一种柠檬酸三正丁酯的酰化工艺装置及工艺方法
阅读说明：本技术 一种柠檬酸三正丁酯的酰化工艺装置及工艺方法 (Acylation process device and process method of tri-n-butyl citrate ) 是由 杭一林 于 2021-01-27 设计创作，主要内容包括：一种柠檬酸三正丁酯的酰化工艺装置及工艺方法,具体涉及到酰化反应领域,本发明的一种柠檬酸三正丁酯的酰化工艺装置包括风机、电机、提纯装置、反应釜、冷凝器、液态过滤箱、固态过滤箱、分离罐；反应釜底部通过第一连通管与下方的分离罐相连,第一连通管设置有阀门以控制第一连通管的开合,反应釜、分离罐、风机通过三通管互联,分离罐的下部连接有提纯装置,风机远离三通管的另一端与冷凝器的进口相连,冷凝器设有管道,管道的一端与冷凝器的出口相连、另一端插入到液态过滤箱的液面内,液态过滤箱与固态过滤箱相连通,以解决阻挡反应气体挥发的同时将废气一次性排出的技术问题。(An acylation process device and a process method of tri-n-butyl citrate, in particular to the field of acylation reaction, the acylation process device of the tri-n-butyl citrate comprises a fan, a motor, a purification device, a reaction kettle, a condenser, a liquid filter tank, a solid filter tank and a separation tank; the reation kettle bottom links to each other with the knockout drum of below through first communicating pipe, first communicating pipe is provided with opening and shutting of valve in order to control first communicating pipe, reation kettle, the knockout drum, the fan passes through the three-way pipe interconnection, the sub-unit connection of knockout drum has the purification device, the other end that the three-way pipe was kept away from to the fan links to each other with the import of condenser, the condenser is equipped with the pipeline, the one end of pipeline links to each other with the export of condenser, the other end inserts in the liquid level of liquid rose box, liquid rose box is linked together with solid-state rose box, with the solution stop that reaction gas volatilizees the while with the disposable exhaust technical.)
技术领域
