CN1164888A - 输送一种热不稳定粘性物质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过管道输送一种热不稳定的粘性物质的方法，管道有一个用于释放过压的预定破裂点，在达到过压时该预定破裂点破裂，由此使过压得到释放，此方法的特征在于，预定破裂点设在管道内部，并且此预定破裂点不是设计为管道内壁的一个部分。

Description

输送一种热不稳定粘性物质的方法

本发明涉及一种通过管道输送一种热不稳定的粘性物质的方法，管道有一个用于释放过压的预定破裂点，在达到过压时该预定破裂点破裂，因此过压被释放。此外，本发明还涉及一种实施此方法的设备。

在本说明书和本专利权利要求的范围内，术语粘性物质主要用于一种含有纤维素和含水叔胺氧化物的溶液，而且这种溶液可以加工成各种类型的纤维素模塑体，尤其是纤维和薄膜。

叔胺氧化物已知用作纤维素的可供选用的溶剂。例如由US-PS2179181已知，叔胺氧化物可以溶解纤维素而没有衍生物，以及，由这些溶液通过沉淀可以得到纤维素模塑体，如纤维。由本申请人的EP-A-0553070已知另一些叔胺氧化物。下面为了简化起见只表示为NMMO(＝N-Methylmorpholin-N-oxid)，指的是所有能溶解纤维素的叔胺氧化物。

就纤维素无衍生物地被NMMO溶解这一点而言，与粘胶法相比，叔胺氧化物作为可选用的溶剂是有优点的，这样，纤维素不必化学地再生，NMMO化学上保持不变，并在沉淀时转移到沉淀槽中，可以从沉淀槽回收，以及为了制备新的溶液可以再次使用。因此这种NMMO法提供了一种闭式溶剂循环的可能性。除此之外，NMMO毒性极低。

然而，当纤维素在NMMO中溶解时，降低了纤维素的聚合度。此外，尤其是存在的金属离子(诸如Fe³⁺)导致引发激烈的链分裂，并因而导致显著的纤维素和溶剂降低(Buijtenhuijs等人“TheDegradation and Stabilization of Cellulose Dissolved in N-Methylmorpholin-N-Oxide(NMM)”，发表在“Das Papier”中，年度刊物第40卷，12期，615-619页，1986年)。

另一方面，胺氧化物通常只有一种有限的热稳定性，它随其结构而改变。在正常的条件下，NMMO的一水化合物作为白色结晶固体存在，它在72℃时融化。反之，无水化合物到172℃才融化。在加热一水化合物时，从120/130℃起出现严重变色。从175℃起开始放热反应，融化物完全脱水以及产生大量气体并伴随有爆炸过程，在这种情况下温度上升到高于250℃。

众所周知，金属铁和铜以及尤其是它们的盐，显著降低了NMMO的分解温度，而有关的分解速度却与此同时提高了。

此外，除上述问题外还产生另一个困难，亦即NMMO纤维素溶液本身受热不稳定。这里所说的是，在加工温度提高时(约110-120℃)，在溶液中引起不可控制的分解过程，由于形成气体，所以这些分解过程可能导致爆燃、燃烧和甚至爆炸。

为了释放在上述分解过程中在管道内形成的过压，由US-A-5337776已知一种管道，它有一个作为管壁一部分的预定破裂点。此预定破裂点设计为爆破盘。然而，由于将爆破盘装在管壁中使管的加热套中断，因此，如果被输送物质冷却到低于凝固点，便会使被输送的物质固化在未被加热的爆破盘表面上。特别是由于在壁面处的速度低，所以凝固物质粘附在爆破盘上，不随其余物质一起输送。因此不仅影响爆破盘的工作，亦即损害其时间响应，而且，若在那些沉积于爆破盘上的物质形成分解产物的情况下导致污染输送物质。例如在纤维素溶解于叔胺氧化物的溶液中便可能发生这种情况。

此外，在将爆破盘装入管道壁中时，必须设计所需要的卸压截面尺寸，这可由专家根据系统内产生的最大压力上升率算出。这意味着必须根据管道容积选择和装上与之相配的爆破盘截面。然而有利的做法却应当是使用尽可能小的爆破盘，因为这样在管道圆周中占的地方小，以及，爆破盘的曲率能更好地与管壁的曲率相匹配。

因此，应当找到一个最佳点，使得在管道内部沿管道内径的流速与高粘度的流动特性相适应。于是，对于高粘度的物质，可以做到管内只有较小的剪切速度，这等价于具有一个比较大的管道内径。若这种管道现在按照由US-A-5337776已知的方法用一个与管内壁齐平地安装的爆破盘来保险，则爆破盘固定装置需要占用管道上不必要的大的圆周区，其结果是导致产生上面已阐述的问题。

