CN213506687U - 一种纤维素醚生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纤维素醚生产装置，属于纤维素醚生产技术领域，其包括通过管道依次连接的第一反应釜、第二反应釜和第三反应釜，第一反应釜用于溶解固态碱，第二反应釜用于碱与精制棉进行碱化反应生成碱化纤维素，第三反应釜用于碱化纤维素与醚化剂进行醚化反应生成纤维素醚。本实用新型公开的纤维素醚生产装置，将化碱、碱化、醚化三个过程分别在三个不同的反应釜中完成，便于控制，易于稳定，不需加热、冷却反复切换，节约电能和蒸汽，节省了劳动力，得到的纤维素醚产品溶液透明度提高，溶液中死纤维明显减少，提高了纤维素醚的产品质量；有机溶剂挥发大大减少，杜绝了安全隐患，现场工作环境得到很大改善，减少了职业危害。

Description

一种纤维素醚生产装置

技术领域

本实用新型涉及一种纤维素醚生产装置，属于纤维素醚生产技术领域。

背景技术

纤维素醚的生产过程主要包括(1)化碱：片碱在水中溶化，溶化温度在75℃左右；(2)碱化：精制棉和碱液在有机溶剂中发生碱化反应生成碱化纤维素，碱化温度在28-35℃左右；(3)醚化：碱化纤维素与醚化剂反应生成纤维素醚，醚化温度在50-100℃左右分阶段进行；(4)中和：用酸中和体系中剩余的碱；(5)脱溶：将中和后的体系升温，再通过冷凝回收体系中的溶剂；(6)后处理：脱溶后的混合物经过离心分离、干燥得到最终产品。

现有技术中，纤维素醚采用单釜间歇式生产方式，碱化、醚化甚至化碱过程全部在一个反应釜内完成，在实际应用中发现存在以下缺陷：(1)片碱经投料口(通常为人孔盖)加入反应釜内溶化结束后，需要将精制棉通过投料口加入反应釜内与碱发生碱化反应，上述两步投料时均要打开人孔盖，由于反应釜内有易燃易爆的有机溶剂，拆卸人孔螺丝和加精制棉时极易产生静电和火花，容易引起火灾，安全隐患大。(2)在加精制棉时需要打开人孔盖，会造成反应釜内有机溶剂挥发，现场气味大，导致溶剂消耗和生产现场环境差。(3)反应釜内上部设置添加溶剂的喷淋盘管，向反应釜内加精制棉时少量精制棉会积存在喷淋盘管上，积存的精制棉未进入体系中与碱反应，在合成后期即醚化阶段可能由于搅拌振动或受溶剂蒸汽作用等原因导致落入釜内产品中，使产品中夹带精制棉，造成产品质量差或质量事故。(3)在合成过程中，片碱加入反应釜内以后需要升温使片碱溶化，化碱结束后需要降温至常温，再将精制棉、有机溶剂加入反应釜内与碱发生碱化反应，碱化反应结束后又需要升温进行醚化反应，每个反应釜在每次合成过程中需要经过升温、降温、保温、再升温的反复过程，导致反应釜的操作过程多，过程稳定控制困难，而且蒸汽和冷却水多次切换，能耗严重。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供了一种纤维素醚生产装置，节约了电能和蒸汽，节省了劳动力，提高了纤维素醚的产品质量，杜绝了安全隐患，改善了现场工作环境。

本实用新型通过采取以下技术方案实现上述目的：

一种纤维素醚生产装置，包括通过管道依次连接的第一反应釜、第二反应釜和第三反应釜，所述第一反应釜用于溶解固态碱得到碱液，所述第二反应釜用于接收第一反应釜内的碱液并与加入的精制棉进行碱化反应生成碱化纤维素，所述第三反应釜用于接收第二反应釜的碱化纤维素并与加入的醚化剂进行醚化反应生成纤维素醚。

