[发明专利]一种生产环氧脂肪酸甲酯的装置

说明书

技术领域

本发明涉及增塑剂生产技术领域，具体涉及一种生产环氧脂肪酸甲酯的装置。

背景技术

随着人类环保意识的增强，增塑剂的毒性愈来愈受到广泛的关注，传统的邻苯二甲酸酯类增塑剂（DOP、DBP）由于属低分子物质，挥发性大，容易散逸进入人体或动物体内产生仿雌性激素，具有潜在的致癌危险性，已在许多国家使用受到相关法规（RoHS环保指令）的严格控制。环氧脂肪酸甲酯作为一种新型的、环境友好的绿色增塑剂，具有无毒、热稳定性好、相溶性好、挥发性低、迁移性小等优点，替代邻苯二甲酸酯类增塑剂广泛用作聚氯乙烯（PVC）无毒增塑剂。

工业化生产环氧脂肪酸甲酯主要步骤如下：脂肪酸甲酯在过氧甲酸（双氧水与甲酸反应生成）作用下环氧化反应产生环氧脂肪酸甲酯；反应获得的环氧脂肪酸甲酯粗品经碱洗、水洗和脱水获得环氧脂肪酸甲酯产品。因脂肪酸甲酯环氧化反应为两相反应，为提高转化率和反应速率，工业上常采用搅拌式反应釜实现（中国专利CN 201482479U，CN 101914219B，CN102391210A，CN 101139328B，CN 101284821A，CN 100580025C，CN 100590188C，CN 101928267B，CN 102675254A），但搅拌过程中液体局部容易形成小循环，致使脂肪酸甲酯和过氧甲酸不能充分接触、混合，从而反应速率慢、效率较低。反应后获得的环氧脂肪酸甲酯粗品经碱洗、水洗后需进行脱水处理，工业上常采用高速离心法和简单蒸馏法。中国专利CN 101139328B、CN 101284821A脱水采用高速离心分离法去除水分，采用该法容易受高速离心机的处理负荷限制，产能越大，需要多台并联使用，从而造成脱水能耗过大，且不易将水脱净；中国专利CN 100580025C、CN 100590188C、CN 101914219B、CN 101928267B、CN 102675254A脱水采用反应釜内（常压、减压）加热蒸馏脱水，采用该法脱水，因釜内液层厚（1m液层厚相当于大约9kPa的静压），脱净水份需要更高的温度实现，同时因环氧脂肪酸甲酯粗品在蒸馏釜内的停留时间过长容易造成产品的高温分解。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种高效、低能耗的生产环氧脂肪酸甲酯的装置。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，这种生产环氧脂肪酸甲酯装置，包括水力空化循环反应罐，水力空化循环反应罐连有循环泵和水力空化器构成循环回路，循环泵连有环氧脂肪酸甲酯粗品中间罐，环氧脂肪酸甲酯粗品中间罐连有出料泵，出料泵连有多层蒸发器，多层蒸发器上方连有冷凝器，冷凝器连有液环真空泵，液环真空泵出口连有循环水中间罐，多层蒸发器下方连有产品出料泵出产品环氧脂肪酸甲酯。

作为优选，所述水力空化循环反应罐内部设有管式换热器，管内可以通高压蒸汽加热，也可通冷却水冷却。

作为优选，所述循环泵的入口连有反应原料脂肪酸根甲酯、甲酸和双氧水进料管，连有环氧脂肪酸甲酯粗品洗涤用的碱水和水管，连有反应循环口。

作为优选，所述循环泵的出口连有反应后洗涤碱水、洗涤水、甲酸废水、环氧脂肪酸甲酯粗品出口，连有反应循环口。

作为优选，所述的水力空化循环反应罐壳体上部设有轻相循环出口，下部设有重相循环出口，中部设有循环入口。

作为优选，所述多层蒸发器的多层蒸发加热托盘内的加热管均为U型加热管，加热托盘的层数可以是4-6层。

作为优选，所述多层蒸发器的加热介质采用蒸汽。

作为优选，所述冷凝器的冷却介质采用冷冻水。

作为优选，所述循环水中间罐内设有盘管换热器，盘管内冷却介质采用冷冻水。

一种基于本发明装置的生产环氧脂肪酸甲酯的工艺，包括以下步骤：

（1）经循环泵输送，反应原料脂肪酸甲酯、甲酸和双氧水依次进入水力空化循环反应罐；通过水力空化循环反应罐内的管式换热器控制反应温度，水力空化循环反应罐与水力空化器、循环泵构成循环回路，进行循环空化混合-反应，获得达到规定碘值和环氧值的环氧脂肪酸甲酯粗品，经重力沉降将甲酸废水排出；

（2）经循环泵输送，洗涤碱水和水先后进入水力空化循环反应罐，与环氧脂肪酸甲酯粗品混合，进行碱洗和水洗；通过水力空化循环反应罐与水力空化器、循环泵构成循环回路，进行循环空化混合-洗涤，获得达到规定pH值的环氧脂肪酸甲酯粗品，经重力沉降依次将碱水和水排出，并将最后环氧脂肪酸甲酯粗品打入环氧脂肪酸甲酯粗品中间罐；