單無軸高粘度聚酯連續生產裝置的製作方法
2023-09-21 18:11:40 1
專利名稱：單無軸高粘度聚酯連續生產裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於高分子聚合物生產裝置技術領域，具體涉及一種單無軸高粘度聚酯連續生產裝置。
背景技術：
聚酯粘度是高分子聚合物最基本的一個結構參數，它對高分子材料的性能和用途有著直接的影響。高粘度聚酯(PET)是生產飲料瓶、高強力工業用絲、帘子線和工程塑料的原料。目前，隨著高粘度PET聚酯應用領域的不斷拓展及後加工技術的發展，高粘度聚酯的市場需求量劇增。高粘度聚酯生產中，固相縮聚由於其條件溫和、產品質量好等優勢成為目前國內 外廣泛應用的聚酯增粘工業生產方法。然而，固相縮聚的生產工藝時間長(> 30小時)，消耗惰性氣體大，耗費時間和能量也都較高，同時，由於固相縮聚工藝的固有特性會使切片表面和中間的特性粘度存在差別，並隨著粘度的增加而增加。儘管目前也有不少研究，如CN101921388A等對固相縮聚過程進行一定程度的改進而使產品性能更加優良，但流程長、能耗聞、運行成本聞等仍然是該工藝發展中存在的瓶頸。熔融縮聚，也稱液相增粘，是近年來發展起來的一種製備高粘度聚酯新工藝。它是指在一般縮聚生產裝置的縮聚釜後方增加一臺反應器，通過提高熔體脫揮面積和表面更新率等方式來實現熔體增粘。鑑於液相增粘技術的高效、節能及產品質量穩定等優點，目前在國內外已有廣泛研究，但只有少數幾家大公司研製成功並實現了工業化應用。近年來，國內也有很多公司對液相增粘反應器進行了一定的研究。例如在CN3112545中提出採用裝有行星輪與螺旋體組成的自潔攪拌系統，使聚酯熔體通過進料口在太陽輪和行星輪滾筒的頂部流下，在旋轉過程中，熔體瞬間被碾成薄膜狀流下，完成物料脫揮而實現高粘度聚酯生產。另外，CN10176888A, CN101914820A, CN200964390Y,CN101125928等專利中也指出，在一定條件下，聚酯可以通過立式降膜裝置依靠重力實現增粘。然而，對於高粘度聚酯熔體而言，依靠重力自然成膜進行液相增粘，其產量必然會受到一定限制，同時，高粘度熔體下端成膜狀況及出料效率也會與進料時存在很大差別。
發明內容
本發明的目的在於提供一種結構簡單、過程能耗小、增粘效率高的單無軸高粘度聚酯連續生產裝置，以克服現有技術的不足。為了實現上述目的，本發明採用了如下技術方案一種單無軸高粘度聚酯連續生產裝置，該裝置包括一設有內筒體和夾套筒體的臥式增粘反應釜；分設於反應釜內筒體前、後兩端的物料進口、物料出口，以及與物料進出口連接的熔體輸送系統；分設於反應釜夾套筒體兩側的上、下兩端的熱媒進口、熱媒出口，以及與熱媒進出口連接的熱媒系統；設於釜體頂端的真空管接口，以及與真空管接口連接的真空系統；反應爸前端有一驅動軸穿過反應爸前端蓋的中心與位於反應爸內部前端的連接體固定連接，位於反應釜內部後端的連接體與後段驅動軸固定連接，後段驅動軸穿過反應釜後端蓋的中心與安裝在反應釜後端蓋上的軸承座連接；反應釜內設有多組由動刮板、動刮板座、拉膜杆、靜刮板和靜刮板座組成的拉膜內件；每組拉膜內件包含一個動刮板座、分布在動刮板座上的多個動刮板、連接相鄰兩個動刮板前部的多個拉膜杆、兩個靜刮板和以法蘭形式安裝固定在筒壁下端兩側的兩個靜刮板座；每個動刮板座是一以軸心為中心的圓環，每個動刮板座上分布多個動刮板(最好是3-4個)；每個動刮板呈T字型，其後端固定在動刮板座上，其前端貼近內筒壁；每個靜刮板呈直角彎鉤形，其後端固定在靜刮板座上，其前端兩個直角彎折部分形成的槽型方塊正好嵌在動刮板的T字型和連接杆之間；各動刮板座用與反應釜中心線平行的多根連接杆(最好是3-4根)連接成一個整體，連接杆的兩端固定在爸內前、後兩端的連接體上。