CN108384011B - 一种全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于有机硅制备的技术领域，尤其涉及一种全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置。本发明提供了一种全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置，包括第一物料预处理机构、第二物料预处理机构、第三物料预处理机构、第四物料预处理机构、混合机、聚合器、稳压脱低机构、螺杆挤出机和控制系统。本发明的生产装置稳定可靠，是一种先进的自动化生产工艺，稳压脱低机构的使用，使得脱低釜内物料的破媒速率一致，能有效避免产品在生产过程中造成挥发份及分子量不稳定的问题。

Description

一种全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置

技术领域

本发明属于有机硅制备的技术领域，尤其涉及一种全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置。

背景技术

有机硅是一类性能优异、功能独特的新型材料，它不仅可以作为一种基础材料、结构材料在一些大工业中应用，也可以作为功能性材料加入其他材料以改善其工艺性能。为获得具有工业价值的有机硅单体，对有机硅混合单体的分离和纯化是关键，目前，工业上对有机硅混合单体的分离纯化方式有：脱高、脱低等操作方式，现目前主要是聚合釜至反应釜过程中，使用氮气将物料压至脱低釜进行脱低，受物料多少与氮气压力的限制，脱低釜内物料堆积压力波动大，使得脱低速率不一，造成分子量波动大、物料在破媒过程中的速度不一致，造成低分子脱除不彻底的情况，使得有机硅产品品质难以保证。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置，能有效解决现有的物料在破媒过程中的速度不一致，脱低釜内物料堆积压力波动大、脱低速率不一、低分子脱除不彻底的技术缺陷。

本发明提供了一种全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置，包括第一物料预处理机构、第二物料预处理机构、第三物料预处理机构、第四物料预处理机构、混合机、聚合器、稳压脱低机构、螺杆挤出机和控制系统；

所述第一物料预处理机构包括脱水釜、第一物料储罐、第一物料计量罐和第一物料计量泵，所述脱水釜通过输送泵与所述第一物料储罐连接，所述第一物料储罐的物料依次经过所述第一物料计量罐和所述第一物料计量泵后加入到所述混合机中；

所述第二物料预处理机构包括第二物料稀释罐、第二物料计量罐和第二物料计量泵，所述第二物料稀释罐通过输送泵与所述第二物料计量罐连接，第二物料经过所述第二物料稀释罐的稀释后依次经过所述第二物料计量罐和所述第二物料计量泵后加入到所述混合机中；

所述第三物料预处理机构包括第三物料稀释罐、第三物料计量罐和第三物料计量泵，所述第三物料稀释罐通过输送泵与所述第三物料计量罐连接，第三物料经过所述第三物料稀释罐的稀释后依次经过所述第三物料计量罐和所述第三物料计量泵后加入到所述混合机中；

所述第四物料预处理机构包括第四物料稀释罐、第四物料计量罐和第四物料计量泵；所述混合机通过高压输送泵与所述聚合器连接，所述第一物料、所述第二物料和所述第三物料进入所述聚合器后，第四物料经过所述第四物料稀释罐的稀释后依次经过所述第四物料计量罐和所述第四物料计量泵后进入所述聚合器内与所述第一物料、所述第二物料和所述第三物料反应，得到聚合物；

所述稳压脱低机构包括稳压输送装置和脱低釜，所述聚合器的出料口与所述稳压输送装置的进料口连接，所述稳压输送装置的出料口与所述脱低釜的进料口连接；

所述控制系统分别与所述脱低釜和所述稳压输送装置连接，所述控制系统获得所述脱低釜的压力信息并生成稳压输送信号后，将所述稳压输送信号发送到所述稳压输送装置，使得所述稳压输送装置用于根据所述控制系统的稳压输送信号将所述聚合物输送到所述脱低釜，所述脱低釜的出料口与所述螺杆挤出机连接。

作为优选，所述稳压输送装置具体为稳压螺杆，所述稳压螺杆包括螺杆和电机，所述螺杆与电机连接。

作为优选，所述控制系统获得所述脱低釜的压力信息并生成稳压输送信号具体为：所述控制系统获得所述脱低釜的压力信息并通过调频器得到稳压输送信号后，将所述稳压输送信号发送到所述电机，所述电机接收所述稳压输送信号后控制所述螺杆的运行。

作为优选，还包括一级低分子回收机构，所述一级低分子回收机构包括一级冷却器和一级低分子回收器，所述一级冷却器的进料口与所述脱低釜的出料口连接，所述一级冷却器的出料口与所述一级低分子回收器的进料口管道连接。

