CN1096734A - 用于塑料颗粒的连续晶方法和装置 - Google Patents

Abstract

用于连续结晶塑料颗粒，尤其是所建议的非晶态 塑料颗粒的方法和装置，其中颗粒引入至一容器中并 形成一颗粒床，由于重力作用向下运动。作为第一级 气体的热气体以逆流形式通过颗粒床，颗粒由搅拌装 置保持运动。还有一用于第二级气体的气体供应装 置，它在分布于容器横截面上的数个点以高速将气体 引入颗粒床的上部。

Description

本发明涉及用于塑料颗粒的连续结晶方法和装置，尤其是用于由主权利要求和独立装置权利要求的前序部份确定的非晶态塑料颗粒。

已知基于聚对苯二甲酸乙酯（PET）的均聚物或共聚物在约70至160℃的温度范围从非晶态转向结晶态时，存在软化和部份熔融，由此颗粒具有强烈粘合在一起的变化趋势。在通过这个粘结相时，需要保持单个的颗粒经久运动，且避免较长时间的接触，较长时间的接触将导致熔结在一起形成较大的聚集体。为了达到和保持这种强烈的运动，现有技术提出了许多不同的方法。

在传统的流化床中，热气以这样的量通过颗粒床流动，由此，流化状态的各单独颗粒被加热至结晶温度并结晶。但是，这种工艺因为需要很大的空气量因此是高能量密集的，实践证明这种平缓的流化不再能满足改性聚酯和具有较高浓度有机或无机共聚组份聚酯的结晶，因为这些组份增加了粘性;而且将形成较大的聚集体。

由沸腾床工艺通过脉冲气流可在结晶相中产生甚至更强烈的扰动，并由此减少聚集物的形成，但是这也是高能量密集的，并且需要高的设备费用。

DE3213025令人满意地提出了一种工艺，其中这些颗粒通过搅拌元件保持运动，颗粒床通过搅拌容器从顶至底流动，以逆流形式吹入反应器下部的热空气被加热至所需要的结晶温度。用缓慢旋转的搅拌防止在通过临界结晶相对各单个颗粒的相互粘结。由于与前述的工艺相比它表现出在能量和装置两方面需求最小，因此，该工艺对于均聚酯是特别令人满意的。但是，如果根据该工艺结晶共聚酯，由混合浆提供颗粒的机械运动是不够的，因为共聚组分减少了结晶速度，结果加剧和延长了粘结相，因此不能保证无聚集体的结晶。

所以本发明的任务是提供一种连续结晶塑料颗粒尤其是非晶态塑料颗粒的方法和装置，其中颗粒的剧烈运动在时间和局部位置上被保证，在这些位置发生从非晶态至部份结晶态的转变，即在此具有最强的粘结趋势。

根据本发明，这个任务是由主权利要求和独立权利要求的特征和前序的特征结合解决的。

在本发明的方法的装置中，该剧烈运动是由布置在横截面上不同点上的气流供应产生的，并且气流是由喷嘴引入到所述床位置的。这些喷嘴是设置在搅拌器顶搅拌臂上的，并且由于搅拌器的旋转运动而通过圆筒状结晶器的整个横截面。所需的气流从外面借助在搅拌轴上的分配环引入到结晶器内（搅拌轴在此处结构为中空轴），并由中空轴分配入一个或多个是搅拌臂中，搅拌臂也构成为中空形状桨叶。从所述的中空桨叶，气体以高速经过一个或多个喷嘴孔喷出，在上覆的颗粒床（具有20-80mm，优选30-50mm的高度）附近产生喷泉状排放及强烈的扰动和仅有较短的结晶颗粒接触时间的相应剧烈运动。伴随着这种喷发状喷出，还有与已经部份结晶颗粒（即：具有较少粘结趋势表面的颗粒）重混的正效应，这更进一步减少了形成聚集体的风险。

优选的进一步的发展和改进由从属权利要求的措施是可能达到的。

本发明的一个实施例将参照附图在下面更详尽地描述，其中所示的：

图1是根据本发明装置的部份截面侧视图。

图2是截面表示的具有在搅拌轴上设置搅拌臂的搅拌轴的局部示意图。

图3是其中使用了根据本发明的装置的连续后冷凝反应器的示意图。

在图1中以简化形式所示的装置具有一个带圆锥颗粒出口连接器15的圆筒形容器16，圆锥的倾斜角优选是25至30°。双壁的冷却的颗粒供料管12设置在容器16的上部，并突入容器之内，供料管12的端部同时限定了容器或结晶器内颗粒床的高度，由此也确定了颗粒的料面，容器16安装有突入颗粒出口连接器15的内锥14，在连接器15上安装有用于一级气体的供应器线24。用于排出废气5的气体出口连接器13安在容器16的上部。

在容器中装入一个搅拌器25，它有一个搅拌轴17，由齿轮传动马达26驱动，并有搅拌臂10、11，部份搅拌器轴17结构为中空轴9，其内部经中空轴9壁上的缝19及形成一个环腔并固定在缝19周围的分配环7与用于第二及气体4的供应管结7连接。至少设置在颗粒床20上部的搅拌臂结构为中空形状桨叶10，其内部又与中空杆9内部连接。在中空形状桨叶10上，设置有向上的喷嘴6，其直径为1-8，优选为3-5mm。并作为容器16横截面的函数。如图2所示中空形状桨叶10可具有一三角形截面，喷咀6向上设置在侧壁上。在颗粒床的上部，设置有两或多个在一个平面上的中空形状桨叶10，在下部，搅拌轴17设置有数个，优选4至8个实心形状桨叶11。

