CN207130199U - 一种高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置，其包括热媒系统，依次连接的原料混合供应系统、酯化分离系统、预聚系统、终聚系统，酯化分离系统包括第一酯化反应装置和第二酯化反应装置以及蒸馏塔，原料混合釜包括混合釜体、开设于混合釜体侧部上的取样口、与取样口连通的取样管、出样管和气管、与气管连通的放空管，取样管、出样管、气管和放空管上分别设置有第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；该生产装置还包括用于配制吸湿母液的吸湿母液配制装置。其实现超仿棉聚酯纤维的连续生产，其生产的聚酯熔体加工而成的聚酯纤维具有表面及内部亲水化、纤维截面异形化、纤维内部结构微孔化的特征，具有良好的吸湿导湿性能。

Description

一种高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置

技术领域

本实用新型涉及一种高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置。

背景技术

聚酯纤维是合成纤维的第一大品种，其产量占化纤总产量的80%以上，是目前生产量和消费量最大的纺织纤维, 现有技术中的超仿棉聚酯纤维，因其优良的性价比、抗皱性、保形性、较高的强度与弹性恢复能力，可作为服装面料用和装饰用的理想原料, 具有极大的应用前景和广阔发展前景。然而，现有技术中的超仿棉聚酯纤维，在用于服装业时，由于它的疏水特性差，导致吸水、吸湿性差，穿着时缺少舒适感。因此如何制备一种同时具有高吸汗、排汗、速干织物用的超仿棉聚酯纤维，是多年来研究者和企业家一直在努力追求的目标。此外，现有技术中通常是在一个单独的聚酯设备上生产共聚酯母粒，之后和常规的聚酯按比例混合均匀后，干燥再纺丝，其不能将聚酯熔体直接纺丝，存在无法连续生产、效率低下的问题且影响后续纤维产品的性能。

目前，聚酯生产是生产聚酯纤维的必要过程,聚酯溶体生产环节，工序多、添加料种类多且工艺复杂，如何优化生产工艺，减少生产过程中的浪费是我们降低生产成本，提高生产效益的主要切入点；现有技术中超仿棉聚酯纤维的生产装置中的原料混合供应系统通常包括混合釜，混合釜在连续的物料混合过程中，需要取样用以查看物料混合的情况，通常在在取样过程中是先反应釜内充入氮气，解除真空之后取样，采用这种方法存在着每次取样需要消耗大量的氮气，取样的时间比较长，而且由于充入的是室温情况下的氮气，会引起物料温度的下降，如果物料混合效果不好而需继续进行混合时，又需要再次启动加温过程，会造成能耗的增加；其操作费工又费时，生产效率极低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置，成功实现超仿棉聚酯纤维的连续生产。

为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案如下：

一种高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置，其包括热媒系统，依次连接的原料混合供应系统、酯化分离系统、预聚系统、终聚系统，酯化分离系统包括依次连接的第一酯化反应装置和第二酯化反应装置以及与第一酯化反应装置和第二酯化反应装置并联的蒸馏塔，原料混合供应系统包括原料混合釜、TPA喂料仓，原料混合釜包括混合釜体、开设于混合釜体侧部上的取样口、与取样口连通的取样管、与取样管另一端三通连接的出样管和气管、与气管连通的放空管，取样管、出样管、气管和放空管上分别设置有第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置还包括用于配制吸湿母液的吸湿母液配制装置，吸湿母液配制装置与第二酯化反应装置连接从而将配制好的吸湿母液通入到第二酯化反应装置中，超仿棉聚酯纤维连续生产装置还包括与终聚系统连接的纺丝装置。

优选地，吸湿母液配制装置包括与第二酯化反应装置通过第一管道连通的配制釜体、设置在配制釜体内的搅拌器、分别开设在配制釜体上部和下部的物料入口和物料出口。

优选地，物料入口包括分别设置的第一入口、第二入口和第三入口，第一入口用于通入乙二醇，第二入口用于通入含亲水基团的反应单体和聚乙二醇，第三入口用于通入添加剂。

优选地，吸湿母液配制装置还包括设置在配制釜体上的热媒入口，热媒入口通过第二管道与热媒系统连通。

优选地，吸湿母液配制装置还包括有用于监测及控制稀释母液添加情况的DCS控制系统，DCS控制系统包括设置在第一管道上的用于监测吸湿母液流量的流量计、用于控制吸湿母液流量的控制阀。

优选地，取样管为无缝不锈钢管。

优选地，出样管位于取样管的下侧，气管位于取样管的上侧，出样管、气管的另一端与外界大气相通。

优选地，第三阀门位于放空管与气管连接处的上侧。

优选地，纺丝装置采用大三叶型喷丝板。

根据本实用新型，吸湿母液包含乙二醇、含亲水基团的反应单体、聚乙二醇和添加剂。添加剂进一步包含成孔剂如硫酸钡、碳酸钙或其他无机粉体和抗氧剂。含亲水基团的反应单体如间苯二甲酸磺酸钠、间苯二甲酸磺酸钾、间苯二甲酸磺酸钠乙二醇酯、聚乙二醇、乙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、二甘醇、三甘醇、聚丙二醇、聚氧丁烯二醇、邻羟基苯甲酸等。