作为优选，还包括二级低分子回收机构，所述二级低分子回收机构包括二级冷却器和二级低分子回收器，所述一级低分子回收器的出料口与所述二级冷却器的进料口连接，所述二级冷却器的出料口与所述二级低分子回收器的进料口管道连接。

作为优选，还包括余热回收机构，所述余热回收机构与所述螺杆挤出机的出料口连接，所述余热回收机构用于将所述螺杆挤出机挤出的物料的热量回收。

作为优选，所述余热回收机构具体包括物料储罐和换热器，所述物料储罐与所述换热器的第一端连接，所述换热器的第二端与所述螺杆挤出机的出料口连接。

作为优选，所述螺杆挤出机还包括过滤器，所述过滤器设置在所述螺杆挤出机的出料口上。

作为优选，所述过滤器具体为滑板过滤器。

作为优选，所述控制系统分别还与所述第一物料预处理机构、所述第二物料预处理机构、所述第三物料预处理机构和所述第四物料预处理机构连接，所述控制系统用于控制所述第一物料、所述第二物料、所述第三物料和所述第四物料的输送反应量，以及获得所述第一物料、所述第二物料、所述第三物料和所述第四物料的生产参数。

更为优选的，所述控制系统通过第一物料计量泵、第二物料计量泵、第三物料计量泵和第四物料计量控制所述第一物料、所述第二物料、所述第三物料和所述第四物料加到聚合器的反应量。

本发明解决的技术问题所采用的技术方案包括第一物料预处理机构、第二物料预处理机构、第三物料预处理机构、第四物料预处理机构、混合机、聚合器、稳压脱低机构、螺杆挤出机和控制系统；第一物料储罐的物料依次经过第一物料计量罐和第一物料计量泵后加入到混合机中，第二物料经过第二物料稀释罐的稀释后依次经过第二物料计量罐和第二物料计量泵后加入到混合机中，第三物料经过第三物料稀释罐的稀释后依次经过第三物料计量罐和第三物料计量泵后加入到混合机中，第一物料、第二物料和第三物料进入聚合器后，第四物料经过第四物料稀释罐的稀释后依次经过第四物料计量罐和第四物料计量泵后进入聚合器内与第一物料、第二物料和第三物料反应，得到聚合物，控制系统获得脱低釜的压力信息并得到稳压输送信号后，将稳压输送信号发送到稳压输送装置，稳压输送装置用于根据控制系统的稳压输送信号对聚合物输送到脱低釜的进料口，脱低釜的出料口与螺杆挤出机连接。稳压脱低机构通过控制系统，控制聚合物持续稳定的输送至脱低釜，使得脱低釜内物料破媒速率一致，能够有效控制产品的分子量及挥发分，而控制系统根据脱低釜内物料的堆积压力，从而实时控制输送到脱低釜的物料量；同时，本发明加入了第二物料稀释罐、第三物料稀释罐和第四物料稀释罐的使用使得第二物料、第三物料和第四物料得到稀释，提高了甲基乙烯基硅橡胶生产时的反应量的精度，降低了甲基乙烯基硅橡胶生产时分子量的波动幅度。本发明的生产装置稳定可靠，是一种先进的自动化生产工艺，稳压输送装置的使用，使得脱低釜内物料的破媒速率一致，能有效避免产品在生产过程中造成挥发份及分子量不稳定的问题，不仅提高生产效率，降低能源消耗，同时，产品质量优于传统生产，无污染物排放。

综上所述，本发明能实现生胶的全自动生产，脱低速率能长期保持稳定，使得破媒效果明显优于传统方法，产品分子量及挥发分能保持稳定，降低能耗及劳动强度，提高产品回收率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明提供的一种全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置的示意图；

图2为本发明提供的一种全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置的稳压螺杆的结构图；

其中，附图标记，脱水釜1、第一物料储罐2、第二物料稀释罐3、第四物料稀释罐4、第四物料合成釜5、第三物料稀释罐6、第一物料计量罐7、第二物料计量罐8、第四物料计量罐9、第三物料计量罐10、混合机11、稳压螺杆12、脱低釜13、一级冷却器14、二级冷却器15、聚合器16、出料冷却螺杆17、物料储罐18、换热器19、过滤器20、增压冷却螺杆21、一级低分子回收器22、二级低分子回收器23、稳压螺杆的进料口24、稳压螺杆的出料口25、螺杆26、电机27、螺杆挤出机的出料口A、第二物料进料口B、第三物料进料口C、第四物料进料口D、抽真空口E。

