CN211436144U - 一种用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置，包括釜体，釜体上端固定有支架，釜体上端中心安装有伸入釜体内部的旋转外筒，旋转外筒穿过支架且能够在支架上自由旋转，旋转外筒上固定有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮相啮合，第一齿轮与动力装置连接，动力装置固定在支架上，旋转外筒上安装有若干能够绕与旋转外筒连接点旋转的搅拌叶片，所旋转外筒内设置有控制搅拌叶片旋转角度的内推杆。本实用新型催化反应效果好、连续化程度高，能够提高丙烯腈的转化率，提高丙烯酰胺的收率以及质量，降低生产成本；并且通过对搅拌叶片与旋转外筒之间角度的可控调节，不仅釜体的内部液体充分转动，提高了搅拌效率；还实现了对釜体内壁的清理。

Description

一种用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置

技术领域

本实用新型涉及一种催化反应装置，具体为一种用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置。

背景技术

聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺(Acrylamide，AM)均聚物或与其他单体共聚而得线形聚合物的统称，包括阴离子型(APAM)、阳离子型(CPAM)，有液态、胶状、粉状等物理形态。聚丙烯酰胺是一种线型的水溶性聚合物，是水溶性高分子中应用最广泛的品种之一，在石油开采、水处理、纺织印染、造纸、选矿、洗煤、医药、制糖、养殖、建材、农业等行业具有广泛的应用，有"百业助剂"、"万能产品"之称。聚丙烯酰胺属精细化工产品，也属于新材料范畴。其中特高分子量聚丙烯酰胺是国家优先发展的八大精细化工产品之一，也是原国家计委新材料高技术产业化重点项目之一。聚丙烯酰胺主要用在石油开采、水处理、造纸等领域，同时在纺织、冶金、制糖、医药等行业也有广泛应用。在石油开采方面主要是使用高分子量阴离子型聚丙烯酰胺；水处理应用上以阳离子型使用量最大；造纸业中阳离子型、阴离子型都有应用。PAM生产的工艺路线一般从丙烯腈(AN)为原料开始，经AM装置生产出AM水溶液；在AM制备方面，国外化学催化水合法已属成熟技术，但是在国内配套的催化反应装置还不成熟，满足不了工业的连续化生产，并且产品的收率低，质量满足不了后续工序的需要。同时现有的反应釜中搅拌叶片不能和反应釜壳体的内壁接触，反应液会残留在壳体的内壁上，导致其搅拌效果差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置，以解决上述背景技术中提出的国内配套的催化反应装置还不成熟，满足不了工业的连续化生产，并且产品的收率低，质量满足不了后续工序的需要。同时现有的反应釜中搅拌叶片不能和反应釜壳体的内壁接触，反应液会残留在壳体的内壁上，导致其搅拌效果差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置，包括釜体，所述釜体上端固定有支架，所述釜体上端中心安装有伸入釜体内部的旋转外筒，所述旋转外筒穿过支架且能够在支架上自由旋转，所述旋转外筒上固定有第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮相啮合，所述第一齿轮与动力装置连接，所述动力装置固定在支架上，所述旋转外筒上安装有若干能够绕与旋转外筒连接点旋转的搅拌叶片，所旋转外筒内设置有控制搅拌叶片旋转角度的内推杆。

进一步的，所述旋转外筒包括两端开口的筒体，所述筒体的圆周上设有若干贯穿的调节孔，所述筒体上且每个所述调节孔两侧各固定有一安装板，所述安装板上设有用于与搅拌叶片连接的安装孔，所述筒体内部且每个调节孔下端固定有第一限位环，所述筒体内部且最上端的第一限位环上侧固定有第二限位环，所述筒体上端固定有用于与内推杆连接的连接螺母。

进一步的，所述第一限位环与所述第二限位环之间的距离小于搅拌叶片上按压板的长度。

进一步的，所述内推杆包括杆体，所述杆体上设有用于与连接螺母连接的外螺纹，所述杆体上固定有若干压环，相邻两个压环的距离等于旋转外筒内相邻两个第一限位环之间的距离。

进一步的，所述杆体上端固定有手柄。

进一步的，所述搅拌叶片包括搅拌杆，所述搅拌杆一端与连接板的一端固定连接，所述连接板两端各固定有一用于与安装孔连接的连接柱，所述连接板的另一端与按压板固定连接，所述搅拌杆另一端设置有刮板。

进一步的，所述刮板通过固定板固定在搅拌杆上，所述固定板固定在搅拌杆上，所述刮板固定在固定板上。

进一步的，所述支架上设置有第一轴承，所述旋转外筒与第一轴承的内圈固定连接。

进一步的，所述釜体上端中心固定有第二轴承，所述旋转外筒与第二轴承的内圈固定连接。

进一步的，所述釜体上端设有催化剂进料管和丙烯腈进料管。

进一步的，所述釜体侧面对称的固定有耳座。

进一步的，所述釜体侧面下端设有进水管和过滤管。

进一步的，所述釜体下端中心设有出料管，所述出料管上设有出料阀。

进一步的，所述动力装置包括电机和减速器，所述电机的输出轴与减速器的输入轴相连接，所述减速机的输出轴与连接杆相连接，所述连接杆与第一齿轮固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型催化反应效果好、连续化程度高，能够大大提高丙烯腈的转化率，提高丙烯酰胺的收率以及质量，从而提高后续工序产品的技术指标，降低生产成本；并且通过对搅拌叶片与旋转外筒之间角度的可控调节，不仅釜体的内部液体充分转动，提高了搅拌效率；还实现了对釜体内壁的清理。

