[实用新型]一种用于制备聚天冬氨酸的反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于制备聚天冬氨酸的反应装置，属精细化工技术领域。

背景技术

近年来，随着工业水处理技术的迅速发展，水处理阻垢缓蚀剂技术的应用日益广泛。水处理过程中存在的最大问题是，在水处理浓缩过程产生的垢盐，如CaCO3、CaSO4、BaSO4和SrSO4等，在工业用水仪器表面的沉积而降低仪器的使用效率，影响工业装置工艺的正常运行。为抑制和缓解结垢，在工程中通常采用水处理阻垢剂，常用的水处理阻垢剂有聚磷酸盐、有机膦酸、膦羧酸、聚羧酸及其复合配方等。但是，这些阻垢剂中有的含有磷，排入水体引起赤潮产生公害，有的难以生物降解造成环境污染。因此，环保型水处理阻垢剂的开发成为目前水处理领域的研究热点。

随着国内外环保意识的日益提高，针对可生物降解、对环境无害的水处理药剂的研究也不断加强。国外近来研究的新型环境友好型阻垢剂聚天冬氨酸(PASP)，是仿生合成的水溶性高分子聚合物，具有无毒、无污染、可生物降解等特点，为现有的研究开发创造了新的思路。二十世纪90年代美国Donlar公司首先研制开发了易生物降解的聚天冬氨酸，1997年获“美国总统绿色化学奖”。

目前国内外已对聚天冬氨酸的合成、结构、阻垢性能及可生物降解性能等方面做了大量研究。聚天冬氨酸的合成目前主要有两种工艺技术：一是以天冬氨酸为原料的热缩合法；二是以马来酸酐、马来酸或富马酸和其他能产生氨气的含氮化合物为原料的合成法，在碱性条件下(pH＝10～12)容易水解得到聚天冬氨酸盐。热缩合法因其聚合成本过高而限制了其工业应用，因此目前聚天冬氨酸的合成大都以马来酸酐合成法居多。

马来酸酐合成法最重要的工艺是热缩聚和脱水环化，由于聚天冬氨酸制备时的中间产物具有发泡、极难搅动的粘稠状料性，以及在后期很容易形成坚固的物质粘附在反应设备上的麻烦。中国专利申请CN02111415.3公开了一种环保型生物可降解型阻垢剂聚天冬氨酸的合成方法，该发明是将马来酸酐转变为马来酸的胺盐后先经过热缩聚反应，然后对热缩聚所得的聚琥珀酰亚胺进行喷雾干燥处理，然后在碱存在下置于密闭容器或真空抽湿容器内进行水解为聚天冬氨酸。从而避免反应过程中极难搅动的粘稠状料性，以及在后期很容易形成坚固的物质粘附在反应设备上的麻烦。但是根据该发明的技术方案，在喷雾干燥工艺段中，依然存在由于物料的粘稠性而粘结在容器上，从而降低的聚天冬氨酸反应效率的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术中所存在的聚天冬氨酸制备工艺中，由于中间产物具有发泡、极难搅动的粘稠状料性，以及在后期很容易形成坚固的物质粘附在反应设备上，从而降低的聚天冬氨酸反应效率技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于制备聚天冬氨酸的反应装置，具有结构简单，制作加工成本低，聚天冬氨酸反应效率高的特点。

本实用新型主要是通过下述技术方案得以解决的：一种用于制备聚天冬氨酸的反应装置，包括一包覆有保温材料外壳和内壁的箱体容器、置于所述箱体容器内的反应容器以及控制所述箱体容器内温度的温控系统，其特征在于：所述箱体容器内部空间由隔板分隔成若干子空间，用于承载所述反应容器，所述箱体容器分别设置有循环进风口和循环出风口。

在马来酸酐合成法制备聚天冬氨酸的工艺中，通常包括以下基本步骤：

1)顺丁烯二酸酐(马来酸酐)和含氨类物质反应合成马来酸铵；

2)马来酸铵经高温一步聚合，生成中间体聚琥珀酰亚胺；

3)聚琥珀酰亚胺中间体水解生成聚天冬氨酸。

本实用新型的一种用于制备聚天冬氨酸的反应装置，为上述步骤2和步骤3提供了一体式的反应容器，从而大大地降低了多段工艺过程中物料转移而造成的物料损失和麻烦。

所述箱体容器采用薄钢板包覆保温材料构造而成，所述保温材料采用岩棉保温板以及超细玻璃棉、硅酸铝棉等。所述温控系统可以选用PLC(可编程控制)或是PID(比例-积分-微分控制)调节控制方式温控器。

本实用新型的箱体容器内壁采用304不锈钢薄板。作为优选，所述箱体容器的内部空间可以用304不锈钢薄板(隔板)分隔成若干子空间，用于承载所述反应容器，各层子空间的高度与反应容器侧壁高度之间为1.5～2∶1。

本实用新型的反应容器采用304不锈钢薄板加工而成。作为优选，反应容器的长、宽、高分别为500cm、400cm和10cm，较为优选是500cm、300cm和6cm；反应容器的壁厚0.5-1cm，较为优选是0.5-0.75cm。