CN211586589U - 一种反应体系pH值自动调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种反应体系pH值自动调剂装置，主要包括：反应釜、pH在线检测仪、控制器和电动阀门。本实用新型通过引入酸碱滴加量与体系pH值的相关连锁，可有效控制体系pH在±0.5范围内，提高生产的稳定性，避免因pH偏差引起的质量和安全问题。此装置构造简单，操作简便，节约人力成本，适用于工业的推广生产。

Description

一种反应体系pH值自动调节装置

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，特别是涉及一种反应体系pH值自动调节装置。

背景技术

现代化工行业，有机产品合成原料和方法往毒性小，合成安全的路线发展。反应环境也由气相向液相转变，液相反应又逐渐用水相替代有机相反应环境。由于反应条件趋向平和，物料反应强度会相应减弱，为了提高反应效率、降低成本，需要更加精确的控制其他反应参数，如进料量、温度、pH值、体系浓度等。大量研究表明，很多反应受反应体系pH影响较大，pH不但影响正反应的反应速率，还影响副产物的生成速率。很多用于工业生产的合成方法都对反应体系pH值有限制要求。

目前，工业上为使反应体系稳定，常采用间歇滴加或连续化进料滴加的方式进行生产，一般采用流量计计量滴加，控制体系pH。这种控制方式，由于仪器设备的原因，pH控制范围较大，一旦出现偏差，不能及时更正。且需要人工持续监控操作，可能存在的人为失误增加了安全生产和产品品质的隐患。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种反应体系pH值自动调节装置，此装置可以自动在线控制反应体系的pH值在规定范围，简单方便。

本申请的技术方案为：

一种反应体系pH值自动调节装置，包括反应釜、pH在线检测仪、控制器和电动阀门，所述反应釜上端设有进料口、酸碱口和出气口，所述进料口与原料釜通过管线相连，所述酸碱口与酸罐/碱罐通过管线连接，所述出气口与尾气吸收装置通过管线连接，反应釜下端设有出料口，出料口与下级反应釜通过管线连接，其特征在于，所述反应釜的侧壁底部设有延伸至釜体的探头，所述探头与反应釜的侧壁底部连接处设有密封圈，所述探头与pH在线检测仪连接，所述pH在线检测仪包括检测口和数据输出端口，所述检测口与探头连接，所述数据输出端口与控制器的信号接收端口通过线路连接，所述控制器的指令输出端口与电动阀门通过线路连接。

进一步的，所述反应釜的外壁设有管壳式恒温换热器，所述管壳式恒温换热器上端设有进汽口与蒸汽供气管道通过管线连接，并串联有阀门，出汽口与蒸汽回气管道通过管线连接，并串联有阀门和传输泵。

进一步的，所述反应釜酸碱口与酸罐/碱罐连接的管线上串联有电动阀门和电子流量计。

进一步的，所述反应釜出料口与下级反应釜连接的管线上串联有阀门、传输泵和电子流量计。

本申请的有益效果为

本实用新型通过引入酸碱滴加量与体系pH值的相关连锁，可有效控制体系pH在±0.5范围内，提高生产的稳定性，避免因pH偏差引起的质量和安全问题。此装置构造简单，操作简便，节约人力成本，适用于工业的推广生产。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图1中：1、反应釜，101、进料口，102、酸碱口，103、出气口，104、出料口，2、pH在线检测仪，201、检测口，202、数据输出端口，3、控制器，301、信号接收端口，302、指令输出端口，4、电动阀门，5管壳式恒温换热器，501、进汽口，502、出汽口。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图说明对本实用新型进行进一步说明。

一种反应体系pH值自动调节装置，主要包括：反应釜1、pH在线检测仪2、控制器3和电动阀门4，其特征是，所述反应釜外壁设有管壳式恒温换热器5，上端设有进料口101、酸碱口102和出气口103，进料口101与原料釜通过管线相连，酸碱口102与酸罐/碱罐通过管线连接，出气口103与尾气吸收装置通过管线连接，下端设有出料口104，出料口104与下级反应釜通过管线连接，所述pH在线检测仪的检测口201通入反应釜内部下侧，数据输出端口202与所述控制器的信号接收端口301通过线路连接，所述控制器的指令输出端口302与所述电动阀门通过线路连接。

