反应物料的加入设备和加入方法

摘要

本发明提供一种反应物料的加入设备和加入方法，所述加入设备包括：进料部，用于盛装所述反应物料，所述进料部的下端为锥形部分；投料口，设置于所述进料部的上端；圆形开口，设置于所述锥形部分的下端；球珠，所述球珠卡设于所述圆形开口内且所述球珠的直径大于所述圆形开口的直径；气体通入管路，所述气体通入管路包括气体置换管路和气体吹入管路，所述气体置换管路连接至所述进料部的侧壁内侧，所述气体吹入管路连接至所述圆形开口的内侧且所述气体吹入管路的气体出口对准所述球珠；以及气体排出管路。本发明的加入设备能保证反应物料与反应釜的连通处于气体保护状态，同时将进料部中的反应物料和反应釜隔绝。

说明书

技术领域

本发明涉及化工设备领域，特别涉及一种反应物料的加入设备和加入方法。

背景技术

化学反应中经常需要添加反应物料，但一些反应物料对加入条件有严格的要求，例如，烷氧基化反应是在酸性或碱性催化剂存在下，使环氧乙烷或环氧丙烷与含有活泼氢的物质发生开环聚合的反应。

按催化剂的性质可分为酸性、强碱性以及碱土金属催化剂三类，其中，强碱性催化剂因为其链增长反应快、原料易得而广泛使用。目前工业上采用的强碱性烷氧基化催化剂如NaOH、KOH、NaH、CH₃ONa、C₂H₅ONa或金属Na等。这些催化剂虽然效果好，但是在加入过程中，容易与水、氧气、起始剂蒸气等起反应，不仅给加入人员造成很大不便，还可能会导致燃烧、爆炸等事故的发生。

发明内容

为解决上述技术问题，发明人经过长期的深入研究，提出一种反应物料的加入设备和加入方法，从而在化学反应中将反应物料安全地加入反应釜中。

一方面，本发明提供一种反应物料的加入设备，所述加入设备包括：

进料部，用于盛装所述反应物料，所述进料部的下端为锥形部分；

投料口，设置于所述进料部的上端；

圆形开口，设置于所述锥形部分的下端；

球珠，所述球珠卡设于所述圆形开口内且所述球珠的直径大于所述圆形开口的直径；

气体通入管路，所述气体通入管路包括气体置换管路和气体吹入管路，所述气体置换管路连接至所述进料部的侧壁内侧，所述气体吹入管路连接至所述圆形开口的内侧且所述气体吹入管路的气体出口对准所述球珠；以及

气体排出管路。

在本发明的加入设备的一个实施方式中，所述气体吹入管路的气体出口设置在所述球珠的中心水平面的下方。

在本发明的加入设备的另一个实施方式中，所述气体置换管路连接至所述进料部的中下部的侧壁内侧。

在本发明的加入设备的另一个实施方式中，所述气体排出管路设置于所述进料部的上端。

在本发明的加入设备的另一个实施方式中，所述投料口具有一盖板，所述盖板为一玻璃视镜。

在本发明的加入设备的另一个实施方式中，所述进料部、所述圆形开口和所述球珠的材质均为聚四氟乙烯。

另一方面，本发明提供一种反应物料的加入方法，利用上述加入设备来加入反应物料，所述方法包括：

打开所述气体置换管路，向所述进料部内通入惰性气体，之后关闭所述气体置换管路，打开所述气体排出管路，将所述惰性气体排出；

通过所述投料口加入反应物料；以及

打开所述气体吹入管路，吹动所述球珠，带动所述反应物料从所述进料部中流出。

在本发明的加入方法的一个实施方式中，所述惰性气体为氮气。

在本发明的加入方法的另一个实施方式中，所述反应物料为烷氧基化反应用催化剂。

在本发明的加入方法的另一个实施方式中，所述反应物料选自NaOH、KOH、NaH、CH₃ONa、C₂H₅ONa、金属Na或其任意组合。

与现有技术相比，本发明的加入设备和加入方法可以在气体置换之后将反应需要的反应物料一次性加入到上述加入设备中，气体流吹动球珠转动，使反应物料下料，既能将反应物料吹扫干净，又能保证反应物料与下方的反应釜的连通始终处于气体保护状态，同时由于球珠是在转动时下料，将进料部中的反应物料和反应釜隔绝，避免了反应物料与水、氧气或起始剂蒸气的接触，避免事故的发生。

附图说明

图1为本发明的加入设备的一个实施方式的结构示意图；

图2为本发明的加入设备的一个实施方式的局部结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1：球珠

2：进料部

3：锥形部分

4：圆形开口

5：气体通入管路

6：气体置换管路

7：气体吹入管路

8：气体排出管路

9：投料口

10：盖板

11：气体通入管路控制阀

12：气体置换管路控制阀

13：气体吹入管路控制阀

14：气体排出管路控制阀

具体实施方式

下面根据具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。本发明的保护范围不限于以下实施例，列举这些实例仅出于示例性目的而不以任何方式限制本发明。

