一种2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的生产系统的制作方法

一种2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸的生产系统
技术领域
1.本实用新型涉及生产设备技术领域，具体涉及一种2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸的生产系统。


背景技术：

[0002]2‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸是一种常用的多功能水溶性阴离子单体，由于其具有强阴离子性的磺酸基团，使得2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸具有耐盐性、耐高温、染色亲和性、导电性和离子交换性，羰基的高电荷使其具有良好的吸附性、络合性，而碳碳双键使其容易自聚或者与其他单体发生共聚。因此，上述特点使得2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸在油田化学、水处理、化纤、印染涂料、离子交换树脂等领域具有广泛的应用。
[0003]
目前最典型、最经济的2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸生产工艺是以丙烯腈、发烟硫酸以及异丁烯为原料进行生产。但是目前市面上的设备并不足以满足其生产。


技术实现要素：

[0004]
鉴于此，本实用新型目的在于提供一种2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸的生产系统，其具有2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸的生产、过滤干燥、滤液回收的多重功能，使得整个生产过程一体化。
[0005]
本实用新型提供的技术方案是，一种2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸的生产系统，包括，
[0006]
反应釜，所述反应釜上部设有进料管和搅拌电机，所述搅拌电机连接有设于所述反应釜内部的搅拌器，所述反应釜侧壁设有冷却液夹层和加热夹层，且所述冷却液夹层和所述加热夹层均螺旋设置；
[0007]
干燥过滤系统，所述干燥过滤系统包括干燥过滤器、滤液罐和真空泵，所述干燥过滤器顶部和所述反应釜底部连通，所述干燥过滤器内设有滤袋，且所述干燥过滤器的底部和所述滤液罐连通，所述真空泵并联连接所述干燥过滤器和滤液罐；
[0008]
回收系统，所述回收系统包括蒸馏罐和冷凝罐，所述蒸馏罐一端连通所述滤液罐，所述蒸馏罐另一端连通所述冷凝罐，所述冷凝管连通所述反应釜。
[0009]
本实用新型的一种实施方式在于，所述进料管包括丙烯腈进料管、发烟硫酸进料管和异丁烯进料管。
[0010]
本实用新型的一种实施方式在于，所述反应釜侧壁外层设有刚性保温层，所述冷却液夹层和所述加热夹层均设于所述反应釜内壁。
[0011]
本实用新型的一种实施方式在于，所述反应釜上还设有温度传感器和压力表。
[0012]
本实用新型的一种实施方式在于，所述干燥过滤器由过滤室和集液室组成。
[0013]
本实用新型的一种实施方式在于，所述过滤室和所述集液室的连接部设有过滤板，所述过滤室内还设有滤袋，所述集液室通过滤液管与所述滤液罐连通。
[0014]
本实用新型的一种实施方式在于，所述过滤室的侧壁和所述过滤板内均设有电热
丝。
[0015]
本实用新型起到的技术效果是：
[0016]
本生产系统具有2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸的生产、过滤干燥、滤液回收的多重功能，在生产过程中，可根据实际需要调整反应釜内的温度；在过滤干燥过程中，可利用真空泵进行减压过滤、减压干燥，加快了过滤和干燥的速度；在回收过程中，可将反应过程中产生的部分副产物剔除，保证进入反应釜内的为制备原料。
附图说明
[0017]
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0018]
图1是实施例1的主体结构示意图，
[0019]
图2为干燥过滤器的结构示意图，
[0020]
图3为反应釜侧壁的结构示意图。
[0021]
图中，1为反应釜，2为过滤泵，3为干燥过滤器，4为滤液罐，5为真空泵，6为蒸馏罐，7为冷凝罐，8为冷凝泵，9为丙烯腈进料管，10为发烟硫酸进料管，11为异丁烯进料管，12为搅拌电机，13为搅拌器，14为压力表，15为温度传感器，16为冷却液进口，17为冷却液出口；
[0022]
101为刚性保温层，102为加热夹层，103为冷却液夹层，104为隔热板；
[0023]
301为过滤室，302为过滤板，303为集液室，304为滤液管，305为滤袋，306为加热丝。
具体实施方式
[0024]
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
[0025]
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。
[0026]
实施例1：
[0027]
参见图1
‑
3，一种2
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丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸的生产系统，包括，
