本实用新型专利技术涉及一种尼龙盐液的蒸发聚合装置，脱水盐液管与添加剂注入管的出口共同与闪蒸器的物料入口相连，闪蒸器的物料出口通过闪蒸出料管与气液分离器的进料口相连，气液分离器的底部出口与卧式圆盘反应器的进料口相连，卧式圆盘反应器的出料口与聚合物料输送泵一的入口相连，聚合物料输送泵一的出口与切粒机一及纺民用丝设备相连；聚合物料输送泵一的出口还通过后聚合进料管与立式聚合反应釜的进料口相连，立式聚合反应釜下端的出料口与聚合物料输送泵二的入口相连，聚合物料输送泵二的出口与切粒机二及纺工业丝设备相连。该装置聚合物料的分子量分布均匀，可以大幅度提高产品质量，可同时满足直纺民用长丝、工程塑料及工业丝的产品要求。
【技术实现步骤摘要】
尼龙盐液的蒸发聚合装置
本技术涉及一种蒸发聚合装置，尤其涉及一种尼龙盐液的蒸发聚合装置，属于尼龙生产设备
技术介绍
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240-270℃。常规产品为：尼龙预聚物+10%的水份；全消光等特殊产品为：尼龙预聚物+13%的水份（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。传统的前聚合器与后聚合器均采用立式聚合反应釜，下部装有螺杆和螺带组合方式的搅拌器，螺带主要起到挂壁的作用，螺杆起到辅助输送物料的左右，由于螺带的搅拌，物料在聚合釜内处于全混的状态。尼龙聚合属于逐步聚合，随着反应的进行，物料的分子链逐步加长，粘度得到提升，产品质量也相应提升。立式全混釜无法保证物料先进先出，也没有办法保证前聚合出口物料的分子量分布均匀，对于民用丝或者高端要求的产品较难满足要求。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种尼龙盐液的蒸发聚合装置，物料分子量分布均匀，可以大幅度提高产品质量，可同时满足直纺民用长丝、工程塑料及工业丝的产品要求。为解决以上技术问题，本技术的一种尼龙盐液的蒸发聚合装置，包括闪蒸器，脱水盐液管与添加剂注入管的出口共同与闪蒸器的物料入口相连，闪蒸器的物料出口与闪蒸出料管相连，闪蒸出料管的出口与气液分离器的进料口相连，气液分离器的底部出口与卧式圆盘反应器的进料口相连，卧式圆盘反应器的出料口与聚合物料输送泵一的入口相连，聚合物料输送泵一的出口与切粒机一及纺民用丝设备相连；聚合物料输送泵一的出口还通过后聚合进料管与立式聚合反应釜的进料口相连，立式聚合反应釜下端的出料口与聚合物料输送泵二的入口相连，聚合物料输送泵二的出口与切粒机二及纺工业丝设备相连。相对于现有技术，本技术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240-270℃；脱水后的尼龙盐液经脱水盐液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，进入闪蒸器的物料中含10%的游离水；经闪蒸器蒸发掉所有游离水，仅有聚合反应产生的水，压力降为常压；从闪蒸出料管流出的物料先进入气液分离器进行气液分离，提前将物料中的水排出，以提高后续聚合反应的效率，分离的同时继续加热，也可以进一步发生聚合反应，物料分子量可以达到5000-10000，温度为270-285℃，使得物料粘度进一步提升；然后进入卧式圆盘反应器中进行前聚合反应，可以起到很好的成膜效果，提高反应速度，圆盘搅拌转子带有推进功能，可以保证物料以接近平推流的形式一边聚合一边向出口推进，保证物料先进先出，使卧式圆盘反应器出口的物料分子量分布均匀，提高产品质量；卧式圆盘反应器采用常压反应，避免前聚合排气管夹带过多的小分子低聚物。由聚合物料输送泵一送出的前聚合反应物料，分子量达到10000-14500，温度为270-285℃，经切粒机一切粒后，作为纺民用长丝的原料，或者直接进入纺民用丝设备纺丝。前聚合反应物料还可以进入立式聚合反应釜进一步聚合，达到更高粘度，立式聚合反应釜出口的后聚合反应物料，由聚合物料输送泵二送出，分子量可达到14500-16500，温度为270-285℃；经切粒机二切粒后，作为工程塑料的原料。还可以使后聚合反应物料，分子量可达到18500-20000，温度为270-285℃，常压，经切粒机二切粒后，作为纺工业丝的原料，或者直接进入纺工业丝设备纺丝。由于立式聚合反应釜里的停留时间仅仅几分钟，采用立式全混釜可以满足工艺要求，且立式聚合釜设计制作相对简单，成本低。作为本技术的改进，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，所述联苯冷凝液回流口通过联苯回流管与联苯蒸发器的入口相连，联苯蒸发器的出口通过联苯蒸汽管与所述联苯蒸汽进气口相连；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。物料在闪蒸器中沿螺旋盘管前进，联苯蒸发器出口的联苯蒸汽通过联苯蒸汽管进入闪蒸器筒体底部的联苯蒸汽进气口，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，经联苯回流管回到联苯蒸发器循环加热。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本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种尼龙盐液的蒸发聚合装置，包括闪蒸器，脱水盐液管与添加剂注入管的出口共同与闪蒸器的物料入口相连，其特征在于：闪蒸器的物料出口与闪蒸出料管相连，闪蒸出料管的出口与气液分离器的进料口相连，气液分离器的底部出口与卧式圆盘反应器的进料口相连，卧式圆盘反应器的出料口与聚合物料输送泵一的入口相连，聚合物料输送泵一的出口与切粒机一及纺民用丝设备相连；聚合物料输送泵一的出口还通过后聚合进料管与立式聚合反应釜的进料口相连，立式聚合反应釜下端的出料口与聚合物料输送泵二的入口相连，聚合物料输送泵二的出口与切粒机二及纺工业丝设备相连。/n
【技术特征摘要】
1.一种尼龙盐液的蒸发聚合装置，包括闪蒸器，脱水盐液管与添加剂注入管的出口共同与闪蒸器的物料入口相连，其特征在于：闪蒸器的物料出口与闪蒸出料管相连，闪蒸出料管的出口与气液分离器的进料口相连，气液分离器的底部出口与卧式圆盘反应器的进料口相连，卧式圆盘反应器的出料口与聚合物料输送泵一的入口相连，聚合物料输送泵一的出口与切粒机一及纺民用丝设备相连；聚合物料输送泵一的出口还通过后聚合进料管与立式聚合反应釜的进料口相连，立式聚合反应釜下端的出料口与聚合物料输送泵二的入口相连，聚合物料输送泵二的出口与切粒机二及纺工业丝设备相连。
2.根据权利要求1所述的尼龙盐液的蒸发聚合装置，其特征在于：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，所述联苯冷凝液回流口通过联苯回流管与联苯蒸发器的入口相连，联苯蒸发器的出口通过联苯蒸汽管与所述联苯蒸汽进气口相连；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。
【专利技术属性】
技术研发人员：张跃胜，曹文，卞江群，
申请(专利权)人：扬州惠通化工科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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