專利名稱：一種低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的工藝及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種連續化生產硬脂酸鹽的工藝及裝置，尤其是低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的工藝及裝置。
背景技術：
硬脂酸鹽是一種重要的基礎化工原料，主要作為聚乙烯、聚丙烯等高分子材料加工的熱穩定劑，另又用作潤滑劑，脫模劑，打光劑，催干劑，防水劑，醫藥劑，化妝品配料等，應用領域非常廣泛。國內外制備硬脂酸鹽主要工藝有復分解法、水相一步法、干法三種。復分解法工藝為硬脂酸與堿液反應生成皂，然后加金屬無機鹽進行復分解反應生成不溶于水的硬脂酸鹽，再經壓濾、干燥得到成品；生產I噸硬脂酸鹽需要10噸以上的水，產生的廢水中含有大量的無機鹽；整個工藝過程復雜，生產效率低下，能耗大，產品水分高，三廢多。水相一步法工藝為硬脂酸與金屬的氧化物或氫氧化物在催化劑的催化下，直接反應生成硬脂酸鹽，再經壓濾、干燥得到成品；生產I噸硬脂酸鹽需要5噸以上的水，產物中水分含量在50%左右，需進行進一步烘干，能耗仍偏大。干法生產工藝是指將硬脂酸及金屬氧化物或氫氧化物，在小于5% (以產物量計)甚至不加水的條件下，直接反應得到硬脂酸鹽。該法得到的硬脂酸鹽無需通過干燥，直接粉碎后，即可得到成品。工藝流程簡單，原料處理總量低，無廢料產生，不污染環境，能耗少的優點。干法生產工藝目前主要分為高溫熔融法及低溫干法。高溫熔融法是將硬脂酸及金屬氧化物或氫氧化物在相應的硬脂酸鹽熔點以上進行反應，如CN102260159A公開了一種熔融法生產硬脂酸鋅的工藝，整個反應過程在15(T18(TC下進行，生成的硬脂酸鋅呈液態，混合效果好，反應完全。但該法存在產品色澤深，能耗相對較高的缺點。低溫干法是將硬脂酸及金屬氧化物或氫氧化物在相應的硬脂酸鹽熔點以下，硬脂酸熔點以上進行反應。反應后期，隨著硬脂酸鹽的生成(屬于固相反應)，包裹現象嚴重，因此需要特定反應裝置的對硬脂酸鹽固體進行反復的高速剪切、擠壓、捏合等手段，使反應充分。如CN101607882A采用一種雙槳反向高速剪切攪拌的反應器，對物料進行高速剪切攪拌以使反應完全；CN101045681B則在反應器后采用一種同向雙螺桿反應器，對物料進行強烈混合、捏合并升溫，使物料熔融后充分接觸使得反應完全。這些工藝均存在設備要求高，混合效果差，單次生成產量低、批次間質量不穩定等不足。
發明內容
本發明的目的是克服上述背景技術的不足，提供一種低溫干法生產硬脂酸鹽的工藝及裝置，所提供的生產工藝具有可連續化生產、產品品質穩定、生產效率高的特點；所提供的裝置具有結構簡單、制造方便容易的特點。
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本發明提供的技術方案是一種低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的工藝，按以下步驟進行50-120°C的液體硬脂酸與金屬氧化物或氫氧化物按2. O I. O I. I摩爾比分別進入一預混裝置，初步打漿混合后進入均質系統，并在均質系統中按硬脂酸重量的O. I 5%比例加入引發劑；物料在均質系統內充分乳化分散反應10-3000S后，進入集料器老化，再經粉碎即可得到成品硬脂酸鹽。所述引發劑為水、鹽酸、硫酸、甲酸、乙酸、氨水、過氧化鉀、過氧化鈉或雙氧水中的任一種或兩種以上任意比例的混合物。所述的氫氧化物為氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化鋅、氫氧化鉛或氫氧化鎂中的任一種或兩種以上任意比例的混合物。所述金屬氧化物為氧化鈣、氧化鋅、氧化鋇、氧化鉛或氧化鎂中的任一種或兩種以上任意比例的混合物。所述液體硬脂酸溫度為60_80°C。一種低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的裝置，其特征在于該裝置中通過管道接通硬脂酸入口的硬脂酸計量裝置，與通過管道接通金屬氧化物或氫氧化物入口的金屬氧化物或氫氧化物計量裝置，并聯后依次接通預混裝置、均質系統以及硬脂酸鹽出口，引發劑入口也接入均質系統。所述均質系統包括一臥式布置且分別制有物料入口、引發劑入口及物料出口的圓柱形反應容器、一與反應容器同軸布置且對反應容器內物料進行攪拌的攪拌機構以及驅動攪拌機構的傳動機構。