用烃蒸发冷却技术比泵外循环回流冷却技术能耗低，产品质量高，在烃蒸发冷却过程中，可以形成大晶体并避免小晶体的生成，这样有利于后续离心分离与洗涤，可提高双酚A产品的纯度。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器。
本实用新型为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器，包括结晶罐、循环内筒、投料机构、螺旋搅拌机构和冷凝器，所述冷凝器设置在结晶罐顶部开口处，结晶罐的底部设置有结晶出料管，循环内筒设置在结晶罐内，并通过投料机构进行支撑，所述投料机构包括由上至下架设在结晶罐和循环内筒之间的冷凝剂投料管、循环料投料管以及结晶料投料管，冷凝剂投料管和循环料投料管的进料端伸出结晶罐设置，冷凝剂投料管和循环料投料管的另一端封闭，且冷凝剂投料管和循环料投料管的管体上均匀分布有多个出料孔，结晶料投料管的进料端伸出结晶罐，出料端伸入循环内筒内部设置，所述螺旋搅拌机构包括旋转轴、设置在旋转轴上的螺旋叶片以及与旋转轴传动连接的动力源，旋转轴穿设在循环内筒中，旋转轴的下端伸出结晶罐与动力源连接。
作为本实用新型一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器的进一步优化：所述结晶罐的上部为倒置的漏斗形状，结晶罐的底部为圆弧形状。
作为本实用新型一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器的进一步优化：所述结晶罐的底部设置有3个结晶出料管。
作为本实用新型一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器的进一步优化：所述投料机构包括四根冷凝剂投料管、四根循环料投料管以及四根结晶料投料管，相邻冷凝剂投料管之间、相邻循环料投料管以及相邻结晶料投料管之间均呈90°夹角设置。
作为本实用新型一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器的进一步优化：所述冷凝剂投料管所在平面与循环料投料管所在平面之间的距离为结晶罐高度的1/4，循环料投料管所在平面与结晶料投料管所在平面之间的距离为结晶罐高度的1/4。
作为本实用新型一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器的进一步优化：所述冷凝剂投料管、循环料投料管和结晶料投料管之间交错设置，相对两个冷凝剂投料管之间形成的连线与相对两个循环料投料管之间形成的连线呈3°夹角，相对两个循环料投料管之间形成的连线与相对两个结晶料投料管之间形成的连线呈3°夹角。
作为本实用新型一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器的进一步优化：所述冷凝剂投料管和循环料投料管的管体上均匀分布有20个出料孔。
作为本实用新型一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器的进一步优化：所述结晶罐的底部中心处还罩设有球冠形导流块。
作为本实用新型一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器的进一步优化：所述球冠形导流块还内置有电伴加热丝。
有益效果
一、本实用新型的结晶器采用了螺旋搅拌的设计，既可以使结晶罐内的结晶物得到充分的搅拌，又可以起到导流的作用，当搅拌器逆时针搅拌转动时，会促进结晶循环内腔里面与外腔的循环，结晶效率高；
二、本实用新型的结晶器通过多跟投料管实现循环内筒的支撑，结构巧妙，降低了制作成本。
三、本实用新型结晶器的投料机构设计巧妙，可以极大范围的覆盖容器外腔，而且投放均匀，结晶效果好并且可最大程度利用试剂，节约成本。
附图说明
图1为本实用新型结晶器的内部结构示意图；
图2为图1的A-A剖面结构示意图；
图3为本实用新型结晶器的冷凝剂投料管的结构示意图；
图4为本实用新型结晶器可采用的冷凝器的外部结构示意图；
图5为图4中冷凝器的内部流道结构示意图；
图6为图5的A-A剖面结构示意图；
图7为图5的B-B剖面结构示意图；
图中标记：1、结晶罐，2、循环内筒，3、冷凝器，4、结晶出料管，5、冷凝剂投料管，6、循环料投料管，7、结晶料投料管，8、出料孔，9、旋转轴，10、螺旋叶片，11、球冠形导流块。
具体实施方式
以下结合具体实施方式进一步对本实用新型的技术方案进行阐述。
如图1-5所示：一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器，包括结晶罐1、循环内筒2、投料机构、螺旋搅拌机构和冷凝器3，所述结晶罐1的上部为倒置的漏斗形状，结晶罐1的底部为圆弧形状。所述冷凝器3设置在结晶罐1顶部开口处，结晶罐1的底部设置有3个结晶出料管4，循环内筒2设置在结晶罐1内，并通过投料机构进行支撑，所述投料机构包括由上至下架设在结晶罐1和循环内筒2之间的四根冷凝剂投料管5、四根循环料投料管6以及四根结晶料投料管7，冷凝剂投料管5和循环料投料管6的进料端伸出结晶罐1设置，冷凝剂投料管5与冷凝器3的排液口连接，冷凝剂投料管5和循环料投料管6的另一端封闭，且冷凝剂投料管5和循环料投料管6的管体上均匀分布有20个出料孔8，结晶料投料管7的进料端伸出结晶罐1，出料端伸入循环内筒2内部设置，相邻冷凝剂投料管5之间、相邻循环料投料管6以及相邻结晶料投料管7之间均呈90°夹角设置。所述冷凝剂投料管5所在平面与循环料投料管6所在平面之间的距离为结晶罐1高度的1/4，循环料投料管6所在平面与结晶料投料管7所在平面之间的距离为结晶罐1高度的1/4。所述冷凝剂投料管5、循环料投料管6和结晶料投料管7之间交错设置，相对两个冷凝剂投料管5之间形成的连线与相对两个循环料投料管6之间形成的连线呈3°夹角，相对两个循环料投料管6之间形成的连线与相对两个结晶料投料管7之间形成的连线呈3°夹角。所述螺旋搅拌机构包括旋转轴9、设置在旋转轴9上的螺旋叶片10以及与旋转轴9传动连接的动力源，旋转轴9穿设在循环内筒2中，旋转轴9的下端伸出结晶罐1与动力源连接。结晶罐1的底部中心处还罩设有球冠形导流块11。球冠形导流块11还内置有电伴加热丝。
