[实用新型]一种用于氧气氧化法合成橡胶促进剂NS的化工反应器

说明书

技术领域

本实用新型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，属于精细化工技术领域。

背景技术

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,该实用新型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，该实用新型将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。

发明内容

针对以上的技术不足，本实用新型提供一种用于氧气氧化法合成促进剂NS的化工反应器。

本实用新型的技术方案如下：

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，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1.5倍（按照0.7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2000mm。

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200mm。

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。