福美鈉的生產(chǎn)裝置及其生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法

本實(shí)用新型涉及化工產(chǎn)品制備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種福美鈉的生產(chǎn)裝置及其生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

福美鈉(Sodium Dimethyldithiocarbamate，SDD)，固體產(chǎn)品為二水化合物，分子式為(CH₃)₂NC(S)SNa·2H₂O，化學(xué)名稱為二甲基二硫代氨基甲酸鈉。福美鈉用途廣泛，如在橡膠行業(yè)用作乳聚丁苯橡膠或丁苯膠乳的終止劑、橡膠制品的硫化促進(jìn)劑；在工業(yè)水處理中可用作殺菌滅藻劑和重金屬捕集劑；在石油和造紙工業(yè)中用作殺菌滅藻劑；農(nóng)業(yè)中用于生產(chǎn)殺蟲(chóng)劑如福美雙、福美鋅等；礦業(yè)上用作鋅、錳濕法冶煉除雜、銅礦、金銀礦等的選礦藥劑。此外，福美鈉也是一種普遍使用的重金屬沉淀劑，廣泛用于含重金屬的工業(yè)污水處理、城市垃圾焚燒飛灰的無(wú)害化處理、固體廢物的重金屬穩(wěn)定化處理、重金屬污染的土壤修復(fù)等，因此福美鈉是一種非常重要的硫代氨基甲酸鹽類品種。

目前，福美鈉主要采用如下工藝生產(chǎn)：將CS₂滴加于40％二甲胺(DMA)溶液、30-50％NaOH溶液組成的混合物中進(jìn)行合成反應(yīng)得到福美鈉水溶液。這種傳統(tǒng)工藝普遍采用敞開(kāi)式的搪瓷或不銹鋼攪拌反應(yīng)釜，在常壓下生產(chǎn)福美鈉。這種傳統(tǒng)工藝中，極易造成易揮發(fā)的二甲胺和CS₂等易燃易爆的有毒氣體泄漏在空氣中，造成空氣污染，同時(shí)也存在極大的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種福美鈉的生產(chǎn)裝置及其生產(chǎn)系統(tǒng)，旨在改善福美鈉生產(chǎn)過(guò)程中的安全問(wèn)題和環(huán)境污染的問(wèn)題。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種福美鈉的生產(chǎn)裝置，其包括：

反應(yīng)釜，反應(yīng)釜具有相對(duì)密閉的反應(yīng)腔，反應(yīng)釜具有選擇性地與反應(yīng)腔連通的用于接入CS₂的第一接口、用于接入NaOH溶液的第二接口、用于接入二甲胺的第三接口、用于接入N₂的第四接口以及排料口；

攪拌裝置，攪拌裝置的攪拌結(jié)構(gòu)設(shè)置于反應(yīng)腔內(nèi)；

和用于冷卻反應(yīng)釜的冷卻裝置。

一種福美鈉的生產(chǎn)系統(tǒng)，所述生產(chǎn)系統(tǒng)包括自動(dòng)化控制系統(tǒng)、以及上述生產(chǎn)裝置。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型通過(guò)上述設(shè)計(jì)得到的生產(chǎn)裝置，通過(guò)給反應(yīng)釜的反應(yīng)腔內(nèi)接入二甲胺、CS₂以及NaOH溶液，使這三種原料在反應(yīng)腔內(nèi)進(jìn)行如下反應(yīng)：

(CH₃)₂NH+NaOH+CS₂＝(CH₃)₂NC(S)SNa+H₂O(Ⅰ)

這種生產(chǎn)裝置在反應(yīng)的過(guò)程中反應(yīng)腔呈相對(duì)密閉狀態(tài)，從而避免原料中的CS₂和二甲胺因溫度高而揮發(fā)并外溢至空氣中，由于氣態(tài)的CS₂和二甲胺均為易燃易爆的有毒氣體，故使用該生產(chǎn)裝置，能夠顯著降低福美鈉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境污染問(wèn)題，以及避免由于CS₂和二甲胺外溢而引發(fā)的安全事故。同時(shí)，該反應(yīng)Ⅰ為劇烈放熱反應(yīng)，該反應(yīng)裝置中通過(guò)攪拌裝置和冷卻裝置的設(shè)置，能夠有效的將反應(yīng)釜中的反應(yīng)熱移除，確保生產(chǎn)能夠安全進(jìn)行。

