CN213467797U

CN213467797U - 一种用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统

Info

Publication number: CN213467797U
Application number: CN202022149286.3U
Authority: CN
Inventors: 顾锦文; 张沪青; 陆惠刚
Original assignee: Shanghai Fenghua Daily Necessities Co ltd
Current assignee: Shanghai Fenghua Daily Necessities Co ltd
Priority date: 2020-09-27
Filing date: 2020-09-27
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2030-09-27

Abstract

本实用新型一方面涉及一种用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统。该生产系统包括水原料罐、醇原料罐、烷化剂原料罐、叔胺原料罐、静态混合装置、预反应釜、第一老化反应釜、第二老化反应釜、第一余热回收系统和第二余热回收系统。水原料罐、醇原料罐、烷化剂原料罐和叔胺原料罐分别与静态混合装置相连接，静态混合装置与预反应釜相连接，预反应釜分别与第一老化反应釜和第二老化反应釜相连接。该用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统具有结构简单、安全可靠、可连续制备等优点，可使生产效益和经济效益显著提高，具有巨大的市场潜力。

Description

一种用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，具体涉及一种用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统。

背景技术

长链烷基季铵盐是一种常见的阳离子表面活性剂，广泛用作杀菌剂、抗静电剂和柔软整理剂等领域。目前国内常用的多为固体长链烷基季铵盐，但固体的长链烷基季铵盐属于第4.1类危险品，即易燃固体，需要为其建造专门的危险品仓库。制造商只有通过环评以后才能生产制造和使用固体长链烷基季铵盐，这显著增加了设备和资金投入成本。此外，目前长链烷基季铵盐的制备工艺通常为间歇性的，因为反应时间比较长，限制了长链烷基季铵盐产量的放大，生产效益相对低下。

为此，本领域迫切需要开发一种生产设备来解决此问题。

实用新型内容

为弥补现有技术的不足，本申请提供一种用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统。该用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统具有结构简单、安全可靠、可连续制备等优点，可使生产效益和经济效益显著提高，具有巨大的市场潜力。

本申请一方面在于提供一种用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统。该生产系统包括水原料罐、醇原料罐、烷化剂原料罐、叔胺原料罐、静态混合装置、预反应釜、第一老化反应釜、第二老化反应釜、第一余热回收系统和第二余热回收系统。水原料罐、醇原料罐、烷化剂原料罐和叔胺原料罐分别与静态混合装置相连接，静态混合装置与预反应釜相连接，预反应釜分别与第一老化反应釜和第二老化反应釜相连接。第一余热回收系统包括第一夹套、第二夹套、第一余热回收管，第一夹套设置在第一老化反应釜上，第二夹套设置于水原料罐上，第一夹套和第二夹套通过第一余热回收管相连。第二余热回收系统包括第三夹套、第四夹套、第二余热回收管，第三夹套设置在第二老化反应釜上，第四夹套设置于叔胺原料罐上，第三夹套和第四夹套通过第二余热回收管相连。

在一些实施例中，生产系统进一步包括设置在第一余热回收管上的第一余热回收阀门和/或设置在第二余热回收管上的第二余热回收阀门。

在一些实施例中，生产系统进一步包括缓冲罐，烷化剂原料罐、缓冲罐和静态混合装置依次相连接。

在一些实施例中，生产系统进一步包括温度测量装置，温度测量装置设置于水原料罐、醇原料罐、烷化剂原料罐、叔胺原料罐、静态混合装置、预反应釜、第一老化反应釜和/或第二老化反应釜内。

在一些实施例中，生产系统进一步包括产品储存罐，产品储存罐分别与第一老化反应釜和第二老化反应釜相连接。

在一些实施例中，生产系统进一步包括输送泵，输送泵设置于水原料罐与静态混合装置之间、醇原料罐与静态混合装置之间、烷化剂原料罐与静态混合装置之间、叔胺原料罐与静态混合装置之间、静态混合装置与预反应釜之间、预反应釜与第一老化反应釜之间和/或预反应釜与第二老化反应釜之间。