具体实施方式

本发明提供了一种全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置，用于解决现有的脱低釜内物料堆积压力波动大、脱低速率不一、物料在破媒过程中的速度不一致，低分子脱除不彻底的技术缺陷。

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

其中，以下实施例的原料为市售或自制。

实施例1

本实施例提供了一种全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置，包括第一物料预处理机构、第二物料预处理机构、第三物料预处理机构、第四物料预处理机构、混合机11、聚合器16、稳压脱低机构、螺杆挤出机和控制系统；第一物料预处理机构包括脱水釜1、第一物料储罐2、第一物料计量罐7和第一物料计量泵，脱水釜1通过输送泵与第一物料储罐2连接，第一物料储罐2的物料依次经过第一物料计量罐7和第一物料计量泵后加入到混合机11中；第二物料预处理机构包括第二物料稀释罐3、第二物料计量罐8和第二物料计量泵，第二物料稀释罐3通过输送泵与第二物料计量罐8连接，第二物料经过第二物料稀释罐3的稀释后依次经过第二物料计量罐8和第二物料计量泵后加入到混合机11中；第三物料预处理机构包括第三物料稀释罐6、第三物料计量罐10和第三物料计量泵，第三物料稀释罐6通过输送泵与第三物料计量罐10连接，第三物料经过第三物料稀释罐6的稀释后依次经过第三物料计量罐10和第三物料计量泵后加入到混合机11中；第四物料预处理机构包括第四物料稀释罐4、第四物料计量罐9和第四物料计量泵；混合机11通过高压输送泵与聚合器16连接，第一物料、第二物料和第三物料进入聚合器16后，第四物料经过第四物料稀释罐4的稀释后依次经过第四物料计量罐9和第四物料计量泵后进入聚合器16内与第一物料、第二物料和第三物料反应，得到聚合物；控制系统分别与脱低釜13和稳压输送装置连接，控制系统获得脱低釜13的压力信息并得到稳压输送信号后，将稳压输送信号发送到稳压输送装置；稳压脱低机构包括稳压输送装置和脱低釜13，聚合器16的出料口与稳压输送装置的进料口连接，稳压输送装置的出料口与脱低釜13的进料口连接，稳压输送装置用于根据控制系统的稳压输送信号对聚合物输送到脱低釜13，脱低釜13的出料口与螺杆挤出机连接。

需要说明的是，第一物料为含有八甲基环四硅氧烷的混合物(DMC)、第二物料为封头剂，例如乙烯基硅油、第三物料为乙烯基、第四物料为催化剂，例如碱胶。

需要说明的是，控制系统具体为DCS计算机控制系统。

实施例2

本实施例提供了一种全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置，包括第一物料预处理机构、第二物料预处理机构、第三物料预处理机构、第四物料预处理机构、混合机11、聚合器16、稳压脱低机构、螺杆挤出机和控制系统；第一物料预处理机构包括脱水釜1、第一物料储罐2、第一物料计量罐7和第一物料计量泵，脱水釜1通过输送泵与第一物料储罐2连接，第一物料储罐2的物料依次经过第一物料计量罐7和第一物料计量泵后加入到混合机11中；第二物料预处理机构包括第二物料稀释罐3、第二物料计量罐8和第二物料计量泵，第二物料稀释罐3通过输送泵与第二物料计量罐8连接，第二物料经过第二物料稀释罐3的稀释后依次经过第二物料计量罐8和第二物料计量泵后加入到混合机11中；第三物料预处理机构包括第三物料稀释罐6、第三物料计量罐10和第三物料计量泵，第三物料稀释罐6通过输送泵与第三物料计量罐10连接，第三物料经过第三物料稀释罐6的稀释后依次经过第三物料计量罐10和第三物料计量泵后加入到混合机11中；第四物料预处理机构包括第四物料稀释罐4、第四物料计量罐9和第四物料计量泵；混合机11通过高压输送泵与聚合器16连接，第一物料、第二物料和第三物料进入聚合器16后，第四物料经过第四物料稀释罐4的稀释后依次经过第四物料计量罐9和第四物料计量泵后进入聚合器16内与第一物料、第二物料和第三物料反应，得到聚合物；控制系统分别与脱低釜13和稳压输送装置连接，控制系统获得脱低釜13的压力信息并得到稳压输送信号后，将稳压输送信号发送到稳压输送装置；稳压脱低机构包括稳压输送装置和脱低釜13。

