制備聚羧酸酯類大單體的設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及化工生產設備領域，尤其涉及聚羧酸酯類大單體的生產設備領域。
【背景技術】
[0002]聚羧酸減水劑是繼木鈣為代表的普通減水劑和以萘系為代表的高效減水劑之后發展起來的第三代高性能減水劑，是目前世界上最前沿、科技含量最高、應用前景最好、綜合性能最優的一種尚效減水劑。隨著我國基礎設施建設規t旲的大幅度提尚，超尚強、超耐久、高流態混凝土的需求急劇增加，從而推動了國內聚羧酸減水劑市場的發展。因此，聚羧酸減水劑具有巨大的市場前景、顯著的經濟效益和社會效益。
[0003]以不飽和羧酸與聚乙二醇單烷基醚進行酯化得到的酯類大單體再與不飽和羧酸及其它小單體進行聚合得到的聚羧酸減水劑稱為酯類聚羧酸減水劑。以不飽和醇與環氧乙烷直接加成得到的醚類大單體再與不飽和羧酸及其它小單體進行聚合得到的聚羧酸減水劑稱為醚類聚羧酸減水劑。盡管醚類聚羧酸減水劑減水率更高，但酯類聚羧酸減水劑的原料易得、混凝土和易性好、混凝土強度增長快等諸多優點，酯類聚羧酸減水劑仍是目前市面上主要的品種之一。
[0004]酯類大單體的酯化率是保證減水劑性能的關鍵指標之一，聚乙二醇單烷基醚的分子量遠大于不飽和羧酸，通常采用過量的不飽和羧酸。而不飽和羧酸與聚乙二醇單烷基醚的酯化反應是一個平衡反應，及時將反應生成的水帶出系統是提高酯化率的最有效方法。
[0005]中國實用新型專利CN201320493218.6公布了一種大單體酯化反應系統，通過在液體接收器氣體出口接上真空栗對系統進行減壓精餾，不飽和酸和水混合物在精餾塔中分離，不飽和酸和少量水回到反應器，水和少量不飽和酸到冷凝器中冷卻后被液體接收器接收。盡管反應生成的水及時被接收器收集，但是由于整個反應期間，從反應釜出來的不飽和酸和水的混合物是由于真空栗對反應系統進行減壓至壓力小于O. IMPa后，使反應液達到沸點后所產生的飽和蒸汽，其氣相中水的摩爾分率低于壓力大于等于O. IMPa時的摩爾分率，因此即使經過精餾塔的處理后，尾氣中依然會攜帶較多的不飽和酸氣體，在連續不斷地減壓精餾后，容易導致過多的不飽和酸也被接收器收集或者從尾氣排除，降低了反應摩爾比，導致反應速度降低，同時真空尾氣中攜帶的不飽和酸氣體還將會對環境造成污染。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型解決的技術問題是提供一種不會對環境造成污染的可提高酯化率的制備聚羧酸酯類大單體的設備。
[0007]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：制備聚羧酸酯類大單體的設備，包括主反應釜、精餾塔、冷卻器和收集器，還包括循環栗和噴射器;所述精餾塔設置在主反應釜的上方，且精餾塔底部的進料口通過管路與主反應釜頂部的第二排氣口連通，精餾塔頂部的出料口通過管路與冷卻器的進料口連通，冷卻器的出料口通過管路與收集器頂部的進料口連通;在收集器的頂部設置有氣體出口，在收集器的底部設置有液體出口 ；循環栗的進液口通過管路與主反應釜底部的放液口連通，并且在該段管路上設置有第二開關閥門；所述噴射器安裝在主反應釜上，并且噴射器的噴射口延伸到主反應釜的內部，在噴射器上還設置有主噴射入口和輔噴射入口，所述主噴射入口通過管路與循環栗的出液口連通，所述輔噴射入口通過管路與收集器上的氣體出口連通;收集器底部的液體出口通過管路與主反應釜頂部的加料口連通，并且在該段管路上設置有第三開關閥門。
[0008]進一步的是：還包括真空栗，所述真空栗通過管路與主反應釜頂部的第一排氣口連通，并且在該段管路上設置有第一開關閥門。