本发明涉及酰化反应领域，具体涉及一种柠檬酸三正丁酯的酰化工艺装置及工艺方法。
背景技术
柠檬酸三正丁酯，简称TBC，工业上由柠檬酸与正丁醇酰化反应而成。酰化反应或称（酰基化反应）是有机化学中，氢或者其它基团被酰基取代的反应，酰化反应会产生有害废气，现有的废气装置的功能以及工艺太过单一，传统酰化工艺中，酰化反应与废气处理同时进行，造成了原料的挥发与反应气体的损失。
发明内容
本发明提供一种柠檬酸三正丁酯的酰化工艺装置及工艺方法，以解决阻挡反应气体挥发的同时将废气一次性排出的技术问题。
本发明的一种柠檬酸三正丁酯的酰化工艺装置采用如下技术方案：
一种柠檬酸三正丁酯的酰化工艺装置，其特征在于，包括风机、电机、提纯装置、反应釜、冷凝器、液态过滤箱、固态过滤箱、分离罐；反应釜底部通过第一连通管与下方的分离罐相连，第一连通管设置有阀门以控制第一连通管的开合，反应釜、分离罐、风机通过三通管互联，分离罐的下部连接有提纯装置，风机远离三通管的另一端与冷凝器的进口相连，冷凝器设有管道，管道的一端与冷凝器的出口相连、另一端插入到液态过滤箱的液面内，液态过滤箱与固态过滤箱相连通。
进一步地，风机包括机壳、转座、连杆、配重环、扇叶、滑座、摩擦柱，传动机构、转动机构；机壳上下端分别与三通管的出气口和冷凝器的进气口连接；转座的外壁一水平面上均匀设置有多个转柱，扇叶可转动地安装于转柱上；配重环通过转动机构安装于转座，在转座转动时配重环滞后转动使定位机构解除对扇叶的锁定，且使得转座和配重环的相对转动通过传动机构带动扇叶绕转柱转动预设角度，此时转座带动扇叶使三通管内的废气吹向冷凝器。
进一步地，机壳上下端均设置有法兰，两个法兰分别与三通阀的出气口、冷凝器的进气口固定连接；机壳下部设置有轴承支撑座，轴承支撑座下方的机壳壁上开设有轴承安装槽，风机还包括第二转轴，第二转轴通过轴承可转动的安装在轴承支撑座上，第二转轴下端安装有第一锥形齿轮，第二转轴上端与转座固定连接，风机还包括第三转轴，第三转轴通过轴承套装在轴承安装座内，第三转轴位于机壳内的一端固定安装有第二锥形齿轮，第二锥形齿轮与第一锥形齿轮相啮合，第三转轴的另一端与电机的输出端连接，当电机开启时，可带动第二转轴转动。
进一步地，转座顶端中心开设有圆孔，圆孔壁上端与压盖螺纹配合，转座的每个竖直面的中间位置同一水平面上均设置有多个转柱，转柱的最外端竖直设置有上下对称的凸台，扇叶安装于转柱上，且在凸台的作用下防止脱落，转座下部为圆柱且周向均匀分布有竖直的限位槽，用以安装并限制支撑环的转动，转座的下端设置有固定环，所述固定环与转座螺纹连接。
进一步地，第一转轴可转动地安装在转座的中心圆孔内，第一转轴的底端开设有螺纹孔，用以安装限位螺栓，压盖固定在限位螺栓的上方用以限制第一转轴上下移动但不限制第一转轴相对于转座转动，第一转轴上部均匀设置有处于同一水平面上且沿第一转轴的径向方向延伸的数量与转柱相同的连杆，连杆的最外端下方固定链接有配重环，连杆靠近外端处，竖直向下延伸有滑柱，滑柱为光滑且具有磁性的圆柱；配重环为圆环状，外壁与机壳接触但不产生摩擦，配重环同一水平面均匀开设有个向环心的孔槽，孔槽位于连杆的正下方，孔槽内安装有摩擦柱，摩擦柱靠近配重环外壁一端伸出孔槽以与机壳内壁摩擦接触。
进一步地，扇叶内环中部设置有带上下滑道的安装槽和与其连通的底槽，底槽与凸台咬合以限制两者沿安装槽方向的滑移，使得扇叶叶面处于竖直状态时能够安装在转柱上，扇叶相对于水平面旋转小于度时，扇叶可相对转柱转动且不脱离转柱；扇叶靠近外环处开设有贯穿扇叶上下面的滑道，滑道自扇叶靠近中部位置向远离中部延伸至扇叶靠近扇叶一侧并逐渐靠近扇叶的外环，滑道内壁自竖直形态变得倾斜角度逐渐增大，滑道内壁之间的宽距保持不变，与滑柱的直径相同，以使得滑柱保持竖直状态在滑道内滑动时，扇叶能够绕转柱转动；滑道靠近扇叶外环处端部的外侧设置有竖直向下的封盖；当个所有扇叶同时位于水平状态时，扇叶与配重环配合可将风机封闭。
