[實用新型]一種烷基季胺鹽的水性生產(chǎn)反應釜

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520060053.2
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN204503068U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設計）人: 周澤雄;王春偉
• 申請（專利權）人: 浙江豐虹新材料股份有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;C07C209/12;C07C211/63
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 王從友

技術領域

本實用新型涉及一種烷基季胺鹽的水性生產(chǎn)反應釜。

背景技術

季胺鹽作為一個表面活性劑，其在水溶液中很容易吸附在固液或固氣界面上，因此被廣泛應用在紡織、膨潤土深加工等行業(yè)。季銨鹽的生產(chǎn)工藝有好多種，但大多數(shù)工藝則以乙醇或是異丙醇等有機溶劑作為溶劑。此中類工藝因含有醇類，會大大提高產(chǎn)品使用后的的污水處理難題，即醇類溶劑的COD問題。有機溶劑類生產(chǎn)工藝對環(huán)境不友好，影響生態(tài)，因此限制了其使用。CN101525295公告了“一種固體季銨鹽的生產(chǎn)工藝”采用的是充滿胺味的尿素作為其溶劑，也因為其殘留的氣味影響了其推廣。專利CN102718660A公布了無有機溶劑的季銨鹽生產(chǎn)方法，是可檢索的季銨鹽生產(chǎn)方法，不過此方法存在著生產(chǎn)周期長，反應率低的問題，其應用價值也有限。本工藝在以水為溶劑的工藝基礎上，經(jīng)過設備的改進，選用可以形成混合均相的特制反應釜，從常壓反應到加壓反應，大大縮短了反應周期，將實際反應率提高2倍以上。中國專利ZL200610049660.4公開了一種有機粘土的生產(chǎn)方法，該方法提到了含量為10-30%的季銨鹽水溶液生產(chǎn)工藝，反應溫度65-75度，氣壓0.3MPa以下，反應產(chǎn)物濃度10-30%，氣液相反應，適合低粘度物料，在滴落回到液相前反應，接觸反應時間較短。采用的是密閉的配有循環(huán)泵和噴淋裝置或機械攪拌裝置的反應釜來實現(xiàn)，但是其設備的構造限制了無溶劑型季銨鹽含量的提高，僅能做到上限30%的含量。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述的技術問題，本實用新型的目的是提供一種烷基季胺鹽的水性生產(chǎn)設備。該設備提供了一種清潔的生產(chǎn)工藝，同時能夠是有機反應更快發(fā)生，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)率。

為了實現(xiàn)上述的目的，本實用新型采用了以下的技術方案：

一種烷基季胺鹽的水性生產(chǎn)反應釜，該反應釜包括釜體和攪拌器，釜體外側(cè)設置加熱夾套，釜體上部設置有加料口，攪拌器包括攪拌漿，攪拌漿的主軸軸向設置有中孔，中孔位于反應釜液面上部設置有進氣口，在攪拌漿的葉輪所處的位置設置有出氣孔；所述的葉輪轉(zhuǎn)動時使附近流體產(chǎn)生離心力，通過出氣孔在中孔內(nèi)產(chǎn)生負壓區(qū)，通過進氣口重新將聚集到釜內(nèi)液面上部的氣體吸入液體并均勻的分散開，形成連續(xù)不斷的兩相混合體系。

作為優(yōu)選，所述的攪拌漿分別在反應釜底部和中部設置有軸流漿和葉輪，并在軸流漿和葉輪所處的位置設置有出氣孔。

作為優(yōu)選，所述的主軸采用柔性軸。

作為優(yōu)選，該反應釜還包括進氣管，進氣管連接至釜體底部。

本發(fā)明的反應釜用于生產(chǎn)以叔胺為原料，水為溶劑，合適的催化劑，通入氯甲烷為烷基化試劑，可制成季胺鹽含量為20%-90%的水溶液。此水溶液也可進一步烘干，做成粉末狀的固體。此設備有低速和高速兩檔速度可以調(diào)節(jié)。當調(diào)到高速檔時，葉輪對攪拌器內(nèi)部形成負壓區(qū)，重新將聚集到釜內(nèi)上部的氣體吸入液體并均勻的分散開，形成連續(xù)不斷的兩相混合體系；可大幅度提高氣含率和氣液兩相的接觸面積。本發(fā)明的設備能將含量上限提高到90%，本設備用來生產(chǎn)無溶劑型季銨鹽，不僅提高了活性物含量，而且加快了反應速率。制成的季銨鹽可進一步進行烘干粉碎處理，做成粉體或白色固體，方便運輸和使用。

本實用新型的合成原理是，水雖然不能很好地與主要原料叔胺及烷基化劑相溶，但一但生成乳液，叔胺與烷基化劑在催化劑的作用下，能在乳粒內(nèi)的微觀環(huán)境中反應生成季銨鹽，并從乳粒中遷移繼而溶解在乳粒外的水中，季銨鹽的遷移和溶解于水中的過程，也是一個不斷打破乳粒內(nèi)季銨鹽生成反應平衡的過程，促進加快季銨鹽的生成、遷移和溶解的進程，產(chǎn)品生產(chǎn)效率高。在這個反應過程中，水有三次功能轉(zhuǎn)換，從開始的作催化劑的溶劑轉(zhuǎn)換成乳液的連續(xù)相到最后轉(zhuǎn)換成季銨鹽的溶劑。

叔胺與氯甲烷的季銨化反應遵循?SN2（雙分子親核取代）反應機理，叔胺?N?原子上的孤對電子可作為親核試劑進攻氯甲烷的甲基基團生成季銨鹽，反應過程不僅與季銨化試劑的活性有關，而且還受反應溶劑、反應條件、親核試劑空間位阻等因素的影響。其反應方程式見下。