在采用這種生產(chǎn)裝置的進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，通過(guò)調(diào)控二甲胺、CS₂以及NaOH溶液這三種原料的添加順序及添加量來(lái)控制反應(yīng)速度，由于反應(yīng)Ⅰ是在密閉狀態(tài)下進(jìn)行的，該合成反應(yīng)基本上為定量進(jìn)行，收率高達(dá)99％以上。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程都是在N₂保護(hù)下進(jìn)行的，反應(yīng)溫度可高達(dá)95℃，平穩(wěn)安全。同時(shí)，由于反應(yīng)溫度高，即便是反應(yīng)腔中最后所得到的合成料中福美鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)70％以上，也不會(huì)有福美鈉晶體析出阻止反應(yīng)順利進(jìn)行。此外，高濃度的合成料無(wú)需通過(guò)蒸發(fā)濃縮這種耗能的方式，而僅通過(guò)直接冷卻結(jié)晶，便可得到純度高達(dá)96％以上的福美鈉固體產(chǎn)品。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施方式的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施方式提供的第一種福美鈉的生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施方式提供的第二種福美鈉的生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施方式提供的第三種福美鈉的生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施方式提供的第四種福美鈉的生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：100-生產(chǎn)裝置；110-反應(yīng)釜；111-反應(yīng)腔；112-第一接口；113-第二接口；114-第三接口；115-第四接口；116-排料口；117-液體分布器；118-放空管；120-攪拌裝置；121-攪拌結(jié)構(gòu)；130-冷卻裝置；131-夾套；133-盤管；134-冷卻液入口；135-冷卻液出口；140-合成料收集罐；150-輸送泵；160-閥體；200-生產(chǎn)裝置；250-母液儲(chǔ)液罐；300-生產(chǎn)裝置；360-尾氣處理系統(tǒng)；361-尾氣吸收罐；362-攪拌器；363-放空口；364-排氣管；365-氣體分布器；400-生產(chǎn)裝置；470-母液儲(chǔ)液罐；471-第一排料管；480-尾氣處理系統(tǒng)；481-尾氣吸收罐；482-第二排料管。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式是本實(shí)用新型一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施方式的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施方式。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過(guò)它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

實(shí)施例1，參照?qǐng)D1至圖4所示，

本實(shí)施例提供一種福美鈉的生產(chǎn)裝置100，如圖1所示，該生產(chǎn)裝置100用來(lái)將二甲胺、CS₂、以及NaOH溶液這三種原料投入反應(yīng)，以得到純度高的福美鈉。

該生產(chǎn)裝置100包括反應(yīng)釜110，反應(yīng)釜110具有相對(duì)密閉的反應(yīng)腔111，生成福美鈉的反應(yīng)就在反應(yīng)腔111內(nèi)進(jìn)行的。反應(yīng)釜110具有與反應(yīng)腔111相連通的四個(gè)接口，即用于接入CS₂的第一接口112、用于接入NaOH溶液的第二接口113、用于接入二甲胺的第三接口114、及用于接入N₂的第四接口115。其中，第一接口112需插入至反應(yīng)腔111內(nèi)液面以下。同時(shí)，反應(yīng)釜110上還具有排料口116，通過(guò)排料口116可將反應(yīng)腔111內(nèi)得到的合成料排出。

