CN202786078U

CN202786078U - 双无轴高粘度聚酯连续生产装置

Info

Publication number: CN202786078U
Application number: CN 201220448156
Authority: CN
Inventors: 杨家吉; 贾振宇; 郑弢
Original assignee: SHANGHAI JUYOU CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI JUYOU CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2022-09-04

Abstract

本实用新型提供了一种双无轴高粘度聚酯连续生产装置。它包括一卧式增粘反应釜，釜前端一驱动轴穿过前端盖中心与釜内前端连接体固定，后段驱动轴固定在釜内后端连接体上，并穿过后端盖中心与轴承座连接；釜内设两个旋转体，每个旋转体由动刮板座、动刮板、拉膜杆组成的多组拉膜内件构成；各动刮板座用与反应釜中心线平行的多根连接杆连接成一整体，并固定在釜内前后两端连接体上；左右两旋转体上的每组动刮板在水平方向上和垂直方向上均交错排列；在同一圆周上左旋转体左边的动刮板最左端贴近左内筒壁中部，右旋转体右边的动刮板最右端贴近右内筒壁下部。该装置结构简单、操作灵活、节能降耗、运行成本低廉，可高效地实现一步法生产高粘度聚酯。

Description

双无轴高粘度聚酯连续生产装置

技术领域

本实用新型属于高分子聚合物生产装置技术领域，具体涉及一种双无轴高粘度聚酯连续生产装置。

背景技术

聚酯粘度是高分子聚合物最基本的一个结构参数，它对高分子材料的性能和用途有着直接的影响。高粘度聚酯（PET）是生产饮料瓶、高强力工业用丝、帘子线和工程塑料的原料。目前，随着高粘度PET聚酯应用领域的不断拓展及后加工技术的发展，高粘度聚酯的市场需求量剧增。

高粘度聚酯生产中，固相缩聚由于其条件温和、产品质量好等优势成为目前国内外广泛应用的聚酯增粘工业生产方法。然而，固相缩聚的生产工艺时间长（＞30小时），消耗惰性气体大，耗费时间和能量也都较高，同时，由于固相缩聚工艺的固有特性会使切片表面和中间的特性粘度存在差别，并随着粘度的增加而增加。尽管目前也有不少研究，如CN101921388A等对固相缩聚过程进行一定程度的改进而使产品性能更加优良，但流程长、能耗高、运行成本高等仍然是该工艺发展中存在的瓶颈。

熔融缩聚，也称液相增粘，是近年来发展起来的一种制备高粘度聚酯新工艺。它是指在一般缩聚生产装置的缩聚釜后方增加一台反应器，通过提高熔体脱挥面积和表面更新率等方式来实现熔体增粘。鉴于液相增粘技术的高效、节能及产品质量稳定等优点，目前在国内外已有广泛研究，但只有少数几家大公司研制成功并实现了工业化应用。

近年来，国内也有很多公司对液相增粘反应器进行了一定的研究。例如在CN3112545中提出采用装有行星轮与螺旋体组成的自洁搅拌系统，使聚酯熔体通过进料口在太阳轮和行星轮滚筒的顶部流下，在旋转过程中，熔体瞬间被碾成薄膜状流下，完成物料脱挥而实现高粘度聚酯生产。另外，CN10176888A，CN101914820A，CN200964390Y，CN101125928等专利中也指出，在一定条件下，聚酯可以通过立式降膜装置依靠重力实现增粘。然而，对于高粘度聚酯熔体而言，依靠重力自然成膜进行液相增粘，其产量必然会受到一定限制，同时，高粘度熔体下端成膜状况及出料效率也会与进料时存在很大差别。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、过程能耗小、增粘效率高的双无轴高粘度聚酯连续生产装置，以克服现有技术的不足。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种双无轴高粘度聚酯连续生产装置，该装置包括一设有内筒体和夹套筒体的卧式增粘反应釜；分设于反应釜内筒体前、后两端的物料进口、物料出口，以及与物料进出口连接的熔体输送系统；分设于反应釜夹套筒体两侧的上、下两端的热媒进口、热媒出口，以及与热媒进出口连接的热媒系统；设于釜体顶端的真空管接口，以及与真空管接口连接的真空系统；反应釜前端有一驱动轴穿过反应釜前端盖的中心与位于反应釜内部前端的连接体固定连接，位于反应釜内部后端的连接体与后段驱动轴固定连接，后段驱动轴穿过反应釜后端盖的中心与安装在反应釜后端盖上的轴承座连接；反应釜内设有左、右两个旋转体，每个旋转体由多组拉膜内件按一定转角方式螺旋状排列构成，每组拉膜内件包含一个圆环形的动刮板座、后端固定在动刮板座上的多个T字型动刮板、连接相邻两个动刮板前部的多个拉膜杆；各动刮板座用与反应釜中心线平行的多根连接杆连接成一个整体，并固定在釜内前、后两端的连接体上；左、右两个旋转体上的每组动刮板在水平方向上和垂直方向上均交错排列；在同一圆周面上，左旋转体左边的动刮板最左端贴近左内筒壁中部，右旋转体右边的动刮板最右端贴近右内筒壁下部。

