[发明专利]一种低温干法连续化生产硬脂酸盐的工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续化生产硬脂酸盐的工艺及装置，尤其是低温干法连续化生产硬脂酸盐的工艺及装置。

背景技术

硬脂酸盐是一种重要的基础化工原料，主要作为聚乙烯、聚丙烯等高分子材料加工的热稳定剂，另又用作润滑剂，脱模剂，打光剂，催干剂，防水剂，医药剂，化妆品配料等，应用领域非常广泛。

国内外制备硬脂酸盐主要工艺有复分解法、水相一步法、干法三种。复分解法工艺为硬脂酸与碱液反应生成皂，然后加金属无机盐进行复分解反应生成不溶于水的硬脂酸盐，再经压滤、干燥得到成品；生产1吨硬脂酸盐需要10吨以上的水，产生的废水中含有大量的无机盐；整个工艺过程复杂，生产效率低下，能耗大，产品水分高，三废多。水相一步法工艺为硬脂酸与金属的氧化物或氢氧化物在催化剂的催化下，直接反应生成硬脂酸盐，再经压滤、干燥得到成品；生产1吨硬脂酸盐需要5吨以上的水，产物中水分含量在50%左右，需进行进一步烘干，能耗仍偏大。

干法生产工艺是指将硬脂酸及金属氧化物或氢氧化物，在小于5%（以产物量计）甚至不加水的条件下，直接反应得到硬脂酸盐。该法得到的硬脂酸盐无需通过干燥，直接粉碎后，即可得到成品。工艺流程简单，原料处理总量低，无废料产生，不污染环境，能耗少的优点。

干法生产工艺目前主要分为高温熔融法及低温干法。高温熔融法是将硬脂酸及金属氧化物或氢氧化物在相应的硬脂酸盐熔点以上进行反应，如CN102260159A公开了一种熔融法生产硬脂酸锌的工艺，整个反应过程在150~180℃下进行，生成的硬脂酸锌呈液态，混合效果好，反应完全。但该法存在产品色泽深，能耗相对较高的缺点。

低温干法是将硬脂酸及金属氧化物或氢氧化物在相应的硬脂酸盐熔点以下，硬脂酸熔点以上进行反应。反应后期，随着硬脂酸盐的生成（属于固相反应），包裹现象严重，因此需要特定反应装置的对硬脂酸盐固体进行反复的高速剪切、挤压、捏合等手段，使反应充分。

如CN101607882A采用一种双桨反向高速剪切搅拌的反应器，对物料进行高速剪切搅拌以使反应完全；CN101045681B则在反应器后采用一种同向双螺杆反应器，对物料进行强烈混合、捏合并升温，使物料熔融后充分接触使得反应完全。这些工艺均存在设备要求高，混合效果差，单次生成产量低、批次间质量不稳定等不足。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种低温干法生产硬脂酸盐的工艺及装置，所提供的生产工艺具有可连续化生产、产品品质稳定、生产效率高的特点；所提供的装置具有结构简单、制造方便容易的特点。

本发明提供的技术方案是：一种低温干法连续化生产硬脂酸盐的工艺，按以下步骤进行：

50-120℃的液体硬脂酸与金属氧化物或氢氧化物按2.0∶1.0～1.1摩尔比分别进入一预混装置，初步打浆混合后进入均质系统，并在均质系统中按硬脂酸重量的0.1～5％比例加入引发剂；物料在均质系统内充分乳化分散反应10-3000s后，进入集料器老化，再经粉碎即可得到成品硬脂酸盐。

所述引发剂为水、盐酸、硫酸、甲酸、乙酸、氨水、过氧化钾、过氧化钠或双氧水中的任一种或两种以上任意比例的混合物。

所述的氢氧化物为氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化锌、氢氧化铅或氢氧化镁中的任一种或两种以上任意比例的混合物。所述金属氧化物为氧化钙、氧化锌、氧化钡、氧化铅或氧化镁中的任一种或两种以上任意比例的混合物。

所述液体硬脂酸温度为60-80℃。

一种低温干法连续化生产硬脂酸盐的装置，其特征在于该装置中：通过管道接通硬脂酸入口的硬脂酸计量装置，与通过管道接通金属氧化物或氢氧化物入口的金属氧化物或氢氧化物计量装置，并联后依次接通预混装置、均质系统以及硬脂酸盐出口，引发剂入口也接入均质系统。

所述均质系统包括一卧式布置且分别制有物料入口、引发剂入口及物料出口的圆柱形反应容器、一与反应容器同轴布置且对反应容器内物料进行搅拌的搅拌机构以及驱动搅拌机构的传动机构。

所述搅拌机构包括一穿越反应容器且与反应容器同轴布置的搅拌轴、位于反应容器内且均布在搅拌轴圆周表面的多个搅拌叶片以及固定在反应容器内壁的若干个挡板。

所述搅拌叶片的一端固定在搅拌轴上，另一端往外径方向伸展；搅拌叶片还绕其两端倾斜一定角度，形成推动物料沿反应容器轴线移动的驱动面。

所述的挡板为安装在相邻两个挡板之间的环形平板，该平板的外圆周边沿固定在反应容器内壁上，内圆周边沿往反应容器内径方向伸展。

所述硬脂酸计量装置为流量计或计量泵。