本發明所述裝置由臥式單無軸自清潔增粘反應系統、真空脫揮系統、熱媒系統及熔體輸送系統組成，其中的增粘反應釜為臥式單無軸自清潔反應釜，反應器內部具有特殊設計的拉膜內件，依靠主傳動端的電機帶動內件旋轉，從而使聚酯熔體成膜。增粘反應釜內的拉膜內件是由一定數量的動刮板、動刮板座、靜刮板、靜刮板座、拉膜杆按照一定的型式構成，並且靜刮板固定在靜刮板座上，靜刮板座以法蘭形式固定於筒壁下方兩側，可以單·獨拆裝，整個內件可以通過打開前、後端蓋、整體拆裝。此拉膜內件特有的結構可為聚酯生產中提供很高的成膜面積和充足的小分子脫揮面積，有利於生產過程中聚酯熔體中小分子的有效脫出；同時，由於其反應器內部不設置軸(反應器內部實際上是一空心軸)，因而大大減小了常規反應器在生產高粘度聚酯中發生聚酯纏繞軸現象的發生，也有效增加了氣相空間，使小分子易於向位於釜體頂端的升氣管(即真空管)流動；拉膜內件在靠近連接杆外側和動刮板內側設置靜刮板，動刮板與釜體內壁保持較小的間隙，這有利於高粘度聚酯生產過程中及時將釜體、連接體和動刮板上的熔體刮下，不僅增加了拉膜面積，也使增粘反應釜具有很好的自清潔功能，在更大程度上避免熔體在流動過程中出現死角。本發明中增粘反應釜內的拉膜內件至少有一組以上，並且這多組拉膜內件中的多組動刮板是按一定轉角方式螺旋狀排列的，這樣可使拉膜內件在隨空心軸轉動的過程中具備熔體推進作用，從而進一步確保高粘度熔體流動過程中不發生返混，提高產品均一性，同時，拉膜內件的推進作用還能保證聚酯的順利出料；另外，通過調整拉膜內件的角度可以自由地控制高粘度聚酯在增粘反應器內的停留時間。本發明的有益效果本發明提供的生產裝置結構簡單、操作靈活、節能降耗、運行成本低廉，可高效地實現一步法生產高粘度聚酯。該裝置適用於聚酯生產過程中高粘物料的處理，特別適合於由高粘度物料生產更高粘度物料的過程。本發明最大的優點在於其操作靈活性大，運行能耗低，可大大減少高粘度聚酯生產中人力、物力消耗和能耗。本發明提供的連續生產高粘度聚酯的生產裝置不僅可用於PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，而且也可用於PBS (聚丁二酸丁二醇酯)、PBT (聚對苯二甲酸丁二醇酯)、PTT (聚對苯二甲酸丙二醇酯)等不同類型高粘度聚酯的生產。本發明採用上述結構後，具有流程短，能耗低，生產效率高，設備操作靈活，產品質量均一，柔性化程度高等優點；因此，本發明的採用將改變目前行業內高粘度聚酯產能低、產品質量不均一、運行成本高等缺陷，將大幅提高行業競爭力，實現產業鏈優化，也必將對化纖生產行業的發展產生重大的促進和推動作用。
圖I是本發明的單無軸高粘度聚酯連續生產裝置示意圖；圖2是本發明的增粘反應釜內件示意圖(即圖I的左側視圖)；圖3是本發明的增粘反應釜內件動刮板分布示意圖；其中I、熱媒進口 2、物料進口 3、連接體4、前端蓋5、驅動軸6、動刮板
