[实用新型]一种生产聚羧酸系减水剂的酯化反应吸收装置

说明书

技术领域

本实用新型属于化工设备领域，具体涉及一种生产聚羧酸系减水剂的 酯化反应吸收装置。

背景技术

聚羧酸减水剂是一种高性能减水剂，称之为第三代减水剂。这种类型 的减水剂具有分散性好，减水率高，掺量低，坍落度保持能力强，混凝土 收缩率低，适用范围广，混凝土成本低，可用更多的矿粉或粉煤灰掺合料 代替部分水泥，生产过程不使用有害物质，无“三废”排放，绿色环保等优 点，备受人们的广泛关注。并在铁路、公路、桥梁、大坝、水电、海港、 机场、码头、隧道、高层建筑等国家重大重点工程中得到了广泛应用，发 挥了重要作用。已成为21世纪高性能混凝土外加剂研究的热点和发展必然 趋势。

聚羧酸系酯类减水剂的制备通常采用两步合成法，第一步将聚乙二醇 单甲醚与甲基丙烯酸或丙烯酸在阻聚剂、抗氧化剂和催化剂的作用下，于 酯化釜中进行酯化反应先制备出带有双键的酯化大单体。第二步将酯化大 单体和具有特殊功能的活泼小单体，在聚合釜中于水相引发剂、分子量调 节剂作用下聚合，聚合物为聚羧酸酯类减水剂。

关于酯化大单体的制备是通过酯化反应完成的，该酯化反应是合成聚 羧酸酯类减水剂的关键技术，酯化率是直接影响减水剂品质的重要因素。 酯化反应是一个可逆反应，其逆反应为酯的水解反应。为了提高酯化反应 的酯化率有两种方法，根据质量作用定律：一是加入过量某一反应物的量， 二是在反应过程中不断分离出生成物，二者并用效果更佳，以破坏其平衡， 使反应向生成酯的方向进行。在工业生产中，酯化过程多采用长时间回流、 加入脱水剂、增置精馏塔等措施来提高酯化率。

以上措施存在以下之不足：

a、长时间回流法，此方法酯化率提高不大。因为酯化过程生成的酯和 水没有脱离反应体系，随着酯化反应的进行，酯的水解反应也会同时进行， 当反应达到平衡(即酯化-酯的水解平衡)后，酯化率不再提高。该方法没 有破坏其平衡，酯化率大约在80％。

b、加入脱水剂法，该方法是在酯化釜中加入脱水剂，将酯化过程中生 成的水被脱水剂带入水分离器中，分离出水来提高酯化率。但是脱水剂是 低沸点有机物，如苯、甲苯、环己烷等。此方法需要大量脱水剂，不经济， 反应完后需要蒸出，蒸出的脱水剂中夹杂有甲基丙烯酸或丙烯酸，二者需 要分离，易着火，有毒，污染环境。

c、装置精馏塔和冷凝器法，此措施是在酯化釜上安装精馏塔和冷凝器， 将酯化过程中生成的水蒸出。在蒸出水的过程中反应物甲基丙烯酸或丙烯 酸，会与水形成共沸物伴随蒸出，置入精馏塔和冷凝器是将二者有效分离。 增加该装置，投资大，生产成本高，操作复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述中存在的技术问题，提供一种生产聚羧 酸系减水剂的酯化反应吸收装置。能够在减压下将酯化过程中生成的水及 与水形成共沸物的甲基丙烯酸或丙烯酸不断蒸出，被吸收装置中的稀碱液 所吸收，吸收液回收，并能用于聚羧酸酯类减水剂制备的反应中。本实用 新型保证了酯化反应的顺利进行，酯化率高，无污染。

本实用新型采用的具体技术方案是：

一种生产聚羧酸系减水剂的酯化反应吸收装置，包括反应釜，氮气输 入装置，反应釜与氮气输入装置密封连接，所述的反应釜还连接有吸收装 置，吸收装置包括吸收罐及真空泵，吸收罐上端设置有进气管及出气管， 进气管与反应釜上端设置的排气口连接，出气管与真空泵连接，进气管连 接有延长管，延长管设置在吸收罐内，延长管的下端设置在吸收罐底部。

所述的吸收罐的侧壁外设置有液位计。

所述的吸收罐的下端设置有放液阀门。

所述的吸收罐的上端设置有真空压力表。

所述的进气管与反应釜上端设置的排气口之间还串联有第一放空阀门 和气动电磁阀门。

所述的真空泵的进气口与吸收罐的出气口之间还连有第二放空阀门。

所述的氮气输入装置包括氮气瓶，氮气瓶的输出口连接有压力表和第 三放空阀门。

所述的氮气瓶的输出端伸入到反应釜的底部。

所述的真空泵为水环式真空泵。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用吸收装置能将反应中产生的酸性气体全部吸收利用， 避免酸性气体污染环境及浪费。其优点如下：

a、本实用新型在减压氮气环境保护下，能有效将反应生成的水脱离反 应体系，破坏平衡，酯化率高，吸收液能全部回收利用。