CN215540806U - 一种减水剂生产的磺化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种减水剂生产的磺化装置，包括磺化釜主体，磺化釜主体内依次设有第一反应机构、隔温机构以及第二反应机构，第一反应机构和第二反应机构连通，磺化釜主体外设有第一物料出口、第二物料出口以及两个进料口，两个进料口以及第一物料出口均连通至第一反应机构，第二物料出口连通至第二反应机构。借助反应的可逆性，将本应独立设置的两个反应釜一体设置，节约了占用面积，设备安装成本更低；也有助于产物的分离和收集，对物料充分利用，节约物料和成本；得到的β－萘磺酸纯度更高。

Description

一种减水剂生产的磺化装置

技术领域

本实用新型涉及减水剂生产技术领域，更具体地说，它涉及一种减水剂生产的磺化装置。

背景技术

萘系减水剂是目前市面上主流的减水剂产品。萘系减水剂的生产需经过熔萘、磺化、水解、缩合、中和、过滤干燥等工艺步骤得到产品，经检验后得到成品。每一道工艺步骤的质量都会影响到成品的好坏。

其中，磺化作为整个工艺流程的初期工序，将熔解后的工业萘配合浓硫酸进行反应得到萘磺酸产物，但是在这个过程中，由于反应条件的问题，会生成一些额外的杂质，如不及时处理剔除，会对后续工艺产生影响。萘的磺化反应是可逆的，磺酸基进入的位置和反应温度有关，萘与浓硫酸在80℃以下作用，产物为α－萘磺酸；在165℃左右的高温作用下，产物为β－萘磺酸，萘的磺化是可逆的，有时α－位和β－位的竞争反应，实际磺化后需要得到的产物应该是β－萘磺酸，最终得到β－萘磺酸钠甲醛缩合物的萘系高效减水剂。但是α－萘磺酸也是一种重要的反应原料，不能浪费。因此需要及时对磺化反应中生成的α－萘磺酸进行处理和回收，且保证β－萘磺酸的纯度，还需考虑占用场地、设备安装等成本问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种减水剂生产的磺化装置，解决上述的一个或多个问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种减水剂生产的磺化装置，包括磺化釜主体，所述磺化釜主体内依次设有第一反应机构、隔温机构以及第二反应机构，