[0028]
反应釜1，所述反应釜1上部设有进料管和搅拌电机12，所述搅拌电机12连接有设于所述反应釜1内部的搅拌器13，所述反应釜1侧壁设有冷却液夹层103和加热夹层102，且所述冷却液夹层103和所述加热夹层102均螺旋设置；
[0029]
具体的，参见图1，反应釜1是2
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丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸的主要制备场所，在反应釜1的上部设有多个进料管和一个搅拌电机12，多个进料管可分为：丙烯腈进料管9、发烟硫酸进料管10和异丁烯进料管11，这些进料管均是反应釜1的合成原料的进料管。同时，搅拌电机12和搅拌器13能够对反应釜1内的物料进行搅拌。特别的，由于本发明的物料特别是发烟硫酸具有较强的腐蚀性，因此，搅拌器13以及反应釜1内壁均需设置一层防腐层或采用防腐材料制成。
[0030]
参见图1、图3，在反应釜1的侧壁内设有冷却液夹层103和加热夹层102，两者均设于反应釜1侧壁的内部，在反应釜1侧壁还设置有一层刚性保温层101，刚性保温层101既能够提供足够的强度，又能够保温。其中，冷却液夹层103和加热夹层102均为螺旋、间隔设置，在冷却液夹层103和加热夹层102之间设置有隔热板104。冷却液夹层103可循环冷却液，如低温盐水、冷却水等，冷却液的温度和种类可根据反应温度确定，同时，在反应釜1外侧壁上设置有冷却液进口16和冷却液出口17。
[0031]
参见图1，由于在2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸的合成过程中会注入气体，同时对反应温度具有一定的要求，因此，在反应釜1上还设置有温度传感器15和压力表14。
[0032]
干燥过滤系统，所述干燥过滤系统包括干燥过滤器3、滤液罐4和真空泵5，所述干燥过滤器3顶部和所述反应釜1底部连通，所述干燥过滤器3内设有滤袋305，且所述干燥过滤器3的底部和所述滤液罐4连通，所述真空泵5并联连接所述干燥过滤器3和滤液罐4；
[0033]
具体的，参见图1、图2，干燥过滤系统是固液分离的场所。干燥过滤器3由过滤室301和集液室303组成：上部为过滤室301，下部为集液室303。过滤室301和集液室303的连接部设有一个过滤板302，过滤板302上设有滤孔(图中未示出)，便于滤液通过；在过滤室301内还设有滤袋305，过滤后的滤饼留存与滤袋305内，便于取出；集液室303底部设有一个滤液管304，该滤液管304与滤液罐4连通，过滤出的滤液进入滤液罐4中储存。同时，为了加快过滤速度，本实施例中还设置有一个真空泵5，该真空泵5出口连通滤液罐4，使得本实施例的干燥过滤系统能够进行抽滤，加快过滤速度，增加过滤效果；由于反应釜1中的物料较多，且反应后的物料为浆状，在反应釜1和干燥过滤器3之间设置有一个过滤泵2。
[0034]
参见图1、图2，同时，在过滤室301的侧壁以及过滤板302内均设置有加热丝306，能对滤饼进行加热干燥，为了加速干燥过程，将真空泵5与过滤室301顶部连接，可实现减压干燥。同时，为了避免真空泵5工作时对干燥过滤器3和滤液罐4同时产生影响，在真空泵5和干燥过滤器3连通的管道上设有阀门，真空泵5和滤液罐4连通的管道上设有阀门，滤液管304上设有阀门。
[0035]
回收系统，所述回收系统包括蒸馏罐6和冷凝罐7，所述蒸馏罐6一端连通所述滤液罐4，所述蒸馏罐6另一端连通所述冷凝罐7，所述冷凝罐7连通所述反应釜1。
[0036]
参见图1，由于滤液的主要成分为发烟硫酸和丙烯腈，同时兼具少量的异丁烯，因此，为了节约成本、避免浪费，同时将滤液直接排放会带来较大的环保压力，因此，在本实施例中设置了回收系统。回收系统包括蒸馏罐6和冷凝罐7，蒸馏罐6分别连通滤液罐4和冷凝罐7，从滤液罐4来的滤液进入蒸馏罐6后，将部分溶液蒸馏，蒸馏产生的气相进入冷凝罐7后冷凝成液体，后将该液体输送至反应釜1中重复利用。为了方便冷凝后的液体的输送，在反应釜1和冷凝罐7之间设置有一个冷凝泵8。
[0037]
使用时，首先将丙烯腈加入反应釜中，通过向冷却液夹层中注入冷却液，将丙烯腈调节至合适的温度，随后加入发烟硫酸，整个过程中持续注入冷却液并保持在适宜的温度，恒温反应一段时间。后通过电热丝升温至适宜温度，加入异丁烯，持续保温一段时间，反应完成。
[0038]
反应结束后，通过过滤泵将反应釜内的产物送至干燥过滤器，打开真空泵以及真空泵和滤液罐之间的阀门，开始过滤。过滤结束后，关闭干燥过滤器和滤液罐之间的阀门，同时打开真空泵和过滤干燥器之间的阀门、关闭真空泵和滤液罐之间的阀门，并打开干燥
过滤器内的电热丝，开始减压干燥。减压干燥结束后，将滤袋内的滤饼取走即得目标产物。
[0039]
将滤液罐内的滤液送至蒸馏罐，在一定温度下对其进行蒸馏，蒸馏出的气体进入冷凝罐中冷凝，冷凝后的液体通过冷凝泵送至反应釜。
[0040]
在本实用新型的描述中，需指出的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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，不能理解为对本实用新型的限制。
[0041]
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。