进一步的，所述第一反应釜的底部通过管道与第二反应釜的顶部连通，所述第二反应釜的底部通过管道与第三反应釜的顶部连通。

进一步的，所述第一反应釜和第二反应釜的顶部分别设置有固体物料投入口。

进一步的，所述第一反应釜和第二反应釜的固体物料投入口上均设置有气动阀。

进一步的，所述第一反应釜、第二反应釜和第三反应釜的顶部分别设置有流体物料导通管。

进一步的，所述第一反应釜、第二反应釜和第三反应釜内均设置有喷淋盘管。

进一步的，所述第一反应釜、第二反应釜和第三反应釜内均设置有搅拌器。

进一步的，所述第一反应釜、第二反应釜和第三反应釜的外侧设设置有换热夹套。

本申请的有益效果包括但不限于：

本实用新型提供的纤维素醚生产装置，将化碱、碱化、醚化三个过程分别在三个不同的反应釜中完成，每个反应釜只进行一个过程，便于控制，易于稳定，不需加热、冷却反复切换，节约电能和蒸汽，节省了劳动力。与传统的单釜间歇式合成方式相比，积留的精制棉不会落入后期产品，得到的纤维素醚产品溶液透明度提高，溶液中死纤维明显减少，提高了纤维素醚的产品质量；有机溶剂挥发大大减少，杜绝了安全隐患，现场工作环境得到很大改善，减少了职业危害。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型提供的纤维素醚生产装置的结构示意图；

图中，100、第一反应釜；200、第二反应釜；300、第三反应釜；400、换热夹套；510、固体物料投入口；511、气动阀；520、流体物料导通管；600搅拌器；700、喷淋盘管。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施。因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1中所示，本实用新型提供的纤维素醚生产装置，包括通过管道依次连接的第一反应釜100、第二反应釜200和第三反应釜300。第一反应釜100为化碱釜，第二反应釜200为碱化釜，第三反应釜300为醚化釜，第一反应釜100内的碱液导入第二反应釜200中与精制棉反应，与精制棉反应后的物料导入第三反应釜300中继续与醚化剂进行反应。通常，第一反应釜100的底部通过管道与第二反应釜200的顶部连通，第二反应釜200的底部通过管道与第三反应釜300的顶部连通。

为了使反应釜内的物料升温或者降温，在第一反应釜、第二反应釜和第三反应釜的外侧设设置有换热夹套400。

具体的，第一反应釜100中，需要加入片碱和水，片碱在水中的溶解过程需要在75℃左右进行。因此，第一反应釜外侧的换热夹套400内通入循环热水或蒸汽加热，第一反应釜100顶部配套有开口较大的固体物料投入口510用于投入片碱，配套有流体物料导通管520用于导入去离子水。化碱结束后，通过气体管道向第一反应釜100内通入氮气，将第一反应釜100内的碱液压入第二反应釜200中。

第二反应釜200中，需要将精制棉、有机溶剂加入第二反应釜200内使精制棉与碱液进行碱化反应生成碱化纤维素，碱化反应在20-23℃左右进行，第二反应釜200外侧的换热夹套400内通入循环冷水，碱液经过管线输送过程中温度会降低一部分，通入第二反应釜200中以后，被换热夹套400内的循环冷水吸收热量进一步降温至28-35℃左右。因此第二反应釜200配套有开口较大的固体物料投入口510用于投入精制棉，配套有流体物料导通管520用于导入有机溶剂。碱化结束后，通过气体管道向第二反应釜200内通入氮气，将第二反应釜200内的碱液压入第三反应釜300中。

第三反应釜300中，醚化反应在50-100℃左右分阶段进行，所以第二反应釜200中的物料导入第三反应釜300后需要升温。因此，第三反应釜300外侧的换热夹套400内通入循环热水加热。

为了方便控制固体物料投入口的启闭，在优选的实施方式中，第一反应釜100和第二反应釜200的固体物料投入口510上均设置有气动阀511，相比传统的人孔盖使用气动阀511能够更加灵活的控制固体物料投入口510的启闭，改善了开人孔盖造成的有机溶剂挥发，消除了安全隐患和工作环境污染问题，节省了人力。

