本发明专利技术公开了一种用于聚合原液脱单的装置及方法，所述装置包括罐体和设置于所述罐体内的螺旋导流通道，所述螺旋导流通道包括一个螺旋状底板和两个螺旋状挡板，两个螺旋状挡板分别设置于所述螺旋状底板的两侧、且向上设置；所述螺旋导流通道内部为中空结构，该中空结构用于热媒介流通。在所述方法中，聚合原液自所述螺旋导流通道的表面自上而下流动，热媒介自所述螺旋导流通道的内部自下而上流动。本发明专利技术所述装置和方法主要解决腈纶、碳纤维行业中现有脱单设备只能通过外夹套保温或加热，而不能直接调节脱单设备内部物料的温度，脱单设备内部物料的因蒸发吸热温差大，从而造成脱单效果差，设备内部易结皮、需要频繁停车清洗等问题。问题。问题。
【技术实现步骤摘要】
一种用于聚合原液脱单的装置及方法
[0001]本专利技术属于高性能纤维的制备
，尤其涉及聚合原液脱单，具体地，涉及一种用于聚合原液脱单的装置及方法。
技术介绍
[0002]从聚合釜出来的聚合产物，即聚合原液必须进行脱单，否则还会继续缓慢地发生聚合，使聚合原液粘度升高，脱单之后的聚合原液又叫纺丝原液，如将含有大量单体的纺丝原液直接进行纺丝，会使纺丝原液从喷丝孔流出时因气化逸出单体蒸汽，不仅恶化劳动条件，又严重影响到原丝的品质。
[0003]已有的聚合物溶液脱单或脱挥方法通常采用的设备为螺杆、静态伞叶、动态刮板和降膜，其改进方向可归结为两方面：1、增加脱挥界面面积；2、提高脱挥界面更新速率。
[0004]CN103122488A公布了一种小型脱单体塔，采用不锈钢容器，塔体的顶端设置进料口，进料口左右两边各设置一个抽真空口和显示真空度的真空表，进料口连接塔体中间的一根导料管，导料管分为内外两层，导料管在塔体内部的上方设置伞状的圆锥面，圆锥面下面设置半椭圆形板面，半椭圆形板面的上面连接外导料管，下面连接内导料管，该专利技术结构简单，半椭圆形板面增大了溶液蒸发面积，但是比表面比较小，设备体积庞大，界面更新速度慢，效率低。
[0005]CN101856570A公布了一种碳纤维纺丝液动态脱单脱泡方法及其装置，在脱泡釜内中心安装有超声发生器，在分流导气罩上装有导气筒和导流盘，通过加热脱单脱泡装置、持续上料、重力脱单脱泡、摊膜脱泡和超声波辅助脱泡的过程，并控制脱泡温度、真空度和脱单塔转速来提高了脱泡效果，解决了一部分静态伞叶的界面更新速度问题，但是这种设备对加工精度要求较高，实际使用中效果不稳定，液膜难以控制。
[0006]CN1321793C公布了一种聚合物组成物的脱挥挤压方法，使用的螺杆式脱挥挤压装置具有筒体和可自由回转地支承于该筒内的螺杆,该筒体具有聚合物组成物供给口、聚合物出口、及挥发成份出口,从上述聚合物组成物供给口向该脱挥挤压装置供给包含聚合物和挥发成分的聚合物组成物,从上述挥发成分出口排出该挥发成分,从上述聚合物出口获得上述聚合物。与其他上述两种相比，本专利具有物料界面更新速度快，处理量大，但问题是受设备局限，物料在脱挥口停留时间较短，仅适用于脱除较低含量挥发份的体系，或对残余挥发份含量要求不高的场合。
[0007]CN104028008A公布了一种筛板或格栅填料的装置作为汽提脱挥装置，从塔底进蒸汽，通过流道设计实现气液并流脱挥的方式。但这种装置是在常压状态下操作，蒸汽消耗量很大，而且对于聚丙烯腈纺丝液来说，用常压下DMSO蒸汽温度为189℃左右，高温下会严重改变聚合物性质。因此，此方法不适合聚丙烯腈纺丝液脱单过程。
[0008]CN105037619A公布了一种聚丙烯腈纺丝液的脱单方法，丙烯腈聚合液从填料塔的塔顶填料上方经过物料分布器，在负压状态下，在塔底填料下方通入溶剂蒸汽，溶剂蒸汽自下而上经过填料层时与上方流下的丙烯腈聚合液进行气液交换，携带丙烯腈聚合液中的残
余挥发性单体随真空系统排走，完成脱单。本专利采用填料塔，容易出现死角，结皮等现象。
[0009]现有脱单的方法，如果外界不向脱单设备内部加入溶剂蒸汽，则只能通过外夹套保温或加热，而不能直接调节脱单设备内部物料的温度，脱单设备内部物料的因蒸发吸热温差大，设备内部易结皮、需要频繁停车清洗；如果向脱单设备内部加入溶剂蒸汽，虽然会改善脱单效果，结皮减少，但对于脱单设备内部物料的因蒸发吸热温差大这个问题几乎没有改善，而且增加设备投资、占地面积和运行成本等。
技术实现思路
[0010]为了克服现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种用于聚合原液脱单的装置及方法，主要解决腈纶、碳纤维行业中现有脱单设备只能通过外夹套保温或加热，而不能直接调节脱单设备内部物料的温度，脱单设备内部物料的因蒸发吸热温差大，从而造成脱单效果差，设备内部易结皮、需要频繁停车清洗等问题。
[0011]本专利技术的目的之一在于提供一种用于聚合原液脱单的装置，其包括罐体和设置于所述罐体内的螺旋导流通道。
[0012]在一种优选的实施方式中，所述螺旋导流通道为一个或多个。
[0013]在进一步优选的实施方式中，当所述螺旋导流通道为多个时，多个螺旋导流通道并联或串联连接，优选并联连接。
[0014]在本专利技术中，所述螺旋导流通道可以多个并联，根据聚合原液的体积流量以及膜厚度，计算出并联个数，并联的螺旋导流通道上部有分布器(一个或多个支管)，下部有收集器(图1中的E)；或者，在本专利技术中，所述螺旋导流通道可以多级串联，根据聚合原液物流未转化残留单体的含量以及与热媒介传热量，计算出串联级数。
