CN217614741U - 一种生产pbat树脂的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生产PBAT树脂的装置，依次包括由管线串联的酯化釜和缩聚前釜，所述缩聚前釜的底部依次通过柱塞泵和过滤器连接于缩聚后釜和终聚釜，所述终聚釜将物料排出至切粒机系统，所述酯化釜的顶部分别通过所述管线连接于工艺塔以及原料槽组，所述管线连接蒸汽喷射真空泵。本实用新型，思路新颖，布局合理，设计了一种搅拌效果更好、聚合度更高的可降解树脂生产装置。

Description

一种生产PBAT树脂的装置

技术领域

本实用新型涉及树脂制造，具体涉及一种生产PBAT树脂的装置。

背景技术

目前市场上PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯)，由己二酸(AA)、对苯二甲酸(PTA)、丁二醇(BDO)为单体,按照一定比例合成，PBAT熔点为130℃左右，密度在1.18g/L～1.3g/L之间，PBAT树脂具有PBT聚酯良好的热稳定性和力学性能，也具有脂肪族聚酯良好的拉伸性和延展性，最主要的是可以在自然条件下降解为水和二氧化碳，是目前理想的降解塑料。

工业上PBAT的制备主要有三种酯化方式：共酯化、分酯化和串联酯化，其中共酯化工艺是以己二酸(AA)、对苯二甲酸(PTA)、丁二醇(BDO)为单体，按照一定比例一起加入酯化釜内经过酯化、缩聚等工序合成聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯。

分酯化工艺是AA和PTA分别和BDO在酯化釜内聚合，PTA分别和BDO反应生成对苯二甲酸丁二醇酯预聚体，AA和BDO反应生成PBA，BT和PBA经过酯交换熔融缩聚制成PBAT树脂。

串联酯化是分酯化工艺的一种，两段酯化的物料分批次加入并进行2段酯化反应，酯化完成后进入缩聚釜进行酯交换反应。

惠州博科环保新材料有限公司提出过一种聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯聚合装置(专利申请号：202122337973.2)，该装置采用分酯化工艺，酯化阶段有AA酯化釜、PTA酯化釜，酯化物采用齿轮泵输送，并设置有酯化物质量流量计，酯化产物由通过第一预聚进料齿轮泵输送至第一预缩聚塔进行预缩聚反应，反应后的预聚物通过第一预聚物齿轮泵输送至后续终缩聚釜。

扬州普立特科技发展有限公司提出了一种连续化生产PBAT的工艺(专利申请号：201911111267.7)，主要设备有酯化釜、预缩聚和终缩聚反应器，及原料熔化切粒的切粒系统。该装置配料打浆釜通过浆料输送泵将浆料输送到酯化反应釜中，酯化物输送泵用于将酯化反应釜中酯化完毕的原料输送到预缩聚反应釜中预缩聚反应，预聚物过滤器底部通过预聚物输送泵与预缩聚反应釜底部相连通，所述预聚物过滤器用于将预缩聚反应釜输送过来的原料进行过滤，预聚物过滤器将过滤完毕的原料通过管道输送到终缩聚反应釜中进行终缩聚反应，终缩聚后的熔体排出至切粒系统。

上述工艺的缺点主要有：

(1)缩聚后的PBAT粘度较高，采用单缩聚釜可能导致缩聚不完全即排至终聚釜，产品质量不高。

(2)PBAT的酯化反应有两步，该工艺未能说明在单釜内如何控制两步反应。

综上所述，目前需要一种搅拌效果更好、聚合度更高的可降解树脂生产装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有可降解树脂生产装置搅拌效果不好、聚合度低的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种生产PBAT树脂的装置，依次包括由管线串联的酯化釜和缩聚前釜，所述缩聚前釜的底部依次通过柱塞泵和过滤器连接于缩聚后釜和终聚釜，所述终聚釜将物料排出至切粒机系统，所述酯化釜的顶部分别通过所述管线连接于工艺塔以及原料槽组，所述管线连接蒸汽喷射真空泵。

在上述方案中，所述酯化釜和缩聚前釜分别通过一个导热油泵连接于第一导热油槽和第二导热油槽。

在上述方案中，所述缩聚前釜内设有双螺带搅拌器。

在上述方案中，所述酯化釜的顶部分别通过加料罐接口和工艺管接口连接于所述原料槽组和工艺塔。

在上述方案中，所述酯化釜的底部设有酯化釜出料口，所述缩聚前釜的顶部设有工艺管接口，所述酯化釜出料口和工艺管接口通过所述管线连接，所述缩聚后釜设有缩聚后釜工艺管接口。

