本实用新型涉及一种脂肪酰基甲基牛磺酸钠的制备装置。
背景技术：
脂肪酰基甲基牛磺酸钠是比较典型的长链酰基氨基酸型表面活性剂，其与阴、阳及非离子表面活性剂有良好的配伍性，具有优越的水溶性、抗硬水性和生物降解性，是一类温和、低毒、安全而有效的阴离子表面活性剂，目前该类表面活性剂工业上主要采用肖顿-鲍曼缩合法制备，即采用脂肪酰氯N-甲基牛磺酸钠在碱性条件下缩合而成。
曾平，陈岚，谢维跃，等.椰油酰基甲基牛磺酸钠的合成与性能 [J]，日用品化学，《日用化学品科学》，2009，32(6)：34-37，以椰油酰氯、N-甲基牛磺酸钠为原料，以水为溶剂，在碱性条件下进行反应得到30％椰油酰基甲基牛磺酸钠水溶液。美国专利US6828452公布了一种改进的双滴加设备，通过在反应釜上外接的一个制冷交换设备进行物料循环及热交换，起到降低物料温度和分散脂肪酰氯的效果，适合制备多种脂肪酰氯与氨基酸缩合制备表面活性剂的生产工艺。同时中国专利CN 103242206 A也公布了一种制备脂肪酰基-N-甲基牛磺酸钠表面活性剂的生产工艺，其也是采用双滴加，并改进了酰氯的滴加方式，同时将单锅操作改为双锅操作，通过改进将转化率提高到≥98.7％，同时生产效率提高了50％以上。
以上文献报道中，得到的产物都是脂肪酰基甲基牛磺酸钠的混合物，固含量大多在30～50％，活性物含量20～40％，氯化钠含量4～8％，脂肪酸皂0.5～4％，甲基牛磺酸钠1～3％，其他杂质1～3％。首先这类产品活性物含量低，其他成分的存在，尤其是大量氯化钠和脂肪酸皂的存在，一定程度上影响了他的温和性和其他一些优越性能的发挥，无法体现其作为氨基酸类表面活性剂的特征优势；其次含量低，会造成包装成本以及运输成本的上升，所以近年来高含量，高纯度的产品成为该类表面活性剂的主要发展方向。
关于获得高纯度高含量的脂肪酰基氨基酸类表面活性剂的方法，主要由以下几种：(1)采用高级脂肪酸及其酐、酯与氨基酸酰化反应得到。CN201510568857中公开了一种月桂酰基甲基的快速合成方法，混合月桂酸、硼酸、醋酸、液体石蜡，氮气置换后滴加N-甲基牛磺酸钠水溶液，滴加完后在220℃以上的高温下进行保温反应，反应完成后进行重结晶过滤，N-甲基牛磺酸钠的转化率可达96.8％，粗产品经重结晶及干燥处理后纯度可达99％。该工艺的不足之处在于，能耗较高，设备投资大，生产成本较高；反应中需要用到液体石蜡，即便循环使用也会有较大的损耗；多次重结晶提纯过程中会有产品损失。(2)中国专利CN 1323069C中公布了一种方法，将低于30％浓度的N-甲基牛磺酸钠水溶液有机溶剂混合，在碱性环境下与酰氯直接反应，然后通过在有机溶剂中降温析出，得到纯度95％左右的粉状产物。该方法因为使用有机溶剂，难免会在使用中接触，并且很难将产品中的溶剂完全除去，存在对环境造成污染和引发人体健康危害的风险。(3)美国专利US 2987526中提供了如下方法，采用浆状的高浓度N-甲基牛磺酸钠为原料，直接在溶剂中反应，该系统对水分含量要求比较苛刻，需要在5％以下，几乎无水的环境中进行反应。该法也存在着使用有机溶剂的问题，而且高含量的N-甲基牛磺酸钠也比较麻烦，成本较高而且颜色较深。(4)将合成得到的脂肪酰基氨基酸类表面活性剂混合物，加入一定量的水和溶剂(一般为醇类溶剂)，高温下加入盐酸酸化分层，出去下层，上层酸层重新中和而得到。但是该方法也存在着使用有机溶剂的问题，而且还会产生大量的含盐废水，环境压力大，另外脂肪酰基甲基牛磺酸钠在酸性环境中溶解度较好，很难进行酸化分层。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供了一种脂肪酰基甲基牛磺酸钠的制备装置，其特征在于包括：