所述攪拌機構包括一穿越反應容器且與反應容器同軸布置的攪拌軸、位于反應容器內且均布在攪拌軸圓周表面的多個攪拌葉片以及固定在反應容器內壁的若干個擋板。所述攪拌葉片的一端固定在攪拌軸上，另一端往外徑方向伸展；攪拌葉片還繞其兩端傾斜一定角度，形成推動物料沿反應容器軸線移動的驅動面。所述的擋板為安裝在相鄰兩個擋板之間的環形平板，該平板的外圓周邊沿固定在反應容器內壁上，內圓周邊沿往反應容器內徑方向伸展。所述硬脂酸計量裝置為流量計或計量泵。所述金屬氧化物或氫氧化物計量裝置為電子皮帶秤或螺旋稱或減量秤。所述預混裝置為帶攪拌的反應釜或管道混合器。所述傳動機構為電機驅動的帶輪機構。本發明的工作過程為一定溫度的硬脂酸與相應的金屬氧化物或氫氧化物經過計量后，進入一均質系統，在均質系統中加入引發劑，引發劑可使硬脂酸與相應的金屬氧化物或氫氧化物實現瞬時反應；反應大量放熱，可將反應生成的水迅速蒸發，使得到的硬脂酸鹽產品水分滿足成品需求。本發明與傳統干法技術相比，具有以下特點I.反應溫度低，在5(Tl20°C下反應，條件溫和。2.使用引發劑觸發反應，反應速度快(通常只需8-20秒)。3.反應得到的產品水分低(含水率低于2%)，無需進一步干燥。4.實現連續化生產，質量穩定(殘留酸低于O. 4%，)，生產效率高。5.反應裝置結構簡單，制造方便容易，且成本較低。
圖I是本發明提供的低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的工藝示意圖。圖2是本發明所述裝置中的均質系統結構示意圖。圖中I為硬脂酸入口，2為硬脂酸計量裝置，3為金屬氧化物或氫氧化物入口，4為金屬氧化物或氫氧化物計量裝置，5為預混裝置，6為引發劑入口，7為均質系統，8為硬脂酸鹽出口 ；9為電機，10為傳動機構，11為反應容器，12為攪拌葉片，13為擋板，14為物料入口，16為物料出口，18為攪拌軸。
具體實施方式
由圖可知，本發明所述的裝置主要由硬脂酸計量系統2、金屬氧化物或氫氧化物計量系統4、預混裝置5、均質系統7構成。其中計量系統的作用是對反應物料進行準確計量；預混裝置的主要作用是對硬脂酸與相應的金屬氧化物或氫氧化物進行初步混合分散，均質系統的主要作用是將硬脂酸、相應的金屬氧化物或氫氧化物及引發劑迅速分散，實現瞬時反應。所述的均質系統中，圓柱形反應容器11臥式布置，左端分別制有物料入口 14和引發劑入口 6，右端制有物料出口 16 ;用于對反應容器內物料進行攪拌的攪拌機構與反應容器同軸布置，傳動機構(電機驅動的帶輪機構)則對攪拌機構進行驅動。攪拌機構中，攪拌軸18軸向穿越反應容器，并且與反應容器同軸布置；位于反應容器內的部分攪拌軸圓周表面，均勻固定著多個攪拌葉片12，若干個擋板13固定在反應容器內壁上(擋板數量根據需要確定，圖中顯示2個擋板)。上述攪拌葉片的一端固定在攪拌軸上，另一端往外徑方向伸展；攪拌葉片還繞其兩端傾斜一定角度(即攪拌葉片的傾斜面與攪拌軸橫截面之間形成的角度)，以形成推動物料沿反應容器軸線移動的驅動面。所述角度的大小決定物料移動的速度，通常可以是
5-30° ;具體根據需要決定。所述的擋板為安裝在相鄰兩個擋板之間的環形平板；該平板也與反應容器同軸布置，其外圓周邊沿固定在反應容器內壁上，內圓周邊沿往反應容器內徑方向伸展。所述預混裝置則為常規的帶攪拌反應釜或管道混合器；所述硬脂酸計量裝置為流量計或計量泵；所述金屬氧化物裝置或氫氧化物計量裝置為電子皮帶秤或螺旋稱或減量秤；上述預混裝置和計量裝置可全部外購。以下通過具體實施例進一步說明。實施例I3t/h硬脂酸鈣生產線液體硬脂酸流量控制3t/h，氫氧化鈣流量控制O. 4t/h，引發劑流量控制10kg/h，液體硬脂酸溫度控制80°C，初混裝置選用100L帶攪拌的反應釜，均質系統采用IOL高速剪切反應釜，剪切速度2900RPM，物料在均質系統內停留時間約為10s，反應所得硬脂酸鈣在集料器繼續老化I小時，即可去粉碎包裝。所得產品質量指標
權利要求
1.一種低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的工藝，按以下步驟進行50-120°C的液體硬脂酸與金屬氧化物或氫氧化物按2. O I. O I. I摩爾比分別進入一預混裝置，初步打漿混合后進入均質系統，并在均質系統中按硬脂酸重量的O. I 5%比例加入引發劑；物料在均質系統內充分乳化分散反應10-3000S后，進入集料器老化，再經粉碎即可得到成品硬脂酸鹽。
