一种水解聚马来酸酐的连续化生产方法技术

本发明专利技术公开了一种水解聚马来酸的连续化生产方法。具体是将顺丁烯二酸酐、专用催化剂、去离子水、浓硫酸按照一定的质量比加入到混料釜，搅拌混合均匀备用；根据设定流速将混合后物料和双氧水同时连续泵入一级反应釜，待反应物料达到设定液位后自动溢流进入下一级串联反应釜，同时开启与此级反应釜连接的双氧水滴加泵，根据设定流速连续泵入双氧水，依次类推至最后一级串联反应釜，最后一级串联反应釜溢出物料经缓冲釜保温合格得水解聚马来酸酐成品。本发明专利技术采用连续化生产方法，有效利用了聚合反应热、提高了生产效率和设备利用率、产品质量稳定；易于实现自动化控制和规模化工业生产，生产过程安全、环保。

A Continuous Production Method of Hydrolyzed Polymaleic Anhydride

The invention discloses a continuous production method of hydrolyzed polymaleic acid. Specifically, maleic anhydride, special catalyst, deionized water and concentrated sulphuric acid are added to the mixing vessel according to a certain mass ratio, stirring and mixing uniformly for reserve; the mixed material and hydrogen peroxide are continuously pumped into the primary reactor at the same time according to the set flow rate, and the reactant will automatically overflow into the next cascade reactor after reaching the set liquid level, at the same time, the connection with the secondary reactor is opened. The hydrogen peroxide droplet pump continuously pumps hydrogen peroxide according to the set flow rate, and then analogizes to the last cascade reactor. The product of hydrolyzed polymaleic anhydride is obtained by insulating the spilled material from the last cascade reactor. The invention adopts continuous production method, effectively utilizes the heat of polymerization reaction, improves production efficiency and equipment utilization ratio, and stabilizes product quality; it is easy to realize automatic control and large-scale industrial production, and the production process is safe and environmentally friendly.

