CN207153715U - 一种尼龙固相聚合装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种尼龙固相聚合装置,涉及化工设备技术领域,包括高压真空转鼓,所述高压真空转鼓的一侧设有热媒辅助***,所述高压真空转鼓的另一侧设有真空***。本实用新型以一个高压真空转鼓为主体反应***,根据高压真空转鼓的设备结构,一侧安装热媒加热、冷却***,一侧安装真空***,实现了从原料投入,到最终尼龙聚合物的产出,一步完成,反应过程稳定,操作简易便捷。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工设备技术领域,尤其涉及一种尼龙固相聚合装置。
背景技术
目前,在工业生产过程中生产高相对分子质量聚合物的方法有3种:1、化学链接法;2、延长熔融缩聚反应时间;3、固相聚合。
固相聚合是指把一种缩聚产物在固态下进一步缩聚的过程。固相聚合是一种是获取高质量、高性能能和高相对分子质量的尼龙聚合物的有效手段,在目前的尼龙生产过程中已经广泛被应用。
本实用新型涉及的尼龙是一种半芳香型尼龙,这种半芳香型尼龙的合成是高温高压反应,其合成路线是:先在高压预缩聚釜内进行预缩聚,预缩聚产物再进行固相聚合,得到最终产品,俗称“两步法”合成,但是“两步法”生产工艺较为复杂,生产效率低下,生产成本高。
实用新型内容
为解决上述技术问题,本实用新型提供一种尼龙固相聚合装置。
本实用新型采用如下技术方案:
一种尼龙固相聚合装置,包括高压真空转鼓,所述高压真空转鼓的一侧设有热媒辅助***,所述高压真空转鼓的另一侧设有真空***,
所述热媒辅助***包括热媒加热***和热媒冷却***,所述热媒加热***包括热媒循环泵和与所述热媒循环泵相连的热媒电加热器,所述热媒冷却***包括热媒冷却器,所述热媒冷却器与所述热媒电加热器相连;
所述真空***包括与所述高压真空转鼓依次相连的旋风分离器、真空缓冲罐、真空过滤器以及真空泵。
优选的,所述高压真空转鼓包括转鼓本体,所述转鼓本体的一侧设有与所述热媒辅助***连接的第一接头组件,所述转鼓本体的另一侧设有与所述真空***连接的第二接头组件,所述第一接头组件包括第一转鼓支架和热媒旋转接头,所述第二接头组件包括减速电机和第二转鼓支架,所述减速电机和所述第二转鼓支架通过传动链条和传动齿轮连接,所述第二转鼓支架上设有真空旋转接头。
优选的,所述热媒旋转接头包括热媒进口、热媒出口以及与所述转鼓本体连接的第一连接口。
优选的,所述真空旋转接头包括抽真空口、温度计口以及与所述转鼓本体连接的第二连接口。
优选的,所述热媒冷却器为管壳式冷却器。
优选的,所述真空泵为机械真空泵或罗茨真空机组。
优选的,所述高压真空转鼓还连接有氮气反吹罐。
本实用新型具有以下有益效果:本实用新型以一个高压真空转鼓为主体反应***,根据高压真空转鼓的设备结构,一侧安装热媒加热、冷却***,一侧安装真空***,实现了从原料投入,到最终尼龙聚合物的产出,一步完成,反应过程稳定,操作简易便捷。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作优选的说明:
图1为本实用新型整体结构示意图;
图2为本实用新型高压真空转鼓结构示意图;
图3为本实用新型热媒旋转接头结构放大示意图;
图4为本实用新型真空旋转接头结构放大示意图;
图5为本实用新型热媒冷却***局部流程示意图;
图中标记为:1、热媒循环泵;2、热媒电加热器;3、热媒冷却器;4、热媒膨胀槽;5、高压真空转鼓;6、氮气反吹罐;7、旋风分离器;8、真空缓冲罐;9、真空过滤器;10、真空泵;
51、减速电机;52、传动链条;53、真空旋转接头;541、第一转鼓支架;542、第二转鼓支架;55、传动齿轮;56、手孔;57、转鼓本体;58、热媒旋转接头;59、进出料口;
531、抽真空口;532、温度计口;533、第二连接口;
581、热媒进口;582、热媒出口;583、第一连接口。
