[发明专利]一种烷基季胺盐的水性生产方法及其生产设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种烷基季胺盐的水性生产方法及其生产设备。

背景技术

季胺盐作为一个表面活性剂，其在水溶液中很容易吸附在固液或固气界面上，因此被广泛应用在纺织、膨润土深加工等行业。季铵盐的生产工艺有好多种，但大多数工艺则以乙醇或是异丙醇等有机溶剂作为溶剂。此中类工艺因含有醇类，会大大提高产品使用后的的污水处理难题，即醇类溶剂的COD问题。有机溶剂类生产工艺对环境不友好，影响生态，因此限制了其使用。

中国专利CN101525295公告了“一种固体季铵盐的生产工艺”采用的是充满胺味的尿素作为其溶剂，也因为其残留的气味影响了其推广。中国专利CN102718660A公布了无有机溶剂的季铵盐生产方法，是可检索的季铵盐生产方法，不过此方法存在着生产周期长，反应率低的问题，其应用价值也有限。本工艺在以水为溶剂的工艺基础上，经过设备的改进，选用可以形成混合均相的特制反应釜，从常压反应到加压反应，大大缩短了反应周期，将实际反应率提高2倍以上。

在设备方面，中国专利ZL200610049660.4公开了一种有机粘土的生产方法，该方法提到了含量为10-30%的季铵盐水溶液生产工艺，反应温度65-75度，气压0.3MPa以下，反应产物浓度10-30%，气液相反应，适合低粘度物料，在滴落回到液相前反应，接触反应时间较短。该方法采用的是密闭的配有循环泵和喷淋装置或机械搅拌装置的反应釜来实现，但是其设备的构造限制了无溶剂型季铵盐含量的提高，仅能做到上限30%的含量。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的一个目的是提供一种烷基季胺盐的水性生产方法，本发明的另外一个目的是提供采用上述的方法的生产设备。本发明是一种清洁的生产工艺，同时能够是有机反应更快发生，提高了生产效率和产率。

为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种烷基季胺盐的水性生产方法，该方法包括以下的步骤：

1）将烷基化反应前的原料加入到反应釜，先低速搅拌均匀；

2）然后通入烷基化试剂，生成乳液后在0.1～0.8MPa的压力下，40～110℃的温度下开动高速搅拌，反应3～10小时即可完成；

所述的反应釜设置有搅拌浆，搅拌浆的主轴轴向设置有中孔，中孔位于反应釜液面上部设置有进气口，在搅拌浆的叶轮所处的位置设置有出气孔；所述的叶轮转动时使附近流体产生离心力，通过出气孔在中孔内产生负压区，通过进气口重新将聚集到釜内液面上部的气体吸入液体并均匀的分散开，形成连续不断的两相混合体系。

作为优选，所述的烷基化反应前的原料包括200～3500重量份工业用水，1～20份催化剂，0～250份的乳化剂，100～900份的叔胺；所述的烷基化试剂为10～300份。

作为优选，如用与产品相同的季铵盐作为乳化剂的，则不用另外加入该种乳化剂。

作为优选，所述的乳化剂为阳离子、阴离子、非离子或两性表面活性剂中的一种或多种混合。

作为优选，所述的催化剂为磷钨杂多酸、氢氧化钠和纯碱中的一种或多种混合。

作为优选，所述的叔胺为碳链C8～C18的烷基叔胺或/和烷基酯叔胺。

作为优选，所述的烷基化试剂为氯甲烷或碳酸二甲酯。

作为优选，所述的搅拌浆分别在反应釜底部和中部设置有叶轮，并在两个叶轮所处的位置设置有出气孔。

为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种烷基季胺盐的水性生产反应釜，该反应釜包括釜体和搅拌器，釜体外侧设置加热夹套，釜体上部设置有加料口和进气管，进气管连接至釜体底部，所述的搅拌器包括搅拌浆，搅拌浆的主轴轴向设置有中孔，中孔位于反应釜液面上部设置有进气口，在搅拌浆的叶轮所处的位置设置有出气孔；所述的叶轮转动时使附近流体产生离心力，通过出气孔在中孔内产生负压区，通过进气口重新将聚集到釜内液面上部的气体吸入液体并均匀的分散开，形成连续不断的两相混合体系。