无磷高分子马丙的生产工艺及生产装置
阅读说明：本技术 无磷高分子马丙的生产工艺及生产装置 (Production process and production device of phosphorus-free high-polymer Maran ) 是由 朱雁斌 聂光远 钱开明 高波 李峰 于 2021-09-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了无磷高分子马丙的生产工艺及生产装置,其技术方案要点是：无磷高分子马丙的生产工艺,包括以下步骤：S1、选料备用：选择以下组分备用：丙烯酸和水；引发剂,包括过硫酸钠、过硫酸铵、双氧水；分子量调节剂,包括亚硫酸氢钠、烯丙醇、焦亚硫酸钠；S2、将一定量的水和烯丙醇投入反应釜,按占据总原料质量的3-10%加入亚硫酸氢钠；S3、将按一定摩尔比的丙烯酸与烯丙醇投入高位槽,待反应釜内升温至60-95℃,然后滴加总原料质量5-15%的引发剂和总原料质量5-10%焦亚硫酸钠以及丙烯酸,聚合反应4-6h。本无磷高分子马丙的生产装置自带了高位槽,能够方便进行生产,反应速率快,本工艺生产步骤少。(The invention discloses a production process and a production device of phosphorus-free high polymer Marthird, and the technical scheme is as follows: the production process of the phosphorus-free high polymer Marthird comprises the following steps: s1, selecting materials for standby: the following components were selected for use: acrylic acid and water; the initiator comprises sodium persulfate, ammonium persulfate and hydrogen peroxide; molecular weight regulators including sodium bisulfite, allyl alcohol, sodium metabisulfite; s2, putting a certain amount of water and allyl alcohol into the reaction kettle, and adding sodium bisulfite accounting for 3-10% of the total raw material mass; s3, adding acrylic acid and allyl alcohol in a certain molar ratio into a head tank, heating the reaction kettle to 60-95 ℃, then dropwise adding an initiator accounting for 5-15% of the total raw material mass, sodium metabisulfite accounting for 5-10% of the total raw material mass and acrylic acid, and carrying out polymerization reaction for 4-6 h. The production device of the phosphorus-free high polymer Marthird is provided with the elevated tank, can conveniently carry out production, and has high reaction rate and few production steps.)
