一种聚乙烯基吡咯烷酮的低成本及环保合成方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及聚乙烯基吡咯烷酮合成技术领域，公开了一种聚乙烯基吡咯烷酮的低成本及环保合成方法及装置，包括分散剂、分散介质、乙醇、单体NVP和引发剂，将氮气充入反应溶液中，并循环使用。本发明专利技术自动化程度高，降低了反应温度，减少了能量消耗；本发明专利技术在整个反应过程中将氮气从反应溶液加入，使反应溶液与氮气更加充分接触，搅拌效率高，进一步加快了反应效率，缩短了反应时间，降低了生产成本，更加环保。保。保。

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯基吡咯烷酮的低成本及环保合成方法及装置


[0001]本专利技术涉及聚乙烯基吡咯烷酮合成
，具体涉及一种聚乙烯基吡咯烷酮的低成本及环保合成方法及装置。

技术介绍

[0002]聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）具有水溶性高分子化合物的一般性质，如胶体保护作用、成膜性、黏结性、吸湿性、增溶或凝聚作用、与某些化合物的配位能力等。PVP单体结构中，形成链和吡咯烷酮环的亚甲基是非极性基团，具有疏水性，分子中的内酰胺是强极性基团，具有亲水作用。同时，具有偶极矩的酸胺基团的两端所处的环境也不相同。氧原子的一端是裸露的，而含氮原子的一端则处于甲基和亚甲基的包围之中。PVP的这种分子结构使其带有表面活性，这种结构特征使PVP能溶于水和许多有机溶剂，如烷烃、醇、羧酸、胺、氯化烃等，具有良好的溶解性、生物兼容性、低毒性、成膜性、高分子表面活性、胶体保护能力、与其他化合物络合的良好能力以及对盐、酸及热的稳定性。已作为模板应用于纳米颗粒的制备中，并被广泛地用于医药、日用化学品、食品加工、纺织工业、感光材料和电子工业等众多领域。目前，从绿色可持续发展的角度出发，需要进一步降低PVP生产过程中对能量的消耗，提高生产反应效率和自动化程度，降低成本和能耗可有助于推进PVP的绿色生产和发展。