在一些实施例中，生产系统进一步包括流量计，流量计设置于水原料罐与静态混合装置之间、醇原料罐与静态混合装置之间、烷化剂原料罐与静态混合装置之间、叔胺原料罐与静态混合装置之间、静态混合装置与预反应釜之间、预反应釜与第一老化反应釜之间和/或预反应釜与第二老化反应釜之间。

在一些实施例中，生产系统进一步包括阀门，阀门设置于水原料罐与静态混合装置之间、醇原料罐与静态混合装置之间、烷化剂原料罐与静态混合装置之间、叔胺原料罐与静态混合装置之间、静态混合装置与预反应釜之间、预反应釜与第一老化反应釜之间和/或预反应釜与第二老化反应釜之间。

在一些实施例中，阀门为电磁阀门。

在一些实施例中，生产系统进一步包括液位自动控制系统，液位自动控制系统包括控制器、第一老化反应釜液位传感器、第二老化反应釜液位传感器、第一老化反应釜进液阀门和第二老化反应釜进液阀门。控制器分别与第一老化反应釜液位传感器、第二老化反应釜液位传感器、第一老化反应釜进液阀门和第二老化反应釜进液阀门相连接。第一老化反应釜液位传感器设置于第一老化反应釜上，第二老化反应釜液位传感器设置于第二老化反应釜上。预反应釜、第一老化反应釜进液阀门和第一老化反应釜依次相连接，预反应釜、第二老化反应釜进液阀门和第二老化反应釜依次相连接。

附图说明

通过结合附图对于本申请的实施方式进行描述，可以更好地理解本申请，在附图中：

图1为本申请的一个实施例中的一种用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统示意图。

附图标号说明：

100：生产系统；

101：水原料罐；

102：醇原料罐；

103：烷化剂原料罐；

104：叔胺原料罐；

105：静态混合装置。

106：预反应釜；

107：第一老化反应釜；

108：第二老化反应釜；

109：第一余热回收系统；

110：第二余热回收系统；

111：第一余热回收阀门；

112：第二余热回收阀门；

113：缓冲罐；

114：产品储存罐；

115：输送泵；

116：流量计；

117：阀门；

1171：第一老化反应釜进液阀门；

1172：第二老化反应釜进液阀门；

118：控制器；

119：第一老化反应釜液位传感器；

120：第二老化反应釜液位传感器。

具体实施方式

除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本文中列举的所有的从最低值到最高值之间的数值，是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时，最低值与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。

本申请的实施例涉及一种如图1所示一种用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统100。该生产系统100包括水原料罐101、醇原料罐102、烷化剂原料罐103、叔胺原料罐104、静态混合装置105、预反应釜106、第一老化反应釜107、第二老化反应釜108、第一余热回收系统109和第二余热回收系统110。

水原料罐101、醇原料罐102、烷化剂原料罐103和叔胺原料罐104分别与静态混合装置105相连接，静态混合装置105与预反应釜106相连接，预反应釜106分别与第一老化反应釜107和第二老化反应釜108相连接。换言之，水原料罐101与静态混合装置105之间、醇原料罐102与静态混合装置105之间、烷化剂原料罐103与静态混合装置105之间、叔胺原料罐104与静态混合装置105之间、静态混合装置105与预反应釜106之间、预反应釜106与第一老化反应釜107之间、预反应釜106和第二老化反应釜108之间均流体连通。

在一些实施例中，使用本申请的实施例所示的用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统100生产长链烷基季铵盐时，可以将制备过程分为预反应阶段和老化阶段。预反应阶段在预反应釜106中进行，老化阶段则交替地在与预反应釜106流体连通的第一老化反应釜107和第二老化反应釜108中进行，从而可以向预反应釜106中连续地添加原料。