反应系统，其包括反应釜、液碱高位槽、酰氯高位槽，所述反应釜设置有搅拌器、真空口、进料口、出料口和夹套；所述液碱高位槽和酰氯高位槽设置在反应釜的上方，所述液碱高位槽、酰氯高位槽为密闭式容器，并设置有放空口和氮气口，所述液碱高位槽、酰氯高位槽通过管道连接到反应釜上，所述进料口通过管道与原料区相连接，所述管道上设有控制阀门和物料泵；
冷冻结晶系统，其包括冷冻机组，所述冷冻机组设置有进口和出口，所述冷冻机组的进、出口对应与反应釜夹套的出口和进口通过管道相连接，所述管道上设置循环泵；
离心系统，包括进料口、出料口、滤液出口，所述进料口与所述反应釜通过管道连接，所述滤液出口与所述反应釜通过管道连接；
干燥系统，其包括进料口和出料口，所述进料口与所述离心系统出料口连接。
2、如权利要求1所述的一种脂肪酰基甲基牛磺酸钠的制备装置，其特征在于所述的离心系统选择平板式人工卸料式离心机或平板式自卸料式离心机。
3、如权利要求1所述的一种脂肪酰基甲基牛磺酸钠的制备装置，其特征在于干燥系统选择流化床式、沸腾式、气流式、带式或耙式。
本实用新型的有益效果：
本实用新型通过将冷冻结晶和干燥系统与以往间歇式的普通的生产系统进行集成应用，同时改进物料输送系统，使得该生产装置，自动化程度较高，连续化生产程度较高，同时可以生产出纯度更高，含量更高的脂肪酰基甲基牛磺酸钠。并且本实用新型工艺先进合理，使用普通设备即可实现，操作简单，经济效益较高，环境污染较少。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图中，1、液碱高位槽，2、酰氯高位槽，3、反应釜，4、循环泵， 5、冷冻机组，6、原料区，7、物料泵，8、离心机，9、干燥装置， 10、氮气系统，11、真空系统。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例
室温下将N-甲基牛磺酸钠溶液(40％)1110kg通过真空11抽入反应釜3，搅拌混合30min，再抽入1110kg回收滤液，继续搅拌混合30min；通过物料泵7将340kg的32％液碱和600kg月桂酰氯 (M＝218)分别打入高位槽1和2，通过氮气系统10通入氮气 0.02～0.05MPa进行氮封；调整体系pH在12，温度≤40℃；开启搅拌，通过高位槽1和2同时滴加液碱和酰氯，滴加过程控制pH在9～11，温度在≤65℃，滴加时间控制在2小时；滴加结束，升温至70℃，保温老化4小时；
60RPM搅拌下，真空11抽入温度在0℃的回收滤液1250kg，温度降至50℃；同时将搅拌调低至15RPM，开启冷冻机组5，控制降温速度在10分钟/1℃，缓慢降温至5℃，冷冻结晶10小时；
密闭反应釜3，通过氮气系统10通氮气至0.1MPa左右，开启离心机8，将结晶好的物料缓慢压入平板式离心机8，离心至无滤液流出，得到滤饼1032.88kg，固含量86.1％，氯化钠0.26％，脂肪酸皂 0.17％，活性物含量85.6％；回收滤液3337.37kg，活性物含量0.06％，氯化钠含量10.59％。
将离心得到的滤饼，送入气流干燥设备9，干燥后得到固含量 96.6％，氯化钠0.3％，脂肪酸皂0.2％，活性物含量96.1％的白色结晶月桂酰基甲基牛磺酸钠907.15kg，活性物收率97.3％。