具体实施方式
如图1所示,为本实用新型的一种尼龙固相聚合装置,包括高压真空转鼓,高压真空转鼓的一侧设有热媒辅助***,高压真空转鼓的另一侧设有真空***,
热媒辅助***包括热媒加热***和热媒冷却***,热媒加热***包括热媒循环泵1和与热媒循环泵1相连的热媒电加热器2,热媒冷却***包括热媒冷却器3,热媒冷却器3与热媒电加热器2相连;作为优选的,热媒冷却器3为管壳式冷却器。
热媒加热可采用单独的电加热或者直接从热媒站引入,热媒冷却***是为了在反应结束后,快速的给产品降温的过程。如图5所示,本***是采用循环水进行快速冷却的,冷却器是管壳式的,热媒走壳程,冷却水走管程。由于热媒温度(250℃左右)在起始时是大大超过水的沸点的,如操作不当,极易引起冷却水管内水的气化,因此,在冷却水回水管上增加了一个安全阀V5,其目的是消除这个安全影响因素,V4阀门是常开的。
热媒冷却***的操作流程是:先开启热媒冷却器3循环冷却水进出口阀门,先通冷却水;然后依次开启冷却器热媒阀门V3,V2;最后,再慢慢关闭热媒总管阀门V1。
真空***包括与高压真空转鼓依次相连的旋风分离器7、真空缓冲罐8、真空过滤器9以及真空泵10,根据实际的生产情况,真空泵10可以为机械真空泵或罗茨真空机组。
如图2所示,高压真空转鼓包括转鼓本体57,该转鼓本体是高压容器,而且是带夹套的,容器设计压力为2.6Mpa,夹套设计压力为0.7Mpa,满足生产工艺的要求。转鼓本体57的一侧设有与热媒辅助***连接的第一接头组件,转鼓本体57的另一侧设有与真空***连接的第二接头组件,第一接头组件包括第一转鼓支架541和热媒旋转接头58,第二接头组件包括减速电机51和第二转鼓支架542,减速电机51和第二转鼓支架542通过传动链条52和传动齿轮55连接,第二转鼓支架542上设有真空旋转接头53。其中,如图3和图4所示,热媒旋转接头58包括热媒进口581、热媒出口582以及与转鼓本体57连接的第一连接口583,真空旋转接头53包括抽真空口531、温度计口532以及与转鼓本体57连接的第二连接口533。
此外,高压真空转鼓还连接有氮气反吹罐6,热媒辅助***配备热媒膨胀槽4。
本实用新型的工作原理:
如图1至5所示,首先将主反应***、热媒辅助***和真空***进行组装,完成调试。
转动转鼓,将设备上的阀门V6,V7保持在正上方,开启V6、V7、V10阀门,将反应所需物料依次加入到高压真空转鼓内,然后再依次关闭V7、V10阀门,V6阀门保持开启状态。
开启V12阀门(V11阀门处于关闭状态),向高压真空转鼓内充入氮气,当压力达到0.1Mpa后,关闭V12阀门,然后再缓慢开启V7阀门,将氮气排出。重复2-3次以上操作,完成氮气置换过程。最后保持V6、V7、V12阀门处于关闭状态。
在投料结束后,启动热媒加热***,开始对高压真空转鼓内的物料进行升温,反应开始进行,本实施例中列出的热媒加热***是单独的加热***,该***可纳入PLC或DCS***,实现自动化控制,提供反应工艺要求所需的热量,如果该加热***是通过热媒站直接接入的,则需要加入调节阀阀组,对进入反应***的热媒流量进行控制。
本实用新型的“一步法”合成工艺中,前期反应是起压反应,正常压力维持在2.0-2.4Mpa,因此,V8、V10、V11、V12阀门选用的均是高压高温阀门,阀门的压力等级选用的是6.4Mpa的。
在高压反应阶段V8阀门是处于开启状态的,其目的是防止反应过程超压,可通过V9安全阀进行泄压,此处是从安全预防方面进行考虑的。
当反应进入固相聚合阶段前,需要控制V10阀门的开启度,缓慢的将高压真空转鼓5内的高压力释放至常压状态。
