CN212166565U - 尼龙盐液的脱水蒸发装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种尼龙盐液的脱水蒸发装置，包括U型管反应器，U型管反应器的物料入口与浓缩槽出口管相连，其物料出口与脱水盐液输送泵的入口相连，脱水盐液输送泵的出口与闪蒸器的物料入口相连且与添加剂注入管的出口相连，闪蒸器筒体的底部设有联苯蒸汽进气口和联苯冷凝液回流口，闪蒸器筒体的内腔设有与闪蒸器筒体共轴线的螺旋盘管，且螺旋盘管的外周均设有翅片，小径螺旋盘管的入口端从闪蒸器筒体的一端封头中伸出作为闪蒸器的物料入口，大径螺旋盘管的出口端从闪蒸器筒体的另一端封头中伸出作为闪蒸器的物料出口。该装置增大了有效换热面积，大大提高了传热效率，在不增加闪蒸器长度的情况下，可以满足全消光产品的大蒸发量需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种蒸发装置，尤其涉及一种尼龙盐液的脱水蒸发装置，属于尼龙生产设备技术领域。
背景技术
尼龙聚合物大部分都是以二元胺和二元酸为原料，纯水作为载体，发生中和反应生产尼龙盐的水溶液，经浓缩后再聚合反应生成尼龙高分子熔体，再通过切粒机进行造粒，代表产品有尼龙56、尼龙66等。
浓缩后的尼龙盐液先进入U型管反应器进行进一步脱水，同时在1.75-2.1MPa的压力下完成一定的聚合反应，U形管式反应器出口的物料分子量可以达到5000，温度为220-270℃。常规产品为：尼龙预聚物+10%的水分；全消光等特殊产品为：尼龙预聚物+13%的水分（比普通产品多增加3%左右的水）。从U型管反应器出来的尼龙预聚物进入闪蒸器继续蒸发水分，闪蒸后再进入前聚合器继续聚合，从前聚合器出来后，再进入后聚合器进一步反应，使熔体粘度达到相应产品的要求。
传统的闪蒸器将物料蛇管置于联苯蒸汽中，通过联苯蒸汽对物料加热，将物料的温度提高约30℃，同时为水分的气化提供热量。物料蛇管主要沿水平线延伸并来回折返，从入口端到出口端采用的是步步低排布，极容易造成在管道最后一级时物料均处于半管状态，降低了有效换热面积，换热效率低。
由于尼龙物料的特殊性质，为了确保产品品质，物料在闪蒸器内的停留时间一般不能超过八分钟；同时对物料加热的热载体（联苯醚蒸汽）与物料的平均温度差不宜超过30℃，且闪蒸过程中需要将物料的压力从1.75-2.1MPa降低为常压。同时考虑以上所述的升温、蒸发、降压和输送作用，传统闪蒸器的结构需要做得很长。
随着生产线产能要求的扩大以及一些特殊产品的需求量增加，均对闪蒸器提出了更高的要求。例如以前的全消光等产品均是利用间歇装置生产，全消光产品需要在闪蒸器入口注入含有10%二氧化钛的水溶液，二氧化钛的添加量为物料流量的0.3%左右，因此在做全消光产品时每吨产品需要增加约27公斤的水。由此加入的水必须通过闪蒸器提供相应的热量全部蒸发出去，大大增加了闪蒸器的耗热量，同时也只有足够的面积才可以提供相应的热量。若将生产线的产能提升至每年10万吨，需要的换热面积更大，则换热管需要的直径更大，长度更长，既造成投资成本的增加，又增大了厂房的占用，不利于生产线的布置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种尼龙盐液的脱水蒸发装置，物料在闪蒸器中的换热效率高，蒸发速度快，停留时间短。
为解决以上技术问题，本实用新型的一种尼龙盐液的脱水蒸发装置，包括U型管反应器，U型管反应器的物料入口与浓缩槽出口管相连，U型管反应器的物料出口与脱水盐液输送泵的入口相连，脱水盐液输送泵的出口通过脱水盐液输送管与闪蒸器的物料入口相连，所述闪蒸器包括卧式的闪蒸器筒体，闪蒸器的物料入口还与添加剂注入管的出口相连，闪蒸器筒体的底部设有联苯蒸汽进气口和联苯冷凝液回流口，闪蒸器筒体的内腔设有与闪蒸器筒体共轴线的螺旋盘管，所述螺旋盘管包括通过扩径接头依次串联的小径螺旋盘管、中径螺旋盘管和大径螺旋盘管，且螺旋盘管的外周均设有翅片，小径螺旋盘管的入口端从闪蒸器筒体的一端封头中伸出作为闪蒸器的物料入口，大径螺旋盘管的出口端从闪蒸器筒体的另一端封头中伸出作为闪蒸器的物料出口。
相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：浓缩后的尼龙盐液从浓缩槽出口管排出后，先进入U型管反应器进行进一步脱水，同时在1.75-2.1MPa的压力下完成一定的聚合反应，U形管式反应器出口的物料分子量可以达到5000，温度为220-270℃；脱水后的尼龙盐液由脱水盐液输送泵抽出，经脱水盐液输送管送入闪蒸器的物料入口，含有10%二氧化钛的水溶液从添加剂注入管同时注入闪蒸器的物料入口，二氧化钛的添加量为物料流量的0.3%wt左右。物料在闪蒸器中沿螺旋盘管前进，联苯蒸汽从闪蒸器筒体底部的联苯蒸汽进气口进入，对物料进行加热使水分蒸发，冷凝后的联苯从联苯冷凝液回流口排出。物料先流经小径螺旋盘管加热，经扩径接头一进入中径螺旋盘管加热蒸发，随着管径的增大和水分的蒸发，物料压力下降；然后物料经扩径接头二进入大径螺旋盘管继续加热蒸发，随着管径的再次增大和水分的继续蒸发，物料降至常压后，从大径螺旋盘管的出口端排出。由于物料沿轴线水平的螺旋盘管前进，螺旋盘管中大部分管路处于充满状态，增大了有效换热面积，螺旋盘管外周的翅片进一步增大了换热面积，大大提高了传热效率，在不增加闪蒸器长度的情况下，可以满足全消光产品的大蒸发量需求。