本实用新型中的增粘反应釜为卧式双无轴自清洁反应釜，反应器内部具有特殊设计的拉膜内件依靠主传动端的电机带动内件旋转，从而使聚酯熔体成膜。增粘反应釜内设两个旋转体，每个旋转体由多组拉膜内件按照一定的型式构成，两个旋转体上的动刮板是相互错开，交错排列的，可以单独拆装，整个内件可以通过打开前后端盖整体拆装。该反应釜内部的拉膜内件相互配合、并以中等速度旋转工作。这种型式的拉膜内件可为聚酯生产中提供很高的成膜面积和充足的小分子脱挥面积，有利于生产过程中聚酯熔体中小分子的有效脱出；同时，由于其不设置轴（（反应器内部实际上是两个空心轴）），大大减小了常规反应器生产高粘度聚酯时发生的聚酯缠轴现象的发生。另外，釜体上方有很大的气相空间，这有利于高粘度聚酯生产过程中产生的小分子及时脱出；动刮板可以将釜壁和连接杆上的熔体刮下，从而使增粘反应釜具有自清洁功能，更大程度上避免熔体流动过程中出现死角，同时，旋转过程中这些刮板以一定转速相互啮合，由此产生的动态轮廓线同样也可确保聚酯熔体在设备中不产生死角的现象。

本实用新型中增粘反应釜两个旋转体内的拉膜内件至少有一组以上，这多组拉膜内件中的多组动刮板是按一定转角方式螺旋状排列的，这样可使拉膜内件在转动的过程中具备熔体推进作用，从而进一步确保高粘度熔体流动过程中不发生返混，提高产品均一性，同时，拉膜内件的推进作用还能保证聚酯的顺利出料；另外，通过调整拉膜内件的角度可以自由地控制高粘度聚酯在增粘反应器内的停留时间。

本实用新型中所述的连续生产高粘度聚酯的生产装置不仅可用于PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯），而且也可用于PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）、PTT（聚对苯二甲酸丙二醇酯）等不同类型高粘度聚酯的生产。

本实用新型的有益效果：

本实用新型所提供的生产装置结构简单、操作灵活、节能降耗、运行成本低廉，可高效地实现一步法生产高粘度聚酯。该装置大幅降低了生产高粘度聚酯的生产能耗和成本，提高了高粘度聚酯的生产效率。该装置适用于聚酯生产过程中高粘物料的处理，特别适合于由高粘度物料生产更高粘度物料的过程。

本实用新型采用上述结构后，具有流程短，能耗低，生产效率高，处理量大，设备操作灵活，产品质量均一，柔性化程度高等优点；因此，本实用新型的采用将改变目前行业内高粘度聚酯产能低、产品质量不均一、运行成本高等缺陷，将大幅提高行业竞争力，实现产业链优化，也必将对化纤生产行业的发展产生重大的促进和推动作用。

附图说明

图1是本实用新型的双无轴高粘度聚酯连续生产装置结构示意图；

图2是本实用新型的增粘反应釜内件示意图（即图1的右侧视图）；

图3是本实用新型的增粘反应釜内件左轴（右轴）动刮板分布示意图；

其中：1、热媒进口2、物料进口3、连接体4、前端盖5、驱动轴

6、左轴动刮板7、右轴动刮板8、动刮板座9、连接杆10、真空

管接口11、内筒体12、夹套筒体13、热媒出口14、后端盖15、

物料出口16、底座17、拉膜杆18、轴承座

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

一种双无轴高粘度聚酯连续生产装置，该装置由卧式双无轴自清洁增粘反应系统、真空脱挥系统、热媒系统及熔体输送系统组成，如图1、图2所示，该装置包括一安装在底座16上，设有内筒体11和夹套筒体12的卧式增粘反应釜；分设于反应釜内筒体前、后两端的物料进口2、物料出口15，以及位于内筒体内，与物料进出口连接的熔体输送系统；分设于反应釜夹套筒体两侧的上、下两端的热媒进口1、热媒出口13，以及位于夹套筒体内，与热媒进出口连接的热媒系统；设于釜体顶端的真空管接口10，以及与真空管接口连接的真空系统；反应釜前端有一驱动轴5穿过反应釜前端盖4的中心与位于反应釜内部前端的连接体3固定连接，位于反应釜内部后端的连接体与后段驱动轴固定连接，后段驱动轴穿过反应釜后端盖14的中心与安装在反应釜后端盖上的轴承座18连接；反应釜内设有左、右两个旋转体，每个旋转体由多组拉膜内件构成，每组拉膜内件包含一个圆环形的动刮板座8、后端固定在动刮板座上的四个T字型动刮板6或7、连接相邻两个动刮板前部的四个拉膜杆17；各动刮板座8用与反应釜中心线平行的四根连接杆9连接成一个整体，并固定在釜内前、后两端的连接体3上；左旋转体上的每组左轴动刮板6和右旋转体上的每组右轴动刮板7在水平方向上和垂直方向上均是相互错开，交错排列的；在同一圆周面上，左旋转体左边的动刮板最左端贴近左内筒壁中部，右旋转体右边的动刮板最右端贴近右内筒壁下部；两个旋转体的多组拉膜内件中的多组动刮板是按一定转角方式螺旋状排列的，如图3所示，多组左轴动刮板6和多组右轴动刮板7的前端贴近内筒壁部分是按一定转角方式沿着贴近内筒壁的圆柱面螺旋式排列的。