非晶形颗粒1最好通过供料管线12连续地引入结晶器，这样从颗粒出口连接器15向下流动的颗粒床20被连续顶至则供应管线12的端部确定的床高。在供应管线24中流动的第一级气体3流入由内锥14和颗粒出口连接器15形成的在内锥14的外壁上的环形中间区域，并在18处进入颗粒床20，垂直流动，以逆流形式通过颗粒床。气流3的温度相当于颗粒所希望的结晶温度。在颗粒床的上部，所述之气流用于将非晶形颗粒从室温加热至结晶温度，并用于带走所述段的结晶热。第一级气体/颗粒质量流量比为2至4，优选2.5至3Kg/Kg。

第二级流化气4（作为颗粒特性需求的函数）以冷或热气通过供应管线7供应至分配环8，并从分配环8经缝19进入搅拌器25的中空轴9，再从中空轴9经径向开口进入中空形状桨叶10，由此，它经过一或多个喷嘴进入非晶形颗粒覆盖层，并产生所希望的颗粒剧烈扰动。喷嘴6位于20-80，优选30-50mm层深，搅拌轴17由齿轮传动马达以每分钟2至3转的速度驱动，由此颗粒覆盖层的整个截面都经受了扰动，由第一级气3和第二级气4形成的热气最后经废气接口13排出容器16。

由供应管线12供应的新非晶形颗粒在颗粒床20的上部被加热，同时经受扰动，因此不会出现粘结。在通过所述的加热和最初结晶相（约用3至5分钟）之后，通过持续不断的颗粒床下降，颗粒落入下部，在此搅拌壁11（没有气体流出）产生强烈的各单个颗粒的推滑运动。以逆流形式由下面上来的热气流过颗粒床的这部分。气体的量被减到最小，并确定为使它仅可保持将颗粒加热至结晶温度的热容量并均匀地穿流过整个容器的截面。在稍低于加热段已经存在等温度条件，而且由于上扰动区比较成倍高的停留时间和有限的停时间范围，导致了一定程度的结晶。

图3显示了安装入用于连续后冷凝的立式干燥器或反应器中的容器16及带在一起的下部反应器，该容器16作为一个单元形成了一个连续管式反应器，在颗粒出口连接器15安装了一个颗粒阀23，通过它，结晶的加热颗粒2进入下反应部分21。在此热干燥气穿过颗粒层22，并由供应管线26供入下反应部分的下部用作第一级气体3。颗粒出口连接器结构为筛锥，由此，第一级气体3进入结晶器。

Claims (9)

1、用于连续结晶塑料颗粒的方法，该颗粒被引入一个容器，在重力作用下向下运动，作为第一级气体的热气以逆流形式通过颗粒床，颗粒由搅拌作用保持运动，其特征在于，第二级气体经特定的层深由旋转分配臂引入颗粒床的上部，并以高速发生在整个容器截面上，接着与第一级气体一起向上流动。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于，第二级气体以20-80，优选30至50mm的层深引入。

3、用于连续结晶塑料颗粒的装置，带有接收颗粒床的容器，颗粒从顶至底运动，所述的容器具有颗粒进口和出口，以及用于供应第一级热气的入口连接器和废气连接器，该气体以逆流方式穿过颗粒床，同时提供了用于运动容器内颗粒的搅拌装置，其特征在于提供了一附加气体供应装置（7、9、10），该装置在分布于容器（16）横截面上的多个点以高速将第二级气体引入颗粒床（20）的上部。

4、根据权利要求3的装置，其特征在于搅拌装置具有一旋转搅拌轴（17），其至少部份结构为中空轴（9），并带有搅拌臂（10、11），至少一个搅拌臂结构为中空形状桨叶（10），并连接至中空轴（9），同时还具有多个喷嘴（6），中空轴（9）连接至气体供应管线（7），所述管线（7），中空轴（9）和中空形状浆叶（10）形成气体供应装置。

5、根据权利要求3或4的装置，其特征在于至少一个中空形状桨叶（10）具有三角横截面，喷嘴（6）设置在向上的表面上。

6、根据权利要求3至5之一的装置，其特征在于在颗粒床（20）的20-80，优选30-50mm层深的一个平面上有数个中空形状桨叶（10）。

7、根据权利要求3至6之一的装置，其特征在于喷咀（6）的直径为1-8，优选3-5mm。

8、根据权利要求3至7之一的装置，其特征在于用于第二级（4）的气体供应管线（7）连接至分配环（8）上，该分配环绕中空轴（9）的周围布置，分配环（8）相对于旋转的中空轴（9）密封，在分配环（8）附近，中空轴（9）具有开口（19）。

9、根据权利要求3-8之一的装置用于立式干燥器或后冷凝反应器中，该装置是立式干燥器或反应器的一个整体部分。

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