技术领域
本发明涉及化工领域，更具体地说，它涉及无磷高分子马丙的生产工艺及生产装置。
背景技术
无磷高分子马丙是一种低分子量的聚电解质，由马来酸与丙烯酸按一定比例共聚制得，对碳酸盐等具有很强的分散作用，热稳定性高，可在300℃高温等恶劣条件下使用，与其它水处理药剂具有良好的相容性和协同增效作用。对包括磷酸盐在内的水垢的生成具有良好的抑制作用。由于MA-AA-948阻垢性能和耐高温性能优异，因此广泛用于低压锅炉、集中采暖、中央空调及各类循环冷却水系统中。也可用于纺织印染行业作螯合分散剂使用。
目前的合成工艺较为复杂，工序较多；且生产的设备不具有高位槽，且其还具有混料不均、容易气压过大和反应速率低下的缺点。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供无磷高分子马丙的生产工艺及生产装置，以解决背景技术所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
无磷高分子马丙的生产工艺，包括以下步骤：
S1、选料备用：选择以下组分备用：
丙烯酸和水；
引发剂，包括过硫酸钠、过硫酸铵、双氧水；
分子量调节剂，包括亚硫酸氢钠、烯丙醇、焦亚硫酸钠；
S2、将一定量的水和烯丙醇投入反应釜，按占据总原料质量的3-10%加入亚硫酸氢钠；
S3、将按一定摩尔比的丙烯酸与烯丙醇投入高位槽，待反应釜内升温至60-95℃，然后滴加总原料质量5-15%的引发剂和总原料质量5-10%焦亚硫酸钠以及丙烯酸，聚合反应4-6h。
S4、加热维持温度在80-100℃2小时，得到无色至淡黄色透明液体。
S5、将反应釜内物料冷却至室温。
S6、打开反应釜底部的电磁阀进行放料。
进一步地，所述S3中，投入高位槽的丙烯酸与烯丙醇的摩尔比为（45:1）-（30:1）。
进一步地，所述S3中，加注的占据总原料质量5-10%焦亚硫酸钠以及丙烯酸时，焦亚硫酸钠与丙烯酸的摩尔比为（5:1）-（4:1）。
本发明还提供了无磷高分子马丙的生产装置，包括反应釜，还包括：
通过连接管连通固定在所述反应釜顶部的高位槽，所述高位槽内设置有PTC加热器，所述连接管上安装有控制阀；
连通固定在所述高位槽顶部的注料管和泄气管，所述泄气管处设置有控制气压平衡的泄气结构；
设置在所述高位槽内部的两组搅动混合结构；
通过密封结构设置在所述反应釜内部底部的加强壳体；
竖直滑移连接在所述反应釜内部的与所述加强壳体配合的下压混料盘；
用于带动所述下压混料盘动作的动力结构；
连通固定在所述反应釜底部的排料管，所述排料管上设置有电磁阀；
以及用于支撑所述反应釜的支撑结构。
通过采用上述技术方案，本无磷高分子马丙的生产装置自带了高位槽，能够方便进行生产，且在生产时能够方便利用连接管上的控制阀和排料管上的电磁阀进行生产控制，通过利用泄气结构能够防止气压过大，利用搅动混合结构能够对高位槽内物料进行充分混料，利用动力结构能够带动下压混料盘与加强壳体相互配合，提高反应釜内物料混合均匀程度，加快反应速率。
进一步地，所述泄气结构包括泄压管、固定环、滑动塞、弹簧、J形气道和排气孔，所述泄压管连通固定在所述高位槽的顶部，所述固定环固定在所述泄压管内，所述滑动塞竖直滑移连接在所述泄压管内，所述弹簧连接在所述滑动塞与所述固定环之间，所述J形气道开设在所述滑动塞内，所述排气孔开设在所述泄压管侧壁。