在上述方案中，所述缩聚前釜的顶部设有气相排出口，所述缩聚前釜的底部通过缩聚前釜出料口连接于所述缩聚后釜，所述缩聚后釜设有缩聚后釜气相排出口。

在上述方案中，所述缩聚后釜上分别开设有缩聚后釜进料口，所述缩聚后釜进料口连接于所述过滤器，所述缩聚后釜和终聚釜之间通过柱塞泵进口连接有另一个柱塞泵。

在上述方案中，所述终聚釜上分别设有终聚釜进料口和终聚釜出料口。

在上述方案中，所述原料槽组包括相互并联的第一原料槽、第二原料槽和第三原料槽。

本实用新型的有益效果如下：

1.缩聚釜采用了双螺带搅拌器，针对粘度较大的物料，双螺带搅拌器搅拌效果更好。

2.因缩聚釜采用了双螺带搅拌器，并且采用了自循环管路，单台缩聚釜的聚合度较高，相比其他PBAT聚合装置，可在单台缩聚釜完成反应。

3.配料槽采用了称重装置，避免了因采用流量计带来的数值显示错误等问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的蒸汽喷射泵的示意图；

图3为本实用新型实施例的结构示意图；

图4为图3中加样装置的示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做出详细的说明。

本实用新型公开了一种生产PBAT树脂的装置，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。需要特别指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本实用新型，并且相关人员明显能在不脱离本实用新型内容、精神和范围的基础上对本文所述内容进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本实用新型技术。

在实用新型中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

PBAT的生产主要是在负压条件下生产，本方案设计了一套酯化、缩聚反应装置，采用蒸汽喷射真空泵制造负压条件，在同一反应釜内，通过导热油加热系统，控制釜内温度，AA和PTA分别和BDO进行酯化反应，酯化反应后，料浆放入缩聚釜内，控制温度，完成缩聚反应。

如图1至图2所示，图中编号解释如下：

酯化釜1、缩聚前釜2，缩聚后釜3，终聚釜4，导热油泵5，工艺塔6，柱塞泵7，第一导热油槽8，第二导热油槽9，过滤器10，第一原料槽11，第二原料槽12，第三原料槽13，加料罐接口14，工艺管接口15，酯化釜出料口16，工艺管接口17，气相排出口18，缩聚前釜出料口19，缩聚后釜进料口20，柱塞泵进口21，终聚釜进料口22，终聚釜出料口23。

本实用新型提供的一种生产PBAT树脂的装置，依次包括由管线串联的酯化釜1和缩聚前釜2，酯化釜1和缩聚前釜2分别通过一个导热油泵5连接于第一导热油槽8和第二导热油槽9。缩聚前釜2的底部依次通过柱塞泵7和过滤器10连接于缩聚后釜3和终聚釜4，终聚釜4将物料排出至切粒机系统。

具体连接方式为：酯化釜1的顶部分别通过加料罐接口14和工艺管接口15连接于原料槽组和工艺塔6。酯化釜1的底部设有酯化釜出料口16，缩聚前釜2的顶部设有工艺管接口17，酯化釜出料口16和工艺管接口17通过管线连接。缩聚前釜2的顶部设有气相排出口18，缩聚后釜也设有缩聚后釜工艺管接口，缩聚后釜设有缩聚后釜气相排出口，缩聚前釜2的底部通过缩聚前釜出料口19连接于缩聚后釜3。缩聚后釜3上分别开设有缩聚后釜进料口20，缩聚后釜进料口20连接于过滤器10，缩聚后釜3和终聚釜4之间通过柱塞泵进口21连接有另一个柱塞泵7，终聚釜4上分别设有终聚釜进料口22和终聚釜出料口23，酯化釜1的顶部分别通过管线连接于工艺塔6以及原料槽组，原料槽组包括相互并联的第一原料槽11、第二原料槽12和第三原料槽13，管线连接蒸汽喷射真空泵。

本实用新型工艺流程如下：

原料(AA、PTA、BDO、催化剂等)由加料罐加入酯化釜中，启动第一导热油泵，加热酯化釜至第一酯化温度，反应一定时间后，启动第二导热油泵，切换导热油系统，加热酯化釜至第二酯化温度，反应一定时间后，启动第一导热油泵，将缩聚前釜温度升至一定温度，将酯化釜内物料放入缩聚前釜，同时往缩聚前釜内加入热稳定剂等，反应一定时间后，将物料放入缩聚后釜，缩聚一定时间后，再用柱塞泵将物料打入终聚釜，同时将成核剂加入终聚釜中，反应一定时间后，将物料排出至切粒机系统。