這四個(gè)接口和排料口116上均安裝有閥體160，通過(guò)閥體160可根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行的狀態(tài)來(lái)選擇性的使這四個(gè)接口和排料口116處于開(kāi)啟或者閉合狀態(tài)，以此來(lái)使反應(yīng)腔111在反應(yīng)過(guò)程中呈現(xiàn)相對(duì)密閉的狀態(tài)。第三接口114是用來(lái)接入二甲胺的，通常反應(yīng)使用的二甲胺呈液態(tài)狀，可在N₂的壓力下通入反應(yīng)腔111內(nèi)，CS₂為液態(tài)，可直接通過(guò)輸送泵150接入至反應(yīng)腔111中。此外，在本反應(yīng)中使用的NaOH溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％，也可直接通過(guò)輸送泵150接入至反應(yīng)腔111中。為了優(yōu)化該生產(chǎn)裝置100中的管道設(shè)計(jì)，將第三接口114設(shè)置于反應(yīng)釜110的底部，同時(shí)將第一接口112、第二接口113和第四接口115均設(shè)置于反應(yīng)釜110的頂部。此外，反應(yīng)釜110的頂部還設(shè)置有與反應(yīng)腔111選擇性連通的放空管118，用于將反應(yīng)釜110中的表壓降至0.01Mpa以下。

優(yōu)選地，該生產(chǎn)裝置100還包括合成料收集罐140，合成料收集罐140與反應(yīng)釜110相連通，即合成料收集罐140的入口與反應(yīng)釜110的排料口116連通。待反應(yīng)完成后，將反應(yīng)腔111內(nèi)形成的合成料通過(guò)排料口116排至合成料收集罐140中，接著對(duì)合成料進(jìn)行冷卻結(jié)晶，通過(guò)固液分離得到福美鈉固體產(chǎn)品(福美鈉的純度大于96％)和結(jié)晶母液(福美鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約為60％)。

生產(chǎn)裝置100還包括攪拌裝置120，攪拌裝置120用于將反應(yīng)物料混合均勻并加快反應(yīng)熱的散熱速度。攪拌裝置120包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖未示)和攪拌結(jié)構(gòu)121，攪拌結(jié)構(gòu)121設(shè)置于反應(yīng)腔111內(nèi)。攪拌結(jié)構(gòu)121包括轉(zhuǎn)軸和攪拌漿，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)攪拌漿轉(zhuǎn)動(dòng)，將反應(yīng)腔111內(nèi)的物料混合均勻。

生產(chǎn)裝置100還包括冷卻裝置130，冷卻裝置130套設(shè)于反應(yīng)釜110的外壁，通過(guò)冷卻裝置130可將合成反應(yīng)中產(chǎn)生的反應(yīng)熱快速的移出，確保反應(yīng)安全進(jìn)行。冷卻裝置130包括夾套131和盤管133，夾套131套設(shè)于反應(yīng)釜110的外壁，并與反應(yīng)釜110的外壁之間留有間隙。夾套131具有冷卻液入口134和冷卻液出口135，同時(shí)為了提高冷卻效果，夾套131的冷卻液入口134的高度低于冷卻液出口135的高度。盤管133設(shè)置于反應(yīng)釜110的內(nèi)壁，并呈螺旋狀沿反應(yīng)釜110的內(nèi)壁盤繞。盤管133也具有冷卻液入口134和冷卻液出口135。冷卻液的選擇可以有多種，比如冷卻鹽水、冷卻水或者常溫自來(lái)水。

通過(guò)生產(chǎn)裝置100來(lái)生產(chǎn)福美鈉的方法為：

先用N₂置換反應(yīng)釜110中的空氣，開(kāi)啟攪拌裝置120和冷卻裝置130后，再將一定量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40～50％的二甲胺溶液通入反應(yīng)釜110中，待二甲胺加入到一定量后，將CS₂通入反應(yīng)釜110中并與反應(yīng)釜110中的二甲胺開(kāi)始反應(yīng)，接著將NaOH溶液通入反應(yīng)釜110中進(jìn)行反應(yīng)。

通過(guò)給反應(yīng)釜110的反應(yīng)腔111內(nèi)接入二甲胺、CS₂以及NaOH溶液，使這三種原料在反應(yīng)腔111內(nèi)中進(jìn)行如下反應(yīng)：