[0009]進一步的是:所述真空栗為水循環真空栗、蒸汽噴射真空栗、螺桿真空栗、旋片真空栗或往復真空栗。
[0010]進一步的是:在主反應釜內還設置有攪拌器，在主反應釜上設置有驅動機構，所述驅動機構與攪拌器傳動配合。
[0011 ]進一步的是:在主反應釜的外壁上設置有換熱裝置。
[0012]進一步的是:所述換熱裝置為夾套結構或者內盤換熱管結構。
[0013]進一步的是:所述噴射器為基于文丘里管的噴射器。
[0014]進一步的是:在主噴射入口與循環栗的出液口之間的管路上設置有流量調節閥。
[0015]本實用新型的有益效果是:通過管路將主反應釜、精餾塔、冷卻器、收集器和噴射器依次連通形成封閉的氣相循環系統，通過調節循環栗的流量調節噴射器的輔噴射入口的氣相循環量，精餾塔對氣相中的不飽和酸和水進行分離，大部分的不飽和酸返回至主反應釜中繼續參加反應，大部分的水分離后進入冷卻器并被收集器及時收集。由于氣相的循環不受反應系統壓力的影響，因此反應系統可以在反應壓力大于等于O. IMPa的壓力下進行，此時氣相中水的摩爾分率高于壓力小于O. IMPa時的摩爾分率，這樣可以盡量少地將不飽和酸帶出反應釜，可有效提高反應效率和酯化率;并且最終的尾氣則通過噴射器的抽吸作用重新回到主反應釜中，這樣既避免了尾氣對環境的污染，又可確保整個系統內壓力的穩定。另外，收集在收集器中的含有少量不飽和酸的水溶液，在反應完成后，可將其重新放入到主反應釜中得到聚羧酸酯類大單體水溶液，以便于聚羧酸酯類大單體的存儲和使用。另外，在主反應釜內還可設置攪拌器，以使反應物料的混合更加均勻。而為了便于對主反應器內部的反應物進行加熱或冷卻，在主反應釜的外壁上設置有換熱裝置。另外，通過設置流量調節閥可便于調節噴射器的工作情況，進而達到調節脫水效率的效果。另外，在投料完成后，系統壓力恢復至O. IMPa，關閉反應釜投料口及其它與大氣壓相通的管口，通過換熱裝置給反應釜加熱升溫，當溫度升至反應溫度時，系統壓力大于O. IMPa，當反應完成后，通過換熱裝置給反應釜冷卻降溫，當溫度降至出料溫度時，系統壓力又恢復至O. IMPa，因此在整個反應過程中不會產生廢氣，避免了廢氣對環境的污染。
【附圖說明】
[0016]圖I為本實用新型的結構不意圖；
[0017]圖中標記為:主反應釜I、第一排氣口11、第二排氣口 12、放液口 13、加料口 14、真空栗2、精餾塔3、精餾塔底部的進料口 31、精餾塔頂部的出料口 32、冷卻器4、冷卻器的進料口41、冷卻器的出料口 42、冷媒進出口 43、收集器5、收集器頂部的進料口 51、收集器頂部的氣體出口 52、收集器底部的液體出口 53、循環栗6、循環栗的進液口 61、循環栗的出液口 62、噴射器7、噴射口 71、主噴射入口 72、輔噴射入口 73、第一開關閥門81、第二開關閥門82、第三開關閥門83、流量調節閥84、攪拌器9、驅動機構91、止回閥10、換熱裝置101。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0019]如圖I所示，本實用新型所述的制備聚羧酸酯類大單體的設備，包括主反應釜1、精餾塔3、冷卻器4和收集器5，還包括循環栗6和噴射器7;所述精餾塔3設置在主反應釜I的上方，且精餾塔3底部的進料口 31通過管路與主反應釜I頂部的第二排氣口 12連通，精餾塔3頂部的出料口 32通過管路與冷卻器4的進料口 41連通，冷卻器4的出料口 42通過管路與收集器5頂部的進料口 51連通;在收集器5的頂部設置有氣體出口 52，在收集器5的底部設置