2.根據權利要求I所述的一種低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的工藝，其特征在于所述引發劑為水、鹽酸、硫酸、甲酸、乙酸、氨水、過氧化鉀、過氧化鈉或雙氧水中的任一種或兩種以上任意比例的混合物。
3.根據權利要求2所述的一種低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的工藝，其特征在于所述的氫氧化物為氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化鋅、氫氧化鉛或氫氧化鎂中的任一種或兩種以上任意比例的混合物。
4.根據權利要求2所述的一種低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的工藝，其特征在于所述金屬氧化物為氧化鈣、氧化鋅、氧化鋇、氧化鉛或氧化鎂中的任一種或兩種以上任意比例的混合物。
5.根據權利要求3或4所述的一種低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的工藝，其特征在于 所述液體硬脂酸溫度為60-80°C。
6.一種低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的裝置，其特征在于該裝置中通過管道接通硬脂酸入口(I)的硬脂酸計量裝置(2)，與通過管道接通金屬氧化物或氫氧化物入口(3)的金屬氧化物或氫氧化物計量裝置(4)，并聯后依次接通預混裝置(5)、均質系統(7)以及硬脂酸鹽出口(8)，引發劑入口(6)也接入均質系統。
7.根據權利要求6所述的一種低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的裝置，其特征在于所述均質系統包括一臥式布置且分別制有物料入口( 14)、引發劑入口及物料出口( 16)的圓柱形反應容器(11)、一與反應容器同軸布置且對反應容器內物料進行攪拌的攪拌機構以及驅動攪拌機構的傳動機構。
8.根據權利要求7所述的一種低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的裝置，其特征在于所述攪拌機構包括一穿越反應容器且與反應容器同軸布置的攪拌軸(18)、位于反應容器內且均布在攪拌軸圓周表面的多個攪拌葉片(12)以及固定在反應容器內壁的若干個擋板 (13)。
9.根據權利要求8所述的一種低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的裝置，其特征在于所述攪拌葉片的一端固定在攪拌軸上，另一端往外徑方向伸展；攪拌葉片還繞其兩端傾斜一定角度，形成推動物料沿反應容器軸線移動的驅動面。
10.根據權利要求9所述的一種低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的裝置，其特征在于所述的擋板為安裝在相鄰兩個擋板之間的環形平板，該平板的外圓周邊沿固定在反應容器內壁上，內圓周邊沿往反應容器內徑方向伸展。
全文摘要
本發明涉及一種低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的工藝及裝置。目的是提供的提供的生產工藝具有可連續化生產的特點；提供的裝置具有結構簡單的特點。技術方案是一種低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的工藝，按以下步驟進行液體硬脂酸與金屬氧化物或氫氧化物分別進入一預混裝置，打漿混合后進入均質系統，并在均質系統中加入引發劑；物料在均質系統內充分乳化分散反應后，進入集料器老化，經粉碎得成品硬脂酸鹽。一種低溫干法連續化生產硬脂酸鹽的裝置，其特征在于該裝置中硬脂酸計量裝置，與通過管道接通金屬氧化物或氫氧化物入口的金屬氧化物或氫氧化物計量裝置，并聯后依次接通預混裝置、均質系統以及硬脂酸鹽出口，引發劑入口也接入均質系統。
文檔編號C07C51/41GK102924260SQ20121042197
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月29日 優先權日2012年10月29日
發明者方銀軍, 葛贊, 史立文, 吳維高, 黃亞茹, 胡劍品, 楊春良 申請人:杭州油脂化工有限公司, 浙江贊宇科技股份有限公司