(CH₃)₂NH+NaOH+CS₂＝(CH₃)₂NC(S)SNa+H₂O(Ⅰ)

生產(chǎn)裝置100在反應(yīng)的過(guò)程中反應(yīng)腔111呈相對(duì)密閉狀態(tài)，從而避免原料中的CS₂和二甲胺因溫度高而揮發(fā)并外溢至空氣中，由于氣態(tài)的CS₂和二甲胺均為易燃易爆的有毒氣體，故使用該生產(chǎn)裝置100，能夠顯著降低福美鈉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境污染問(wèn)題，以及避免由于CS₂和二甲胺外溢而引發(fā)的安全事故。同時(shí)，該反應(yīng)Ⅰ為劇烈放熱反應(yīng)，該生產(chǎn)裝置100中通過(guò)攪拌裝置120和冷卻裝置130的設(shè)置，能夠有效的將反應(yīng)釜110中的反應(yīng)熱移除，確保生產(chǎn)能夠安全進(jìn)行。

在采用這種生產(chǎn)裝置100的生產(chǎn)方法中，通過(guò)調(diào)控二甲胺、CS₂以及NaOH溶液這三種原料的添加順序及添加量來(lái)控制反應(yīng)速度。較為優(yōu)選的，先往反應(yīng)腔111內(nèi)通入一定量的二甲胺，能夠提高反應(yīng)初期反應(yīng)體系中二甲胺的濃度，有利于提高反應(yīng)初期的反應(yīng)速度。同時(shí)，加入反應(yīng)釜110中的NaOH與CS₂的摩爾比為1：0.9～1.1，該摩爾比優(yōu)選為1：1；NaOH的加料速度是根據(jù)CS₂的流速來(lái)調(diào)節(jié)，即單位時(shí)間內(nèi)加入反應(yīng)腔111內(nèi)的CS₂與單位時(shí)間內(nèi)加入反應(yīng)腔111內(nèi)的NaOH的摩爾比為1：0.9～1.1。這三種物料的流量及流速可通過(guò)設(shè)置于這三種物料的加料管道中的流量計(jì)(圖未示)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，為了加快物料的混合速度，生產(chǎn)裝置100在反應(yīng)腔111的底部設(shè)置有液體分布器117。

在傳統(tǒng)的敞開(kāi)式常壓反應(yīng)生產(chǎn)工藝中，合成反應(yīng)溫度必須低于35℃，這主要是由于二甲胺和CS₂的沸點(diǎn)低、易燃易爆、且二者之間的反應(yīng)為劇烈放熱反應(yīng)，若使用傳統(tǒng)工藝中的常壓敞開(kāi)式反應(yīng)釜110，當(dāng)溫度超過(guò)35℃時(shí)，極易引發(fā)安全事故。同時(shí)，傳統(tǒng)工藝反應(yīng)后所得到的福美鈉水溶液中福美鈉二水化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常低于60％，如若福美鈉二水化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于60％，則在反應(yīng)過(guò)程中將會(huì)有大量的福美鈉晶體析出，一方面析出的晶體懸浮于反應(yīng)體系中，使合成料變?yōu)闈獬淼臐{狀物，不利于反應(yīng)的順利進(jìn)行；另一方面，析出的晶體附著于換熱表面，使傳熱效果變差，甚至使反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行。

而采用本實(shí)施例中的生產(chǎn)裝置100和生產(chǎn)方法，由于反應(yīng)Ⅰ是在密閉狀態(tài)下進(jìn)行的，該合成反應(yīng)基本上為定量進(jìn)行，收率高達(dá)99％以上。這整個(gè)反應(yīng)過(guò)程都是在N₂保護(hù)下進(jìn)行的，反應(yīng)溫度即使高達(dá)95℃，也能夠保證生產(chǎn)的平穩(wěn)安全。由于該生產(chǎn)裝置100可承受95℃的反應(yīng)溫度，因此采用冷卻裝置130進(jìn)行降溫時(shí)只需往夾套131和盤管133中通入常溫水即可，而無(wú)需像傳統(tǒng)工藝那樣需要采用低溫冷凍鹽水才能達(dá)到移除反應(yīng)熱的效果，取消冷凍機(jī)制冷的過(guò)程，平均生產(chǎn)每噸福美鈉產(chǎn)品節(jié)約冷凍機(jī)的電耗約150度，同時(shí)，經(jīng)換熱后，冷卻裝置130中夾套131和盤管133的冷卻液出口135處的水溫可高達(dá)85℃，生產(chǎn)每噸福美鈉產(chǎn)品可產(chǎn)生熱水4m³，可供全廠生活熱水和冬季采暖，由此可見(jiàn)該生產(chǎn)裝置100節(jié)能效果顯著。