所述第一反应机构和所述第二反应机构连通；

所述磺化釜主体外设有第一物料出口、第二物料出口以及两个进料口，

两个所述进料口以及所述第一物料出口均连通至所述第一反应机构，

所述第二物料出口连通至所述第二反应机构。

进一步地，所述第一反应机构和所述第二反应机构通过控制管连通，

所述控制管穿过所述隔温机构，所述控制管的两端均设有控制阀。

进一步地，所述第一反应机构包括第一反应釜，

两个所述进料口以及所述第一物料出口均连通至所述所述第一反应釜，

所述控制管的上端与所述第一反应釜连通，

所述第一反应釜的夹层内设有加热机构，

所述第一反应釜的外壳上设有第一冷却机构，

所述第一反应釜内设有第一搅拌机构，

所述第一反应釜外设有第一温感器，所述第一温感器的探头伸入所述第一反应釜内。

进一步地，两个所述进料口分别连通至第一反应釜的上端和下端。

进一步地，所述第一搅拌机构包括第一釜盖和大搅拌叶，

所述大搅拌叶伸入所述第一反应釜，所述第一釜盖可转动地设于所述第一反应釜的顶端，所述大搅拌叶的顶端与所述第一釜盖的底部连接，

所述第一釜盖的顶部设有搅动架，所述搅动架穿过所述磺化釜主体的顶部，

所述磺化釜主体的外顶部设有大搅动电机，所述大搅动电机通过所述搅动架驱动所述第一釜盖和所述大搅拌叶搅动。

进一步地，所述第二反应机构包括第二反应釜，

所述第二物料出口连通至所述第二反应釜，

所述控制管的下端与所述第二反应釜连通，

所述第二反应釜的夹层内设有加热机构，

所述第二反应釜的外壳上设有第二冷却机构，

所述第二反应釜内设有多个沿环形设置的第二搅拌机构，

所述第二反应釜外设有第二温感器，所述第二温感器的探头伸入所述第二反应釜内。

进一步地，所述第二反应釜的顶部设有固定的第二釜盖，

所述第二搅拌机构包括小搅拌叶，所述小搅拌叶穿设于所述第二釜盖上，所述小搅拌叶伸入所述第二反应釜内，

所述第二釜盖的顶部设有小搅动电机，所述小搅动电机驱动所述小搅拌叶搅动。

进一步地，所述隔温机构包括上隔热层和下隔热层，

所述上隔热层和所述下隔热层之间设有第三冷却机构，

所述上隔热层、所述第三冷却机构以及所述下隔热层均设于所述磺化釜主体的内壁上，

所述控制管依次穿过所述上隔热层、所述第三冷却机构以及所述下隔热层。

进一步地，所述磺化釜主体的底部设有排料口，所述排料口连通至所述第二反应釜。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

借助反应的可逆性，将本应独立设置的两个反应釜一体设置，节约了占用面积，设备安装成本更低；也有助于产物的分离和收集，对物料充分利用，节约物料和成本；得到的β－萘磺酸纯度更高。

附图说明

图1为本实用新型的内部结构示意图；

图2为本实用新型的主要结构示意图；

图3为本实用新型中第二搅拌机构的俯视图；

图中：

1、磺化釜主体；2、第一反应机构；21、第一反应釜；22、第一冷却机构；23、第一搅拌机构；231、第一釜盖；232、大搅拌叶；233、搅动架；234、大搅动电机；24、第一温感器；3、隔温机构；31、上隔热层；32、下隔热层；33、第三冷却机构；4、第二反应机构；41、第二反应釜；42、第二冷却机构；43、第二搅拌机构；431、小搅拌叶；432、小搅动电机；44、第二温感器；45、第二釜盖；5、第一物料出口；6、第二物料出口；7、进料口；8、控制管；81、控制阀；9、排料口。

具体实施方式

实施例：

以下结合附图1－3对本实用新型作进一步详细说明。

一种减水剂生产的磺化装置，包括磺化釜主体1，磺化釜主体1内为封闭的腔体，腔体内按自上而下的顺序依次设有第一反应机构2、隔温机构3以及第二反应机构4。腔体被隔温机构3分为上腔体和下腔体，第一反应机构2设置在上腔体内，第二反应机构4设置在下腔体内。磺化釜主体1外设有第一物料出口5、第二物料出口6以及两个进料口7。两个进料口7以及第一物料出口5均连通至上腔体内的第一反应机构2，第二物料出口6连通至下腔体内的第二反应机构4。第一反应机构2和第二反应机构4之间连通。

第一反应机构2包括第一反应釜21，两个进料口7以及第一物料出口5均连通至上腔体内的第一反应釜21。其中，两个进料口7分别连通至第一反应釜21的上端和下端。第一反应釜21的夹层内设有加热机构，保证反应釜的加热功能。第一反应釜21的外壳上设有第一冷却机构22，第一冷却机构22可以为冷却管管组，靠近或贴合第一反应釜21的外壳设置，为第一反应釜21提供冷却功能，防止设备过热损坏或保证降温功能。第一反应釜21内设有可转动的第一搅拌机构23，保证第一反应釜21内部的搅动功能，促进反应的效率。其中，第一搅拌机构23包括第一釜盖231和大搅拌叶232。大搅拌叶232伸入第一反应釜21内，第一釜盖231可转动地设于第一反应釜21的顶端。对应地，第一反应釜21的顶端设有凹槽，第一釜盖231的直径小于第一反应釜21顶端的直径，第一釜盖231可在凹槽内转动，凹槽起到导向和限制脱离的作用。大搅拌叶232的顶端与第一釜盖231的底部连接，第一釜盖231的顶部设有搅动架233，搅动架233、第一釜盖231以及大搅拌叶232同轴设置。搅动架233穿过磺化釜主体1的顶部，同时磺化釜主体1的外顶部固定设有大搅动电机234。大搅动电机234通过搅动架233驱动第一釜盖231和大搅拌叶232搅动。搅动架233可以保护相关的部件，且穿出的部位有专门的密封措施。第一反应釜21外设有第一温感器24，第一感应器设置在磺化釜主体1的内侧壁上，且第一温感器24的探头伸入第一反应釜21内，对第一反应釜21内部的温度进行监测。