7、靜刮板8、靜刮板座9、動刮板座10、連接杆11、真空管接口 12、內筒體13、夾套筒體14、熱媒出口 15、後端蓋16、物料出口 17、底座18、拉膜杆19、軸承座
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。實施例I一種單無軸高粘度聚酯連續生產裝置，該裝置由臥式單無軸自清潔增粘反應系統、真空脫揮系統、熱媒系統及熔體輸送系統組成，如圖I、圖2所示，該裝置包括一安裝在底座17上，設有內筒體12和夾套筒體13的臥式增粘反應爸；分設於反應爸內筒體前、後兩端的物料進口 2、物料出口 16，以及位於內筒體內，與物料進出口連接的熔體輸送系統；分設於反應釜夾套筒體兩側的上、下兩端的熱媒進口 I、熱媒出口 14，以及位於夾套筒體內，與熱媒進出口連接的熱媒系統；設於釜體頂端的真空管接口 11，以及與真空管接口連接的真空系統；反應爸前端有一驅動軸5穿過反應爸前端蓋4的中心與位於反應爸內部前端的連接體3固定連接，位於反應釜內部後端的連接體與後段驅動軸固定連接，後段驅動軸穿過反應釜後端蓋15的中心與安裝在反應釜後端蓋上的軸承座19連接；反應釜內設有多組由動刮板6、動刮板座9、拉膜杆18、靜刮板7和靜刮板座8組成的拉膜內件；每組拉膜內件包含一個動刮板座9、分布在動刮板座上的四個動刮板6、連接相鄰兩個動刮板前部的四個拉膜杆18、兩個靜刮板7和以法蘭形式安裝固定在筒壁下端兩側的兩個靜刮板座8 ;每個動刮板座是一以軸心為中心的圓環，每個動刮板座上分布四個動刮板；每個動刮板6呈T字型，其後端固定在動刮板座9上，其前端貼近內筒壁；靜刮板7呈直角彎鉤形，其後端固定在靜刮板座8上，其前端兩個直角彎折部分形成的槽型方塊正好嵌在動刮板6的T字型和連接杆10之間；各動刮板座9用與反應釜中心線平行的四根連接杆10連接成一個整體，連接杆的兩端固定在位於反應釜內部兩端的連接體3上；多組拉膜內件中的多組動刮板是按一定轉角方式螺旋狀排列的，如圖3所示，多組動刮板6的前端貼近內筒壁部分是按一定轉角方式沿著貼近內筒壁的圓柱面螺旋式排列的。本發明是這樣來工作的聚酯裝置中普通粘度的熔融態物料經由控制閥定時定量緩慢輸送至增粘反應釜的物料進口 2，通過由驅動軸5帶動拉膜內件旋轉，物料隨著呈一定轉角方式安裝的拉膜內件的旋轉而不斷推進，同時，小分子在不斷地發生著脫揮反應，反應後由真空管接口 11抽走，在此過程中，熱媒通過連續不斷地進入增粘反應釜上的熱媒入口I並經由熱媒管道為增粘反應釜循環加熱，之後從熱媒管道出口 14出來，保證了整個高粘度聚酯生產過程中熱量的需求；與此同時，真空系統也不斷運行，來保證反應過程中的真空度，從而使小分子更容易地脫出，在一定的停留時間後，物料經由增粘反應釜的物料出口 16出料，經由熔體輸送系統輸送至紡絲箱體或切粒機等設備分別進行不同的下遊生產工序。實施效果將物料特性粘度為O. 68dl/g的聚酯熔體，送入上述單無軸高粘度聚酯連續生產裝置，在溫度285°C，真空度為lOOPa，轉速為5轉/min的條件下反應30min，得到特性粘度為O. 95dl/g的熔體。實施例2本實施例一種單無軸高粘度聚酯連續生產裝置，其主要結構與實施例I基本相同，不同的是該裝置每個動刮板座上均布三個動刮板，連接相鄰兩個動刮板前部的拉膜杆為三個，各動刮板座用與反應釜中心線平行的三根連接杆連接成一個整體。實施效果