此外，由于反應(yīng)溫度高，即便是反應(yīng)腔111中最后所得到的合成料中福美鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)70％以上，也不會(huì)有福美鈉晶體析出阻止反應(yīng)順利進(jìn)行的現(xiàn)象發(fā)生。高濃度的合成料無(wú)需通過(guò)蒸發(fā)濃縮這種耗能的方式，而僅通過(guò)直接冷卻結(jié)晶，便可得到純度高達(dá)96％以上的福美鈉固體產(chǎn)品，結(jié)晶后剩余的結(jié)晶母液中福美鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在60％左右，可用于調(diào)配成水劑產(chǎn)品。由于沒(méi)有蒸發(fā)濃縮產(chǎn)生的冷凝水，整個(gè)工藝實(shí)現(xiàn)零排放，有效解決了福美鈉生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)境污染問(wèn)題。

進(jìn)一步的，為了使用純度高達(dá)99.8％的二甲胺，并使該反應(yīng)系統(tǒng)中的初始反應(yīng)進(jìn)行的更加順利，并進(jìn)一步的提高原料CS₂和二甲胺的利用率，同時(shí)也能充分的利用反應(yīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的結(jié)晶母液，發(fā)明人對(duì)該生產(chǎn)裝置100進(jìn)行了更進(jìn)一步的優(yōu)化，研發(fā)得到生產(chǎn)裝置200。

如圖2所示，生產(chǎn)裝置200還包括母液儲(chǔ)液罐250，母液儲(chǔ)液罐250與反應(yīng)釜110的反應(yīng)腔111相連通。母液儲(chǔ)液罐250中裝有結(jié)晶母液，即合成料收集罐140中的物料經(jīng)過(guò)冷卻結(jié)晶后收集的結(jié)晶母液，其中福美鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％左右。

在反應(yīng)開(kāi)始前，即在用N₂置換反應(yīng)釜110中的空氣前，先將一部分的母液儲(chǔ)液罐250中的結(jié)晶母液通入反應(yīng)釜110中，結(jié)晶母液可代替水作為反應(yīng)介質(zhì)，通過(guò)調(diào)節(jié)結(jié)晶母液的量，可以控制最終所得到的合成料中福美鈉的濃度。

結(jié)晶母液重新進(jìn)入反應(yīng)釜110中參與反應(yīng)，結(jié)晶母液中混合的二甲胺和少量的CS₂可作為反應(yīng)物重新參與反應(yīng)，由此提高CS₂和二甲胺的利用率，避免物料浪費(fèi)，有效的提高了原料的利用率。同時(shí)，經(jīng)過(guò)結(jié)晶母液的再次循環(huán)反應(yīng)后，其中福美鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由60％左右上升到70％，有利于通過(guò)冷卻結(jié)晶得到更多的福美鈉固體產(chǎn)品，同時(shí)也能避免結(jié)晶母液在蒸發(fā)濃縮時(shí)耗能、且產(chǎn)生有毒的廢水。