具体的说，在连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产过程可以包括如下步骤：将水原料罐101、醇原料罐102、烷化剂原料罐103和叔胺原料罐104中的各种原料按比例和相关技术要求加入静态混合装置105。随后，将静态混合后的各种原料从静态混合装置105输送至预反应釜106，并在预反应釜106中完成预反应。随后，将得到的预反应混合物交替地输送到与预反应釜106流体连通的第一老化反应釜107和第二老化反应釜108中进行老化反应，并最终得到环保长链烷基季铵盐溶液。由于老化反应所需的时间通常大于预反应所需的时间，因此，通过设置两个或以上的老化反应釜可以使预反应不间断的在预反应釜106中进行，从而达成连续制备的技术效果，进而提高生产效率，并产生更好的经济效益。

该生产系统100还包括第一余热回收系统109和第二余热回收系统110。

第一余热回收系统109包括第一夹套、第二夹套、第一余热回收管。第一夹套设置在第一老化反应釜107上，第二夹套设置于水原料罐101上，第一夹套和第二夹套通过第一余热回收管相连。在一些实施例中，第一夹套用来加热第一老化反应釜107使其达到老化反应所需的生产温度，该温度通常是40-100℃。当第一夹套中的加热介质从第一夹套中流出的时候，通常仍有余温，此时，通过第一余热回收管使加热介质流入第二夹套，第二夹套进而加热水原料罐101。生产系统100可以通过回收第一夹套中加热介质的余热来提升水原料罐101的温度，从而达到余热回收的目的，进而减少生产所需的能耗，使整个生产过程更为环保节能。

第二余热回收系统110包括第三夹套、第四夹套、第二余热回收管。第三夹套设置在第二老化反应釜108上，第四夹套设置于叔胺原料罐104上，第三夹套和第四夹套通过第二余热回收管相连。在一些实施例中，第三夹套用来加热第二老化反应釜108使其达到老化反应所需的生产温度，该温度通常是40-100℃。当第三夹套中的加热介质从第三夹套中流出的时候，通常仍有余温，此时，通过第二余热回收管使加热介质流入第四夹套，第四夹套进而加热叔胺原料罐104。生产系统100可以通过回收第三夹套中加热介质的余热来提升叔胺原料罐104的温度，从而达到余热回收的目的，进而减少生产所需的能耗，使整个生产过程更为环保节能。

在一些实施例中，生产系统100进一步包括设置在第一余热回收管上的第一余热回收阀门111和/或设置在第二余热回收管上的第二余热回收阀门112。在一些具体的实施例中，可以通过开启、局部开启或闭合第一余热回收阀门111和/或第二余热回收阀门112来控制第一余热回收系统109和/或第二余热回收系统110的余热回收状态。

在一些实施例中，生产系统100进一步包括缓冲罐113。烷化剂原料罐103、缓冲罐113和静态混合装置105依次相连接。换言之，烷化剂原料罐103、缓冲罐113和静态混合装置105依次流体连通。

在一些实施例中，生产系统100进一步包括温度测量装置，温度测量装置设置于水原料罐101、醇原料罐102、烷化剂原料罐103、叔胺原料罐104、静态混合装置105、预反应釜106、第一老化反应釜107和/或第二老化反应釜108内。通过设置温度测量装置可以更为精确的控制反应温度，从而达到更好的生产效果。

在一些实施例中，生产系统100进一步包括产品储存罐114，产品储存罐114分别与第一老化反应釜107和第二老化反应釜108相连接。第一老化反应釜107和第二老化反应釜108中完成老化反应的环保长链烷基季铵盐溶液流入产品储存罐114，并随后进行后续的生产流程，如称量、罐装等。

在一些实施例中，生产系统100进一步包括输送泵115，输送泵115设置于水原料罐101与静态混合装置105之间、醇原料罐102与静态混合装置105之间、烷化剂原料罐103与静态混合装置105之间、叔胺原料罐104与静态混合装置105之间、静态混合装置105与预反应釜106之间、预反应釜106与第一老化反应釜107之间和/或预反应釜106与第二老化反应釜108之间。通过使用输送泵115，可使相关原料在各个设备之间有效率的、可控的流动。

