应用超重力的偶氮活性染料的连续化生产系统技术方案

技术编号:20930650 阅读:59 留言:0更新日期:2019-04-20 13:00
本发明专利技术提供一种应用超重力的偶氮活性染料的连续化生产系统,首先将超重力反应器应用于偶合反应,能够在很大程度上提高反应转化率以及产品的质量,同时采用螺旋盘管反应器进行生产中的重氮化反应,相较于目前采用搅拌釜反应器进行重氮化反应,能够准确控制体系温度的温升,显著缩短重氮化反应时间,较大程度上降低重氮盐的分解,能够实现工业化连续生产。

Continuous production system of azo reactive dyes using high gravity

The invention provides a continuous production system of azo reactive dyes using high gravity. Firstly, the application of high gravity reactor in coupling reaction can greatly improve the conversion rate and product quality. At the same time, the diazotization reaction in production is carried out in spiral coil reactor, which is more accurate than the diazotization reaction in stirred tank reactor at present. Controlling the temperature rise of the system can significantly shorten the reaction time of diazotization, reduce the decomposition of diazo salts to a large extent, and realize industrial continuous production.

【技术实现步骤摘要】
应用超重力的偶氮活性染料的连续化生产系统
本专利技术涉及偶氮活性染料制备
更具体地,涉及一种应用超重力的偶氮活性染料的连续化生产系统。
技术介绍
在工业上,活性偶氮染料的生产是在搅拌釜反应器中以间歇操作方式进行的。由于有机反应的复杂性,以及搅拌釜反应器体积太大,导致物料的温度和混合效果在局部区域难以达到均匀,染料的生产效率低下,而且间歇搅拌釜生产的染料各批次间差别较大,对染料的后处理以及染料的应用都带来了不便。因此,亟需提供一种应用超重力的偶氮活性染料的连续化生产系统。
技术实现思路
有鉴于此,为了解决目前缺少有效的偶氮活性染料的连续化生产系统,本专利技术提供一种应用超重力的偶氮活性染料的连续化生产系统。在某些实施例中,一种应用超重力的偶氮活性染料的连续化生产系统,所述系统包括:重氮化反应单元,所述重氮化反应单元包括:预混组件,对重氮组分和重氮试剂进行预混,和螺旋盘管反应器,与所述预混组件连通,以使预混后的反应溶液在所述螺旋盘管反应器内进行重氮化反应产生重氮盐;所述系统进一步包括与所述重氮化反应相连通的超重力偶合反应单元,所述超重力偶合反应单元用于在超重力环境下使重氮盐与偶合组分进行偶合反应产生所述偶氮活性染料。在某些实施例中,所述预混组件包括第一输液管和第二输液管;所述第一输液管套设于所述第二输液管的外侧,并且所述第一输液管和所述第二输液管之间具有空隙以供重氮组分和重氮试剂的其中一个流通,所述第二输液管内的空腔供重氮组分和重氮试剂的其中另一个流通;所述第一输液管靠近所述螺旋盘管反应器的一端形成供重氮组分和重氮试剂混合的预混区,所述第二输液管延伸至所述预混区的入口处,并向所述预混区喷射所述重氮组分和重氮试剂的其中另一个。在某些实施例中,所述预混区包括临近其入口处的缩径部和与所述缩径部一体连通的平直部。在某些实施例中,所述超重力偶合反应单元包括:超重力反应器,与所述螺旋盘管反应器连通,以及用于将重氮反应后的重氮盐泵入所述超重力旋转填充床反应器的循环泵。在某些实施例中,所述泵为聚四氟平流泵。在某些实施例中,所述螺旋盘管反应器中的螺旋盘管采用聚氨酯制成。在某些实施例中,所述螺旋盘管反应器中的螺旋盘管的内表面结合有聚氨酯材料层。在某些实施例中,所述偶氮活性染料为活性黑KN-B染料或者活性黄M-5G染料。在某些实施例中,所述系统进一步包括换热单元,所述换热单元用于控制所述螺旋盘管反应器反应腔体内的温度和所述超重力偶合反应单元反应腔体内的温度。在某些实施例中,所述换热单元包括:套设在所述螺旋盘管反应器的管道外部的管道夹套,所述管道夹套具有可通入液体的空腔;套设在所述超重力反应器形成反应腔体的外壳外侧的外壳夹套,所述外壳夹套具有可通入液体的空腔;以及用于加热或冷却通入所述管道夹套和所述外壳夹套内液体的换热装置。本专利技术的有益效果如下:本专利技术提供应用超重力的偶氮活性染料的连续化生产系统,首先通过采用螺旋盘管反应器应用于重氮化反应,由于螺旋盘管反应器的反应空腔为螺旋盘管状,当需要温度控制时,可以将换热夹套等直接套设在盘管外壁,由于螺旋盘管的管体直径小,管体侧壁较薄,因此设置在外侧壁上的换热夹套可以在极短时间内将热能或冷能通过金属管壁直接传导到反应体系中,并且由于管径小,管体内的反应溶液热传导均匀,从而达到精确控温的目的,能够准确控制体系温度的升降,很大程度上降低重氮盐的分解。此外,本专利技术进一步将螺旋盘管反应器与超重力技术结合,对于重氮化反应和偶合反应区分对待,重氮化反应在螺旋盘管反应器中进行,超重力反应器用于偶合反应能够很大程度上提高转化率以及产品的质量。而螺旋盘管反应器能够精确控温,避免重氮盐的分解,这样配合下,由于温度控制精确,重氮盐分解极少,不会影响后续的偶合反应的进行,因此能够保证连续生产时重氮盐的浓度维持在较高的范围,从而能够保证同一批次的偶氮活性染料性能接近或相同,适应工业的实际需求。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1a示出本专利技术实施例中的应用超重力的偶氮活性染料的连续化生产系统结构示意图之一。图1b示出本专利技术实施例中的应用超重力的偶氮活性染料的连续化生产系统结构示意图之一。图2示出本专利技术实施例中的预混组件的结构示意图。图3示出本专利技术实施例中应用超重力的偶氮活性染料的连续化生产方法流程示意图。图4示出本专利技术实施例连续化生产活性黑KN-B染料的具体流程示意图。图5示出图4中步骤S11的具体流程示意图。图6示出图4中步骤S12的具体流程示意图。图7示出图4中步骤S13的具体流程示意图。图8示出本专利技术实施例连续化生产活性黄M-5G染料的具体流程示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术,下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制本专利技术的保护范围。在工业上,活性偶氮染料是在搅拌釜反应器中以间歇操作方式进行的。由于有机反应的复杂性,以及搅拌釜反应器尺寸太大,导致物料的温度和混合效果在局部区域难以达到均匀,染料的转化率与生产效率低下,而且间歇搅拌釜生产的染料各批次间差别较大,对染料的后处理以及染料的应用都带来了不便。因此目前尚未出现一种能够连续化生产偶氮活性染料的生产系统。有鉴于此,本专利技术首先提供一种应用超重力的偶氮活性染料的连续化生产系统,该系统包括:重氮化反应单元,所述重氮化反应单元包括:预混组件,对重氮组分和重氮试剂进行预混,和螺旋盘管反应器,与所述预混组件连通,以使预混后的反应溶液在所述螺旋盘管反应器内进行重氮化反应产生重氮盐;所述系统进一步包括与所述重氮化反应相连通的超重力偶合反应单元,所述超重力偶合反应单元用于在超重力环境下使重氮盐与偶合组分进行偶合反应产生所述偶氮活性染料。本专利技术提供的上述偶氮活性染料的连续化生产系统,首先采用螺旋盘管反应器应用于重氮化反应,由于螺旋盘管式反应器的反应腔为螺旋盘管状,当需要温度控制时,可以将加热介质或冷却介质通入套设在盘管外壁的夹套中,螺旋盘管的管体直径小,管体侧壁较薄,因此设置在外侧壁上的夹套可以在极短时间内将热量通过金属管壁直接传导或移出反应体系,并且管径小,管体内的反应溶液热传导均匀,从而达到精确控温的目的,能够准确控制体系温度的升降,很大程度上降低重氮盐的分解。此外,本专利技术进一步将螺旋盘管反应器与超重力技术结合,对于重氮化反应和偶合反应区分对待,重氮化反应在螺旋盘管反应器中进行,超重力反应器用于偶合反应能够很大程度上提高转化率以及产品的质量。而螺旋盘管反应器能够精确控温,避免重氮盐的分解,二者相结合,由于温度控制精确,重氮盐分解极少,不会影响后续的偶合反应的进行,因此能够保证连续生产时重氮盐的浓度维持在较高的范围,从而能够保证同一批次的偶氮活性染料性能接近或相同,适应工业的实际需求。在一个具体实施例中,如图1a所示,图1a示出了一种连续生产系统,该连续生产系统包括:重氮组分混合罐11、重氮试剂原料罐12、泵13、泵14、泵18、预混组件15、螺旋盘管反应器16、偶合组分原料罐17、超重力反应器19、采集容器10。其中,重氮组分混合罐1通过泵13与预混组件15连通,从而将重氮组分通入预混组件15。重氮试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用超重力的偶氮活性染料的连续化生产系统,其特征在于,所述系统包括:重氮化反应单元,所述重氮化反应单元包括:预混组件,对重氮组分和重氮试剂进行预混,和螺旋盘管反应器,与所述预混组件连通,以使预混后的反应溶液在所述螺旋盘管反应器内进行重氮化反应产生重氮盐;所述系统进一步包括与所述重氮化反应相连通的超重力偶合反应单元,所述超重力偶合反应单元用于在超重力环境下使重氮盐与偶合组分进行偶合反应产生所述偶氮活性染料。

