一種氟烷基矽烷的生產裝置的製作方法

2023-08-04 19:24:51 1

本實用新型屬於化學品生產技術領域，尤其涉及一種氟烷基矽烷的生產裝置。

背景技術：

氟烷基矽烷是同時含有氟烷基基團和可水解基團的化合物，如氟烷基三氯矽烷、氟烷基二氯矽烷、氟烷基三烷氧基矽烷、氟烷基二烷氧基矽烷等。可水解基團的存在使其可以在許多基材表面固化交聯形成表面處理塗層，氟烷基可以賦予塗層優良的防水防油防汙性能、耐溶劑和化學品性能，因此氟烷基矽烷被廣泛應用於各種基材(如玻璃基材、金屬基材、石材、陶瓷等)的表面防潮防汙處理。

然而，氟烷基矽烷對水分非常敏感，生產過程中如果不能嚴格控制水分可能使氟烷基矽烷在反應過程中部分或全部交聯，不僅造成產品的損失，同時也會對生產設備的損害；另外，在放料包裝過程中如果不小心引入水分，將造成產品儲存期變短，這在一定程度上限制了產品的推廣應用。

技術實現要素：

本實用新型目的在於解決現有技術中存在的上述技術問題，提供一種氟烷基矽烷的生產裝置，可有效控制生產包裝過程中水分的引入，確保了產品的安全生產，而且由該裝置製備包裝的產品儲存期大大延長，利於產品的推廣應用。

為了解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案：

一種氟烷基矽烷的生產裝置，其特徵在於：包括防水進出料系統、反應系統、精餾系統和產品儲槽，防水進出料系統包括密閉透光容器，密閉透光容器包括取放物料口蓋板、惰性氣體進口、惰性氣體出口和外操作窗口；反應系統包括進料泵、滴加泵和反應釜，進料泵和滴加泵分別位於密閉透光容器中，反應釜上設有第一進料口、第二進料口、反應釜惰性氣體入口和抽真空口，第一進料口與滴加泵之間設有滴加管路，第二進料口與進料泵之間設有進料管路，第一進料口的下端連接有噴淋頭，反應釜的底部設有反應釜出料口；該生產裝置可有效控制生產包裝過程中水分的引入，確保了產品的安全生產，而且由該裝置製備包裝的產品儲存期大大延長，利於產品的推廣應用。

進一步，精餾系統包括精餾釜、精餾塔和冷凝器，冷凝器設於精餾塔上，精餾塔設於精餾釜上，精餾釜上設有精餾釜液相進口，精餾釜液相進口連接反應釜出料口，精餾塔的上端設有精餾塔氣相出口，冷凝器的下端側壁上設有冷凝器氣相進口，冷凝器氣相進口連接精餾塔氣相出口，冷凝器的底部設有冷凝器液相出口，產品儲槽的上端設有產品儲槽進料口，產品儲槽進料口連接冷凝器液相出口。

進一步，產品儲槽的底部設有產品儲槽出料口，產品儲槽出料口的末端位於密閉透光容器中。

進一步，取放物料口蓋板的一端與密閉透光容器之間設有鉸鏈，取放物料口蓋板的另一端與密閉透光容器之間設有卡扣，連接靈活，穩定性強。

進一步，取放物料口蓋板與密閉透光容器的接觸面上設有密封圈，起到密封隔絕水分的作用。

進一步，外操作窗口由不透氣的柔性材料製成，外操作窗口可以使操作人員在密閉透光容器外部對容器內的物料進行進料操作、對產品儲槽中獲得的產品進行包裝操作。

進一步，柔性材料為橡膠。

進一步，反應釜採用低壓蒸汽加熱，採用工業水冷卻。

進一步，精餾釜採用高壓蒸汽加熱。

進一步，冷凝器採用-15℃的冷媒冷凝。

本實用新型由於採用了上述技術方案，具有以下有益效果：

本實用新型中防水進出料系統是加料和放料的場所，該系統上設有惰性氣體進口和惰性氣體出口，通過惰性氣體的不斷置換，可以有效降低密閉透光容器內部的水分含量，進料泵和滴加泵放置在密閉透光容器內避免了加料過程中可能引入的水分，大大提高了生產安全性；另外，產品出料口也設置在密閉透光容器內，因此放料包裝也在該密閉透光容器中進行，避免了放料包裝過程中將水分引入包裝容器中，從而大大提高了產品儲存穩定性，延長了產品的儲存期限，更利於產品的推廣應用。通過取放物料口蓋板，可將反應所需原料或包裝容器放入密閉透光容器中，並從密閉透光容器內取出原料包裝容器及獲得的產品。