需要说明的是，第一物料为DMC、第二物料为乙烯基硅油、第三物料为乙烯基、第四物料为碱胶。将乙烯基硅油、乙烯基、碱胶计量后还进行稀释计量，再将稀释后的乙烯基硅油、乙烯基及DMC通入混合机11充分混合后，经管道输送至聚合器16进行升温，到达一定的温度后加入兑稀后的碱胶进行反应，其中，稀释在第一物料储罐2、第二物料稀释罐3、第三物料稀释罐6和第四物料稀释罐4中进行，设置了这些稀释罐，使得物料能准确稀释，降低产品的分子波动。

需要说明的是，第一物料计量罐7、第二物料计量罐8、第三物料计量罐10和第四物料计量罐9利用电子秤的失重进行计量。

进一步的，请参阅图2，稳压输送装置具体为稳压螺杆12，稳压螺杆12包括螺杆26和电机27，螺杆26与电机27连接；聚合器16的出料口与稳压螺杆的进料口24连接，稳压螺杆的出料口25与脱低釜13的进料口连接，稳压螺杆12用于根据控制系统的稳压输送信号将聚合物输送到脱低釜13，脱低釜13的出料口与螺杆挤出机连接。

进一步的，控制系统获得脱低釜13的压力信息并通过调频器得到稳压输送信号(稳压输送信号具体为稳压频率)后，将稳压输送信号发送到稳压螺杆的电机27，电机27接收稳压输送信号后控制螺杆26的运行；DCS计算机控制系统实时监测脱低釜13的压力值，利用控制系统输出稳压输送信号，实现DCS计算机控制系统对稳压螺杆12的控制，脱低釜13的压力值与稳压螺杆12的输送速度关联控制，当脱低釜13内压力较低时，稳压螺杆12迅速加快输送聚合物，当脱低釜13内压力较高时，稳压螺杆12输送速度减慢，保持脱低釜13内聚合物的堆积量，使得聚合物的破媒速率一致，有效控制产品的挥发分。

进一步的，本实施例还包括一级低分子回收机构，一级低分子回收机构包括一级冷却器14和一级低分子回收器22，一级冷却器14的进料口与脱低釜13的出料口连接，一级冷却器14的出料口与一级低分子回收器22的进料口管道连接。

进一步的，本实施例还包括二级低分子回收机构，二级低分子回收机构包括二级冷却器15和二级低分子回收器23，一级低分子回收器22的出料口与二级冷却器15的进料口连接，二级冷却器15的出料口与二级低分子回收器23的进料口管道连接。二级冷却器15的应用能提高传统的一级冷却器14的效果，含有低分子的混合气体经过一级换热器后，部分低分子已经冷凝成液态，传统的低分子回收器只有一级冷却器14，低分子回收率低，生产成本高，本发明利用二级冷却器15能有效对混合气体中的低分子进行回收利用，使得低分子回收率提高2％。

进一步的，本实施例还包括余热回收机构，余热回收机构与螺杆挤出机的出料口A连接，余热回收机构用于将螺杆挤出机挤出的物料的热量回收。

进一步的，余热回收机构具体包括物料储罐18和换热器19，物料储罐18与换热器19的第一端连接，换热器19的第二端与螺杆挤出机的出料口A连接。进行脱低工序后的生胶产品经过螺杆挤出机时会放出大量的热量，将这些热量通过换热器回收到物料储罐18，生胶的余热能加热物料储罐18的物料(物料为DMC)，从而降低能耗。

进一步的，螺杆挤出机还包括过滤器20，过滤器20设置在螺杆挤出机的出料口A上，过滤器20用于去除产品的杂质，且挤出产品时温度较高，便于除杂的进行。

进一步的，过滤器20具体为滑板过滤器。

进一步的，控制系统分别还与第一物料预处理机构、第二物料预处理机构、第三物料预处理机构和第四物料预处理机构，控制系统用于控制第一物料、第二物料、第三物料和第四物料的反应量(即利用DCS计算机控制系统进行全自动计量)，通过对控制物料的反应量，进行准确的稀释，提高投料的精度，从而实现全自动、连续化生产，控制系统收集生产参数，采集并保存生产过程中所有的工艺参数。

在一些实施例中，第一物料、第二物料、第三物料和第四物料的反应量在投料时控制。

在一些实施例中，为了实现全自动化，还包括第四物料合成釜5，第四物料合成釜5的出料口与第四物料储罐4连接，第四物料在第四物料合成釜5中合成后输送到第四物料储罐4。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置，其特征在于，包括第一物料预处理机构、第二物料预处理机构、第三物料预处理机构、第四物料预处理机构、混合机、聚合器、稳压脱低机构、螺杆挤出机和控制系统；