【技术特征摘要】
1.一种应用超重力的偶氮活性染料的连续化生产系统,其特征在于,所述系统包括:重氮化反应单元,所述重氮化反应单元包括:预混组件,对重氮组分和重氮试剂进行预混,和螺旋盘管反应器,与所述预混组件连通,以使预混后的反应溶液在所述螺旋盘管反应器内进行重氮化反应产生重氮盐;所述系统进一步包括与所述重氮化反应相连通的超重力偶合反应单元,所述超重力偶合反应单元用于在超重力环境下使重氮盐与偶合组分进行偶合反应产生所述偶氮活性染料。2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述预混组件包括第一输液管和第二输液管;所述第一输液管套设于所述第二输液管的外侧,并且所述第一输液管和所述第二输液管之间具有空隙以供重氮组分和重氮试剂的其中一个流通,所述第二输液管内的空腔供重氮组分和重氮试剂的其中另一个流通;所述第一输液管靠近所述螺旋盘管反应器的一端形成供重氮组分和重氮试剂混合的预混区,所述第二输液管延伸至所述预混区的入口处,并向所述预混区喷射所述重氮组分和重氮试剂的其中另一个。3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述预混区包括临近其入口处的缩径部和与所述缩径部一体连通的平直部。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈建峰李闯邹海魁孙宝昌初广文罗勇
申请(专利权)人:北京化工大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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