反應釜的釜蓋上設有抽真空口和反應釜惰性氣體入口，且反應釜可以與精餾系統和產品儲槽連通，可通過抽真空和通惰性氣體的不斷置換除去反應系統的水分，避免了水分對反應過程和產品精餾過程的不利影響。反應釜的釜蓋上設有第一進料口和第二進料口，第一進料口的下端連接有噴淋頭，非滴加物料通過第二進料口用進料泵快速打入反應釜中，滴加物料通過第一進料口用滴加泵按設定速率打入反應釜中，由於氟烷基矽氧烷的合成反應為放熱反應，一步加料法會造成劇烈放熱，使反應過程不易控制，部分物料採用滴加的方法，可以避免放熱過於集中，使快速衝溫現象得到遏制，生產控制風險大大降低；滴加物料通過噴淋頭以噴淋狀加入反應釜內，可以保證該滴加物料快速均勻分散在反應釜的混合物料中，避免滴加物料集中於某一處而造成混合物料局部的溫度波動，利於反應平穩進行。

本實用新型的氟烷基矽烷的生產裝置在生產時，首先進行反應系統、蒸餾系統和產品儲槽進行除水操作，除水合格後保壓待用，然後將反應所需原料和包裝桶等放入防水進出料系統的密閉透光容器中，然後通惰性氣體置換至水分降低至規定要求，將反應釜內壓力排空，用進料泵將物料打入反應釜，升溫至設定反應溫度，開始用滴加泵將滴加物料以一定速率打入反應釜，滴加物料滴加完後，繼續保溫反應一段時間至反應完成，將反應獲得的混合物轉移至精餾釜中，開始進行精餾提純，將獲得的純淨產物轉移至產品儲槽，精餾完成後，在防水進出料系統的密閉透光容器中進行放料包裝。

本實用新型的氟烷基矽烷的生產裝置可以有效控制系統內水分和加料過程中可能引入的水分，確保了產品的安全生產；該裝置還可以避免在產品包裝過程中引入水分，使產品的儲存期大大延長，利於產品的推廣應用；該裝置採用滴加泵連續滴加部分物料，避免了反應放熱過於集中，快速衝溫現象得到遏制，生產控制風險大大降低；該裝置滴加物料可以通過噴淋頭以噴淋狀加入反應釜內，保證滴加物料快速均勻分散在反應釜的混合物料中，避免滴加物料集中於某一處而造成混合物料局部的溫度波動，利於反應平穩進行。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

圖1為本實用新型一種氟烷基矽烷的生產裝置的結構示意圖。

圖中：1-反應系統；3-產品儲槽；4-密閉透光容器；5-取放物料口蓋板；6-惰性氣體進口；7-惰性氣體出口；8-外操作窗口；9-鉸鏈；10-卡扣；11-進料泵；12-滴加泵；13-反應釜；14-第一進料口；15-第二進料口；16-反應釜惰性氣體入口；17-抽真空口；18-噴淋頭；19-反應釜出料口；20-精餾釜；21-精餾塔；22-冷凝器；23-精餾釜液相進口；24-精餾塔氣相出口；25-冷凝器氣相進口；26-冷凝器液相出口；27-產品儲槽進料口；28-產品儲槽出料口。

具體實施方式

如圖1所示，為本實用新型一種氟烷基矽烷的生產裝置，包括防水進出料系統、反應系統1、精餾系統和產品儲槽3，反應系統1、精餾系統和產品儲槽4的各連接處均採用四氟墊圈密封，採用螺栓緊固，連接靈活，穩定可靠。防水進出料系統包括密閉透光容器4，密閉透光容器4包括取放物料口蓋板5、惰性氣體進口6、惰性氣體出口7和外操作窗口8，取放物料口蓋板5的一端與密閉透光容器4之間設有鉸鏈9，取放物料口蓋板5的另一端與密閉透光容器4之間設有卡扣10，取放物料口蓋板5與密閉透光容器4之間連接靈活，穩定性強。取放物料口蓋板5與密閉透光容器4的接觸面上設有密封圈，密封圈起到密封隔絕水分的作用。外操作窗口8可以使操作人員在密閉透光容器4外部對容器內的物料進行進料操作、對產品儲槽3中獲得的產品進行包裝操作，為了使操作更容易進行，外操作窗口8採用不透氣的柔性材料製成，優選為橡膠材料。