进一步地，风机还包括支撑环，支撑环位于扇叶的下方，呈圆环状，支撑环的内壁上均匀设置有与限位槽对应的凸块，以使得支撑环能够固定套装在转座的下部，固定环通过螺纹安装在转座的下端以限制支撑环的上下移动，支撑环的外壁上均匀设置有个同一水平面沿支撑环径向的支撑杆。
进一步地，滑座为弧形，位于扇叶的下方，下端设有限位孔，通过螺母可固定安装在支撑杆的外端，当扇叶位于水平状态时，扇叶的下表面与滑座的的上表面重合，滑座不阻碍扇叶逆时针绕转柱转动；滑座上端面向下开设有弧形槽，滑柱延伸至弧形槽内且可绕着第一转柱在弧形槽内滑动，弧形槽靠近滑道初始端位置处向下竖直安装有磁柱，当滑柱位于滑道的初始端时，磁柱正好与滑柱底端接触且相吸，滑座靠近滑道末端处，向配重环开设有连通弧形槽的开口，开口处设置有竖直斜面，封盖与开口吻合以将开口封闭。
进一步地，摩擦柱通过限位螺母可滑动地安装在孔槽内，摩擦柱由推动磁柱、连接套、弹簧、摩擦球柱组成，当推动磁柱与滑座外壁接触时，推动磁柱通过弹簧推动摩擦球柱向外伸出孔槽，使配重环与机壳内壁产生摩擦；当孔槽转至滑座的开口位置时，推动磁柱与滑柱的下端相吸并带动摩擦球柱进入开口，此时推动磁柱通过连接套带动摩擦球柱外端伸进孔槽内，配重环与机壳不再有摩擦力。
本发明的一种柠檬酸三正丁酯的酰化工艺方法采用如下技术方案：
先将柠檬酸和正丁醇放入到反应釜中进行酰化反应，此时电机处于关闭状态，防止制备原料的挥发，风机将三通管的出气口封死，待一种柠檬酸三正丁酯的酰化反应完成制得柠檬酸三正丁酯后，将电机和阀门打开，分离罐将液体分离挥发，未挥发液体流进提纯灌以精制柠檬酸三正丁酯，挥发气体和废气被风机通过三通管抽至冷凝管，冷凝得到的液体回流至提纯灌进行提纯，其余废气被送至液态过滤箱先液态净化，后送至固态过滤箱进行固态净化，后排到大气中
本发明的有益效果是：本发明的一种柠檬酸三正丁酯的酰化工艺装置由风机、电机、提纯装置、反应釜、冷凝器、液态过滤箱、固态过滤箱、分离罐组成，柠檬酸同正丁醇乙酰化反应时，电机关闭，风机将废气通道关闭，防止正丁醇的挥发，待柠檬酸和正丁醇酰化反应完成后，再打开电机，风机向通道外吹风，加速酰化反应后的废气的排出，加快废气处理，以提高柠檬酸三正丁酯的提纯制备效率，风机的自动开合，也较少了制备人员的频繁操作，有利于提高工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种柠檬酸三正丁酯的酰化工艺装置的实施例的整体结构示意图；
图2、4、7、8为风机关闭时的三维结构图；
图3、5、6、9为风机开启时的三维结构图；
图10为风机的三维结构图；
图11、12为风机的二维刨视图；
图13为滑座的三维结构图；
图14为扇叶的三维结构图；
图15为摩擦柱的三维结构图。
图中：1、法兰；2、第一锥形齿轮；3、轴承支撑座；4、孔槽；5、转座；6、压盖；7、第一转轴；8、连杆；9、滑柱；10、扇叶；11、配重环；12、第二转轴；13、第二锥形齿轮；14、轴承安装槽；15、第三转轴；16、机壳；17、摩擦柱；18、滑座；19、固定环；20、支撑杆；21、支撑环；22、滑道；23、磁柱；24、螺母；25、封盖；26、限位螺栓；27、限位螺母；28、限位槽；29、凸块；30、凸台；31、转柱；32、推动磁柱；33、连接套；34、弹簧；35、摩擦球柱；36、弧形槽；37、开口；38、限位孔；39、安装槽；40、底槽；41、斜面；101、风机；102、电机；103、提纯装置；104、第一连通管；105、阀门；106、反应釜；107、冷凝器；108、管道；109、液态过滤箱；110、固态过滤箱；111、分离罐；112、三通管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种柠檬酸三正丁酯的酰化工艺装置及工艺方法的实施例，工艺装置包括风机101、电机102、提纯装置103、反应釜106、冷凝器107、液态过滤箱109、固态过滤箱110、分离罐111。风机101包括扇叶10、第一转轴7、连杆8、配重环20、螺旋柱24、螺旋套25、第一连接杆27、转座32、限位螺栓33、第二连接35、机壳43等。
