一种强碱型离子交换纤维的制备系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种强碱型离子交换纤维的制备系统，包括卧式反应釜、加热单元、溶剂储罐、反应液储液罐、水浴尾气吸收装置和耐高压密闭反应釜，卧式反应釜内设有可旋转并且筒壁带有微孔的反应圆筒，顶部设有进液口Ⅰ、进液口Ⅱ和出气口，底部设有出液口，进液口Ⅰ与溶剂储罐通过管路连通，进液口Ⅱ与反应液储液罐连通，出气口与水浴尾气吸收装置连通，反应液储液罐包括相互连通的大储液罐和小储液罐，小储液罐底部设置水浴加热单元，顶部的蒸汽出口与所述卧式反应釜的进液口Ⅱ连通，制备系统的下游设置耐高压密闭反应釜。所述制备系统中，补加溶剂、氯乙酰氯和催化剂，反应液可以重复利用，制备效率高，无污染。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于离子交换材料的制备
，涉及一种强碱型离子交换纤维的制备系统，尤其涉及一种PP-ST-DVB纤维酰基化制备季胺型离子交换纤维的工艺设备。
技术介绍
离子交换纤维具有吸附速度快，净化程度高，通水阻力小，再生方便等优点，可吸附有害气体、重金属可以去异味、净化水源、海水淡化等多种用途，受到人们越来越多的关注，一般来说离子交换纤维分为：强酸型离子交换纤维、强碱型离子交换纤维、弱酸离子交换纤维、弱碱离子交换纤维，而常见的强碱型离子交换纤维的制备工艺，通常采用氯甲醚作为氯甲基化试剂与接枝纤维表面的苯环发生亲电反应、然后与三级胺发生亲核取代反应来制备，用到的氯甲醚自1976年以来一直受到严格的限制，在欧美西方等国家已经禁止使用，因此，寻找替代氯甲醚更加环保的制备系统来制备强碱型离子交换纤维是当务之急。
技术实现思路
为了替换现有制备强碱型离子交换纤维工艺中常用具有强致癌性的氯甲醚，本技术提出PP-ST-DVB纤维制备强碱型离子交换纤维的工艺设备。本技术为解决其技术问题所采用的技术方案为：一种强碱型离子交换纤维的制备系统，包括卧式反应釜、加热单元、溶剂储罐、反应液储液罐、水浴尾气吸收装置和耐高压密闭反应釜，其特征在于，--所述卧式反应釜侧壁设有可加热或冷却的夹层，底部设有可调节反应釜倾斜度的底座，顶部设有第一纤维加料口，内部设有可旋转并且筒壁带有微孔的反应圆筒，所述反应圆筒的侧壁上设有与所述第一纤维加料口对应的第二纤维加料口，所述反应圆筒由电机驱动，所述卧式反应釜的夹层的底部设有进液口，顶部设有出液口，所述加热单元的出液口通过出液管路与夹层的进液口连通，所述加热单元的回液口通过回液管路与夹层的出液口连通；所述卧式反应釜顶部设有进液口Ⅰ、进液口Ⅱ和出气口，底部设有出液口，所述进液口Ⅰ、进液口Ⅱ、出气口和出液口均与卧式反应釜的内部容腔相通，所述进液口Ⅰ与设置在所述卧式反应釜外部的溶剂储罐通过管路连通，所述进液口Ⅱ与设置在所述卧式反应釜外部的反应液储液罐连通，所述出气口与设置在所述卧式反应釜外部的两个并联的水浴尾气吸收装置连通；--所述反应液储液罐包括相互连通的大储液罐和小储液罐，二者之间的连通管路上设置控制阀门；所述大储液罐底部的出液口通过管路与所述卧式反应釜顶部的进液口Ⅱ连通，所述卧式反应釜底部的出液口通过管路与所述大储液罐顶部的回液口连通，所述小储液罐底部设置水浴加热单元，顶部设置蒸汽出口，所述蒸汽出口通过管路与所述卧式反应釜顶部的进液口Ⅱ连通；--所述耐高压密闭反应釜设置在所述制备系统的下游，包括加料口、进液口和出液口，所述加料口用以添加上游环节的纤维，所述进液口与设置在耐高压密闭反应釜外部的胺化剂储罐的出口连通，所述出液口与胺化剂储罐的回流口连通。优选地，所述加热单元的出液管路和/或回液管路上设有循环泵和/或控制阀门。优选地，所述卧式反应釜的进液口Ⅰ与溶剂储罐之间的连通管路上设有控制阀门。