进一步的，所述管壳式恒温换热器上端设有进汽口501与蒸汽供气管道通过管线连接，并串联有阀门，出汽口502与蒸汽回气管道通过管线连接，并串联有阀门和传输泵。

进一步的，所述反应釜酸碱口102与酸罐/碱罐连接的管线上串联有电动阀门4和电子流量计。

进一步的，所述反应釜出料口104与下级反应釜连接的管线上串联有阀门、传输泵和电子流量计。

进一步的，所述pH在线检测仪的检测频率为1min/次，连续5次检测的平均值A作为检测信号传输到控制器中，根据A的变化，调节电动阀门的开启大小来控制流量进行控制，同时以电力流量计的读数作验证。

设备使用时，以合成螯合剂GLDA为例，按以下步骤反应：

向反应釜1中加入质量分数65%的谷氨酸二钠水溶液440.7kg，预先将反应釜体系pH值调至11~12范围内，从进料口101按按193.8kg/h的流量滴加质量分数50%的氯乙酸水溶液581.4kg，从酸碱口102按140.0kg/h的流量匀速滴加质量分数30%的氢氧化钠水溶液420.0kg，在滴加过程中，由pH在线检测仪2按照设定将pH值信号由信号接收端口301反馈给控制器3，控制器根据pH变化由指令输出端口302给出指令，调节电动阀门，改变碱液滴加流量，并通过电子流量计读数验证指令是否正确实施，控制反应体系pH始终在11~12范围内，2.99h后滴加完毕后，经保温、外蒸浓缩、离心处理后，稀释得质量分数38±1%的谷氨酸二乙酸四钠（GLDA）水溶液。

经检测，得质量分数38.2438.35%的GLDA水溶液1322.0kg，GLDA收率（以谷氨酸二钠计）96.02%，副产物2-羟基乙酸含量1.45%，氯离子含量1.47%。

对比例（无自动检测pH）

向反应釜1中加入质量分数65%的谷氨酸二钠水溶液440.7kg，预先将反应釜体系pH值调至11.2~11.9范围内，从进料口101按按193.8kg/h的流量滴加质量分数50%的氯乙酸水溶液581.4kg，从酸碱口102按140.0kg/h的流量匀速滴加质量分数30%的氢氧化钠水溶液420.0kg，滴加过程，体系pH浮动在10.6~13.1范围内，3.01h滴加完毕后，经保温、外蒸浓缩、离心处理后，稀释得质量分数38±1%的谷氨酸二乙酸四钠（GLDA）水溶液，离心出的氯化钠湿料经干燥得副产氯化钠。

经检测，得质量分数38.10%的GLDA水溶液1308.9kg，GLDA收率（以谷氨酸二钠计）94.97%，副产物2-羟基乙酸含量2.46%，氯离子含量1.45%。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种反应体系pH值自动调节装置，包括反应釜、pH在线检测仪、控制器和电动阀门，所述反应釜上端设有进料口、酸碱口和出气口，所述进料口与原料釜通过管线相连，所述酸碱口与酸罐/碱罐通过管线连接，所述出气口与尾气吸收装置通过管线连接，反应釜下端设有出料口，出料口与下级反应釜通过管线连接，其特征在于，所述反应釜的侧壁底部设有延伸至釜体的探头，所述探头与反应釜的侧壁底部连接处设有密封圈，所述探头与pH在线检测仪连接，所述pH在线检测仪包括检测口和数据输出端口，所述检测口与探头连接，所述数据输出端口与控制器的信号接收端口通过线路连接，所述控制器的指令输出端口与电动阀门通过线路连接。

2.根据权利要求1所述一种反应体系pH值自动调节装置，其特征在于，所述反应釜的外壁设有管壳式恒温换热器，所述管壳式恒温换热器上端设有进汽口与蒸汽供气管道通过管线连接，并串联有阀门，出汽口与蒸汽回气管道通过管线连接，并串联有阀门和传输泵。

3.根据权利要求1所述一种反应体系pH值自动调节装置，其特征在于，所述反应釜酸碱口与酸罐/碱罐连接的管线上串联有电动阀门和电子流量计。

4.根据权利要求1所述一种反应体系pH值自动调节装置，其特征在于，所述反应釜出料口与下级反应釜连接的管线上串联有阀门、传输泵和电子流量计。

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