【技术实现步骤摘要】
一种水解聚马来酸酐的连续化生产方法
本专利技术属于有机化工领域，具体涉及一种水处理剂水解聚马来酸酐的连续化生产方法。
技术介绍
水解马来酸酐(HPMA)是一种原料易得，性能优良，多用途的绿色环保水处理剂，有较高热稳定性，可在较高温度下使用。HPMA具有晶格畸变和阈值效应两种作用，有分散碳酸钙、磷酸钙微晶的效能及良好的抑制水垢生成和剥离老垢作用。可与锌盐复配使用，由于协同效应，不但有阻垢作用，还有优良的缓蚀作用，无毒，被广泛应用于循环冷却水、锅炉用水、油田注水、工业用水的处理等方面。上世纪60年代初由J.Polymer.Sci.和Makromol.Chem.首次分别提出可以通过紫外光照射和/或通过有机氧化物引发MA发生均聚，经水解制得水解聚马来酸酐（HPMA）。上世纪70年代初由瑞士Ciba-Geigy公司首先将HPMA工业化，作为缓蚀阻垢剂用于冷却水处理，之后应用于海水淡化和锅炉水处理，扩大至洗涤剂及油田水处理等领域。我国对水解聚马来酸酐的生产研究始于上世纪80年代，多以如苯、二甲苯等有机溶剂为反应介质，利用过氧化苯甲酰引发顺丁烯二酸酐单体先聚合，再水解的生产工艺。该工艺生产周期长、能耗高、产品溴值高、残留单体含量高、存放易分层、操作复杂、环境污染大、生产成本高。随着社会的发展和人们环保意识的日渐增强，以水代替有机溶剂的合成水解聚马来酸酐的生产方法一直成为人们研究的重点，并取得了一定的成就。但是，对比目前现有的生产合成工艺，无论是以有机溶剂还是水相为反应介质，传统的生产方法多采用间歇式单釜生产，产品收率低、生产周期长，大大限制产能规模化提升；同时，单釜式生产容易造成产品批次间质量和性能的不稳定；同时顺丁烯二酸酐聚合过程属于放热反应过程，一旦反应开始，单釜式间歇生产需要在反应釜夹层不断通水降温，大量反应热不能有效的得到回收利用，造成能源浪费的同时，耗能量也会增加。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种水处理剂水解聚马来酸连续化生产方法，具体是通过如下方法实现的：（1）将马来酸酐、聚马来酸专用催化剂、去离子水、浓硫酸打入到混料釜并搅拌混合均匀，将双氧水打入到双氧水储罐中，备用；（2）将混合好的物料经泵打入第一级反应釜，双氧水经泵打入到各级反应釜进行回流反应；（3）待物料到达反应釜设定液位后由溢料口经管道进入下一级反应釜继续反应；反应完全后打入成品储罐。其中，所述的所有反应釜均安装有搅拌、温度计，且均带有溢料口，溢料口位置大约在反应釜体积的2/3处。其中，所述的该工艺反应釜级数为4~12级，其中优选6~10级。其中，所述的该工艺方法合成聚马来酸产品质量以溴值为判断标准，其合格标准为溴值≤50mg/g。其中，所述的步骤（1）中马来酸酐为液态，混料釜温度为50~60℃。其中，所述的步骤（1）中双氧水质量百分数为20~50%。其中，所述的步骤（1）中马来酸酐、聚马来酸专用催化剂、去离子水、浓硫酸的质量比为1000：0.04~0.1：500~1000：50，其中优选1000：0.05~0.08：500~700：50。其中，所述的步骤（2）中混合物料经泵打入第一级反应釜的流量为500~1500kg/h。其中，所述的步骤（2）中双氧水滴加级数为4~12级，其中优选6~8级，且双氧水滴加流量逐级递减。其中，所述的步骤（2）中回流反应温度为104~120℃。由于原料顺丁烯二酸酐自身空间位阻较大，聚合时间相对其他单体较长，本专利技术中将一定数量的带有溢料口的聚合反应釜首尾串联在一起，根据既定的串联聚合反应釜的级数，通过调控物料进料的速度间接控制物料发生聚合反应的时间。本专利技术的有益作用：（1）本专利技术采用反应釜多级串联实现了水解聚马来酸酐的的连续化生产，该方法易于实现自动化控制、提高生产效率及设备利用率；（2）该方法生产产品质量稳定，溴值＜50mg/g；（3）实现聚合反应热的有效回收利用、降低生产能耗、安全环保。具体实施例为了更进一步的阐述本专利技术的实质性内容，结合具体实施例进行说明，需要解释的是，本
技术实现思路