在一些实施例中，生产系统100进一步包括流量计116，流量计116设置于水原料罐101与静态混合装置105之间、醇原料罐102与静态混合装置105之间、烷化剂原料罐103与静态混合装置105之间、叔胺原料罐104与静态混合装置105之间、静态混合装置105与预反应釜106之间、预反应釜106与第一老化反应釜107之间和/或预反应釜106与第二老化反应釜108之间。通过使用流量计116，可测量在各个设备间流动的流体的量。

在一些实施例中，生产系统100进一步包括阀门117，阀门117设置于水原料罐101与静态混合装置105之间、醇原料罐102与静态混合装置105之间、烷化剂原料罐103与静态混合装置105之间、叔胺原料罐104与静态混合装置105之间、静态混合装置105与预反应釜106之间、预反应釜106与第一老化反应釜107之间和/或预反应釜106与第二老化反应釜108之间。通过使用流量计116，可控制在各个设备间流动的流体的量。在一些具体的实施例中，阀门117为电磁阀门。

在如图1所示的实施例中，水原料罐101与静态混合装置105之间、醇原料罐102与静态混合装置105之间、烷化剂原料罐103与静态混合装置105之间、叔胺原料罐104与静态混合装置105之间、静态混合装置105与预反应釜106之间、预反应釜106与第一老化反应釜107之间和预反应釜106与第二老化反应釜108之间均依次设置有输送泵115、流量计116和阀门117。在下文中，为了更清楚地阐述技术方案，将预反应釜106与第一老化反应釜107之间设置的阀门117称为第一老化反应釜进液阀门1171，将预反应釜106与第二老化反应釜108之间设置的阀门117称为第二老化反应釜进液阀门1172。

在一些实施例中，生产系统100进一步包括液位自动控制系统，液位自动控制系统包括控制器118、第一老化反应釜液位传感器119、第二老化反应釜液位传感器120、第一老化反应釜进液阀门1171和第二老化反应釜进液阀门1172。控制器118分别与第一老化反应釜液位传感器119、第二老化反应釜液位传感器120、第一老化反应釜进液阀门1171和第二老化反应釜进液阀门1172相连接。第一老化反应釜液位传感器119设置于第一老化反应釜107上，第二老化反应釜液位传感器120设置于第二老化反应釜108上。预反应釜106、第一老化反应釜进液阀门1171和第一老化反应釜107依次相连接，预反应釜106、第二老化反应釜进液阀门1172和第二老化反应釜108依次相连接。

在一些具体的实施例中，生产系统100开始工作时，控制器118控制第一老化反应釜进液阀门1171打开，第二老化反应釜进液阀门1172关闭，从预反应釜106中流出的预反应混合液流入第一老化反应釜107。当流入第一老化反应釜107的预反应混合液逐渐增多，并达到一定预设值时，第一老化反应釜液位传感器119将相关监测信号发送至控制器118。控制器118控制第一老化反应釜进液阀门1171关闭，第二老化反应釜进液阀门1172打开，从预反应釜106中流出的预反应混合液流入第二老化反应釜108，直至第二老化反应釜108中的预反应混合液达到一定预设值后，第二老化反应釜液位传感器120将相关监测信号发送至控制器118，控制器118控制第一老化反应釜进液阀门1171再次打开，第二老化反应釜进液阀门1172再次关闭。通过上述控制的循环进行，可以实现将得到的预反应混合物交替地输送到与预反应釜106流体连通的第一老化反应釜107和第二老化反应釜108中进行老化反应,从而达成连续制备的技术效果，进而提高生产效率，并产生更好的经济效益。

控制器118也可以与上文所述的输送泵115、流量计116和阀门117相连接，接受相关信号并控制输送泵115、流量计116和阀门117的工作状态，从而使生产系统100更为自动化。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统，其特征在于，所述生产系统包括水原料罐、醇原料罐、烷化剂原料罐、叔胺原料罐、静态混合装置、预反应釜、第一老化反应釜、第二老化反应釜、第一余热回收系统和第二余热回收系统；