這種生產(chǎn)裝置200可以非常安全和方便地使用純度99.8％的二甲胺作為原料，而傳統(tǒng)工藝中為了減少二甲胺的揮發(fā)、保障反應(yīng)的安全性，只能用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％的二甲胺水溶液來(lái)進(jìn)行反應(yīng)。使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.8％的二甲胺與使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％二甲胺水溶液比，一方面，大幅度降低了二甲胺的運(yùn)輸成本；另一方面，反應(yīng)體系中由于沒(méi)有隨二甲胺溶液帶來(lái)的大量的水，生產(chǎn)福美鈉固體產(chǎn)品時(shí)不需要蒸發(fā)濃縮，可直接冷卻結(jié)晶得到福美鈉固體產(chǎn)品。生產(chǎn)每噸福美鈉固體產(chǎn)品可節(jié)約0.7噸的標(biāo)準(zhǔn)煤，節(jié)能效果顯著。此外，由于沒(méi)有蒸發(fā)冷凝水的產(chǎn)生，解決了困擾福美鈉生產(chǎn)中的污水處理問(wèn)題。

進(jìn)一步的，為了解決福美鈉生產(chǎn)中的尾氣排放問(wèn)題，使其實(shí)現(xiàn)零排放，同時(shí)提高原料的利用率，發(fā)明人對(duì)該生產(chǎn)裝置100進(jìn)行了更進(jìn)一步的優(yōu)化，研發(fā)得到了生產(chǎn)裝置300。

生產(chǎn)裝置300增設(shè)了尾氣處理系統(tǒng)360。尾氣處理系統(tǒng)360包括尾氣吸收罐361和排氣管364。尾氣吸收罐361具有放空口363，放空口363使得尾氣吸收罐361與外界大氣相連通。尾氣吸收罐361中裝有尾氣吸收液。排氣管364的入口端與反應(yīng)釜110的反應(yīng)腔111相連通，排氣管364的出口端與尾氣吸收罐361連通，即尾氣吸收罐361通過(guò)排氣管364與反應(yīng)腔111相連通。

待反應(yīng)完成后，位于反應(yīng)釜110中的合成料輸送至合成料收集罐140中，此時(shí)反應(yīng)釜110的壓力約為0.2Mpa；隨后使位于反應(yīng)釜110中的氣體，通過(guò)排氣管364通入尾氣吸收液中進(jìn)行尾氣處理。當(dāng)反應(yīng)釜110的表壓降至0.01Mpa以下后，說(shuō)明反應(yīng)釜110中的尾氣已排放完全，尾氣處理結(jié)束。反應(yīng)釜110中的尾氣經(jīng)處理后，其中的二甲胺和CS₂被尾氣吸收液吸收，最后從放空口363排出的尾氣中僅含有氮?dú)猓行Ы鉀Q了尾氣污染環(huán)境的問(wèn)題。

為了提高尾氣的吸收效率，尾氣吸收罐361內(nèi)設(shè)置有攪拌器362和氣體分布器365。優(yōu)選地，尾氣吸收罐361為一個(gè)裝有攪拌器362的不銹鋼反應(yīng)釜，尾氣吸收罐361上開(kāi)設(shè)有放空口363，并安裝有排氣管364，尾氣吸收罐361的內(nèi)部裝有氣體分布器365。在打開(kāi)排氣管364前，先將攪拌器362和氣體分布器365打開(kāi)，以使反應(yīng)釜110中的CS₂和二甲胺快速的溶解在尾氣吸收液中，提高尾氣處理效率。通過(guò)這種尾氣處理系統(tǒng)360，能夠避免反應(yīng)中的揮發(fā)的二甲胺和CS₂等有毒氣體排入空氣中，實(shí)現(xiàn)零排放，解決了困擾福美鈉生產(chǎn)中的環(huán)境污染問(wèn)題。

進(jìn)一步的，為了充分利用結(jié)晶母液、以及尾氣中的CS₂和二甲胺，發(fā)明人對(duì)該生產(chǎn)裝置300進(jìn)行了更進(jìn)一步的優(yōu)化，研發(fā)得到了生產(chǎn)裝置400。