技术实现思路

[0003]基于以上问题，本专利技术提供一种聚乙烯基吡咯烷酮的低成本及环保合成方法及装置，本专利技术可加快合成聚乙烯基吡咯烷酮，自动化程度高。
[0004]为解决以上技术问题，本专利技术提供了一种聚乙烯基吡咯烷酮的低成本及环保合成装置，包括搅拌反应箱，所述搅拌反应箱包括箱体，所述箱体内设有穿过箱体的顶部的反应槽，所述箱体的顶部设有盖子，所述箱体内设有位于反应槽底部的加热装置，所述盖子设有穿过盖子的厚度方向的加料孔，所述加料孔设有塞子；所述盖子的底面设有可沿着箱体的长度方向来回移动的移动板一，所述移动板一的两侧均设有水平设置的皮带传输组件，所述皮带传输组件包括两个皮带轮和皮带，所述皮带面向移动板一的一面设有沿皮带的传动方向设置的齿条一，所述移动板一面向两侧的皮带的两面均设有与齿条一啮合的齿条二，所述皮带轮的顶部设有与盖子的底部相连的连接杆；所述皮带传输组件背离移动板一的一侧设有可沿箱体的长度方向来回移动的移动板二，所述移动板二的底部设有竖直设置且可相对移动板二在水平面转动的竖直气管，所述竖直气管的底部设有位于反应槽的底部且水平设置的水平气管，所述竖直气管的顶端的侧壁设有与竖直气管连通的硬质连接管一，当一侧的所述水平气管沿箱体的长度方向设置时，另一侧的所述水平气管沿箱体的宽度方向设置且水平气管远离竖直气管的一端朝向箱体的中心；所述竖直气管的顶端的侧壁还设有水平设置且弧度为90
°
的扇形的随动板，所述随动板面向皮带传输组件的一面设有与齿条一啮合且沿随动板的弧形方向设置的齿条三；所述移动板一的底部设有搅拌组件，所述箱体的外侧壁设有储气箱，所述储气箱的顶部设有气泵一，所述气泵一的底部设有伸入储气
箱内的进气管一，所述气泵一的顶部设有伸入反应槽内的出气管一，所述出气管一与硬质连接管一之间设有伸缩气管；所述反应槽的内侧壁的顶端设有出气孔，所述出气孔穿过箱体的外侧壁的一端设有进气管二，所述储气箱的底端设有气泵二，所述气泵二面向储气箱的一端设有伸入储气箱的底部的出气管二，所述气泵二背离出气管二的一端设有进气管三，所述进气管二与进气管三可拆卸连接。
[0005]进一步的，所述移动板一设有穿过移动板一且与移动板一螺纹旋接且沿箱体的长度方向设置的螺纹杆一，所述螺纹杆一的一端设有顶部与盖子的底部相连的旋转电机一，所述移动板一还设有与螺纹杆一平行设置且一端与旋转电机一相连的限位杆一，所述限位杆一穿过移动板一且可相对移动板一移动。
[0006]进一步的，所述移动板二设有穿过移动板二且与移动板二螺纹旋接且沿箱体的长度方向设置的螺纹杆二，所述螺纹杆二的一端设有顶部与盖子的底部相连的旋转电机二，所述移动板二还设有与螺纹杆二平行设置且一端与旋转电机二相连的限位杆二，所述限位杆二穿过移动板二且可相对移动板二移动。
[0007]进一步的，所述竖直气管的顶部设有伸入移动板二的底部的连接块，所述连接块的顶部设有位于移动板二内且横截面面积大于连接块的横截面面积的转板，所述转板的中心、竖直气管的中心和连接块的中心位于同一垂直线上。
[0008]进一步的，所述进气管二与进气管三螺纹旋接。
[0009]进一步的，所述搅拌组件包括竖直设置且顶部与移动板一的底部相连的支撑柱，所述支撑柱面向两个竖直气管的两侧均设有竖直设置的拍板，所述拍板与支撑柱活动连接，所述拍板可围绕支撑柱的圆周方向转动，所述拍板靠近支撑柱的一端和远离支撑柱的一端均设有穿孔，所述支撑柱的侧壁设有四块挡板，两个所述拍板分别位于两个挡板之间，两个所述拍板之间的两个挡板之间的夹角为90
°
。
[0010]进一步的，所述拍板靠近支撑柱的一端设有多个沿拍板的高度方向等距设置的活动孔，每个所述活动孔对应的支撑柱处均设有穿过活动孔的圆弧形杆，所述拍板可相对圆弧形杆活动。
[0011]为解决以上技术问题，本专利技术还提供了聚乙烯基吡咯烷酮的低成本及环保合成方法，具体如下：通过加料孔向反应槽内加入分散剂P
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5040和分散介质乙酸乙酯，其中分散剂P
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5040和分散介质乙酸乙酯的质量比为1：140，之后促使移动板一和移动板二移动，移动板一的移动速度快于移动板二的移动速度，移动板一移动时带动皮带转动，皮带转动时带动随动板转动，从而带动竖直气管转动，而移动板二又会带动竖直气管沿箱体的长度方向移动，此时两侧的竖直气管朝相反的方向移动；之后开启加热装置，将反应槽内的温度升高至60℃，待分散剂P
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5040和分散介质乙酸乙酯溶解之后，将进气管二与进气管三拆开，开启气泵一，气泵一朝水平气管内充入氮气，氮气经由溶解之后的液体的底面充入，氮气从分散剂的底部冒出至分散剂液面之上的反应槽内，将反应槽内的空气从出气孔和进气管二赶出箱体，待箱体内的空气被排尽之后，将进气管二和进气管三连接，经加料孔向反应槽内加入乙醇，分散剂P
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5040和乙醇的质量比为1：45，随后开启气泵二，使氮气在箱体内循环，然后打开塞子，经加料孔向反应槽内加入单体NVP和引发剂AIBN，分散剂P