所述水原料罐、所述醇原料罐、所述烷化剂原料罐和所述叔胺原料罐分别与所述静态混合装置相连接，所述静态混合装置与所述预反应釜相连接，所述预反应釜分别与所述第一老化反应釜和所述第二老化反应釜相连接；

所述第一余热回收系统包括第一夹套、第二夹套、第一余热回收管，所述第一夹套设置在所述第一老化反应釜上，所述第二夹套设置于所述水原料罐上，所述第一夹套和所述第二夹套通过所述第一余热回收管相连；

所述第二余热回收系统包括第三夹套、第四夹套、第二余热回收管，所述第三夹套设置在所述第二老化反应釜上，所述第四夹套设置于所述叔胺原料罐上，所述第三夹套和所述第四夹套通过所述第二余热回收管相连。

2.如权利要求1所述的用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统，其特征在于，所述生产系统进一步包括设置在第一余热回收管上的第一余热回收阀门和/或设置在第二余热回收管上的第二余热回收阀门。

3.如权利要求1所述的用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统，其特征在于，所述生产系统进一步包括缓冲罐，所述烷化剂原料罐、所述缓冲罐和所述静态混合装置依次相连接。

4.如权利要求1所述的用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统，其特征在于，所述生产系统进一步包括温度测量装置，所述温度测量装置设置于所述水原料罐、所述醇原料罐、所述烷化剂原料罐、所述叔胺原料罐、所述静态混合装置、所述预反应釜、所述第一老化反应釜和/或所述第二老化反应釜内。

5.如权利要求1所述的用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统，其特征在于，所述生产系统进一步包括产品储存罐，所述产品储存罐分别与所述第一老化反应釜和所述第二老化反应釜相连接。

6.如权利要求1所述的用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统，其特征在于，所述生产系统进一步包括输送泵，所述输送泵设置于所述水原料罐与所述静态混合装置之间、所述醇原料罐与所述静态混合装置之间、所述烷化剂原料罐与所述静态混合装置之间、所述叔胺原料罐与所述静态混合装置之间、所述静态混合装置与所述预反应釜之间、所述预反应釜与所述第一老化反应釜之间和/或所述预反应釜与所述第二老化反应釜之间。

7.如权利要求1所述的用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统，其特征在于，所述生产系统进一步包括流量计，所述流量计设置于所述水原料罐与所述静态混合装置之间、所述醇原料罐与所述静态混合装置之间、所述烷化剂原料罐与所述静态混合装置之间、所述叔胺原料罐与所述静态混合装置之间、所述静态混合装置与所述预反应釜之间、所述预反应釜与所述第一老化反应釜之间和/或所述预反应釜与所述第二老化反应釜之间。

8.如权利要求1所述的用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统，其特征在于，所述生产系统进一步包括阀门，所述阀门设置于所述水原料罐与所述静态混合装置之间、所述醇原料罐与所述静态混合装置之间、所述烷化剂原料罐与所述静态混合装置之间、所述叔胺原料罐与所述静态混合装置之间、所述静态混合装置与所述预反应釜之间、所述预反应釜与所述第一老化反应釜之间和/或所述预反应釜与所述第二老化反应釜之间。

9.如权利要求8所述的用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统，其特征在于，所述阀门为电磁阀门。

10.如权利要求1所述的用于连续制备环保长链烷基季铵盐溶液的生产系统，其特征在于，所述生产系统进一步包括液位自动控制系统，所述液位自动控制系统包括控制器、第一老化反应釜液位传感器、第二老化反应釜液位传感器、第一老化反应釜进液阀门和第二老化反应釜进液阀门；所述控制器分别与第一老化反应釜液位传感器、第二老化反应釜液位传感器、第一老化反应釜进液阀门和第二老化反应釜进液阀门相连接；所述第一老化反应釜液位传感器设置于所述第一老化反应釜上，所述第二老化反应釜液位传感器设置于所述第二老化反应釜上；所述预反应釜、第一老化反应釜进液阀门和第一老化反应釜依次相连接，所述预反应釜、第二老化反应釜进液阀门和第二老化反应釜依次相连接。