一种聚酰胺的生产设备制造技术

技术编号:38068370 阅读:13 留言:0更新日期:2023-07-06 08:36
本实用新型专利技术公开了一种聚酰胺的生产设备,包括依次通过管道连通的浓缩装置、预聚装置、脱水装置以及终聚装置。本实用新型专利技术提供的用于生产聚酰胺的设备保证了其中各生产环节的运行,降低了熔体在高温阶段的停留时间,提高了聚合反应效率和产品品质。聚合反应效率和产品品质。聚合反应效率和产品品质。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰胺的生产设备


[0001]本技术涉及一种聚酰胺的生产设备。

技术介绍

[0002]聚酰胺(PA)具有良好的机械性能、耐溶剂、耐磨、自润滑等特点,已成为需求量最大的工程塑料。PA6和PA66是目前主要的聚酰胺品种,但是其熔点和热变形温度低,长期工作温度不高于200℃,在某些高温场景下应用受到限制。耐高温聚酰胺熔点一般高于280℃,其热变形温度明显高于PA6和PA66,耐高温尼龙广泛应用于电子电器、汽车、军工、航空等行业。
[0003]高温尼龙主要采用预聚

固相增粘法和间歇式高压熔融聚合法生产,预聚

固相增粘法投资大、设备庞大、生产周期长,间歇式高压熔融聚合法批间重现性差、生产效率低。以1,5

戊二胺为原料的耐高温尼龙具有优异的熔体流动性,可以采用连续聚合法生产。然而目前连续聚合法主要用于PA66的连续聚合,工艺主要包括以下环节:浓缩

高压预缩聚

闪蒸

终缩聚,连续聚合能够在一定程度上弥补高温尼龙现有聚合方法的缺陷。
[0004]然而,现有用于PA66连续聚合的设备结构复杂,将其用于制备耐高温聚酰胺,会使聚酰胺的高温停留时间长,聚酰胺在高温下降解明显,进而导致聚合反应效率低,产品品质差,因此不适于以1,5

戊二胺为原料的耐高温聚酰胺的连续制备。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的上述问题,本技术提供了一种聚酰胺的生产设备。
[0006]本技术提供了一种聚酰胺的生产设备,其包括依次通过管道连通的浓缩装置、预聚装置、脱水装置以及终聚装置;
[0007]所述浓缩装置包括预热装置、蒸发浓缩装置、冷凝装置和喷淋装置,所述预热装置设置有进料口、出料口、气体入口和气体出口,所述蒸发浓缩装置包括物料入口、物料出口、蒸发气体出口以及设置于所述蒸发浓缩装置内部的盘管,所述预热装置的出料口与所述蒸发浓缩装置的物料入口连通,所述蒸发浓缩装置的蒸发气体出口分别与所述预热装置的气体入口和所述冷凝装置的入口相连通,所述预热装置的气体出口以及所述冷凝装置的出口均与所述喷淋装置相连通。
[0008]本技术中,所述盘管按照同心圆呈若干层排列,长度为20

50m,直径为40

75mm,长径比为300

1200,每层间距为200

500mm。本技术的内部盘管采用同心圆排列布置,使待浓缩原料均匀受热,防止局部过热或者温度过高使盐析出,导致原料比例发生变化。
[0009]本技术通过将蒸发浓缩装置的蒸发气体出口与预热装置的气体入口连通,利用蒸发过程中排出的热蒸汽预热待浓缩原料,减少热能损失,能够有效回收部分热能,降低生产成本。
[0010]本技术中,对所述预热装置没有特别的限定,只要能够实现对待浓缩的原料
进行预热的目的即可,优选为管式换热器。
[0011]本技术中,所述预聚装置包括依次连通的至少一个预热器和管式反应器,所述管式反应器的管体包括连通的若干直管部和弯管部,所述管体上均匀分布有排气口。
[0012]本技术中,所述管体的长度为10