第二反应机构4包括第二反应釜41，第二物料出口6连通至下腔体的第二反应釜41内。第二反应釜41的夹层内设有加热机构，保证第二反应釜41的加热功能。第二反应釜41的外壳上设有第二冷却机构42，第二冷却机构42可以为冷却管组，第二冷却机构42靠近或贴合第二反应釜41的外壳设置，防止组件高温损坏以及保证降温功能。第二反应釜41内设有多个第二搅拌机构43，多个第二搅拌机构43沿第二反应釜41的中轴环形设置。第二反应釜41的顶部设有固定的第二釜盖45，第二釜盖45与第二反应釜41保持相对静止。第二搅拌机构43包括小搅拌叶431，小搅拌叶431的连接端穿设于第二釜盖45上，小搅拌叶431的搅拌端伸入第二反应釜41内，保证第二反应釜41的搅拌功能，促进反应效率。第二釜盖45的顶部设有小搅动电机432，小搅动电机432驱动小搅拌叶431搅动。磺化釜主体1的底部设有排料口9，排料口9连通至第二反应釜41。第二反应釜41外设有第二温感器44，第二温感器44的探头伸入第二反应釜41内，对第二反应釜41内部的温度进行监测。

第一反应机构2和第二反应机构4通过控制管8连通，控制管8穿过隔温机构3，控制管8的上端与第一反应釜21连通，控制管8的下端与第二反应釜41连通，控制管8的两端均设有独立控制的控制阀81。

隔温机构3包括上隔热层31和下隔热层32，上隔热层31和下隔热层32之间设有第三冷却机构33。上隔热层31、第三冷却机构33以及下隔热层32均设于磺化釜主体1的内壁上，控制管8依次穿过上隔热层31、第三冷却机构33以及下隔热层32。上隔热层31和下隔热层32分别起到隔绝上腔体和下腔体之间的热交换。第三冷却机构33可以为冷却管组，起到对上隔热层31和下隔热层32的保护作用。

工作原理：萘的硫化反应式为：

熔融后的工业萘从上端的进料口7进入第一反应釜21，浓硫酸从下端的进料口7进入第一反应釜21，这样可以避免硫酸的飞溅，以及因此导致的负面影响。控制第一反应釜21加热到80℃左右并保持，此时主要生成α－萘磺酸。需要取用α－萘磺酸时，打开第一物料出口5，此时排出的为α－萘磺酸产品。需要取用β－萘磺酸时，打开控制管8，α－萘磺酸和硫酸等混合物进入第二反应釜41。如需添加工业萘、硫酸，先加入第一反应釜21，再由第一反应釜21顺入第二反应釜41。第二反应釜41升温至165℃左右并保持，此时第二反应釜41内发生的反应有两种，一是萘和硫酸直接生成β－萘磺酸，二是α－萘磺酸转化成β－萘磺酸。隔温机构3将上下腔之间的温度阻断，防止发生热交换，导致温度的变化。此时β－萘磺酸从第二物料出口6输出。除此以外第一反应釜21和第二反应釜41的多余或者废弃的物料从排料口9排出。整个过程通过温感器对不同反应釜内的温度进行监测，方便调整。

需要说明的是，本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种减水剂生产的磺化装置，包括磺化釜主体(1)，其特征在于：所述磺化釜主体(1)内依次设有第一反应机构(2)、隔温机构(3)以及第二反应机构(4)，