本实用新型是这样来工作的：聚酯装置中普通粘度的熔融态物料经由控制阀定时定量输送至增粘反应釜的入口2，通过由电机带动两个旋转体，物料随呈一定转角方式安装的拉膜内件的旋转而不断推进，两个旋转体上的动刮板6、7不断地强制拉膜，不断更新膜表面，小分子就可以在不断地发生着脱挥反应并由真空接口10抽走。在此过程中，热媒通过连续不断地进入增粘反应釜上的热媒入口1并经由热媒管道为增粘反应釜循环加热，之后从热媒管道出口13出来，从而保证了整个高粘度聚酯生产过程中热量的需求；与此同时，真空系统也不断运行，来保证反应过程中的真空度，从而使小分子更容易地脱出，在一定的停留时间后，物料经由增粘反应釜出口15出料，经由熔体输送系统输送至纺丝箱体或切粒机等设备分别进行不同的下游生产工序。整个反应过程可以通过温度、真空度、转速、液位、动刮板转角等多种方式调节，使之适应不同的物料增粘要求。

实施效果：

将物料特性粘度为0.68dl/g的聚酯熔体，送入上述单无轴高粘度聚酯连续生产装置，在温度285℃，真空度为100Pa，转速为5转/min的条件下反应30min，得到特性粘度为0.95dl/g的熔体。

实施例2

本实施例一种双无轴高粘度聚酯连续生产装置，其主要结构与实施例1基本相同，不同的是该装置每个动刮板座上均布三个动刮板，连接相邻两个动刮板前部的拉膜杆为三个，各动刮板座用与反应釜中心线平行的三根连接杆连接成一个整体。

实施效果：

将物料特性粘度为0.75dl/g的聚酯熔体，送入上述单无轴高粘度聚酯连续生产装置，在温度288℃，真空度为50Pa，转速为5转/min的条件下反应25min，得到特性粘度为1.05dl/g的熔体。

Claims

1.一种双无轴高粘度聚酯连续生产装置，该装置包括一设有内筒体和夹套筒体的卧式增粘反应釜；分设于反应釜内筒体前、后两端的物料进口、物料出口，以及与物料进出口连接的熔体输送系统；分设于反应釜夹套筒体两侧的上、下两端的热媒进口、热媒出口，以及与热媒进出口连接的热媒系统；设于釜体顶端的真空管接口，以及与真空管接口连接的真空系统；其特征在于，釜前端有一驱动轴穿过反应釜前端盖的中心与釜内前端的连接体固定连接，位于釜内后端的连接体与后段驱动轴固定连接，后段驱动轴穿过反应釜后端盖的中心与安装在后端盖上的轴承座连接；反应釜内设有左、右两个旋转体，每个旋转体由多组拉膜内件按一定转角方式螺旋状排列构成，每组拉膜内件包含一个圆环形的动刮板座、后端固定在动刮板座上的多个T字型动刮板、连接相邻两个动刮板前部的多个拉膜杆；各动刮板座用与反应釜中心线平行的多根连接杆连接成一个整体，并固定在釜内前、后两端的连接体上；左、右两个旋转体上的每组动刮板在水平方向上和垂直方向上均交错排列；在同一圆周面上，左旋转体左边的动刮板最左端贴近左内筒壁中部，右旋转体右边的动刮板最右端贴近右内筒壁下部。

2.根据权利要求1所述的双无轴高粘度聚酯连续生产装置，其特征在于，每个动刮板座上均布三个或四个动刮板。

3.根据权利要求1或2所述的双无轴高粘度聚酯连续生产装置，其特征在于，各动刮板座用与反应釜中心线平行的三根或四根连接杆连接成一个整体。

4.根据权利要求1或2所述的双无轴高粘度聚酯连续生产装置，其特征在于，多组拉膜内件中的多组动刮板是按一定转角方式螺旋状排列的。

5.根据权利要求3所述的双无轴高粘度聚酯连续生产装置，其特征在于，多组拉膜内件中的多组动刮板是按一定转角方式螺旋状排列的。