CN202730050U

CN202730050U - 具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置

Info

Publication number: CN202730050U
Application number: CN 201220370387
Authority: CN
Inventors: 张春雨; 刘伍梅
Original assignee: Fujian Jinjiang Technology Co Ltd
Current assignee: Fujian Yongrong Jinjiang Co Ltd
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2022-07-27

Abstract

本实用新型属于化工设备领域，具体涉及一种具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置。本实用新型的目的是提供一种效率高，能耗低，能大容量生产聚酰胺切片的装置，本实用新型的具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置包括聚合塔、切粒机、萃取装置和干燥装置，所述聚合塔、切粒机、萃取装置和干燥装置顺序连接，所示干燥装置包括多个干燥塔，所示干燥塔包括圆筒形的塔体，所述塔体内装载有螺旋形聚酰胺切片输送通道，所述塔体还包括三段气口，一段为废气出口，二段为循环废气入口，三段为高纯氮气入口。本实用新型采用多个干燥塔干燥，可根据干燥切片量的大小进行相应调整，在日产几十吨到日产几百吨均能适用。

Description

具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置

技术领域

本实用新型属于化工设备领域，具体涉及一种具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置。

背景技术

聚酰胺(PA，俗称尼龙)是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂，于1939年实现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品，以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围。PA的品种繁多，有PA6、PA66、PAll、PAl2、PA46、PA610、PA612、PAl010等。

目前，在国内外，聚酰胺聚合工业化生产一般采用己内酰胺水解聚合工艺技术，己内酰胺水解聚合反应是一个可逆平衡的化学反应，不能实现己内酰胺单体100%的转化率，在聚合反应平衡后，聚合物中含有7-8%的己内酰胺单体和2%左右的低聚物（包括环状低聚物和线性低聚物等），如果不除去这些物质，将严重影响聚酰胺的纺丝、成型等后续加工工序，而聚酰胺切片萃取水中的己内酰胺单体和低聚物含量约为了7-14%，因此需要对聚酰胺切片萃取水进行回收处理。萃取后聚酰胺切片经脱水后仍含有10-15%水分，为满足高速纺丝要求，切片的含水量应在0.06%以下。连续干燥就是利用干燥的热氮气在干燥塔内以对流方式除去切片中的水分。

目前国内常见的聚酰胺转鼓式间歇真空干燥，只适合间歇式小产量生产，不适合连续式大产量生产。其效率低，能耗高，难以满足现代化聚酰胺切片的生产。

国内普通的聚酰胺切片氮气干燥塔已经不能满足生产符合高速纺用聚酰胺切片的要求：首要表现为生产能力的调整范围比较窄，产量比较低；其次氮气的压损比较大，对氮气循环的压力要求高，干燥后切片的含水不易稳定，在产量提高后氮气能耗明显增加，而且由于氮气流量和气压的变化，容易导致进入干燥塔内的干燥气流发生紊乱，从而造成切片流动紊乱，影响最终干切片的含水，从而降低聚酰胺切片的干燥效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种效率高，能耗低，能大容量生产聚酰胺切片具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置。

本实用新型的技术方案为提供一种具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置，包括聚合塔、切粒机、萃取装置和干燥装置，所述聚合塔、切粒机、萃取装置和干燥装置顺序连接，所示干燥装置包括多个干燥塔，所示干燥塔包括圆筒形的塔体，所述塔体内设置有螺旋形聚酰胺切片输送通道，所述塔体还包括三段气口，一段为废气出口，二段为循环废气入口，三段为高纯氮气入口。

优选的，上述具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置，所述废气出口位于塔体顶端，所述循环废气入口位于塔体中部，所述高纯氮气入口位于塔体底端。

优选的，上述具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置，所述干燥塔有两个。

优选的，上述具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置，所述塔体上设置有测温装置，测压装置，取样口。

优选的，上述具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置，还包括计量装置，所述计量装置与聚合塔和切粒机连接，所述计量装置为柱塞泵。

本实用新型的具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置具有以下优点：

1、采用多个干燥塔干燥，对氮气压力要求低，氮气循环利用大大减少了氮气的损耗，该干燥塔的结构可以根据干燥切片量的大小进行相应调整，产量范围适应范围广，在日产几十吨到日产几百吨均能适用；

2、操作控制灵活。本实用新型的氮气由于采用分段加入的方式，在该干燥塔上设置有多个测温口、测压口和取样口，可以很方便地对切片的干燥过程进行检查，对切片进行化验分析，可以根据检测情况，对氮气流量、氮气压力和温度等进行分别调整和控制。

附图说明

图1为本实用新型具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置的干燥装置的剖面结构示意图；

1、干燥塔；2、塔体；3、螺旋形聚酰胺切片输送通道；4、废气出口；5、循环废气入口；6、高纯氮气入口；7、计量装置。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，本实施方式提供一种具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置，包括聚合塔、切粒机、萃取装置和干燥装置，所述聚合塔、切粒机、萃取装置和干燥装置顺序连接，所示干燥装置包括多个干燥塔1，所示干燥塔1包括圆筒形的塔体2，所述塔体2内装载有螺旋形聚酰胺切片输送通道3，所述塔体2还包括三段气口，一段为废气出口4，二段为循环废气入口5，三段为高纯氮气入口6。

本实用新型的聚酰胺切片干燥塔由于采用在塔内设置有螺旋形聚酰胺切片输送通道，是聚酰胺切片与氮气充分混合，氮气进出三段气口，使切片在塔内与氮气能充分混合，切片在塔内的停留时间基本一致，氮气气流在塔内不断地被再分配，从而保证了气流的均匀分布，减小了壁效应，保证切片干燥均勾，质量稳定可靠。