优选地，所述卧式反应釜的出气口与水浴尾气吸收装置之间的连通管路上设置真空泵和控制阀门。优选地，所述大储液罐的出液口与所述卧式反应釜的进液口Ⅱ之间、所述卧式反应釜的出液口与大储液罐的回液口之间的连通管路上设有循环泵和/或控制阀门。优选地，所述小储液罐的蒸汽出口与所述卧式反应釜的进液口Ⅱ之间的连通管路上设置控制阀门。优选地，所述进液口与胺化剂储罐的出口之间的连通管路，以及所述出液口与胺化剂储罐的回流口之间的连通管路上均设置有控制阀门。本技术的PP-ST-DVB纤维制备强碱型离子交换纤维的系统，相对于现有技术，具有以下优点：采用氯乙酰氯作为酰化试剂引入氯乙酰基，避免了使用致癌性的氯甲醚作为反应试剂，酰基化反应液可以反复使用；酰基化反应温度较低，为了兼顾反应速度选择反应温度为20-30℃，同时由于这样较低反应温度，可以利用加热单元促进反应进行，减少能耗；过程中产生的HCl气体回收后直接利用，进一步节约了成本；胺化反应采用高压反应，大大减少了三甲胺气体的排放，微量的三甲胺气体排放经回收的HCl水溶液吸收，浓缩后也可以继续使用。附图说明图1为本技术的强碱型离子交换纤维的制备系统示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例对本技术做进一步的详细说明，以下实施例是对本技术的解释而本技术并不局限于以下实施例。如图1所示，本技术的强碱型离子交换纤维的制备系统，包括卧式反应釜、加热单元、溶剂储罐、反应液储液罐、水浴尾气吸收装置和耐高压密闭反应釜。卧式反应釜，包括反应釜本体10、设置在反应釜本体内部的反应圆筒11以及电机12，反应釜本体10底部设有可调节反应釜倾斜度的底座，顶部设有第一加料口14，内部设有可旋转并且筒壁带有微孔的反应圆筒11，反应圆筒11的侧壁上设有与第一加料口14对应的第二加料口15，反应圆筒11由电机12驱动，反应釜本体10顶部设有进液口Ⅰ、进液口Ⅱ和出气口，底部设有出液口，进液口Ⅰ、进液口Ⅱ、出气口和出液口均与反应釜本体10的内部容腔相通，进液口Ⅰ与设置在反应釜本体外部的溶剂储罐20通过管路连通，进液口Ⅱ与设置在反应釜本体10外部的反应液储液罐连通，出气口与设置在反应釜本体10外部的两个并联的水浴尾气吸收装置41、42连通；反应液储液罐包括相互连通的大储液罐31和小储液罐32，二者之间的连通管路上设置控制阀门33；大储液罐31底部的出液口通过管路与反应釜本体10顶部的进液口Ⅱ连通，反应釜本体10底部的出液口通过管路与大储液罐31顶部的回液口连通，小储液罐32底部设置水浴加热单元34，顶部设置蒸汽出口，蒸汽出口通过管路与反应釜本体10顶部的进液口Ⅱ连通。卧式反应釜侧壁设有可加热或冷却的夹层13，卧式反应釜的夹层13的底部设有进液口，顶部设有出液口，加热单元50的出液口通过出液管路与夹层3的进液口连通，加热单元50的回液口通过回液管路与夹层13的出液口连通。加热单元50的出液管路和/或回液管路上设有循环泵和/或控制阀门。反应釜本体10的进液口Ⅰ与溶剂储罐20之间的连通管路上设有控制阀门21。反应釜本体10的出气口与水浴尾气吸收装置41、42之间的连通管路上设置真空泵44和控制阀门46，也可以进一步设置冷凝装置45和干燥装置43。大储液罐31的出液口与反应釜本体10的进液口Ⅱ之间、反应釜本体10的出液口与大储液罐31的回液口之间的连通管路上设有循环泵35和/或控制阀门36。小储液罐32的蒸汽出口与反应釜本体10的进液口Ⅱ之间的连通管路上设置控制阀门37。耐高压密闭反应釜60设置在制备系统的下游，包括加料口61、进液口和出液口，加料口61用以添加上游环节的纤维，进液口与设置在耐高压密闭反应釜外部的胺化剂储罐70的出口连通，出液口与胺化剂储罐70的回流口连通，进液口与胺化剂储罐70的出口之间的连通管路，以及出液口与胺化剂储罐的回流口之间的连通管路上均设置有控制阀门71，进一步地，可以设置冷凝装置72、加压泵73和尾气吸收装置74。以上所述仅为本技术的较佳实例而已，并不用以限制本技术，凡依本技术专利构思所述构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本技术专利的保护范围内。本技术所属