图1示出了本发明的加入设备的一个实施方式，如图1所示，本发明的加入设备包括：

进料部2，用于盛装反应物料，进料部2的下端为锥形部分3；

投料口9，设置于进料部2的上端；

圆形开口4，设置于所述锥形部分3的下端；

球珠1，球珠1卡设于圆形开口4内且球珠1的直径大于圆形开口4的直径；

气体通入管路5，气体通入管路5包括气体置换管路6和气体吹入管路7，气体置换管路6连接至进料部2的侧壁内侧，气体吹入管路7连接至圆形开口4的内侧且气体吹入管路7的气体出口对准球珠1；以及

气体排出管路8。

进料部2的主体部分可为一圆柱形，其下端为锥形部分3。

投料口9可具有一盖板10，以使该加入设备保持密封，盖板10可为一玻璃视镜，可在安全状态下查看反应物料是否加入完全。

图2为本发明的加入设备的一个实施方式的局部结构示意图，如图2所示，圆形开口4是从锥形部分3前端侧起形成在相当于锥形部分3的内周的部分的空间。

球珠1设置在锥形部分3的内侧且球珠1的直径大于圆形开口4的直径，因此可卡设于圆形开口4内，气体吹入管路7连接至圆形开口4的内侧且气体吹入管路7的气体出口对准球珠1，该气体出口可设置于球珠1的中间截面的下方。

球珠1是由摩擦力非常小的材料制成，当气体吹入吹到球珠1上时，球珠1能顺着气体吹动的方向转动，从而产生一定的微间隙，反应物料是先于这部分气体流加入到上述加入设备中的，因此，当球珠1转动时，可带动反应物料由微间隙流下。在实际应用中，可通过调整气体吹入管路7的气体流量来控制球珠1转动所产生的微间隙的大小，从而控制反应物料的下落速度。

气体置换管路6用于在气体置换时通入气体，可连接至进料部2的中下部的侧壁内侧，从而起到更好地气体置换效果。

气体排出管路8用于将进料部2内的气体排出，可设置于进料部2的上端。

气体通入管路5、气体置换管路6、气体吹入管路7和气体排出管路8上可对应地设置有气体通入管路控制阀11、气体置换管路控制阀12、气体吹入管路控制阀13、气体排出管路控制阀14，从而方便地打开或关闭上述气体管路。

本发明的加入设备中，球珠1和进料部2所使用的原料优选为聚四氟乙烯，进料部2能够通过切削聚四氟乙烯制的“圆柱材料”来形成。进料部2的前端侧尖细地形成的部分称作锥形部分3，例如，在进料部2由聚四氟乙烯的圆柱材料形成的情况下是通过切削加工来形成该锥形部分3。

聚四氟乙烯是一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料，具有以下优异性能：

绝缘性：不受环境及频率的影响，体积电阻可达1018欧姆?厘米，介质损耗小，击穿电压高；

耐高低温性：对温度的影响变化不大，温域范围广，可使用温度范围为-190～260℃；

自润滑性：具有塑料中最小的摩擦系数，是理想的无油润滑材料；

表面不粘性：已知的固体材料都不能粘附在表面上，是一种表面能最小的固体材料；

耐大气老化性，耐辐照性能和较低的渗透性：长期暴露于大气中，表面及性能保持不变；

不燃性：限氧指数在90以下；

耐化学腐蚀和耐候性：除熔融的碱金属外，聚四氟乙烯几乎不受任何化学试剂腐蚀，同时聚四氟乙烯不吸潮，不燃，对氧、紫外线均极稳定，具有优异的耐候性。

另一方面，在本发明的加入方法的一个实施方式中，利用上述加入设备加入反应物料的方法包括：

打开气体置换管路6，向进料部2内通入惰性气体，之后关闭气体置换管路6，打开气体排出管路8，将进料部2内的惰性气体排出直至微正压，此气体置换过程可循环多次，在此期间控制阀门保证加入设备内压力为正；

打开投料口9的盖板10，通过投料口9加入反应物料，之后关闭盖板10，以保证设备密封；重复气体置换过程，保持设备内压力为正；以及

打开气体吹入管路7，使气流吹动球珠1，球珠1的转动带动反应物料从进料部2中流出，下料到加入设备下方的反应容器例如反应釜中，同时注意控制气体排出管路8，保证加入设备内气压稳定。

上述惰性气体优选为氮气，从而保证反应物料与反应釜的连通始终处于惰性气体保护状态。

上述反应物料可分别存放于煤油、液体石蜡等液体中，通过调整不同浓度达到油性的状态。本发明的加入方法不限于油性的反应物料，可以包括固体粉末状的反应物料。

上述反应物料可为烷氧基化反应用催化剂。

上述反应物料可选自NaOH、KOH、NaH、CH₃ONa、C₂H₅ONa、金属Na或其任意组合。

综上所述，本发明的加入设备和加入方法可以在气体置换之后将反应需要的反应物料一次性加入到上述加入设备中，气体流吹动球珠转动，使反应物料下料，既能将反应物料吹扫干净，又能保证反应物料与下方的反应釜的连通始终处于气体保护状态，同时由于球珠是在转动时下料，将进料部中的反应物料和反应釜隔绝，避免了反应物料与水、氧气或起始剂蒸气的接触，避免事故的发生。

本领域技术人员应当注意的是，本发明所描述的实施方式仅仅是示范性的，可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进。因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。