由于以上技术方案的实施，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型的高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置，通过添加吸湿母液配制釜，对吸湿添加剂与醇、酸在低温条件下进行预处理，一方面达到稀释添加剂的目的，实现精确添加，另一方面避免了直接在高温条件下向聚合釜中加入未经任何处理的添加剂，减少了副反应的产生，也提高了聚酯熔体的可纺性以及产品稳定性，所得聚酯熔体可直接进行后续纺丝，从而实现超仿棉聚酯纤维连续生产。此外，本实用新型的原料混合供应系统中混合釜体的侧壁上开设有一个取样口，取样时，打开第一阀门、第三阀门，釜体内溶体在应力的作用下，沿取样管流至出样管，然后关闭第一阀门、第三阀门，打开第四阀门，待与大气平衡后打开二阀门，溶体会从出样管底部流出，该采样装置能够避免传统的取样消耗大量的氮气、取样的时间长等缺陷，也避免因物料温度的下降，而导致的再次加温的过程，避免能量的浪费，生产效率高。

附图说明

图1为本实用新型高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置的整体结构示意图；

其中：1、混合供应系统；10、混合釜体；111、TPA喂料仓；11、取样管；12、出样管；13、气管；14、放空管；2、酯化分离系统；21、第一酯化反应装置；22、第二酯化反应装置；23、蒸馏塔；3、预聚系统；4、终聚系统；5、热媒系统；6、吸湿母液配制装置；60、釜体；61、流量计；62、控制阀；G1、第一管道；G2、第二管道；F1、第一阀门；F2、第二阀门；F3、第三阀门；F4、第四阀门。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，一种高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置，其包括热媒系统5，依次连接的原料混合供应系统1、酯化分离系统2、预聚系统3、终聚系统4，酯化分离系统2包括依次连接的第一酯化反应装置21和第二酯化反应装置22以及与第一酯化反应装置21和第二酯化反应装置22并联的蒸馏塔23，原料混合供应系统1包括原料混合釜、TPA喂料仓111，原料混合釜包括混合釜体10、开设于混合釜体10侧部上的取样口、与取样口连通的取样管1、与取样管11另一端三通连接的出样管12和气管13、与气管13连通的放空管14，取样管11、出样管12、气管13和放空管14上分别设置有第一阀门F1、第二阀门F2、第三阀门F3和第四阀门F4；高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置还包括用于配制吸湿母液的吸湿母液配制装置，吸湿母液配制装置与第二酯化反应装置22连接从而将配制好的吸湿母液通入到第二酯化反应装置22中，超仿棉聚酯纤维连续生产装置还包括与终聚系统4连接的纺丝装置。

本例中，吸湿母液配制装置6包括与第二酯化反应装置22通过第一管道G1连通的配制釜体60、设置在配制釜体60内的搅拌器、分别开设在配制釜体60上部和下部的物料入口和物料出口。物料入口包括分别设置的第一入口、第二入口和第三入口，第一入口用于通入乙二醇，第二入口用于通入含亲水基团的反应单体和聚乙二醇，第三入口用于通入添加剂。吸湿母液配制装置6还包括设置在配制釜体60上的热媒入口，热媒入口通过第二管道G2与热媒系统5连通。吸湿母液配制装置6还包括有用于监测及控制稀释母液添加情况的DCS控制系统，DCS控制系统包括设置在第一管道G1上的用于监测吸湿母液流量的流量计61、用于控制吸湿母液流量的控制阀62。

进一步地，取样管11为无缝不锈钢管。出样管12位于取样管11的下侧，气管13位于取样管11的上侧，出样管12、气管13的另一端与外界大气相通。第三阀门F3位于放空管14与气管13连接处的上侧。纺丝装置采用大三叶型喷丝板。本例中吸湿母液包含乙二醇、含亲水基团的反应单体、聚乙二醇和添加剂。添加剂进一步包含成孔剂如硫酸钡、碳酸钙或其他无机粉体和抗氧剂。含亲水基团的反应单体如间苯二甲酸磺酸钠、间苯二甲酸磺酸钾、间苯二甲酸磺酸钠乙二醇酯、聚乙二醇、乙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、二甘醇、三甘醇、聚丙二醇、聚氧丁烯二醇、邻羟基苯甲酸等。

本例中的吸湿母液制备工艺及添加情况如下：

导乙二醇于吸湿母液配制釜中，保持温度180～220℃范围内，加入含磺酸基团、羟基等亲水基团的三单体和数均分子量为200～6000的聚乙二醇第四单体,第三、四单体的加入量分别为吸湿母液重量的10～30%，20～50%，添加硫酸钡、碳酸钙或其他无机粉体（为吸湿母液重量的1～10%）作为成孔剂，然后加入受阻胺类光稳定剂和受阻酚类抗氧剂，以吸湿母液重量为基准，受阻胺类光稳定剂和受阻酚类抗氧剂的加入量分别为0.01～0.1%，充分搅拌均匀，并且通过20um的过滤网过滤，配制成吸湿母液；向第二酯化反应装置中加入乙二醇,使第二酯化反应装置降温至200～230℃,在氮气保护下, 通过DCS控制系统将所配制吸湿母液按每小时20～50KG（聚酯产量为每小时1～3吨）精确添加至第二酯化反应装置中，并且加入聚合催化剂乙二醇锑，加入完毕后搅拌均匀，逐步升温导入预聚系统中进行后续的聚合反应。