本实验新型结晶器中的冷凝器可以采用现有技术中的冷凝气，也可以采用以下结构的冷凝器：冷凝器采用圆形截面的多层网格的排气通道，气体从a口进入装置中通过e通道进行冷凝，装置顶部一个进水口g和一个出水口h，内部在通孔的壁上f设计为中空，使液体可在d中自由流动，通过流向k流到c中然后从h口流出完成冷凝回流，被冷凝的气体成为液体后从b口流出参与下一环节。此设计增大了与冷凝散热面积，进行冷凝散热的功能，水从顶部进入，在底部流出，再由外壁的空腔通过顶部的出水口排出设备，气体将由通道直接冷凝成液体，再循环到循环投料口中循环使用。
本实验新型结晶器的的工作原理如下：将反应容器的产物BPA/苯酚溶液通过结晶料投料管送入循环内筒的下部，同时将冷凝器出来的循环料从循环料投料管送入结晶罐与循环内筒之间的环形腔中，通过出料孔将料均匀的送入，烃类冷却剂从冷凝剂投料管送入结晶罐与循环内筒之间的环形腔中。再开启螺旋搅拌机构，搅拌器将逆时针旋转工作，带动内外腔的液体循环并对其搅拌，当原料在外腔冷凝剂投料口时，因烃蒸发吸热达到冷却的目的使的苯酚-BPA产生沉淀，蒸发的烃被排放到结晶罐上端，通过冷凝器进行冷凝，然后再回收进行再循环。当结晶器需要提供伴热时，就可以开启球冠型导流块的电伴加热，进行补偿周围环境的热损失，防止器壁结垢。最终晶体从结晶罐底部的结晶出料管排出。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器，其特征在于：包括结晶罐（1）、循环内筒（2）、投料机构、螺旋搅拌机构和冷凝器（3），所述冷凝器（3）设置在结晶罐（1）顶部开口处，结晶罐（1）的底部设置有结晶出料管（4），循环内筒（2）设置在结晶罐（1）内，并通过投料机构进行支撑，所述投料机构包括由上至下架设在结晶罐（1）和循环内筒（2）之间的冷凝剂投料管（5）、循环料投料管（6）以及结晶料投料管（7），冷凝剂投料管（5）和循环料投料管（6）的进料端伸出结晶罐（1）设置，冷凝剂投料管（5）和循环料投料管（6）的另一端封闭，且冷凝剂投料管（5）和循环料投料管（6）的管体上均匀分布有多个出料孔（8），结晶料投料管（7）的进料端伸出结晶罐（1），出料端伸入循环内筒（2）内部设置，所述螺旋搅拌机构包括旋转轴（9）、设置在旋转轴（9）上的螺旋叶片（10）以及与旋转轴（9）传动连接的动力源，旋转轴（9）穿设在循环内筒（2）中，旋转轴（9）的下端伸出结晶罐（1）与动力源连接。
2.如权利要求1所述一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器，其特征在于：所述结晶罐（1）的上部为倒置的漏斗形状，结晶罐（1）的底部为圆弧形状。
3.如权利要求2所述一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器，其特征在于：所述结晶罐（1）的底部设置有3个结晶出料管（4）。
4.如权利要求1所述一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器，其特征在于：所述投料机构包括四根冷凝剂投料管（5）、四根循环料投料管（6）以及四根结晶料投料管（7），相邻冷凝剂投料管（5）之间、相邻循环料投料管（6）以及相邻结晶料投料管（7）之间均呈90°夹角设置。
5.如权利要求4所述一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器，其特征在于：所述冷凝剂投料管（5）所在平面与循环料投料管（6）所在平面之间的距离为结晶罐（1）高度的1/4，循环料投料管（6）所在平面与结晶料投料管（7）所在平面之间的距离为结晶罐（1）高度的1/4。
6.如权利要求4所述一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器，其特征在于：所述冷凝剂投料管（5）、循环料投料管（6）和结晶料投料管（7）之间交错设置，相对两个冷凝剂投料管（5）之间形成的连线与相对两个循环料投料管（6）之间形成的连线呈3°夹角，相对两个循环料投料管（6）之间形成的连线与相对两个结晶料投料管（7）之间形成的连线呈3°夹角。
7.如权利要求1所述一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器，其特征在于：所述冷凝剂投料管（5）和循环料投料管（6）的管体上均匀分布有20个出料孔（8）。
8.如权利要求1所述一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器，其特征在于：所述结晶罐（1）的底部中心处还罩设有球冠形导流块（11）。
9.如权利要求8所述一种用于离子交换树脂法合成双酚A的结晶器，其特征在于：所述球冠形导流块（11）还内置有电伴加热丝。
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|---|---|---|---|---|
| CN110091525A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-06 | 湖南工业大学 | 一种结晶聚合物制品模外结晶装置 |
| CN115487529A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-12-20 | 山东金宜善新材料有限公司 | 四溴双酚a生产用循环结晶设备 |
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