通过采用上述技术方案，当高位槽内的气压过大时，其能够推动泄压管内的滑动塞上行，带动连接在固定环与滑动塞之间的弹簧拉伸，使得J形气道与排气孔连通，从而达到泄气的效果。
进一步地，所述搅动混合结构包括防水电机、支撑轴、支撑套、若干个搅动叶、第一轴环、第二轴环和聚四氟乙烯层，所述防水电机固定在所述高位槽顶部，所述支撑轴通过联轴器固定在所述防水电机的电机轴端部，所述支撑套螺纹固定在所述支撑轴的外部，若干个所述搅动叶分别固定在所述支撑套的外部，所述第一轴环和所述第二轴环分别螺纹固定在所述支撑轴的外部，所述聚四氟乙烯层涂覆在所述防水电机、支撑轴、支撑套、若干个搅动叶、第一轴环、第二轴环的外壁。
通过采用上述技术方案，当启动防水电机时，能够带动支撑轴上的搅动叶转动，第一轴环和第二轴环的设置能够方便支撑套的拆装，防水电机、支撑轴、支撑套、若干个搅动叶、第一轴环、第二轴环外壁的聚四氟乙烯层能够防止反应干扰。
进一步地，所述密封结构包括嵌入槽、密封环、嵌插槽、嵌插块，所述嵌入槽开设在所述加强壳体内，所述嵌插槽开设在所述反应釜环壁，所述密封环卡接在所述嵌入槽内，所述嵌插块与所述密封环一天成型，所述嵌插环固定在所述嵌插槽内。
通过采用上述技术方案，通过利用嵌入槽内的密封环能够方便加强壳体的密封，嵌插块和嵌插槽的配合能够增大密封效果。
进一步地，所述动力结构包括伺服电机、螺杆、导向杆、导向孔，所述伺服电机固定在所述反应釜底部，所述螺杆键连接固定在所述伺服电机的电机轴端部，所述螺杆与所述下压混料盘之间螺纹连接，所述导向杆固定在所述加强壳体上，所述导向孔开设在所述下压混料盘中并与所述导向杆相互配合。
通过采用上述技术方案，当启动动力结构中的伺服电机时，其能够带动螺杆转动，通过导向杆与导向孔的配合带动下压混料盘上下行与加强壳体配合，促进物料流动。
进一步地，所述支撑结构包括限位环、托环、若干个支腿和若干个阻尼座，所述限位环固定在所述反应釜外部，所述托环通过若干个螺栓固定在所述限位环底部，若干个所述支腿分别固定在所述托环上，若干个所述阻尼座分别固定在所述支腿底部。
通过采用上述技术方案，利用托环和限位环的配合能够方便反应釜的支撑和固定，支腿上的阻尼座能够达到良好的减震效果。
进一步地，所述反应釜包括釜盖与釜体，所述釜盖与所述釜体之间通过法兰连接，所述釜盖上设置有透视窗口。
通过采用上述技术方案，通过采用釜盖与釜体拆合的形式能够提高反应釜的清洁能力，透视窗口的设置能够方便操作者观测反应釜内状况。
综上所述，本发明主要具有以下有益效果：。
本无磷高分子马丙的生产工艺较为简单，生产步骤少；本无磷高分子马丙的生产装置自带了高位槽，能够方便进行生产，且在生产时能够方便利用连接管上的控制阀和排料管上的电磁阀进行生产控制，通过利用泄气结构能够防止气压过大，利用搅动混合结构能够对高位槽内物料进行充分混料，利用动力结构能够带动下压混料盘与加强壳体相互配合，提高反应釜内物料混合均匀程度，加快反应速率。
附图说明
图1为本发明提供的一种实施方式的结构示意图；
图2为本发明提供的一种实施方式的结构剖视图之一；
图3为图2中A部的放大结构示意图；
图4为图2中B部的放大结构示意图；
图5为图2中C部的放大结构示意图；
图6为本发明提供的一种实施方式的结构剖视图之二。
图中：1、反应釜；11、连接管；12、高位槽；13、PTC加热器；14、控制阀；15、注料管；16、泄气管；2、泄气结构；3、搅动混合结构；4、密封结构；17、加强壳体；18、下压混料盘；5、动力结构；19、排料管；10、电磁阀；6、支撑结构；21、泄压管；22、固定环；23、滑动塞；24、弹簧；25、J形气道；26、排气孔；31、防水电机；32、支撑轴；33、支撑套；34、搅动叶；35、第一轴环；36、第二轴环；41、嵌入槽；42、密封环；43、嵌插槽；44、嵌插块；51、伺服电机；52、螺杆；53、导向杆；54、导向孔；61、限位环；62、托环；63、支腿；64、阻尼座；101、釜盖；102、釜体。