综上所述，本实用新型的高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置，通过添加吸湿母液配置釜体，对吸湿添加剂与醇、酸在低温条件下进行预处理，一方面达到稀释添加剂的目的，实现精确添加，另一方面避免了直接在高温条件下向聚合釜中加入未经任何处理的添加剂，减少了副反应的产生，也提高了聚酯溶体的可纺性以及产品稳定性，所得聚酯熔体可直接进行后续纺丝，从而实现超仿棉聚酯纤维连续生产。经该型生产装置生产的聚酯溶体加工而成的聚酯纤维具有纤维表面及内部亲水化；纤维截面异形化；纤维内部结构微孔化的特征，并且具有良好的吸湿导湿性能，经过国家检测中心检测纤维强度达到4.5Cn/dtex以上，吸水率480%以上，蒸发速率0.15g/h以上，都远超过吸湿排汗纤维行业标准的技术要求。纤维比电阻在108Ω﹡cm以下，抗静电性能优异，紫外线透过率≤5%，抗起毛起球性能≥4级。其所制备的织物具有的润湿、吸湿、排汗、速干功能。此外，本实用新型的原料混合供应系统中混合釜体的侧壁上开设有一个取样口，取样时，打开第一阀门、第三阀门，釜体内溶体在应力的作用下，沿取样管流至出样管，然后关闭第一阀门、第三阀门，打开第四阀门，待与大气平衡后打开二阀门，溶体会从出样管底部流出，该采样装置能够避免传统的取样消耗大量的氮气、取样的时间长等缺陷，也避免因物料温度的下降，而导致的再次加温的过程，避免能量的浪费，生产效率高。

以上对本实用新型做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置，其包括热媒系统（5），依次连接的原料混合供应系统(1)、酯化分离系统(2)、预聚系统（3）、终聚系统（4），所述酯化分离系统(2)包括依次连接的第一酯化反应装置（21）和第二酯化反应装置（22）以及与所述第一酯化反应装置（21）和第二酯化反应装置（22）并联的蒸馏塔（23），其特征在于：所述原料混合供应系统（1）包括原料混合釜、TPA喂料仓（111），所述原料混合釜包括混合釜体（10）、开设于所述混合釜体（10）侧部上的取样口、与所述取样口连通的取样管（11）、与所述取样管（11）另一端三通连接的出样管（12）和气管（13）、与所述气管（13）连通的放空管（14），所述取样管（11）、出样管（12）、气管（13）和放空管（14）上分别设置有第一阀门（F1）、第二阀门（F2）、第三阀门（F3）和第四阀门（F4）；所述高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置还包括用于配制吸湿母液的吸湿母液配制装置，所述的吸湿母液配制装置与所述的第二酯化反应装置（22）连接从而将配制好的吸湿母液通入到所述第二酯化反应装置（22）中，所述的超仿棉聚酯纤维连续生产装置还包括与所述终聚系统（4）连接的纺丝装置。

2.根据权利要求1所述的高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置，其特征在于：所述吸湿母液配制装置（6）包括与所述第二酯化反应装置（22）通过第一管道（G1）连通的配制釜体（60）、设置在所述配制釜体（60）内的搅拌器、分别开设在所述配制釜体（60）上部和下部的物料入口和物料出口。

3.根据权利要求2所述的高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置，其特征在于：所述物料入口包括分别设置的第一入口、第二入口和第三入口，所述第一入口用于通入乙二醇，所述第二入口用于通入含亲水基团的反应单体和聚乙二醇，所述第三入口用于通入添加剂。

4.根据权利要求2所述的高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置，其特征在于：所述吸湿母液配制装置（6）还包括设置在所述配制釜体（60）上的热媒入口，所述热媒入口通过第二管道（G2）与所述热媒系统（5）连通。

5.根据权利要求2所述的高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置，其特征在于：所述吸湿母液配制装置（6）还包括有用于监测及控制所述吸湿母液添加情况的DCS控制系统，所述DCS控制系统包括设置在所述第一管道（G1）上的用于监测吸湿母液流量的流量计（61）、用于控制吸湿母液流量的控制阀（62）。

6.根据权利要求1所述的高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置，其特征在于：所述取样管（11）为无缝不锈钢管。

7.根据权利要求1所述的高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置，其特征在于：所述出样管（12）位于所述取样管（11）的下侧，所述气管（13）位于所述取样管（11）的上侧，所述出样管（12）、气管（13）的另一端与外界大气相通。

8.根据权利要求7所述的高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置，其特征在于：所述第三阀门（F3）位于所述放空管（14）与所述气管（13）连接处的上侧。

9.根据权利要求1所述的高吸湿超仿棉聚酯纤维的生产装置，其特征在于：所述纺丝装置采用大三叶型喷丝板。