附图说明

图1为本实用新型主视结构示意图；

图2为本实用新型图1内部结构示意图；

图3为本实用新型图2中A1处的放大结构示意图；

图4为本实用新型图2中A2处的放大结构示意图；

图5为本实用新型图1中搅拌叶片与旋转外筒垂直时的结构示意图；

图6为本实用新型图2中旋转外筒的立体结构示意图；

图7为本实用新型图6的主视结构示意图；

图8为本实用新型图7的剖视结构示意图；

图9为本实用新型图6的右视结构示意图；

图10为本实用新型图2中内推杆的立体结构示意图；

图11为本实用新型图10的主视结构示意图；

图12为本实用新型图2中搅拌叶片的立体结构示意图。

图中：1釜体，2支架，3旋转外筒，301筒体，302连接螺母，303调节孔，304安装板，305安装孔，306第一限位环，307第二限位环，4内推杆，401杆体，402压环，403外螺纹，404手柄，5电机，6减速器，7第一齿轮，8第二齿轮，9第一轴承，10第二轴承，11催化剂进料管，12丙烯腈进料管，13耳座，16进水管，17过滤管，18出料管，19出料阀，20搅拌叶片，2001搅拌杆，2002连接板，2003连接柱，2004按压板，2005固定板，2006刮板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1-图12为本实用新型的一种实施例，如图1-图5所示，一种用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置，包括釜体1，所述釜体1上端固定有支架2，所述釜体1上端中心安装有伸入釜体1内部的旋转外筒3，所述旋转外筒3穿过支架2且能够在支架2上自由旋转，所述旋转外筒3上固定有第二齿轮8，所述第二齿轮8与第一齿轮7相啮合，所述第一齿轮7与动力装置连接，所述动力装置固定在支架2上，所述旋转外筒3上安装有若干能够绕与旋转外筒3连接点旋转的搅拌叶片20，所旋转外筒3内设置有控制搅拌叶片20旋转角度的内推杆4。

所述刮板2006通过固定板2005固定在搅拌杆2001上，所述固定板2005固定在搅拌杆2001上，所述刮板2006通过胶固定在固定板2005上。所述支架2上设置有第一轴承9，所述旋转外筒3与第一轴承9的内圈固定连接。所述釜体1上端中心固定有第二轴承10，所述旋转外筒3与第二轴承10的内圈固定连接。通过第一轴承与第二轴承，实现了旋转外筒的轴向固定与旋转，同时通过两个轴承也可以抵消旋转外筒在旋转过程中受到的径向力；所述釜体1上端设有催化剂进料管11和丙烯腈进料管12。所述釜体1侧面对称的固定有耳座13。所述釜体1侧面下端设有进水管16和过滤管17。所述釜体1下端中心设有出料管18，所述出料管18上设有出料阀19。所述动力装置包括电机5和减速器6，所述电机5的输出轴与减速器6的输入轴相连接，所述减速机的输出轴与连接杆相连接，所述连接杆与第一齿轮7固定连接。

如图6-图9所示，所述旋转外筒3包括两端开口的筒体301，所述筒体301的圆周上设有若干贯穿的调节孔303，所述筒体301上且每个所述调节孔303两侧各固定有一安装板304，所述安装板304上设有用于与搅拌叶片20连接的安装孔305，所述筒体301内部且每个调节孔303下端固定有第一限位环306，所述筒体301内部且最上端的第一限位环306上侧固定有第二限位环307，所述筒体301上端固定有用于与内推杆4连接的连接螺母302。所述第一限位环306与所述第二限位环307之间的距离小于搅拌叶片20上按压板2004的长度。

如图10-图11所示，所述内推杆4包括杆体401，所述杆体401上设有用于与连接螺母302连接的外螺纹403，所述杆体401上固定有若干压环402，相邻两个压环402的距离等于旋转外筒3内相邻两个第一限位环306之间的距离。所述杆体401上端固定有手柄404，通过手柄增大了旋转杆体时的着力面积，有利于发力。

如图12所示，所述搅拌叶片20包括搅拌杆2001，所述搅拌杆2001一端与连接板2002的一端固定连接，所述连接板2002两端各固定有一用于与安装孔305连接的连接柱2003，所述连接板2002的另一端与按压板2004固定连接，所述搅拌杆2001另一端设置有刮板2006。