[0015]在更进一步优选的实施方式中，所述一个或多个螺旋导流通道通过聚合原液分布器与所述聚合原液进料口连接，优选地，所述聚合原液分布器包括一个或多个支管，当包括多个支管时，所述多个支管形成树枝状结构。
[0016]在一种优选的实施方式中，在所述罐体的上部或顶部设置有聚合原液进料口，所述螺旋导流通道包括一个螺旋状底板和两个螺旋状挡板，其中，两个螺旋状挡板分别设置于所述螺旋状底板的两侧、且向上设置，这样，所述螺旋导流通道在垂直于螺旋状底板方向上的截面呈正U型。
[0017]其中，所述螺旋状挡板可以垂直设置于所述螺旋状底板上，也可以稍微倾斜地设置于所述螺旋状底板上，可以是向内倾斜也可以是向外倾斜。
[0018]在进一步优选的实施方式中，所述螺旋导流通道(优选螺旋状底板)的上表面(即U形内侧表面、优选螺旋状底板上表面)形成用于聚合原液流通的表面通道；和/或，所述螺旋导流通道内部(优选螺旋状底板的内部)为中空结构，该中空结构形成用于热媒介流通的内部流道。
[0019]在更进一步优选的实施方式中，所述螺旋状底板的内部为中空结构，所述螺旋状挡板的内部任选地为中空结构，当所述螺旋状挡板的内部为中空结构时优选该中空结构与螺旋状底板的中空结构连通。
[0020]在一种优选的实施方式中，所述螺旋状挡板的高度≤70mm，优选≤60mm，更优选≤50mm。
[0021]在一种优选的实施方式中，聚合原液的体积流量与所述螺旋状底板的面积之比为1mm～30mm，优选为2mm～25mm，更优选为5mm～20mm。
[0022]例如，聚合原液的体积流量与所述螺旋状底板的面积之比为1mm、2mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm或30mm。
[0023]在一种优选的实施方式中，所述聚合原液的黏度1～200Pa.s，优选1～180Pa.s，更优选1～150Pa.s。
[0024]例如，所述聚合原液的黏度1、20、50、80、100、120、150、180或200Pa.s。
[0025]在一种优选的实施方式中，在所述罐体的上部或顶部设置有聚合原液进料口，所述一个或多个螺旋导流通道通过聚合原液分布器与所述聚合原液进料口连接。
[0026]在进一步优选的实施方式中，所述聚合原液分布器的上端与所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于聚合原液脱单的装置，其包括罐体和设置于所述罐体内的螺旋导流通道。2.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述螺旋导流通道为一个或多个，优选地，当所述螺旋导流通道为多个时，多个螺旋导流通道并联或串联连接。3.根据权利要求2的装置，其特征在于，在所述罐体的上部或顶部设置有聚合原液进料口，所述一个或多个螺旋导流通道通过聚合原液分布器与所述聚合原液进料口连接，优选地，所述聚合原液分布器包括一个或多个支管，当包括多个支管时，所述多个支管形成树枝状结构。4.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述螺旋导流通道包括一个螺旋状底板和两个螺旋状挡板，其中，两个螺旋状挡板分别设置于所述螺旋状底板的两侧、且向上设置，这样，所述螺旋导流通道在垂直于螺旋状底板方向上的截面呈正U型。5.根据权利要求4的装置，其特征在于，所述螺旋导流通道的上表面形成用于聚合原液流通的表面通道；和/或，所述螺旋导流通道内部为中空结构，该中空结构形成用于热媒介流通的内部流道，优选地，所述螺旋状底板的内部为中空结构，所述螺旋状挡板的内部任选地为中空结构，当所述螺旋状挡板的内部为中空结构时优选该中空结构与螺旋状底板的中空结构连通。6.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述螺旋状挡板的高度≤70mm，优选≤60mm，更优选≤50mm；和/或，聚合原液的体积流量与所述螺旋状底板的面积之比为1mm～30mm，优选为2mm～25mm；和/或，所述聚合原液的黏度1～200Pa.s，优选1～180Pa.s。7.根据权利要求1的装置，其特征在于，在所述罐体的上部或顶部设置有聚合原液进料口，所述一个或多个螺旋导流通道通过聚合原液分布器与所述聚合原液进料口连接；优选地，所述聚合原液分布器的上端与所述聚合原液进料口连接、另一端与所述螺旋导流通道的表面接触；和/或，在所述罐体的底部设置有纺丝原液出口；和/或，在所述罐体的上部或顶部设有抽真空口；优选地，所述螺旋导流通道的上端与所述抽真空口的切线距离≥500mm，优选≥800mm。8.根据权利要求1～7之一的装置，其特征在于，在所述罐体的下部或底部设置有热媒介进口；和/或，在所述罐体的上部设置有热媒介出口；优选地，热媒介进出所述罐体的温差≤7℃，优选≤6℃。9.根据权利要求8的装置，其特征在于，所述热媒介进口通过热媒介分布器与所述螺旋导流通道的内部通道的下端连通，优选地，所述热媒介分布器包括一个或多个支管，当包括多个支管时，所述多个支管形成树枝状结...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡帅，毕丰雷，沈志刚，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：
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