一种用于氧气氧化法合成橡胶促进剂NS的化工反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于氧气氧化法合成橡胶促进剂NS的化工反应器，其包括反应釜、搅拌轴和在反应釜外设置的减速机，所述的反应釜整体外形呈上端口大、下端口小的梨形，所述的搅拌轴通过轴承安装在梨形反应釜内，在搅拌轴上设置有搅拌器；在梨形反应釜的顶部设置有进料口、氧气进口、泄爆口和人孔，在梨形反应釜的底部设置有放料口；在梨形反应釜内且在人孔外缘处设置一个环形挡流板。该反应器提高了氧气与固相、液相的接触面积，梨形反应器与同体积的普通高压反应釜相比，其汽液界面面积是使用普通高压反应釜的1.5倍，大大提升了反应效率；所述反应釜的梨形设计还保证了物料在放料过程中更易排出且排放干净无积料。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于氧气氧化法合成橡胶促进剂NS的化工反应器，属于精细化工

技术介绍
随着橡胶工业的发展，橡胶助剂的研究与生产越来越受到人们的重视。橡胶硫化促进剂NS (又称TBBS)，化学名称为N—叔丁基-2-苯骈噻唑次磺酰胺，是次磺酰胺类硫化促进剂的重要品种之一，兼有抗焦烧性和硫化速度快两大优点。用于天然橡胶、丁苯橡胶、 顺丁橡胶、异戊橡胶中，尤其适用于碱性较高的炉法炭黑胶料，活性大于目前广泛使用的促进剂CBS、NOBS等，变色及污染轻微，可替代含仲胺基的有致癌性可能的NOBS等，因其性能优良被称为“标准促进剂”。专利文件US 4182873，1980公开了一种N—叔丁基_2_苯骈噻唑次磺酰胺的制备方法，该技术采用氧气作为氧化剂，以醋酸铜作为催化剂，叔丁胺和M在反应器中反应380min后经过过滤烘干得到N—叔丁基-2-苯骈噻唑次磺酰胺，含量91%。专利文件EP0029718, 1981也公开了一种N—叔丁基-2-苯骈噻唑次磺酰胺的制备方法，该技术将M、叔丁胺和含有4%酞菁钴的活性炭进行搅拌混合后，通入氧气得到纯度为98%的N—叔丁基-2-苯骈噻唑次磺酰胺，收率可达96%。专利文件CN101735171A(200910228229)公开了一种制造N—叔丁基-2-苯骈噻唑次磺酰胺的方法，其特征在于，采用氧气作为氧化剂，氨水和硫酸铜作为催化剂，叔丁胺和M在高压釜中进行反应，合成促进剂NS( N—叔丁基-2-苯骈噻唑次磺酰胺)。在氧气氧化合成NS反应中，反应效率、以及安全性能是工业化进展最大的难题。由于该反应是固相、液相、气相三相反应，且属于界面反应，气液界面越大反应速度越快，气液界面越小反应速度越小，所以目前一般采用高压釜，将氧气通过压力渗透进液相内，提高氧气的利用率。
技术实现思路
针对以上的技术不足，本技术提供一种用于氧气氧化法合成促进剂NS的化工反应器。本技术的技术方案如下—种用于氧气氧化法合成橡胶促进剂NS的化工反应器，其包括反应釜、搅拌轴和在反应釜外设置的减速机，所述的反应釜整体外形呈上端口大、下端口小的梨形，所述的搅拌轴通过轴承安装在梨形反应釜内，在搅拌轴上设置有搅拌器；在梨形反应釜的顶部设置有进料口、氧气进口、泄爆口和人孔，在梨形反应釜的底部设置有放料口 ；在梨形反应釜内且在人孔外缘处设置一个环形挡流板。该反应器提高了氧气与固相、液相的接触面积，使固相、液相、气相三相充分结合，梨形反应器与同体积的普通高压反应釜相比，其汽液界面面积是使用普通高压反应釜的I. 5倍(按照O. 7的装料系数进行对比所得)，大大提升了反应效率；所述反应釜的梨形设计还保证了物料在放料过程中更易排出且排放干净无积料。在梨形反应釜内设置环形挡流板有两方面的作用，一是增加反应器在运行过程中物料的湍流，二是防止物料溅入搅拌内轴承，起到保护作用。所述梨形反应釜的容积为3000L，所述梨形反应釜内的最大横截面的直径为2000mmo所述环形挡流板的高度范围180-250mm。优选的，所述环形挡流板的高度为200mmo在搅拌轴上设置有三层搅拌器，自上而下分别为双层双斜叶搅拌器和推进式搅拌器。 所述搅拌轴通过磁力联轴器与反应釜外的减速机相连。此处采用磁力联轴器的优点将轴传递动力的动密封转化为静密封，实现动力的零泄漏传递；可避免振动传递，实现机器的平稳工作；主动件与被动件无刚性连接，具有过载保护功能；主动件与被动件之间有间隙，结构简单，维护方便；可实现直线、旋转、螺旋复合等动作，如位移或角度的二维、三维机械运动。