作为本实用新型的改进，所述闪蒸器筒体的顶部设有闪蒸器压力检测口、闪蒸器温度检测口、闪蒸器安全阀口和闪蒸器排气口。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。
图1为本实用新型尼龙盐液的脱水蒸发装置的流程图。
图2为图1中闪蒸器的放大图。
图中：1.U型管反应器；1a.U型管反应器排气口；2.闪蒸器；2a.小径螺旋盘管；2b.扩径接头一；2c.中径螺旋盘管；2d.扩径接头二；2e.大径螺旋盘管；2f.联苯蒸汽进气口；2g.联苯冷凝液回流口；2h.闪蒸器压力检测口；2j.闪蒸器温度检测口；2k.闪蒸器安全阀口；2m.闪蒸器排气口；G1.浓缩槽出口管；G2.脱水盐液输送管；G3.添加剂注入管；B1.脱水盐液输送泵。
具体实施方式
如图1及图2所示，本实用新型的尼龙盐液的脱水蒸发装置包括U型管反应器1，U型管反应器1的物料入口与浓缩槽出口管G1相连，U型管反应器1的中段顶部设有U型管反应器排气口1a，U型管反应器1的物料出口与脱水盐液输送泵B1的入口相连，脱水盐液输送泵B1的出口通过脱水盐液输送管G2与闪蒸器2的物料入口相连，闪蒸器2包括卧式的闪蒸器筒体，闪蒸器筒体的顶部设有闪蒸器压力检测口2h、闪蒸器温度检测口2j、闪蒸器安全阀口2k和闪蒸器排气口2m。
闪蒸器2的物料入口还与添加剂注入管G3的出口相连，闪蒸器筒体的底部设有联苯蒸汽进气口2f和联苯冷凝液回流口2g，闪蒸器筒体的内腔设有与闪蒸器筒体共轴线的螺旋盘管，螺旋盘管包括通过扩径接头依次串联的小径螺旋盘管2a、中径螺旋盘管2c和大径螺旋盘管2e，且螺旋盘管的外周均设有翅片，小径螺旋盘管2a的入口端从闪蒸器筒体的一端封头中伸出作为闪蒸器2的物料入口，大径螺旋盘管2e的出口端从闪蒸器筒体的另一端封头中伸出作为闪蒸器2的物料出口。
浓缩后的尼龙盐液从浓缩槽出口管G1排出后，先进入U型管反应器1进行进一步脱水，同时在1.75-2.1MPa的压力下完成一定的聚合反应，U形管式反应器出口的物料分子量可以达到5000，温度为220-270℃；脱水后的尼龙盐液由脱水盐液输送泵B1抽出，经脱水盐液输送管G2送入闪蒸器2的物料入口，含有10%二氧化钛的水溶液从添加剂注入管G3同时注入闪蒸器2的物料入口，二氧化钛的添加量为物料流量的0.3%wt左右。
物料在闪蒸器2中沿螺旋盘管前进，联苯蒸汽从闪蒸器筒体底部的联苯蒸汽进气口2f进入，对物料进行加热使水分蒸发，冷凝后的联苯从联苯冷凝液回流口2g排出。物料先流经小径螺旋盘管2a加热，经扩径接头一2b进入中径螺旋盘管2c加热蒸发，随着管径的增大和水分的蒸发，物料压力下降；然后物料经扩径接头二2d进入大径螺旋盘管2e继续加热蒸发，随着管径的再次增大和水分的继续蒸发，物料降至常压后，从大径螺旋盘管2e的出口端排出。由于物料沿轴线水平的螺旋盘管前进，螺旋盘管中大部分管路处于充满状态，增大了有效换热面积，螺旋盘管外周的翅片进一步增大了换热面积，大大提高了传热效率，在不增加闪蒸器2长度的情况下，可以满足全消光产品的大蒸发量需求。
以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。
Claims (2)
1.一种尼龙盐液的脱水蒸发装置，包括U型管反应器，U型管反应器的物料入口与浓缩槽出口管相连，U型管反应器的物料出口与脱水盐液输送泵的入口相连，脱水盐液输送泵的出口通过脱水盐液输送管与闪蒸器的物料入口相连，所述闪蒸器包括卧式的闪蒸器筒体，其特征在于：闪蒸器的物料入口还与添加剂注入管的出口相连，闪蒸器筒体的底部设有联苯蒸汽进气口和联苯冷凝液回流口，闪蒸器筒体的内腔设有与闪蒸器筒体共轴线的螺旋盘管，所述螺旋盘管包括通过扩径接头依次串联的小径螺旋盘管、中径螺旋盘管和大径螺旋盘管，且螺旋盘管的外周均设有翅片，小径螺旋盘管的入口端从闪蒸器筒体的一端封头中伸出作为闪蒸器的物料入口，大径螺旋盘管的出口端从闪蒸器筒体的另一端封头中伸出作为闪蒸器的物料出口。
2.根据权利要求1所述的尼龙盐液的脱水蒸发装置，其特征在于：所述闪蒸器筒体的顶部设有闪蒸器压力检测口、闪蒸器温度检测口、闪蒸器安全阀口和闪蒸器排气口。
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