反應系統1包括進料泵11、滴加泵12和反應釜13，進料泵11和滴加泵12分別位於密閉透光容器4中，反應釜13採用低壓蒸汽加熱，採用工業水冷卻。反應釜13上設有第一進料口14、第二進料口15、反應釜惰性氣體入口16和抽真空口17，第一進料口14與滴加泵12之間設有滴加管路，第二進料口15與進料泵11之間設有進料管路，第一進料口14的下端連接有噴淋頭18，反應釜13的底部設有反應釜出料口19；精餾系統包括精餾釜20、精餾塔21和冷凝器22，冷凝器22設於精餾塔21上，冷凝器22採用-15℃的冷媒冷凝。精餾塔21設於精餾釜20上，精餾釜20採用高壓蒸汽加熱。精餾釜20上設有精餾釜液相進口23，精餾釜液相進口23連接反應釜出料口19，精餾塔21的上端設有精餾塔氣相出口24，冷凝器22的下端側壁上設有冷凝器氣相進口25，冷凝器氣相進口25連接精餾塔氣相出口24，冷凝器22的底部設有冷凝器液相出口26，產品儲槽3的上端設有產品儲槽進料口27，產品儲槽進料口27連接冷凝器液相出口26，產品儲槽3的底部設有產品儲槽出料口28，產品儲槽出料口28的末端位於密閉透光容器4中。

本實用新型中防水進出料系統是加料和放料的場所，該系統上設有惰性氣體進口6和惰性氣體出口7，通過惰性氣體的不斷置換，可以有效降低密閉透光容器4內部的水分含量，進料泵11和滴加泵12放置在密閉透光容器4內避免了加料過程中可能引入的水分，大大提高了生產安全性；另外，產品出料口也設置在密閉透光容器4內，因此放料包裝也在該密閉透光容器4中進行，避免了放料包裝過程中將水分引入包裝容器中，從而大大提高了產品儲存穩定性，延長了產品的儲存期限，更利於產品的推廣應用。通過取放物料口蓋板5，可將反應所需原料或包裝容器放入密閉透光容器4中，並從密閉透光容器4內取出原料包裝容器及獲得的產品。

反應釜13的釜蓋上設有抽真空口17和反應釜惰性氣體入口16，且反應釜13可以與精餾系統和產品儲槽3連通，可通過抽真空和通惰性氣體的不斷置換除去反應系統1的水分，避免了水分對反應過程和產品精餾過程的不利影響。反應釜13的釜蓋上設有第一進料口14和第二進料口15，第一進料口14的下端連接有噴淋頭18，非滴加物料通過第二進料口15用進料泵11快速打入反應釜13中，滴加物料通過第一進料口14用滴加泵12按設定速率打入反應釜13中，由於氟烷基矽氧烷的合成反應為放熱反應，一步加料法會造成劇烈放熱，使反應過程不易控制，部分物料採用滴加的方法，可以避免放熱過於集中，使快速衝溫現象得到遏制，生產控制風險大大降低；滴加物料通過噴淋頭18以噴淋狀加入反應釜13內，可以保證該滴加物料快速均勻分散在反應釜13的混合物料中，避免滴加物料集中於某一處而造成混合物料局部的溫度波動，利於反應平穩進行。

本實用新型的氟烷基矽烷的生產裝置在生產時，首先進行反應系統1、蒸餾系統和產品儲槽3進行除水操作，除水合格後保壓待用，然後將反應所需原料和包裝桶等放入防水進出料系統的密閉透光容器4中，然後通惰性氣體置換至水分降低至規定要求，將反應釜13內壓力排空，用進料泵11將物料打入反應釜13，升溫至設定反應溫度，開始用滴加泵12將滴加物料以一定速率打入反應釜13，滴加物料滴加完後，繼續保溫反應一段時間至反應完成，將反應獲得的混合物轉移至精餾釜20中，開始進行精餾提純，將獲得的純淨產物轉移至產品儲槽3，精餾完成後，在防水進出料系統的密閉透光容器4中進行放料包裝。

本實用新型的氟烷基矽烷的生產裝置可以有效控制系統內水分和加料過程中可能引入的水分，確保了產品的安全生產；該裝置還可以避免在產品包裝過程中引入水分，使產品的儲存期大大延長，利於產品的推廣應用；該裝置採用滴加泵12連續滴加部分物料，避免了反應放熱過於集中，快速衝溫現象得到遏制，生產控制風險大大降低；該裝置滴加物料可以通過噴淋頭18以噴淋狀加入反應釜13內，保證滴加物料快速均勻分散在反應釜13的混合物料中，避免滴加物料集中於某一處而造成混合物料局部的溫度波動，利於反應平穩進行。

以上僅為本實用新型的具體實施例，但本實用新型的技術特徵並不局限於此。任何以本實用新型為基礎，為解決基本相同的技術問題，實現基本相同的技術效果，所作出的簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋於本實用新型的保護範圍之中。