按照US-A-5337776，爆破盘与管道相配。然而，根据不稳定物质系统的最大压力发生率这是不必要的。这意味着应当使用截面尺寸优化的爆破盘。

若由于要释放高压而需要大的爆破盘截面，则形成一种不良的匹配，因为被爆破盘所占的管道圆周区较大，因此在管道内的流动特性可能受到破坏。

本发明的目的是，提出一种输送热不稳定粘性物质的方法，尤其是一种输送含有纤维素和含水叔胺氧化物的模塑材料或纺丝原液的方法，这种方法没有上述问题。

按本发明通过管道输送一种热不稳定的粘性物质的方法，其中管道有一个用于释放过压的预定破裂点，在达到过压时该预定破裂点破裂，从而释放过压，这一方法的特点在于，预定破裂点设在管道内部，并按这样的原则，即，此预定破裂点不是设计为管道内壁的一个部分。

业已证明，采用按本发明将预定破裂点安排在管道内部的设计，不仅保证有效地释放过压，而且由于在管道中安装了截面尺寸优化的预定破裂点，将因此而造成的加热套中断限制为如此之小，以致对于粘性物质的输送没有什么不良影响。

此外，保证此预定破裂点位于作良好恒温处理的物质中。

按本发明方法的一种最佳实施形式在于，预定破裂点设在管道内基本上中央，在这种情况下应强调指出，预定破裂点最好设置为，它基本上背对着物质的输送方向。

按本发明所设的预定破裂点最好设计为爆破盘。

按本发明的方法尤其适用于在含水叔胺氧化物中的纤维素高粘度溶液的输送。

本发明还涉及一种用于实施按本发明的方法的设备，此设备包括一根管道和一个爆破盘，它的特征在于，爆破盘设在管道内部，并且此爆破盘不是设计为管道内壁的一个部分。

在按本发明设备的一种最佳结构形式中，爆破盘基本上位于管道内的中央，在这种情况下，它最好基本上背对着物质的输送方向。

下面借助于附图更详细地说明本发明。

附图表示了一个用于分配物质流的按本发明的管道构件的一种实施形式，在管道构件中装入爆破盘支架以及爆破盘。物质的输送方向用箭头表示。

在图示的实施形式中，管道构件由一个十字接头1构成，物质流在十字接头中分为两个相等的分流。

十字接头1按传统的方式通过法兰2装在输入管3上。在输入管3与十字接头1之间装有密封件4。以类似的方式，十字接头1在其引出管5a和5b处，通过法兰6a和6b装在引出管8a和8b的相配法兰7a或7b上。在法兰6a、6b和7a、7b之间装有密封件9a或9b。

在十字接头1中设有用于加热介质的外套10，借助于加热介质可以调节流动的粘性物质的温度，或可防止冷却。这类加热套还设在引出管5a或5b的相配法兰7a、7b中，以及设在输入管3的法兰中。作为加热介质可使用水、蒸汽或热油。

在十字接头1的壁中焊有一个套管11，一个传统的爆破盘支架12带着装在它上面的爆破盘13一起穿过套管插入，使爆破盘位于经十字接头1流动的物质的中央。

当在十字接头1中达到了一个不希望的过压时，盘13被爆破，因此存在于十字接头1中的过压可通过排出管14释放。

对于专家而言，显然爆破盘可以装在任何管状体中，这种管状体可用于输送物质。

Claims (8)

1.通过管道输送一种热不稳定的粘性物质的方法，管道有一个用于释放过压的预定破裂点，在达到过压时该预定破裂点破裂，由此使过压得到释放，其特征为：预定破裂点设在管道内部，并且此预定破裂点不是设计为管道内壁的一个部分。

2.按照权利要求1所述的通过管道输送一种热不稳定的粘性物质的方法，其特征为：预定破裂点设在管道内部基本上在中央。

3.按照权利要求1或2之一所述的通过管道输送一种热不稳定的粘性物质的方法，其特征为：预定破裂点被安排为基本上背对着物质的输送方向。

4.按照权利要求1至3之一所述的通过管道输送一种热不稳定的粘性物质的方法，其特征为：预定破裂点设计为爆破盘。

5.按照权利要求1至4中一项或多项所述的方法，其特征为：作为热不稳定的粘性物质，使用一种在含水叔胺氧化物中的纤维素溶液。

6.实施按照权利要求1至5之一所述方法的设备，它包括一根管道和一个爆破盘，其特征为：爆破盘设在管道内部，并且此爆破盘不是设计为管道内壁的一个部分。

7.按照权利要求6所述的设备，其特征为：爆破盘设在管道内基本上在中央。

8.按照权利要求6或7之一所述的设备，其特征为：爆破盘被安排为基本上背对着物质的输送方向。

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