本实用新型中的真空***也纳入PLC或DCS***,编制低真空运行程序,实现一键启动,然后可以自动转入高真空阶段。启动真空***的低真空运行程序,然后再开启V11阀门,反应进入固相聚合阶段,移除反应中产生的小分子副产物,随着真空度的提高,聚合物的相对分子量将不断增大,最终达到预期的结果。在真空***中还设有真空过滤器9,该过滤器的作用是阻止小分子物料进入真空泵10内,保护真空泵10的有效运行。反应结束后,先关闭V11阀门,然后停真空泵,关闭真空***,最后要向高压真空转鼓内充入氮气,使其恢复到常压状态。
为了保证产品质量,在反应结束后要快速的对反应物料进行降温,则要运行热媒降温***,其操作是:先开启热媒冷却器3循环冷却水进出口阀门,通冷却水,然后依次开启冷却器热媒阀门V3,V2;最后,再慢慢关闭热媒总管阀门V1。物料温度降至规定温度后,停止热媒降温***,转动转鼓,将设备上的阀门V6,V7保持在正下方,依次打开V7、V6阀门,将高压真空转鼓内的物料放出,生产过程结束。
本实用新型在实施后,实现了从原料投入到最终产品产出一步完成的结果,满足了这种尼龙的“一步法”合成工艺,有效的简化了生产工艺,提高生产效率,降低生产成本。
以上仅为本实用新型的具体实施例,但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础,为解决基本相同的技术问题,实现基本相同的技术效果,所作出的简单变化、等同替换或者修饰等,皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种尼龙固相聚合装置,其特征在于:包括高压真空转鼓,所述高压真空转鼓的一侧设有热媒辅助***,所述高压真空转鼓的另一侧设有真空***,
所述热媒辅助***包括热媒加热***和热媒冷却***,所述热媒加热***包括热媒循环泵和与所述热媒循环泵相连的热媒电加热器,所述热媒冷却***包括热媒冷却器,所述热媒冷却器与所述热媒电加热器相连;
所述真空***包括与所述高压真空转鼓依次相连的旋风分离器、真空缓冲罐、真空过滤器以及真空泵。
2.根据权利要求1所述的一种尼龙固相聚合装置,其特征在于:所述高压真空转鼓包括转鼓本体,所述转鼓本体的一侧设有与所述热媒辅助***连接的第一接头组件,所述转鼓本体的另一侧设有与所述真空***连接的第二接头组件,所述第一接头组件包括第一转鼓支架和热媒旋转接头,所述第二接头组件包括减速电机和第二转鼓支架,所述减速电机和所述第二转鼓支架通过传动链条和传动齿轮连接,所述第二转鼓支架上设有真空旋转接头。
3.根据权利要求2所述的一种尼龙固相聚合装置,其特征在于:所述热媒旋转接头包括热媒进口、热媒出口以及与所述转鼓本体连接的第一连接口。
4.根据权利要求3所述的一种尼龙固相聚合装置,其特征在于:所述真空旋转接头包括抽真空口、温度计口以及与所述转鼓本体连接的第二连接口。
5.根据权利要求1所述的一种尼龙固相聚合装置,其特征在于:所述热媒冷却器为管壳式冷却器。
6.根据权利要求1所述的一种尼龙固相聚合装置,其特征在于:所述真空泵为机械真空泵或罗茨真空机组。
7.根据权利要求1所述的一种尼龙固相聚合装置,其特征在于:所述高压真空转鼓还连接有氮气反吹罐。
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CN110467724A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-19 | 浙江新力新材料股份有限公司 | 一种半芳香尼龙的制备方法 |
CN110818892A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-02-21 | 万华化学集团股份有限公司 | 尼龙的制备方法及装置 |
CN115651191A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-01-31 | 中化学科学技术研究有限公司 | 一种制备半芳香聚酰胺的方法及由该方法制备的半芳香聚酰胺 |
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