將物料特性粘度為O. 75dl/g的聚酯熔體，送入上述單無軸高粘度聚酯連續生產裝置，在溫度288°C，真空度為50Pa，轉速為5轉/min的條件下反應25min，得到特性粘度為I. 05dl/g的熔體。
權利要求
1.一種單無軸高粘度聚酯連續生產裝置，該裝置包括一設有內筒體和夾套筒體的臥式增粘反應釜；分設於內筒體前、後兩端的物料進口、出口，以及與物料進出口連接的熔體輸送系統；分設於夾套筒體兩側的上、下兩端的熱媒進口、出口，以及與熱媒進出口連接的熱媒系統；設於釜體頂端的真空管接口，以及與真空管接口連接的真空系統；其特徵在於，釜前端有一驅動軸穿過反應釜前端蓋的中心與釜內前端的連接體固定連接，位於釜內後端的連接體與後段驅動軸固定連接，後段驅動軸穿過反應釜後端蓋的中心與安裝在後端蓋上的軸承座連接；反應釜內設有多組拉膜內件，每組拉膜內件包含一個動刮板座、分布在動刮板座上的多個動刮板、連接相鄰兩個動刮板前部的多個拉膜杆、兩個靜刮板和以法蘭形式安裝固定在筒壁下端兩側的兩個靜刮板座；每個動刮板座是一以軸心為中心的圓環；每個動刮板呈T字型，其後端固定在動刮板座上，其前端貼近內筒壁；每個靜刮板呈直角彎鉤形，其後端固定在靜刮板座上，其前端兩個直角彎折部分形成的槽型方塊正好嵌在動刮板的T字型和連接杆之間；各動刮板座用與反應釜中心線平行的多根連接杆連接成一個整體，連接杆的兩端固定在釜內前、後兩端的連接體上。
2.根據權利要求I所述的單無軸高粘度聚酯連續生產裝置，其特徵在於，每個動刮板座上均布三個或四個動刮板。
3.根據權利要求I或2所述的單無軸高粘度聚酯連續生產裝置，其特徵在於，各動刮板座用與反應釜中心線平行的三根或四根連接杆連接成一個整體。
4.根據權利要求I或2所述的單無軸高粘度聚酯連續生產裝置，其特徵在於，多組拉膜內件中的多組動刮板是按一定轉角方式螺旋狀排列的。
5.根據權利要求3所述的單無軸高粘度聚酯連續生產裝置，其特徵在於，多組拉膜內件中的多組動刮板是按一定轉角方式螺旋狀排列的。
6.根據權利要求4所述的單無軸高粘度聚酯連續生產裝置，其特徵在於，多組動刮板的前端貼近內筒壁部分是按一定轉角方式沿著貼近內筒壁的圓柱面螺旋式排列的。
7.根據權利要求5所述的單無軸高粘度聚酯連續生產裝置，其特徵在於，多組動刮板的前端貼近內筒壁部分是按一定轉角方式沿著貼近內筒壁的圓柱面螺旋式排列的。
全文摘要
本發明提供了一種單無軸高粘度聚酯連續生產裝置。它包括一臥式增粘反應釜，釜前端一驅動軸穿過前端蓋中心與釜內前端連接體固定，後段驅動軸固定在釜內後端連接體上，並穿過後端蓋中心與軸承座連接；釜內設多組拉膜內件，每組拉膜內件含一個動刮板座、多個動刮板，動刮板座是一圓環，動刮板呈T字型，其後端固定在動刮板座上，前端貼近內筒壁；各動刮板座用與釜中心線平行的多根連接杆連成一整體，連接杆兩端固定在釜內前、後兩端連接體上；靜刮板呈直角彎鉤形，其後端固定在以法蘭形式安裝在筒壁下端兩側的靜刮板座上，其前端的槽型方塊正好嵌在動刮板的T字型和連接杆之間。該裝置生產效率高，能耗低，操作靈活簡單，柔性化程度高。
文檔編號C08G63/78GK102942688SQ20121031991
公開日2013年2月27日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者楊家吉, 賈振宇, 鄭弢 申請人:上海聚友化工有限公司