所述第一反应机构(2)和所述第二反应机构(4)连通；

所述磺化釜主体(1)外设有第一物料出口(5)、第二物料出口(6)以及两个进料口(7)，

两个所述进料口(7)以及所述第一物料出口(5)均连通至所述第一反应机构(2)，

所述第二物料出口(6)连通至所述第二反应机构(4)。

2.根据权利要求1所述的减水剂生产的磺化装置，其特征在于：所述第一反应机构(2)和所述第二反应机构(4)通过控制管(8)连通，

所述控制管(8)穿过所述隔温机构(3)，所述控制管(8)的两端均设有控制阀(81)。

3.根据权利要求2所述的减水剂生产的磺化装置，其特征在于：所述第一反应机构(2)包括第一反应釜(21)，

两个所述进料口(7)以及所述第一物料出口(5)均连通至所述所述第一反应釜(21)，

所述控制管(8)的上端与所述第一反应釜(21)连通，

所述第一反应釜(21)的夹层内设有加热机构，

所述第一反应釜(21)的外壳上设有第一冷却机构(22)，

所述第一反应釜(21)内设有第一搅拌机构(23)，

所述第一反应釜(21)外设有第一温感器(24)，所述第一温感器(24)的探头伸入所述第一反应釜(21)内。

4.根据权利要求3所述的减水剂生产的磺化装置，其特征在于：两个所述进料口(7)分别连通至第一反应釜(21)的上端和下端。

5.根据权利要求3所述的减水剂生产的磺化装置，其特征在于：所述第一搅拌机构(23)包括第一釜盖(231)和大搅拌叶(232)，

所述大搅拌叶(232)伸入所述第一反应釜(21)，所述第一釜盖(231)可转动地设于所述第一反应釜(21)的顶端，所述大搅拌叶(232)的顶端与所述第一釜盖(231)的底部连接，

所述第一釜盖(231)的顶部设有搅动架(233)，所述搅动架(233)穿过所述磺化釜主体(1)的顶部，

所述磺化釜主体(1)的外顶部设有大搅动电机(234)，所述大搅动电机(234)通过所述搅动架(233)驱动所述第一釜盖(231)和所述大搅拌叶(232)搅动。

6.根据权利要求2所述的减水剂生产的磺化装置，其特征在于：所述第二反应机构(4)包括第二反应釜(41)，

所述第二物料出口(6)连通至所述第二反应釜(41)，

所述控制管(8)的下端与所述第二反应釜(41)连通，

所述第二反应釜(41)的夹层内设有加热机构，

所述第二反应釜(41)的外壳上设有第二冷却机构(42)，

所述第二反应釜(41)内设有多个沿环形设置的第二搅拌机构(43)，

所述第二反应釜(41)外设有第二温感器(44)，所述第二温感器(44)的探头伸入所述第二反应釜(41)内。

7.根据权利要求6所述的减水剂生产的磺化装置，其特征在于：所述第二反应釜(41)的顶部设有固定的第二釜盖(45)，

所述第二搅拌机构(43)包括小搅拌叶(431)，所述小搅拌叶(431)穿设于所述第二釜盖(45)上，所述小搅拌叶(431)伸入所述第二反应釜(41)内，

所述第二釜盖(45)的顶部设有小搅动电机(432)，所述小搅动电机(432)驱动所述小搅拌叶(431)搅动。

8.根据权利要求2所述的减水剂生产的磺化装置，其特征在于：所述隔温机构(3)包括上隔热层(31)和下隔热层(32)，

所述上隔热层(31)和所述下隔热层(32)之间设有第三冷却机构(33)，

所述上隔热层(31)、所述第三冷却机构(33)以及所述下隔热层(32)均设于所述磺化釜主体(1)的内壁上，

所述控制管(8)依次穿过所述上隔热层(31)、所述第三冷却机构(33)以及所述下隔热层(32)。

9.根据权利要求6所述的减水剂生产的磺化装置，其特征在于：所述磺化釜主体(1)的底部设有排料口(9)，所述排料口(9)连通至所述第二反应釜(41)。

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