具体实施方式
实施例：
以下结合附图1-6对本发明作进一步详细说明。
实施例1
无磷高分子马丙的生产工艺，包括以下步骤：
S1、选料备用：选择以下组分备用：
丙烯酸和水；
引发剂，包括过硫酸钠、过硫酸铵、双氧水；
分子量调节剂，包括亚硫酸氢钠、烯丙醇、焦亚硫酸钠；
S2、将一定量的水和烯丙醇投入反应釜1，按占据总原料质量的3%加入亚硫酸氢钠；
S3、将按一定摩尔比的丙烯酸与烯丙醇投入高位槽12，待反应釜1内升温至60℃，然后滴加总原料质量5%的引发剂和总原料质量5%焦亚硫酸钠以及丙烯酸，聚合反应4h。
S4、加热维持温度在80℃2小时，得到无色至淡黄色透明液体。
S5、将反应釜1内物料冷却至室温。
S6、打开反应釜1底部的电磁阀10进行放料。
其中，S3中，投入高位槽12的丙烯酸与烯丙醇的摩尔比为45:1。
其中，S3中，加注的占据总原料质量5-10%焦亚硫酸钠以及丙烯酸时，焦亚硫酸钠与丙烯酸的摩尔比为5:1。
实施例2
无磷高分子马丙的生产工艺，包括以下步骤：
S1、选料备用：选择以下组分备用：
丙烯酸和水；
引发剂，包括过硫酸钠、过硫酸铵、双氧水；
分子量调节剂，包括亚硫酸氢钠、烯丙醇、焦亚硫酸钠；
S2、将一定量的水和烯丙醇投入反应釜1，按占据总原料质量的10%加入亚硫酸氢钠；
S3、将按一定摩尔比的丙烯酸与烯丙醇投入高位槽12，待反应釜1内升温至95℃，然后滴加总原料质量15%的引发剂和总原料质量10%焦亚硫酸钠以及丙烯酸，聚合反应6h。
S4、加热维持温度在100℃2小时，得到无色至淡黄色透明液体。
S5、将反应釜1内物料冷却至室温。
S6、打开反应釜1底部的电磁阀10进行放料。
其中，S3中，投入高位槽12的丙烯酸与烯丙醇的摩尔比为30:1。
其中，S3中，加注的占据总原料质量10%焦亚硫酸钠以及丙烯酸时，焦亚硫酸钠与丙烯酸的摩尔比为4:1。
实施例3
无磷高分子马丙的生产工艺，包括以下步骤：
S1、选料备用：选择以下组分备用：
丙烯酸和水；
引发剂，包括过硫酸钠、过硫酸铵、双氧水；
分子量调节剂，包括亚硫酸氢钠、烯丙醇、焦亚硫酸钠；
S2、将一定量的水和烯丙醇投入反应釜1，按占据总原料质量的3-10%加入亚硫酸氢钠；
S3、将按一定摩尔比的丙烯酸与烯丙醇投入高位槽12，待反应釜1内升温至78℃，然后滴加总原料质量12%的引发剂和总原料质量6%焦亚硫酸钠以及丙烯酸，聚合反应5h。
S4、加热维持温度在90℃2小时，得到无色至淡黄色透明液体。
S5、将反应釜1内物料冷却至室温。
S6、打开反应釜1底部的电磁阀10进行放料。
其中，S3中，投入高位槽12的丙烯酸与烯丙醇的摩尔比为35:1。
其中，S3中，加注的占据总原料质量7%焦亚硫酸钠以及丙烯酸时，焦亚硫酸钠与丙烯酸的摩尔比为4.5：1。
实施例4
参考图1、图2和图6，本实施例还提供了无磷高分子马丙的生产装置，包括反应釜1，还包括以下部分：通过连接管11连通固定在反应釜1顶部的高位槽12，高位槽12内设置有PTC加热器13，连接管11上安装有控制阀14；连通固定在高位槽12顶部的注料管15和泄气管16，泄气管16处设置有控制气压平衡的泄气结构2；设置在高位槽12内部的两组搅动混合结构3；通过密封结构4设置在反应釜1内部底部的加强壳体17；竖直滑移连接在反应釜1内部的与加强壳体17配合的下压混料盘18；用于带动下压混料盘18动作的动力结构5；连通固定在反应釜1底部的排料管19，排料管19上设置有电磁阀10；以及用于支撑反应釜1的支撑结构6。