如图1-15所示，风机101的机壳16呈圆筒状，机壳16上下端均设置有法兰1，两个法兰1分别与三通阀112的出气口、冷凝器107的进气口固定连接；机壳16下部设置有轴承支撑座3，轴承支撑座3下方的机壳16壁上开设有轴承安装槽14。
第二转轴12通过轴承可转动的安装在轴承支撑座3上，第二转轴12下端安装有第一锥形齿轮2，第二转轴12上端与转座5固定连接，转座5顶端中心开设有圆孔，圆孔壁上端与压盖6螺纹配合，转座5的上部外壁为正五边形，转座5的每个竖直面的中间位置同一水平面上均设置有转柱31，转柱31的最外端竖直设置有上下对称的凸台30，扇叶10安装于转柱31上，且在凸台30的作用下防止脱落。转座5下部为圆柱且周向均匀分布有竖直的限位槽2，用以安装并限制支撑环21的转动，转座5的下端设置有固定环19，所述固定环19与转座5螺纹连接。
第一转轴7可转动地安装在转座5的中心圆孔内，第一转轴的底端开设有螺纹孔，用以安装限位螺栓26，压盖6固定在限位螺栓26的上方用以限制第一转轴7上下移动但不限制第一转轴7相对于转座5转动，第一转轴7上部均匀设置有处于同一水平面上且沿第一转轴7的径向方向延伸的5个连杆8，连杆8的最外端下方固定链接有配重环11，连杆8靠近外端处，竖直向下延伸有滑柱9，滑柱9为光滑且具有磁性的圆柱；配重环11为圆环状，外壁与机壳16接触但不产生摩擦，配重环同一水平面均匀开设有5个向环心的孔槽4，孔槽4位于连杆8的正下方，孔槽4内安装有摩擦柱17，摩擦柱17靠近配重环11外壁一端伸出孔槽4以与机壳16内壁摩擦接触。
扇叶10内环中部设置有带上下滑道的安装槽39和与其连通的底槽40，底槽40与凸台30咬合以限制两者沿安装槽39方向的滑移，使得扇叶10叶面处于竖直状态时能够安装在转柱31上，扇叶10相对于水平面旋转小于90度时，扇叶10可相对转柱31转动且不脱离转柱31；扇叶10靠近外环处开设有贯穿扇叶上下面的滑道22，滑道22自扇叶10靠近中部位置向远离中部延伸至扇叶靠近扇叶10一侧并逐渐靠近扇叶10的外环，滑道22内壁自竖直形态变得倾斜角度逐渐增大，滑道22内壁之间的宽距保持不变，与滑柱9的直径相同，以使得滑柱9保持竖直状态在滑道22内滑动时，扇叶10能够绕转柱31转动；滑道22靠近扇叶10外环处端部的外侧设置有竖直向下的封盖25；当5个扇叶同时位于水平状态时，5个扇叶与配重环11配合可将风机101封闭。
支撑环21位于扇叶10的下方，呈圆环状，支撑环21的内壁上均匀设置有与限位槽28对应的凸块29，以使得支撑环21能够固定套装在转座5的下部，固定环19通过螺纹安装在转座5的下端以限制支撑环21的上下移动。支撑环21的外壁上均匀设置有5个同一水平面沿支撑环21径向的支撑杆20。
滑座18为弧形，位于扇叶10的下方，下端有设有限位孔38，通过螺母24可固定安装在支撑杆20的外端，当扇叶位于水平状态时，扇叶10的下表面与滑座的18的上表面重合，滑座18不阻碍扇叶10逆时针绕转柱31转动；滑座18上端面向下开设有弧形槽36，滑柱9延伸至弧形槽36内且可绕着第一转柱7在弧形槽36内滑动，弧形槽36靠近滑道22初始端位置处向下竖直安装有磁柱23，当滑柱9为滑道22的初始端时，磁柱23正好与滑柱9底端接触且相吸，滑座18靠近滑道22末端处，向配重环11开设有连通弧形槽36的开口37，开口37处设置有竖直斜面41，封盖25与开口37吻合以将开口37封闭。
