CN105251235A - 一种尼龙6萃取塔内双人字形内构件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尼龙6萃取塔双人字形内构件，该内构件采用两个单人字形内构件组合，通过调整每个单人字形内构件的倾角组合，来改善尼龙6萃取塔内颗粒的流动，使得萃取塔内颗粒的流动趋于平推流，使得塔内颗粒经历的萃取流程一致。从而使得颗粒的萃取效果均一，提高产品的质量。

Description

一种尼龙6萃取塔内双人字形内构件

技术领域

本发明涉及一种尼龙6切片制备装置中的构件，特别涉及一种尼龙6萃取塔双人字形内构件。

背景技术

尼龙6是当今社会应用十分广泛的工程塑料，其有良好的物理与化学性能，在纺织、航空航天、汽车制造等领域有着十分广泛的应用。尼龙6民用丝常用的生产方法为水解聚合。其常包含有三个主要单元，聚合单元、萃取单元和干燥单元。经过聚合反应器出来的尼龙6熔体，由于化学平衡的作用，其仍含有8-12％低分子物质(包括单体和一些诸如二聚体的齐聚物)，这些低分子物质的存在，严重影响了尼龙6颗粒的品质，为满足纺丝的需求，一般需将颗粒中的可萃取物质含量降低至0.4％以下。工业中常通过逆流萃取来实现。本发明所涉及的内构件，就是适用于尼龙6萃取塔，在保证传质的同时，同时使得颗粒的流动趋向平推流。

尼龙6水解聚合生产过程中，从尼龙6聚合反应器出来的聚合物通过水下切粒后，由于聚合过程中的平衡的影响，切片中仍含有8-12％的低分子物质，为满足纺丝的需求，所含的低分子物质应小于0.4％。各国的专利都有对于尼龙6生产过程中除去低分子物质方法的介绍。美国专利US0214982A1介绍了一种在聚合反应过程中就除去低分子物质的方法。其在反应生成聚合物时，使得整个系统有50psi的压降，以达到除去小分子物质的目的，接着其通过冷却造粒，再用水进一步除去小分子物质，但是这一步与水接触只需小于1小时的时间。其声称整个过程能使己内酰胺降低到1％、二聚体降低至0.1％以下。英国专利GB2037789A给出了采用降压升华法除去低分子物质的装置。首先，将聚合物熔融，然后在装置中进行降膜，如此操作是为了增加接触的表面积，然后抽真空，使得小分子物质升华出来，升华出来的小分子物质与冷己内酰胺熔体接触。然而这些真空脱灰的方法均不能达到使得低分子物质小于0.4％的要求。主流的尼龙6除去小分子的方法现如今仍采用塔式热水与颗粒逆流接触的方法。

为满足传质的需求，尼龙6萃取塔内常添加有内构件，通过内构件对于液固流场的扰动来增加液固传质的效果。日本专利JP7003015通过塔内填充内构件，使得整个塔从横截面观察呈现一个糖葫芦的形状，内构件也将整个塔分割为一个个小的浸取室，一般最上端的那个浸取室是用来浸取低聚物的。现如今工业上常采用的单人字形内构件，其本质上就是这种糖葫芦式的塔结构。然而采用传统的单人字形内构件，其存在有如下的缺点：

1、采用单人字形内构件，颗粒的运动受到内构件的影响，其运动远远偏离平推流，使得颗粒经历的历程不同，造成了产品质量的下降。

2、单人字形内构件移动床塔中，颗粒的速度存在有明显的径向与轴向分布。

发明内容

本发明就是为了弥补上述的传统单人字形内构件存在，造成的萃取塔内颗粒运动不呈现平推流、存在明显的轴向与径向分布的缺点。本发明所涉及的内构件，适用于工业水解聚合生产尼龙6过程，萃取塔中固体颗粒在重力的作用下垂直向下运动，而萃取热水逆流而上，与颗粒形成逆流。

本发明所涉及的内构件不仅改善了颗粒的流动，同时由于本发明所涉及的内构件是由两个相连的单人字形内构件组合而成，只是单人字形内构件的改进，并未影响到传质，因而颗粒的传质仍满足要求。

为达到以上目的，本发明通过以下手段来实现。

本发明提供一种尼龙6萃取塔双人字形内构件，其特征在于，由如下构件组成：萃取塔(1)，三角构件(2)，单斜板构件(3)，三角构件(4)，单斜板构件(5)。其中三角构件(2)，单斜板构件(3)，分别位于萃取塔(1)的上方；三角构件(4)，单斜板构件(5)，分别位于萃取塔(1)的下方。三角构件(2)、单斜板构件(3)，与萃取塔(1)的内角可在5-45°范围内调整。三角构件(4)，和单斜板构件(5)与萃取塔(1)的内角可在45-85°范围内调整。