生產(chǎn)裝置400同時(shí)設(shè)置了尾氣處理系統(tǒng)480和母液儲(chǔ)液罐470，并在尾氣處理系統(tǒng)480和母液儲(chǔ)液罐470直接形成母液循環(huán)回路，即母液儲(chǔ)液罐470通過(guò)第一排料管471與尾氣吸收罐481的進(jìn)料口連通，尾氣吸收罐481通過(guò)第二排料管482與母液儲(chǔ)液罐470的進(jìn)料口連通。尾氣吸收罐481中的尾氣吸收液即為結(jié)晶母液。

在反應(yīng)開(kāi)始前，即在用N₂置換反應(yīng)釜110中的空氣前，先將一部分的結(jié)晶母液通入反應(yīng)釜110中，作為反應(yīng)初期的底料參與合成反應(yīng)，再將另一部分的結(jié)晶母液通入尾氣吸收罐481中作為尾氣吸收液使用。

結(jié)晶母液重新進(jìn)入反應(yīng)釜110中參與反應(yīng)，結(jié)晶母液中混合的二甲胺和少量的CS₂可作為反應(yīng)物重新參與反應(yīng)，由此提高CS₂和二甲胺的利用率，避免物料浪費(fèi)，有效的提高了原料的利用率。

在反應(yīng)開(kāi)始前，將母液儲(chǔ)液罐250中的結(jié)晶母液通過(guò)第一排料管471排至尾氣吸收罐481中，作為尾氣吸收液來(lái)吸收尾氣中的CS₂和二甲胺；待反應(yīng)釜110中的表壓降至0.01MPa以下，則說(shuō)明反應(yīng)釜110中的尾氣已基本排空，此時(shí)再將尾氣吸收罐481中的結(jié)晶母液通過(guò)第二排料管482排入母液儲(chǔ)液罐470內(nèi)，母液儲(chǔ)液罐470內(nèi)的結(jié)晶母液便可進(jìn)入下一批次的反應(yīng)體系中，從而將尾氣中的CS₂和二甲胺也重新引入反應(yīng)釜110中進(jìn)行反應(yīng)，將物料的利用率提高到99％以上。

為了便于控制CS₂、二甲胺以及NaOH溶液這三種物料進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)的量和速度，該生產(chǎn)裝置100還包括二甲胺儲(chǔ)液罐(圖未示)、CS₂儲(chǔ)液罐(圖未示)和NaOH儲(chǔ)液罐(圖未示)。其中，二甲胺儲(chǔ)液罐與第三接口114相連通，通過(guò)第三接口114進(jìn)入反應(yīng)釜110內(nèi)；NaOH儲(chǔ)液罐與第二接口113相連通，通過(guò)第二接口113進(jìn)入反應(yīng)釜110中內(nèi)，CS₂儲(chǔ)液罐與第一接口112相連通，通過(guò)第一接口112進(jìn)入反應(yīng)釜110內(nèi)，進(jìn)行反應(yīng)。

二甲胺儲(chǔ)液罐、CS₂儲(chǔ)液罐和NaOH儲(chǔ)液罐這三個(gè)儲(chǔ)液罐都可以為計(jì)量罐，為了更加精確的控制流量，這三個(gè)儲(chǔ)液罐中均安裝有液位計(jì)。優(yōu)選地，這三種物料的排出管道中均安裝有流量計(jì)，可以為質(zhì)量流量計(jì)或體積流量計(jì)，通過(guò)流量計(jì)來(lái)調(diào)控二甲胺、CS₂和NaOH的加入量和加料速度，以此來(lái)控制反應(yīng)速度。

本實(shí)用新型還提供了一種福美鈉的生產(chǎn)系統(tǒng)，生產(chǎn)系統(tǒng)包括自動(dòng)化控制系統(tǒng)和上述生產(chǎn)裝置100、200、300、400。通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，利用三臺(tái)流量計(jì)準(zhǔn)確計(jì)量二甲胺、CS₂和NaOH的加入量和加料速度，以此來(lái)控制循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)中的反應(yīng)速度。此外，自動(dòng)化控制系統(tǒng)也可以來(lái)調(diào)控反應(yīng)溫度和壓力等參數(shù)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。