优选的，上述具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置，所述废气出口4位于塔体2顶端，所述循环废气入口5位于塔体2中部，所述高纯氮气入口6位于塔体2底端。

优选的，上述具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置，所述干燥塔1有两个。

优选的，上述具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置，所述塔体2上设置有测温装置，测压装置，取样口。本实用新型在该干燥塔1上设置有多个测温口、测压口和取样口，可以很方便地对切片的干燥过程进行检查，对切片进行化验分析，可以根据检测情况，对氮气流量、氮气压力和温度等进行分别调整和控制。

优选的，上述具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置，还包括计量装置7，所述计量装置7与聚合塔和切粒机连接，所述计量装置7为柱塞泵。

1、原料己内酰胺的准备

袋装固体己内酰胺经粉碎机粉碎由螺旋加料器进入熔融锅，在熔融锅内通过外部加热器熔融成液态己内酰胺，进入贮罐内待用。也可直接采用液态己内酰胺作为原料。

2、助剂和水的准备

链终端稳定剂、高效改性剂Seed、HMDA等反应所需助剂按工艺要求各自配制成一定浓度的溶液待用。

聚合反应用水来自储水罐，经过滤器进入系统待用。

3、预聚合

原料己内酰胺经计量预加热后与水及定量的各种助剂进入特殊混合器进行混合，再一起加入预聚合反应器中进行己内酰胺开环反应，通过过量水来加压加速控制己内酰胺的开环反应。

预聚合反应器为带压反应器，配有一个一次热媒加热系统和两个汽相二次热媒加热系统。反应停留时间约4～5小时，出预聚合反应器的预聚物相对粘度为2.0左右。

4、聚合

预聚物通过齿轮泵输送，经熔体脱水器蒸发熔体中多余的水分后进入聚合塔（VK管），聚合塔为常压塔，带氮气保护，内设特殊设置以保证聚合熔体完全保持均一稳定分布。

聚合物在聚合塔内进行加成、缩聚反应。反应生产的水分通过塔顶冷凝塔排出系统。熔体出料温度在250度～260度，聚合物的停留时间约10小时，出聚合塔时聚合物的粘度达3.0左右，分子量分布达2以下。

5、切粒

聚合塔中的熔体通过熔体输送泵经熔体过滤器进入水下切粒系统，在这里熔融的聚合物在水下切粒机的冷却板上被连续喷入的冷却水冷却、固化、成型，最后被切粒机切成规格均等的颗粒。

水下切粒系统包括铸带头、切粒机、离心脱水机、振动筛以及水循环系统。

6、连续萃取

来自切粒系统的切片进入萃取水贮罐，切片通过输送泵输送至萃取装置，分离罐出来的输送水经过滤后被泵送回继续循环使用。

萃取装置为常压塔，内有特殊设计的内件保证切片进行稳定的柱塞式流动，增大萃取效率。切片自上而下流动，而萃取装置内脱盐水流以相反方向流动。切片中的未反应单体与低聚物转移至萃取水中，再通过萃取水循环系统排出系统。

萃取装置循环水回路包括两套循环系统。第一套系统包括萃取装置、热交换器、泵、过滤器；第二系统用于萃取装置的加热，包括萃取装置、热交换器和泵。新鲜的萃取用水从储罐由萃取装置底部进入塔内。含己内酰胺、低聚物含量高的萃取水自第一循环系统至回收系统。在萃取进水上部，萃取装置中还有一循环水系统已保证塔内的溶度梯度和温度梯度的稳定。

萃取后的粘度稍有增高的切片通过切片输送系统输送至干燥塔顶部的离心脱水机。

7、连续干燥及固相增粘

通过离心脱水机脱水后含湿率约8～15%切片进入干燥塔。

干燥塔内有特殊设计的螺旋形聚酰胺切片输送通道保证聚酰胺切片柱塞式流动，并与氮气充分接触。切片自上而下流动，而氮气以相反方向流动。切片中的水分通过氮气循环系统排出系统。

切片在干燥塔内不仅进行干燥将切片含水控制在0.05%以下，同时切片在塔进一步进行缩聚反应，以提高聚合物分子量，生成的小分子副产物则借助于循环气流带出反应体系，强迫缩聚反应正向进行。

干燥停留时间约24小时。出干燥塔时聚合物相对粘度约3.7左右。

8、高粘切片改性

干燥后含水为0.05%以下的切片进入混合器，与膜用切片助剂混合改性，以制备高性能的膜级切片。

9、成品切片

添加助剂后的膜级切片，通过有冷氮气流的循环的冷却料仓，被冷却到合格温度后，经气流输送装置送往成品料仓。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置，包括聚合塔、切粒机、萃取装置和干燥装置，所述聚合塔、切粒机、萃取装置和干燥装置顺序连接，其特征在于，所述干燥装置包括多个干燥塔，所述干燥塔包括圆筒形的塔体，所述塔体内设置有螺旋形聚酰胺切片输送通道，所述塔体还包括三段气口，一段为废气出口，二段为循环废气入口，三段为高纯氮气入口。

2.根据权利要求1所述的具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置，其特征在于，所述废气出口位于塔体顶端，所述循环废气入口位于塔体中部，所述高纯氮气入口位于塔体底端。

3.根据权利要求1所述的具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置，其特征在于，所述干燥塔有两个。

4.根据权利要求1所述的具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置，其特征在于，所述塔体上设置有测温装置，测压装置，取样口。

5.根据权利要求1所述的具有多个干燥塔的聚酰胺切片聚合装置，其特征在于，还包括计量装置，所述计量装置与聚合塔和切粒机连接，所述计量装置为柱塞泵。