摩擦柱17通过限位螺母27可滑动地安装在孔槽4内，摩擦柱17由推动磁柱32、连接套33、弹簧34、摩擦球柱35组成，当推动磁柱32与滑座18外壁接触时，推动磁柱32通过弹簧34推动摩擦球柱35向外伸出孔槽4，使配重环11与机壳16内壁产生摩擦；当孔槽4转至滑座18的开口37位置时，推动磁柱32与滑柱9的下端相吸并带动摩擦球柱35进入开口37，此时推动磁柱通过连接套33带动摩擦球柱35外端伸进孔槽4内，配重环11与机壳16不再有摩擦力。
在本实施例中，风机101还包括第三转轴15，第三转轴15通过轴承套装在轴承安装座14内，第三转轴14位于机壳16内的一端固定安装有第二锥形齿轮13，第二锥形齿轮13与第一锥形齿轮2相啮合，第三转轴15的另一端与电机102的输出端连接，当电机102开启时，可带动第二转轴12转动。
在本实施例中，反应釜106底部通过第一连通管104与下方的分离罐111相连，第一连通管104设置有阀门105以控制第一连通管104的开合，反应釜106和分离罐111的侧壁上均开有管道口以连接三通管112，分离罐111的下部连接有提纯装置103，三通管101的第三通口与风机101的一端相连接，风机101的另一端与冷凝器107的进口相连，管道108的一端与冷凝器107的出口相连，另一端插入到液态过滤箱109的液面内，液态过滤箱109通过管道与固态过滤箱110相连，对液态净化后的废气进行进一步处理。
电机102未开启时，风机101处于封闭状态，当电机102开启时，第二转轴12瞬间带动转座5顺时针转动，由于配重环11的惯性以及配重环11与机壳16内壁之间的摩擦力，配重环11相对于转座5会产生滞后，配重环11会带动连杆8以及第一转轴7相对于转座5逆时针转动，连杆8带动滑柱9自滑道22的初始端滑动至滑道22末端，同时扇叶10绕转柱31转动至开起送风状态，摩擦柱17的推动磁柱32进入滑座18的开口37内，推动磁柱32与滑柱9相吸并拉动摩擦球柱35至孔槽4内，配重环11与机壳16内壁解除摩擦，风机101开始正常运转送风，扇叶10正常送风时与滑柱9配合的一侧会收到斜向下的阻力，使得滑道22向外挤压滑柱9，由于滑道22的侧壁为斜度逐渐增大的斜面，滑道22与滑柱9会处于锁死状态，扇叶10不再绕转柱31旋转。在电机102电压不稳造成转速不稳时，推动磁柱32与滑柱9之间的吸力可避免配重环11相对于转座5顺时针转动造成的扇叶10发生转动的情况发生。
当电机102关闭时，第二转轴12带动转座5和扇叶10快速停止转动，由于配重环11自身的惯性，配重环11会带动连杆8和第一转轴7相对于转座5顺时针转动，连杆8带动滑柱9自滑道22的末端滑向滑道22的初始端，扇叶10的滑道22为适应滑柱9绕转柱31转向闭合位置，扇叶10带动封盖25逐渐斜向下将滑座18的开口41封闭，逐渐斜面41将推动磁柱32与滑柱9的末端分开，推动磁柱32滑自滑座18外壁，配重环11与机壳16内壁获得摩擦力，对配重环11相对于转座5的相对转动起到缓冲作用，磁柱23对滑柱9的下端吸引，使滑柱9滑至滑道22的初始端，起到定位效果，扇叶10回归水平状态，三通管112的出气口封闭。
本发明的一种柠檬酸三正丁酯的酰化工艺方法，包括先将柠檬酸和正丁醇放入到反应釜106中进行酰化反应，此时电机102处于关闭状态，防止制备原料的挥发，风机101将三通管112的出气口封死，待一种柠檬酸三正丁酯的酰化反应完成制得柠檬酸三正丁酯后，将电机102和阀门105打开，分离罐111将液体分离挥发，未挥发液体流进提纯灌130以精制柠檬酸三正丁酯，挥发气体和废气被风机101通过三通管112抽至冷凝管，冷凝得到的液体回流至提纯灌103进行提纯，其余废气被送至液态过滤箱109先液态净化，后送至固态过滤箱110进行固态净化，后排到大气中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。