本发明所涉及的颗粒流动的改善，是通过对于塔内内构件的新型设计来达到的，它既能满足原萃取塔的传质要求，又能改善塔内颗粒流动，使得颗粒流动趋于平推流，不存在颗粒的反混而造成产品质量与萃取效率的下降。。传统的单人字形内构件会使得颗粒存在有明显的轴向与径向分布差异，而为实现颗粒的均匀流动，本发明提出了对于传统单人字形内构件进行改进，采用两个竖直方向相连的单人字形内构件组合而成(图4)。由图4可以看出，所述的新型内构件分上下两个单人字形内构件，其两个单人字形内构件的倾角存在差别，对于上部单人字形内构件，其倾角α1可由5-45°，优选范围15-35°进行改变，而下部单人字形内构件倾角α2为45-85°，优选范围45-65°进行改变，同时应保证下部内构件倾角大于上部内构件。同时内构件高度H可根据塔径的1/6-1/3来选定。由图1可以看出，所述的内构件本质上仍为单人字形内构件，因而内构件的变更对于塔内传质影响较小，所述的新型内构件数量为原尼龙6萃取塔内构件数量的1/3-2/3。由于所述的内构件结构简单，其制造与安装均较为方便。

附图说明

图1(a)为传统单人字形内构件，

图1(b)为本发明的新型双人字型内构件。

整个体系模拟为103秒后颗粒的分布状况。由图可以看出，采用传统的单人字形内构件，存在有明显的颗粒流动不均匀现象，而采用本发明设计的内构件，颗粒流动基本呈现平推流。

图2：不同内构件内构件处颗粒速度的径向分布

图3：传统单人字形内构件主视图

图4：本发明新型内构件主视图

具体实施方式

以下通过实施例来详细阐述本发明内构件对于颗粒流动的改善。

实施例1：在150*1000mm的塔中模拟颗粒在不同的内构件下的颗粒的流动状况，颗粒出料量为243kg/h,采用有色颗粒失踪来观察颗粒流动的均匀性。图1(a)为传统单人字形内构件，图1(b)为本发明所涉及的新型内构件。整个体系模拟为103秒后颗粒的分布状况。由图可以看出，采用传统的单人字形内构件，存在有明显的颗粒流动不均匀现象，而采用本发明设计的内构件，颗粒流动基本呈现平推流。

实施例2：在150*1000mm的塔中模拟颗粒在不同的内构件下的颗粒的流动状况，颗粒出料量为243kg/h，对于不同内构件处颗粒的径向速度分布进行统计，统计结果如图2。由图2看出，传统单人字形内构件颗粒在进出内构件时，颗粒速度存在明显的轴向与径向分布，而采用本发明所涉及的内构件，颗粒速度在进出构件前后，均可保持较好的平推流流动。

实施例3、

以下为经过筛选获得的本发明最优选的实施例，有益效果见实施例1,2。

一种尼龙6萃取塔双人字形内构件，其特征在于，由如下构件组成：萃取塔(1)，三角构件(2)，单斜板构件(3)，三角构件(4)，单斜板构件(5)；其中三角构件(2)，单斜板构件(3)分别位于萃取塔(1)的上方；三角构件(4)，单斜板构件(5)分别位于萃取塔(1)的下方。三角构件(2)、单斜板构件(3)，与萃取塔(1)的内角为25°。三角构件(4)，和单斜板构件(5)与萃取塔(1)的内角为55°。

Claims (9)

1.一种尼龙6萃取塔双人字形内构件，其特征在于，由如下构件组成：萃取塔(1)，三角构件(2)，单斜板构件(3)，三角构件(4)，单斜板构件(5)；其中三角构件(2)，单斜板构件(3)分别位于萃取塔(1)的上方；三角构件(4)，单斜板构件(5)分别位于萃取塔(1)的下方，三角构件(2)、单斜板构件(3)与萃取塔(1)的内角为5-45°，三角构件(4)，单斜板构件(5)与萃取塔(1)的内角为45-85°。

2.根据权利要求1所述的双人字形内构件，其特征在于，三角构件(2)、单斜板构件(3)与萃取塔(1)上下边的内角范围15-35°，三角构件(4)和单斜板构件(5)的斜面与萃取塔(1)的内角范围45-65°。

3.根据权利要求1所述的双人字形内构件，其特征在于，下方构件倾角大于上方构件倾角。

4.根据权利要求1所述的双人字形内构件，其特征在于，内构件的高度可塔径的1/6-1/3内选定。

5.根据权利要求1所述的双人字形内构件，其特征在于，所述的内构件在塔内安装的数量应为原塔内安装数量的1/3-2/3。

6.根据权利要求1所述的双人字形内构件，其特征在于，所述的内构件既能满足原萃取塔的传质要求，又能改善塔内颗粒流动，使得颗粒流动趋于平推流。

7.根据权利要求1所述的双人字形内构件，其特征在于，适用于工业水解聚合生产尼龙6过程，萃取塔中固体颗粒在重力的作用下垂直向下运动，而萃取热水逆流而上，与颗粒形成逆流。

8.根据权利要求1所述的双人字形内构件，其特征在于，内构件是由两个相连的单人字形内构件组合而成。

9.根据权利要求1所述的双人字形内构件，其特征在于，由如下构件组成：萃取塔(1)，三角构件(2)，单斜板构件(3)，三角构件(4)，单斜板构件(5)；其中三角构件(2)，单斜板构件(3)分别位于萃取塔(1)的上方；三角构件(4)，单斜板构件(5)分别位于萃取塔(1)的下方。三角构件(2)、单斜板构件(3)，与萃取塔(1)的内角为25°。三角构件(4)，和单斜板构件(5)与萃取塔(1)的内角为55°。