使用时，发酵液经固定化细胞技术生产出颗粒状(造粒)的生物酶催化剂，与水按一定配比进通过催化剂进料管11进入釜体1内，精制后的AN(丙烯腈)经计量后通过丙烯腈进料管12滴加至釜体1内，根据釜体1内的物料量来调节搅拌叶片20与旋转外筒3之间的角度，通过钳子或扳手夹住连接螺母302来限制旋转外筒3的转动，并通过转动内推杆4上端的手柄404，使得内推杆4通过其上的外螺纹403在旋转外筒3上的连接螺母302上向内进给，内推杆4上的压环402压动安装在旋转外筒3上的搅拌叶片20上的按压板2004，使得搅拌叶片20受理后绕安装在安装板304的安装孔305上的连接柱2003转动，从而增大了搅拌叶片20与旋转外筒3之间的角度，搅拌过程中，通过内推杆4上的外螺纹403的作用，使得内推杆4不会在旋转外筒3中移动，并且通过压环402对按压板2004的限位，使得搅拌叶片20无法回到之前的角度，通过内推杆4的作用，可以调节搅拌叶片20与旋转外筒3之间的角度，从而调节釜体1内的搅拌效率；使用完毕后，需要对釜体1内壁进行清洁时，通过钳子或扳手夹住连接螺母302来限制旋转外筒3的转动，并通过转动内推杆4上端的手柄404，使得内推杆4通过其上的外螺纹403在旋转外筒3上的连接螺母302上向内进给，内推杆4上的压环402压动安装在旋转外筒3上的搅拌叶片20上的按压板2004，使得搅拌叶片20受理后绕安装在安装板304的安装孔305上的连接柱2003转动，当内推杆4无法进给时停止，从而使得搅拌叶片20与旋转外筒3处于垂直状态，同时搅拌叶片20末端的刮板2006与釜体1内壁相接触，通过电机5带动的第一齿轮7带动第二齿轮8转动，第二齿轮8与旋转外筒3固定连接，从而旋转外筒3也带动其上的搅拌叶片20旋转，从而对釜体1内壁进行清理；为了保持釜体1的平衡，釜体1上端的支架2上设置有配重块，使得釜体1左右两端的重量平衡。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置，其特征在于：包括釜体(1)，所述釜体(1)上端固定有支架(2)，所述釜体(1)上端中心安装有伸入釜体(1)内部的旋转外筒(3)，所述旋转外筒(3)穿过支架(2)且能够在支架(2)上自由旋转，所述旋转外筒(3)上固定有第二齿轮(8)，所述第二齿轮(8)与第一齿轮(7)相啮合，所述第一齿轮(7)与动力装置连接，所述动力装置固定在支架(2)上，所述旋转外筒(3)上安装有若干能够绕与旋转外筒(3)连接点旋转的搅拌叶片(20)，所旋转外筒(3)内设置有控制搅拌叶片(20)旋转角度的内推杆(4)。

2.根据权利要求1所述的用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置，其特征在于：所述旋转外筒(3)包括两端开口的筒体(301)，所述筒体(301)的圆周上设有若干贯穿的调节孔(303)，所述筒体(301)上且每个所述调节孔(303)两侧各固定有一安装板(304)，所述安装板(304)上设有用于与搅拌叶片(20)连接的安装孔(305)，所述筒体(301)内部且每个调节孔(303)下端固定有第一限位环(306)，所述筒体(301)内部且最上端的第一限位环(306)上侧固定有第二限位环(307)，所述筒体(301)上端固定有用于与内推杆(4)连接的连接螺母(302)。

3.根据权利要求2所述的用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置，其特征在于：所述第一限位环(306)与所述第二限位环(307)之间的距离小于搅拌叶片(20)上按压板(2004)的长度。

4.根据权利要求2所述的用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置，其特征在于：所述内推杆(4)包括杆体(401)，所述杆体(401)上设有用于与连接螺母(302)连接的外螺纹(403)，所述杆体(401)上固定有若干压环(402)，相邻两个压环(402)的距离等于旋转外筒(3)内相邻两个第一限位环(306)之间的距离。

5.根据权利要求4所述的用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置，其特征在于：所述杆体(401)上端固定有手柄(404)。

6.根据权利要求2所述的用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置，其特征在于：所述搅拌叶片(20)包括搅拌杆(2001)，所述搅拌杆(2001)一端与连接板(2002)的一端固定连接，所述连接板(2002)两端各固定有一用于与安装孔(305)连接的连接柱(2003)，所述连接板(2002)的另一端与按压板(2004)固定连接，所述搅拌杆(2001)另一端设置有刮板(2006)，所述刮板(2006)通过固定板(2005)固定在搅拌杆(2001)上，所述固定板(2005)固定在搅拌杆(2001)上，所述刮板(2006)固定在固定板(2005)上。

7.根据权利要求1所述的用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置，其特征在于：所述支架(2)上设置有第一轴承(9)，所述旋转外筒(3)与第一轴承(9)的内圈固定连接。

8.根据权利要求1所述的用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置，其特征在于：所述釜体(1)上端中心固定有第二轴承(10)，所述旋转外筒(3)与第二轴承(10)的内圈固定连接。

9.根据权利要求1所述的用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置，其特征在于：所述釜体(1)上端设有催化剂进料管(11)和丙烯腈进料管(12)。

10.根据权利要求1所述的用于制备丙烯酰胺单体的催化反应装置，其特征在于：所述釜体(1)侧面对称的固定有耳座(13)。

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