在所述梨形反应釜的泄爆口上安装有大口径爆破片组件，所述大口径爆破片组件包括夹持器和在夹持器内安装的爆破片，所述爆破片爆破压力为5Mpa，所述爆破片口径范围是150-250mm。此处设计的优点在于，所述爆破片是从安全角度考虑，当系统发生爆炸时大口径爆破片能使压力短时间内释放完全，提高系统安全性。所述推进式搅拌器、双层双斜叶式搅拌器均为不锈钢材质。推进式搅拌器在搅拌轴底层使梨形反应釜中的物料在反应时温度均匀，还可以使反应中沉底的催化剂悬浮起来，使得反应更加充分；所述双斜叶式搅拌器在搅拌轴的中层和上层，在反应时能使中上层物料随斜叶大幅度转动，即在梨形反应釜中部形成漩涡，增大了汽液界面的面积，利于提高反应速率。所述的轴承为陶瓷轴承。所述陶瓷轴承中的轴承珠为陶瓷球材质，其他组件为不锈钢材质。此处设计有效的避免了全金属轴承摩擦起火带来的危险。本技术的优势在于I、利用本技术进行氧气氧化合成NS反应，该梨形反应器提高氧气与固相、液相的接触面积，使固相、液相、气相三相充分结合，同体积的梨形反应釜的反应界面面积是高压反应釜反应界面面积的I. 5倍，大大提升了反应效率。2、本技术在反应釜上封头人孔外缘设计有一环形挡流板，增加了反应器在运行过程中物料的湍流，且保护了轴承不被物料冲刷，延长了搅拌轴承的使用寿命。3、本技术中反应釜的梨形设计保证了物料在放料过程中更易排出且排放干净无积料。4、本技术通过增加搅拌层数和在不同料层采用不同的搅拌方式，增加气体(氧气)与液固两相的充分反应，确保生产使用的高效性及可操作性。附图说明图I是本技术的结构示意图；图2是本技术的俯视图；其中，I、磁力联轴器；2、防爆口 ；3、双斜叶搅拌器；4、双斜叶搅拌器；5、推进式搅拌器；6、放料口 ；7、环形挡流板；8、人孔；9、梨形反应釜；10、搅拌轴；11、梨形反应釜内的最大横截面的直径；其中a为氧气进口 ；b、c和d均为进料口。具体实施方式下面结合说明书附图和实施例对本技术做详细地说明，但不限于此。实施例I中所使用的原料M: 2 —巯基苯并噻唑，其市售品为固体粉末。实施例I、一种用于氧气氧化法合成橡胶促进剂NS的化工反应器，其包括反应釜、搅拌轴10 和在反应釜外设置的减速机，所述的反应釜整体外形呈上端口大、下端口小的梨形，所述的搅拌轴10通过轴承安装在梨形反应釜9内，在搅拌轴10上设置有搅拌器；在梨形反应釜9的顶部设置有进料口 b、c、d，氧气进口 a、泄爆口 2和人孔8，在梨形反应釜9的底部设置有放料口 6 ;在梨形反应釜9内且在人孔8外缘处设置一个环形挡流板7。所述梨形反应釜的容积为3000L，所述梨形反应釜内的最大横截面的直径11为2000mm ;所述环形挡流板7的高度为200mm。在搅拌轴10上设置有三层搅拌器，自上而下分别为双层双斜叶搅拌器3、4和推进式搅拌器5。所述搅拌轴10通过磁力联轴器I与反应釜外的减速机相连。在所述梨形反应釜9的泄爆口 2上安装有大口径爆破片组件，所述大口径爆破片组件包括夹持器和在夹持器内安装的爆破片，所述爆破片爆破压力为5Mpa，所述爆破片口径是200_。所述推进式搅拌器5、双层双斜叶式搅拌器3、4均为不锈钢材质。所述的轴承为陶瓷轴承。所述陶瓷轴承中的轴承珠为陶瓷球材质，其他组件为不锈钢材质。实施例I所述的化工反应器的工作过程如下I)向梨形反应釜9内加入M、叔丁胺和催化剂，关闭进料口 b、C、d和放料口 6 ；2)开启减速机带动三层搅拌器将梨形反应釜9内的物料分散均匀，利用向梨形反应釜9外侧的保温夹套内注入加热介质的方法，使梨形反应釜9内的温度上升至100°C ；3)开启氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于氧气氧化法合成橡胶促进剂NS的化工反应器，其包括反应釜、搅拌轴和在反应釜外设置的减速机，其特征在于，所述的反应釜整体外形为上端口大、下端口小，所述的搅拌轴通过轴承安装在反应釜内，在搅拌轴上设置有搅拌器；在反应釜的顶部设置有进料口、氧气进口、泄爆口和人孔，在反应釜的底部设置有放料口；在反应釜内且在人孔外缘处设置一个环形挡流板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜孟成，宋彦哲，
申请(专利权)人：山东阳谷华泰化工股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：