[实用新型]一种烷基季胺盐的水性生产反应釜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种烷基季胺盐的水性生产反应釜。

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。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。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。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。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，本实用新型的目的是提供一种烷基季胺盐的水性生产设备。该设备提供了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。

为了实现上述的目的，本实用新型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，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。

作为优选，所述的搅拌浆分别在反应釜底部和中部设置有轴流浆和叶轮，并在轴流浆和叶轮所处的位置设置有出气孔。

作为优选，所述的主轴采用柔性轴。

作为优选，该反应釜还包括进气管，进气管连接至釜体底部。

本发明的反应釜用于生产以叔胺为原料，水为溶剂，合适的催化剂，通入氯甲烷为烷基化试剂，可制成季胺盐含量为20%-90%的水溶液。此水溶液也可进一步烘干，做成粉末状的固体。此设备有低速和高速两档速度可以调节。当调到高速档时，叶轮对搅拌器内部形成负压区，重新将聚集到釜内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；可大幅度提高气含率和气液两相的接触面积。本发明的设备能将含量上限提高到90%，本设备用来生产无溶剂型季铵盐，不仅提高了活性物含量，而且加快了反应速率。制成的季铵盐可进一步进行烘干粉碎处理，做成粉体或白色固体，方便运输和使用。

本实用新型的合成原理是，水虽然不能很好地与主要原料叔胺及烷基化剂相溶，但一但生成乳液，叔胺与烷基化剂在催化剂的作用下，能在乳粒内的微观环境中反应生成季铵盐，并从乳粒中迁移继而溶解在乳粒外的水中，季铵盐的迁移和溶解于水中的过程，也是一个不断打破乳粒内季铵盐生成反应平衡的过程，促进加快季铵盐的生成、迁移和溶解的进程，产品生产效率高。在这个反应过程中，水有三次功能转换，从开始的作催化剂的溶剂转换成乳液的连续相到最后转换成季铵盐的溶剂。

叔胺与氯甲烷的季铵化反应遵循 SN2（双分子亲核取代）反应机理，叔胺 N 原子上的孤对电子可作为亲核试剂进攻氯甲烷的甲基基团生成季铵盐，反应过程不仅与季铵化试剂的活性有关，而且还受反应溶剂、反应条件、亲核试剂空间位阻等因素的影响。其反应方程式见下。