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【技术保护点】
一种强碱型离子交换纤维的制备系统，包括卧式反应釜、加热单元、溶剂储罐、反应液储液罐、水浴尾气吸收装置和耐高压密闭反应釜，其特征在于，‑‑所述卧式反应釜侧壁设有可加热或冷却的夹层，底部设有可调节反应釜倾斜度的底座，顶部设有第一纤维加料口，内部设有可旋转并且筒壁带有微孔的反应圆筒，所述反应圆筒的侧壁上设有与所述第一纤维加料口对应的第二纤维加料口，所述反应圆筒由电机驱动，所述卧式反应釜的夹层的底部设有进液口，顶部设有出液口，所述加热单元的出液口通过出液管路与夹层的进液口连通，所述加热单元的回液口通过回液管路与夹层的出液口连通；所述卧式反应釜顶部设有进液口Ⅰ、进液口Ⅱ和出气口，底部设有出液口，所述进液口Ⅰ、进液口Ⅱ、出气口和出液口均与卧式反应釜的内部容腔相通，所述进液口Ⅰ与设置在所述卧式反应釜外部的溶剂储罐通过管路连通，所述进液口Ⅱ与设置在所述卧式反应釜外部的反应液储液罐连通，所述出气口与设置在所述卧式反应釜外部的两个并联的水浴尾气吸收装置连通；‑‑所述反应液储液罐包括相互连通的大储液罐和小储液罐，二者之间的连通管路上设置控制阀门；所述大储液罐底部的出液口通过管路与所述卧式反应釜顶部的进液口Ⅱ连通，所述卧式反应釜底部的出液口通过管路与所述大储液罐顶部的回液口连通，所述小储液罐底部设置水浴加热单元，顶部设置蒸汽出口，所述蒸汽出口通过管路与所述卧式反应釜顶部的进液口Ⅱ连通；‑‑所述耐高压密闭反应釜设置在所述制备系统的下游，包括加料口、进液口和出液口，所述加料口用以添加上游环节的纤维，所述进液口与设置在耐高压密闭反应釜外部的胺化剂储罐的出口连通，所述出液口与胺化剂储罐的回流口连通。...

【技术特征摘要】
1.一种强碱型离子交换纤维的制备系统，包括卧式反应釜、加热单元、溶剂储罐、反应液储液罐、水浴尾气吸收装置和耐高压密闭反应釜，其特征在于，--所述卧式反应釜侧壁设有可加热或冷却的夹层，底部设有可调节反应釜倾斜度的底座，顶部设有第一纤维加料口，内部设有可旋转并且筒壁带有微孔的反应圆筒，所述反应圆筒的侧壁上设有与所述第一纤维加料口对应的第二纤维加料口，所述反应圆筒由电机驱动，所述卧式反应釜的夹层的底部设有进液口，顶部设有出液口，所述加热单元的出液口通过出液管路与夹层的进液口连通，所述加热单元的回液口通过回液管路与夹层的出液口连通；所述卧式反应釜顶部设有进液口Ⅰ、进液口Ⅱ和出气口，底部设有出液口，所述进液口Ⅰ、进液口Ⅱ、出气口和出液口均与卧式反应釜的内部容腔相通，所述进液口Ⅰ与设置在所述卧式反应釜外部的溶剂储罐通过管路连通，所述进液口Ⅱ与设置在所述卧式反应釜外部的反应液储液罐连通，所述出气口与设置在所述卧式反应釜外部的两个并联的水浴尾气吸收装置连通；--所述反应液储液罐包括相互连通的大储液罐和小储液罐，二者之间的连通管路上设置控制阀门；所述大储液罐底部的出液口通过管路与所述卧式反应釜顶部的进液口Ⅱ连通，所述卧式反应釜底部的出液口通过管路与所述大储液罐顶部的回液口连通，所述小储液罐底部设置水浴加...

【专利技术属性】
技术研发人员：张本尚，杨明成，田青亮，陈超，樊红丽，赵梅红，张宏娜，刘树博，吕晓华，丁光伟，王万里，
申请(专利权)人：河南省科学院同位素研究所有限责任公司，
类型：新型
国别省市：河南;41