所述第一物料预处理机构包括脱水釜、第一物料储罐、第一物料计量罐和第一物料计量泵，所述脱水釜通过输送泵与所述第一物料储罐连接，所述第一物料储罐的物料依次经过所述第一物料计量罐和所述第一物料计量泵后加入到所述混合机中；

所述第二物料预处理机构包括第二物料稀释罐、第二物料计量罐和第二物料计量泵，所述第二物料稀释罐通过输送泵与所述第二物料计量罐连接，第二物料经过所述第二物料稀释罐的稀释后依次经过所述第二物料计量罐和所述第二物料计量泵后加入到所述混合机中；

所述第三物料预处理机构包括第三物料稀释罐、第三物料计量罐和第三物料计量泵，所述第三物料稀释罐通过输送泵与所述第三物料计量罐连接，第三物料经过所述第三物料稀释罐的稀释后依次经过所述第三物料计量罐和所述第三物料计量泵后加入到所述混合机中；

所述第四物料预处理机构包括第四物料稀释罐、第四物料计量罐和第四物料计量泵；所述混合机通过高压输送泵与所述聚合器连接，所述第一物料、所述第二物料和所述第三物料进入所述聚合器后，第四物料经过所述第四物料稀释罐的稀释后依次经过所述第四物料计量罐和所述第四物料计量泵后进入所述聚合器内与所述第一物料、所述第二物料和所述第三物料混合，得到聚合物；

所述稳压脱低机构包括稳压输送装置和脱低釜，所述聚合器的出料口与所述稳压输送装置的进料口连接，所述稳压输送装置的出料口与所述脱低釜的进料口连接；所述稳压输送装置具体为稳压螺杆，所述稳压螺杆包括螺杆和电机，所述螺杆与电机连接；

所述控制系统分别与所述脱低釜和所述稳压输送装置连接，所述控制系统获得所述脱低釜的压力信息并生成稳压输送信号后，将所述稳压输送信号发送到所述稳压输送装置，使得所述稳压输送装置用于根据所述控制系统的稳压输送信号将所述聚合物输送到所述脱低釜，所述脱低釜的出料口与所述螺杆挤出机连接；

其中，所述控制系统获得所述脱低釜的压力信息并生成稳压输送信号具体为：所述控制系统获得所述脱低釜的压力信息并通过调频器得到稳压输送信号后，将所述稳压输送信号发送到所述电机，所述电机接收所述稳压输送信号后控制所述螺杆的运行。

2.根据权利要求1所述的全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置，其特征在于，还包括一级低分子回收机构，所述一级低分子回收机构包括一级冷却器和一级低分子回收器，所述一级冷却器的进料口与所述脱低釜的出料口连接，所述一级冷却器的出料口与所述一级低分子回收器的进料口管道连接。

3.根据权利要求2所述的全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置，其特征在于，还包括二级低分子回收机构，所述二级低分子回收机构包括二级冷却器和二级低分子回收器，所述一级低分子回收器的出料口与所述二级冷却器的进料口连接，所述二级冷却器的出料口与所述二级低分子回收器的进料口管道连接。

4.根据权利要求1所述的全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置，其特征在于，还包括余热回收机构，所述余热回收机构与所述螺杆挤出机的出料口连接，所述余热回收机构用于将所述螺杆挤出机挤出的物料的热量回收。

5.根据权利要求4所述的全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置，其特征在于，所述余热回收机构具体包括物料储罐和换热器，所述物料储罐与所述换热器的第一端连接，所述换热器的第二端与所述螺杆挤出机的出料口连接。

6.根据权利要求1所述的全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置，其特征在于，所述螺杆挤出机还包括过滤器，所述过滤器设置在所述螺杆挤出机的出料口上。

7.根据权利要求6所述的全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置，其特征在于，所述过滤器具体为滑板过滤器。

8.根据权利要求1所述的全自动甲基乙烯基硅橡胶连续生产装置，其特征在于，所述控制系统分别还与所述第一物料预处理机构、所述第二物料预处理机构、所述第三物料预处理机构和所述第四物料预处理机构连接，所述控制系统用于控制所述第一物料、所述第二物料、所述第三物料和所述第四物料的输送反应量，以及获得所述第一物料、所述第二物料、所述第三物料和所述第四物料的生产参数。

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