为了使釜内物料充分混合，在第一反应釜100、第二反应釜200和第三反应釜300内均设置有搅拌器600。

此外，为了防止体系中物料粘附到内壁或者搅拌器，通常在第一反应釜100、第二反应釜200和第三反应釜300内均设置有喷淋盘管700以将有机溶剂喷洒到反应釜内对粘附的物料进行冲刷，喷淋盘管700具体设置在反应釜的内侧上部。

本实用新型提供的纤维素醚生产装置的生产纤维素醚的生产过程如下：

(1)称重好的片碱暂存在一个有惰性气体保护的储槽内，第一反应釜100上固体物料投入口内的气动阀打开后，片碱通过固体物料投入口加入第一反应釜100内，去离子水从流体物料导通管520进入第一反应釜100，片碱溶化在水中。

(2)化碱结束后，第一反应釜100内的碱液压送至第二反应釜200，节约了降温水。

(3)来自称重料仓内的精制棉通过风机经风管从固体物料投入口加入第二反应釜200内，有机溶剂经对应的流体物料导通管520加入第二反应釜200内，精制棉与有机溶剂反应，完成低温碱化、冷搅过程。

(4)碱化结束后，第二反应釜200内的物料压料至第三反应釜300。

(5)醚化剂经流体物料导通管520加入第三反应釜300，第三反应釜300只负责后期的高温醚化合成。

(6)第三反应釜300内反应结束后，物料被抽出后加入酸中和掉多余的碱，然后加热使物料升温，再冷凝回收体系中的溶剂，脱溶后的混合物经过离心分离、干燥得到最终产品。

本实用新型提供的纤维素醚生产装置，将化碱、碱化、醚化三个过程分别在三个不同的反应釜中完成，与传统的单釜间歇式合成方式相比，积留在第二反应釜喷淋盘管上的精制棉只会落在第二反应釜中(可继续被物料中的碱液碱化后进入第三反应釜中与醚化剂反应)，不会直接掺入第三反应釜中的最终纤维素醚产品中，得到的纤维素醚溶液透明度提高，经721分光光度计检测，透过率平均上升4-5个百分点，溶液中死纤维明显减少，提高了产品质量；大大减少了投料时的有机溶剂挥发量，杜绝了安全隐患，极大的改善了工作环境，减少了职业危害；每批物料从投料到合成结束均节约电能17.3kw，节约蒸汽22t，实现加料自动化，节省劳动力每班2人。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种纤维素醚生产装置，其特征在于，包括通过管道依次连接的第一反应釜、第二反应釜和第三反应釜，所述第一反应釜用于溶解固态碱得到碱液，所述第二反应釜用于接收第一反应釜内的碱液并与加入的精制棉进行碱化反应生成碱化纤维素，所述第三反应釜用于接收第二反应釜的碱化纤维素并与加入的醚化剂进行醚化反应生成纤维素醚。

2.根据权利要求1所述的纤维素醚生产装置，其特征在于，所述第一反应釜的底部通过管道与第二反应釜的顶部连通，所述第二反应釜的底部通过管道与第三反应釜的顶部连通。

3.根据权利要求1所述的纤维素醚生产装置，其特征在于，所述第一反应釜和第二反应釜的顶部分别设置有固体物料投入口。

4.根据权利要求3所述的纤维素醚生产装置，其特征在于，所述第一反应釜和第二反应釜的固体物料投入口上均设置有气动阀。

5.根据权利要求1所述的纤维素醚生产装置，其特征在于，所述第一反应釜、第二反应釜和第三反应釜的顶部分别设置有流体物料导通管。

6.根据权利要求1所述的纤维素醚生产装置，其特征在于，所述第一反应釜、第二反应釜和第三反应釜内均设置有喷淋盘管。

7.根据权利要求1所述的纤维素醚生产装置，其特征在于，所述第一反应釜、第二反应釜和第三反应釜内均设置有搅拌器。

8.根据权利要求1所述的纤维素醚生产装置，其特征在于，所述第一反应釜、第二反应釜和第三反应釜的外侧均设置有换热夹套。

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