包括但不仅仅局限于以下实施例。实施例1（1）将液态顺丁烯二酸酐、聚马来酸专用催化剂、去离子水、浓硫酸按质量比为1000：0.06：500：50的比例打入到釜温为58℃的混料釜中，并搅拌混合均匀后备用；将计量好的质量分数为27.5%的双氧水打入到双氧水储罐中备用；串联反应釜级数设置为10级；（2）将混合好的物料及双氧水经泵及流量计打入到第一级反应釜，其中混合物料流量为1200kg/h，双氧水流量为117kg/h，待反应物料达到设定液位后自动溢流进入下一级串联反应釜，同时开启与此级反应釜连接的双氧水滴加泵，其中2~10级串联反应釜双氧水流量分别为：102kg/h、90kg/h、80kg/h、70kg/h、60kg/h、54kg/h、45kg/h、33kg/h、17kg/h；（3）最后一级串联反应釜溢出物料经缓冲釜保温合格得水解聚马来酸酐成品，其中反应温度约为108~120℃。经检测化验该工艺条件下合成聚马来酸产品溴值为23mg/g，产品收率为95.4%。实施例2（1）将固态顺丁烯二酸酐、聚马来酸专用催化剂、去离子水、浓硫酸按质量比为1000：0.07：700：50的比例打入到混料釜提温至55℃，并搅拌混合均匀后备用；将质量分数为30%的双氧水打入到双氧水储罐中备用；串联反应釜级数设置为8级；（2）将混合好的物料及双氧水经泵及流量计打入到第一级反应釜，其中混合物料流量为1100kg/h，双氧水流量为120kg/h，待反应物料达到设定液位后自动溢流进入下一级串联反应釜，同时开启与此级反应釜连接的双氧水滴加泵，其中2~8级串联反应釜双氧水流量分别为：110kg/h、95kg/h、80kg/h、70kg/h、60kg/h、55kg/h、45kg/h；（3）最后一级串联反应釜溢出物料经缓冲釜保温合格得水解聚马来酸酐成品，其中反应温度约为105~115℃。经检测化验该工艺条件下合成聚马来酸产品溴值为35mg/g，产品收率为95.8%。实施例3（1）将液态顺丁烯二酸酐、聚马来酸专用催化剂、去离子水、浓硫酸按质量比为1000：0.07：850：50的比例打入到釜温为60℃的混料釜中并搅拌混合均匀后备用；将质量分数为35%的双氧水打入到双氧水储罐中备用；反应釜级数设置为6级；（2）将混合好的物料及双氧水经泵及流量计打入到第一级反应釜，其中混合物料流量为950kg/h，双氧水流量为150kg/h，待反应物料达到设定液位后自动溢流进入下一级串联反应釜，同时开启与此级反应釜连接的双氧水滴加泵，其中2~8级串联反应釜双氧水流量分别为：130kg/h、110kg/h、85kg/h、70kg/h、65kg/h；（3）最后一级串联反应釜溢出物料经缓冲釜保温合格得水解聚马来酸酐成品，其中反应温度约为104~110℃。经检测该工艺条件下合成聚马来酸产品溴值为27mg/g，产品收率为95.1%。实施例4（1）将液态顺丁烯二酸酐、聚马来酸专用催化剂、去离子水、浓硫酸按质量比为1000：0.08：1000：50的比例打入到釜温为65℃的混料釜中并搅拌混合均匀后备用；将质量分数为50%的双氧水打入到双氧水储罐中备用；串联反应釜级数设置为10级；（2）将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水处理剂水解聚马来酸的连续化生产工艺，具体包括如下操作内容：（1） 将顺丁烯二酸酐、专用催化剂、去离子水、浓硫酸加入到混料釜，搅拌混合均匀备用，顺丁烯二酸酐：专用催化剂：去离子水：浓硫酸的质量比为1000：0.04~0.1：500~1000：50，其中优选1000：0.05~0.08：500~700：40~60；（2）将质量分数为25~50%的双氧水打入双氧水储罐备用；（3）将混合后的物料和双氧水同时泵入一级反应釜，加热升温100~120℃；待反应物料达到设定液位后自动溢流进入下一级串联反应釜，同时开启与此级反应釜连接的双氧水滴加泵，根据设定流速连续泵入双氧水，依次类推至最后一级串联反应釜；（4）最后一级串联反应釜溢出物料经缓冲釜保温合格得水解聚马来酸酐成品。

【技术特征摘要】
1.一种水处理剂水解聚马来酸的连续化生产工艺，具体包括如下操作内容：（1）将顺丁烯二酸酐、专用催化剂、去离子水、浓硫酸加入到混料釜，搅拌混合均匀备用，顺丁烯二酸酐：专用催化剂：去离子水：浓硫酸的质量比为1000：0.04~0.1：500~1000：50，其中优选1000：0.05~0.08：500~700：40~60；（2）将质量分数为25~50%的双氧水打入双氧水储罐备用；（3）将混合后的物料和双氧水同时泵入一级反应釜，加热升温100~120℃；待反应物料达到设定液位后自动溢流进入下一级串联反应釜，同时开启与此级反应釜连接的双氧水滴加泵，根据设定流速连续泵入双氧水，依次类推至最后一级串联反应釜；（4）最后一级串联反应釜溢出物料经缓冲釜保温合格得水解聚马来酸酐成品。2.根据权利要求1所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：程终发，陆久田，申义驰，赵开源，李鹏飞，王宁宁，林胜涛，齐晓婧，
申请(专利权)人：山东泰和水处理科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37