参考图1、图2和图6，本无磷高分子马丙的生产装置自带了高位槽12，能够方便进行生产，且在生产时能够方便利用连接管11上的控制阀14和排料管19上的电磁阀10进行生产控制，通过利用泄气结构2能够防止气压过大，利用搅动混合结构3能够对高位槽12内物料进行充分混料，利用动力结构5能够带动下压混料盘18与加强壳体17相互配合，提高反应釜1内物料混合均匀程度，加快反应速率。
参考图2和图4，为了使得高位槽12内能够自动泄气保压，设置的泄气结构2包括泄压管21、固定环22、滑动塞23、弹簧24、J形气道25和排气孔26，泄压管21连通固定在高位槽12的顶部，固定环22固定在泄压管21内，滑动塞23竖直滑移连接在泄压管21内，弹簧24连接在滑动塞23与固定环22之间，J形气道25开设在滑动塞23内，排气孔26开设在泄压管21侧壁，当高位槽12内的气压过大时，其能够推动泄压管21内的滑动塞23上行，带动连接在固定环22与滑动塞23之间的弹簧24拉伸，使得J形气道25与排气孔26连通，从而达到泄气的效果。
参考图2和图6，其中搅动混合结构3包括防水电机31、支撑轴32、支撑套33、若干个搅动叶34、第一轴环35、第二轴环36和聚四氟乙烯层，防水电机31固定在高位槽12顶部，支撑轴32通过联轴器固定在防水电机31的电机轴端部，支撑套33螺纹固定在支撑轴32的外部，若干个搅动叶34分别固定在支撑套33的外部，第一轴环35和第二轴环36分别螺纹固定在支撑轴32的外部，聚四氟乙烯层涂覆在防水电机31、支撑轴32、支撑套33、若干个搅动叶34、第一轴环35、第二轴环36的外壁，当启动防水电机31时，能够带动支撑轴32上的搅动叶34转动，第一轴环35和第二轴环36的设置能够方便支撑套33的拆装，防水电机31、支撑轴32、支撑套33、若干个搅动叶34、第一轴环35、第二轴环36外壁的聚四氟乙烯层能够防止反应干扰。
参考图2和图5，为了使得内嵌的加强壳体17具有良好的密封性，设置的密封结构4包括嵌入槽41、密封环42、嵌插槽43、嵌插块44，嵌入槽41开设在加强壳体17内，嵌插槽43开设在反应釜1环壁，密封环42卡接在嵌入槽41内，嵌插块44与密封环42一天成型，嵌插环固定在嵌插槽43内，通过利用嵌入槽41内的密封环42能够方便加强壳体17的密封，嵌插块44和嵌插槽43的配合能够增大密封效果。
参考图2和图3，为了促进反应釜1内物料充分混匀，设置的动力结构5包括伺服电机51、螺杆52、导向杆53、导向孔54，伺服电机51固定在反应釜1底部，螺杆52键连接固定在伺服电机51的电机轴端部，螺杆52与下压混料盘18之间螺纹连接，导向杆53固定在加强壳体17上，导向孔54开设在下压混料盘18中并与导向杆53相互配合，当启动动力结构5中的伺服电机51时，其能够带动螺杆52转动，通过导向杆53与导向孔54的配合带动下压混料盘18上下行与加强壳体17配合，促进物料流动。
参考图1和图2，为了促进本装置的整体支撑与稳固，设置的支撑结构6包括限位环61、托环62、若干个支腿63和若干个阻尼座64，限位环61固定在反应釜1外部，托环62通过若干个螺栓固定在限位环61底部，若干个支腿63分别固定在托环62上，若干个阻尼座64分别固定在支腿63底部，利用托环62和限位环61的配合能够方便反应釜1的支撑和固定，支腿63上的阻尼座64能够达到良好的减震效果。
参考图1和图2，为了使得本反应釜1能够拆装清洗，设置的反应釜1包括釜盖101与釜体102，釜盖101与釜体102之间通过法兰连接，釜盖101上设置有透视窗口，通过采用釜盖101与釜体102拆合的形式能够提高反应釜1的清洁能力，透视窗口的设置能够方便操作者观测反应釜1内状况。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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