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5040与单体NVP的质量比为1：50，单体NVP和引发剂AIBN的质量比为100：1，在氮气氛围下搅拌反应2h后，再经加料孔向反应槽内加入碳酸氢钠，碳酸氢钠与引发剂AIBN的质量比为1：1，在氮气氛围下继续搅
拌反应1
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2h后，将反应槽内的反应产物取出过滤，真空干燥后得聚乙烯基吡咯烷酮。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术自动化程度高，降低了反应温度，减少了能量消耗；本专利技术在整个反应过程中将氮气从反应溶液加入，使反应溶液与氮气更加充分接触，搅拌效率高，进一步加快了反应效率，缩短了反应时间，降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯基吡咯烷酮的低成本及环保合成装置，其特征在于，包括搅拌反应箱，所述搅拌反应箱包括箱体(1)，所述箱体(1)内设有穿过箱体(1)的顶部的反应槽(2)，所述箱体(1)的顶部设有盖子(3)，所述箱体(1)内设有位于反应槽(2)底部的加热装置(4)，所述盖子(3)设有穿过盖子(3)的厚度方向的加料孔(5)，所述加料孔(5)设有塞子(6)；所述盖子(3)的底面设有可沿着箱体(1)的长度方向来回移动的移动板一(7)，所述移动板一(7)的两侧均设有水平设置的皮带传输组件，所述皮带传输组件包括两个皮带轮(8)和皮带(9)，所述皮带(9)面向移动板一(7)的一面设有沿皮带(9)的传动方向设置的齿条一，所述移动板一(7)面向两侧的皮带(9)的两面均设有与齿条一啮合的齿条二，所述皮带轮(8)的顶部设有与盖子(3)的底部相连的连接杆(10)；所述皮带传输组件背离移动板一(7)的一侧设有可沿箱体(1)的长度方向来回移动的移动板二(11)，所述移动板二(11)的底部设有竖直设置且可相对移动板二(11)在水平面转动的竖直气管(12)，所述竖直气管(12)的底部设有位于反应槽(2)的底部且水平设置的水平气管(13)，所述竖直气管(12)的顶端的侧壁设有与竖直气管(12)连通的硬质连接管一(14)，当一侧的所述水平气管(13)沿箱体(1)的长度方向设置时，另一侧的所述水平气管(13)沿箱体(1)的宽度方向设置且水平气管(13)远离竖直气管(12)的一端朝向箱体(1)的中心；所述竖直气管(12)的顶端的侧壁还设有水平设置且弧度为90
°
的扇形的随动板(15)，所述随动板(15)面向皮带传输组件的一面设有与齿条一啮合且沿随动板(15)的弧形方向设置的齿条三；所述移动板一(7)的底部设有搅拌组件，所述箱体(1)的外侧壁设有储气箱(16)，所述储气箱(16)的顶部设有气泵一(17)，所述气泵一(17)的底部设有伸入储气箱(16)内的进气管一(18)，所述气泵一(17)的顶部设有伸入反应槽(2)内的出气管一(19)，所述出气管一(19)与硬质连接管一(14)之间设有伸缩气管(20)；所述反应槽(2)的内侧壁的顶端设有出气孔(21)，所述出气孔(21)穿过箱体(1)的外侧壁的一端设有进气管二(22)，所述储气箱(16)的底端设有气泵二，所述气泵二面向储气箱(16)的一端设有伸入储气箱(16)的底部的出气管二(38)，所述气泵二背离出气管二(38)的一端设有进气管三(23)，所述进气管二(22)与进气管三(23)可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯基吡咯烷酮的低成本及环保合成装置，其特征在于，所述移动板一(7)设有穿过移动板一(7)且与移动板一(7)螺纹旋接且沿箱体(1)的长度方向设置的螺纹杆一(24)，所述螺纹杆一(24)的一端设有顶部与盖子(3)的底部相连的旋转电机一(25)，所述移动板一(7)还设有与螺纹杆一(24)平行设置且一端与旋转电机一(25)相连的限位杆一(26)，所述限位杆一(26)穿过移动板一(7)且可相对移动板一(7)移动。3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯基吡咯烷酮的低成本及环保合成装置，其特征在于，所述移动板二(11)设有穿过移动板二(11)且与移动板二(11)螺纹旋接且沿箱体(1)的长度方向设置的螺纹杆二(27)，所述螺纹杆二(27)的一端设有顶部与盖子(3)的底部相连的旋转电机二(28)，所述移动板二(11)还设有与螺纹杆二(27)平行设置且一端与旋转电机二(28)相连的限位杆二(29)，所述限位杆二(29)穿过移动板二(11)且可相对移动板二(11)移动。4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯基吡咯烷酮的低成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，刘同岩，朱文路，杜强，
申请(专利权)人：山东亿科化学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：