优选的，缩聚前釜、缩聚后釜采用自循环系统，可延长聚合时间。

缩聚釜采用齿轮泵，将釜内物料再次打入缩聚釜，该项技术设计可根据缩聚产品指标，调整聚合时间，另外Oi、Ot为夹套的导热油进口、出口。

另外，本工艺的缩聚釜采用双螺带搅拌器，双螺带搅拌器可将釜内边缘物料向下运动，中间物料向上运动，结合框式搅拌器，针对粘度较大的物料搅拌效果良好。

蒸汽喷射泵采用BDO蒸汽，打入喷射泵后，喷射泵喷嘴负极形成真空条件，将酯化釜缩聚釜、终聚釜内的物料抽入喷射泵，混合物进入冷凝器后，返回BDO储槽。

实施例

根据本技术方案，设计并建设了PBAT生产线，设计采用酯化釜、缩聚釜系统、导热油系统等。工艺流程如图3至4所示：

其中，各项设备如下：

酯化釜1、缩聚釜2，终聚釜3，导热油泵5，工艺塔6，柱塞泵7，第一导热油槽8，第二导热油槽9，过滤器10，第一原料槽11，第二原料槽12，第三原料槽13，加料罐接口14，工艺管接口15，酯化釜出料口16，工艺管接口17，气相排出口18，缩聚釜出料口19，终聚釜进料口22，终聚釜出料口23

工艺流程如下：

原料由加料罐接口14加入酯化釜1中，启动第一导热油泵，加热酯化釜至140℃～220℃，反应60min～90min后，切换第二导热油泵，加热酯化釜至190～240℃，反应60min～120min后，在反应末期启动第一导热油泵，将缩聚釜温度升至240～300℃，将酯化釜内物料放入缩聚釜，反应一定时间后，将物料放入终聚釜内，维持釜温度230～250℃，反应压力在0.01～-0.1KPa，聚合60～120min，排出PBAT树脂生成物去切粒车间。

PBAT指标结果：

设备代号	单位	CP1	CP2	CP3
					熔点	℃	118	110	116
拉伸强度	MPa	13	13	16
					延伸率	％	650	632	682

本实用新型的有益效果如下：

1.缩聚釜采用了双螺带搅拌器，针对粘度较大的物料，双螺带搅拌器搅拌效果更好。

2.因缩聚釜采用了双螺带搅拌器，并且采用了自循环管路，单台缩聚釜的聚合度较高，相比其他PBAT聚合系统，可在单台缩聚釜完成反应，工艺控制较为简单。

3.配料槽采用了称重装置，避免了因采用流量计带来的数值显示错误等问题。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种生产PBAT树脂的装置，其特征在于，依次包括由管线串联的酯化釜和缩聚前釜，所述缩聚前釜的底部依次通过柱塞泵和过滤器连接于缩聚后釜和终聚釜，所述终聚釜将物料排出至切粒机系统，所述酯化釜的顶部分别通过所述管线连接于工艺塔以及原料槽组，所述管线连接蒸汽喷射真空泵。

2.如权利要求1所述的生产PBAT树脂的装置，其特征在于，所述酯化釜和缩聚前釜分别通过一个导热油泵连接于第一导热油槽和第二导热油槽。

3.如权利要求1所述的生产PBAT树脂的装置，其特征在于，所述缩聚前釜内设有双螺带搅拌器。

4.如权利要求1所述的生产PBAT树脂的装置，其特征在于，所述酯化釜的顶部分别通过加料罐接口和工艺管接口连接于所述原料槽组和工艺塔。

5.如权利要求1所述的生产PBAT树脂的装置，其特征在于，所述酯化釜的底部设有酯化釜出料口，所述缩聚前釜的顶部设有工艺管接口，所述酯化釜出料口和工艺管接口通过所述管线连接，所述缩聚后釜的设有缩聚后釜工艺管接口。

6.如权利要求1所述的生产PBAT树脂的装置，其特征在于，所述缩聚前釜的顶部设有气相排出口，所述缩聚前釜的底部通过缩聚前釜出料口连接于所述缩聚后釜，所述缩聚后釜的顶部设有缩聚后釜气相排出口。

7.如权利要求1所述的生产PBAT树脂的装置，其特征在于，所述缩聚后釜上分别开设有缩聚后釜进料口，所述缩聚后釜进料口连接于所述过滤器，所述缩聚后釜和终聚釜之间通过柱塞泵进口连接有另一个柱塞泵。

8.如权利要求1所述的生产PBAT树脂的装置，其特征在于，所述终聚釜上分别设有终聚釜进料口和终聚釜出料口。

9.如权利要求1所述的生产PBAT树脂的装置，其特征在于，所述原料槽组包括相互并联的第一原料槽、第二原料槽和第三原料槽。

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