40m,内径为400

700mm,长径比为10

100。
[0013]本技术中,所述排气口的数量为2

10个,相邻两排气口的间距为1

15m。
[0014]本技术中,所述预聚装置还包括加热套,所述加热套套装在所述管式反应器的管体上,所述加热套的数量为2

20个。
[0015]本技术中,所述预聚装置还包括热媒蒸发器,用于向所述加热套提供热媒,每个所述加热套单独连接有一个所述热媒蒸发器。
[0016]本技术中,所述预聚装置还包括与所述管式反应器出口相连接的粘度检测装置,用于检测通过管式反应器后的物料粘度。本技术对所述粘度检测装置的类型及结构没有特别的限定,可采用本领域常规,只要能够实现对经预聚反应后物料的粘度进行在线检测的目的即可。
[0017]本技术所述的预聚装置能够给反应提供较高的温度和压力,可使反应物料形成平推流,预聚反应在较高压力下稳定进行,提高了预聚质量,从而保证了整体连续聚合工艺的均匀性和高效性。
[0018]本技术中,所述脱水装置包括减压装置,所述减压装置包括密封的釜体,所述密封的釜体设置有物料入口、物料出口,所述物料入口位于所述物料出口的上方,所述密封的釜体内设置有连接于所述物料入口及物料出口之间的物料盘管,所述物料盘管分为若干段,同一段的所述物料盘管直径相同,不同段的所述物料盘管由所述物料入口处向所述物料出口处直径逐渐增加。
[0019]本技术中,所述物料盘管的总长度为40

480m,直径为15

200mm。
[0020]本技术中,所述物料盘管在所述密封的釜体内呈水平多层分布,每层物料盘管为“S”形往复排列。
[0021]本技术中,所述物料盘管为螺旋翅片管,所述螺旋翅片管的翅片厚度为0.5

4.0mm,翅片高度为2

10mm,翅片螺距为3.5

20mm。本技术通过设置螺旋翅片管能够促进传热效率,使物料中的水分快速变为气相,实现与液态物料的有效分离。
[0022]本技术中,所述密封的釜体还包括热媒入口和热媒出口,所述热媒入口设置于所述密封的釜体顶部,所述热媒出口设置于所述密封的釜体底部。
[0023]本技术中,所述密封的釜体内还设置有一组或多组折流板,所述折流板间隔布置在所述密封的釜体内且一端交错固定在所述釜体相对的内壁上,另一端均与对应的所述釜体预留过流间隙。本技术通过设置折流板使釜体内部形成从热媒入口至热媒出口上下交错的热媒通道,进一步提高传热效率。
[0024]本技术中,所述折流板上开设有多个穿孔,用于使所述物料盘管在其中穿过以固定所述物料盘管。
[0025]本技术中,所述折流板上还设置有若干个供热媒通过的通孔,所述通孔的孔径为5

40mm。本技术通过在折流板上设置通孔,热媒能够穿过通孔流动产生扰动,进一步提高传热效率。
[0026]本技术中,所述密封的釜体还包括一个或多个排气口和排液口。
[0027]本技术提供的减压装置,通过物料盘管直径逐渐增大可实现物料在其中降低压力,并配合螺旋翅片式的物料盘管和折流板促进传热效率,从而可以使物料中的水分快速变为气相,与液态物料得到分离,分离效果好,能保证下游处理单元达到良好的水分分离效果,从而保证了整体连续聚合工艺的完整性和高效性。此外,本技术的减压装置结构简单,安全性好,能有效降低生产成本。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺的生产设备,包括依次通过管道连通的浓缩装置、预聚装置、脱水装置以及终聚装置;其特征在于,所述浓缩装置包括预热装置、蒸发浓缩装置、冷凝装置和喷淋装置,所述预热装置设置有进料口、出料口、气体入口和气体出口,所述蒸发浓缩装置包括物料入口、物料出口、蒸发气体出口以及设置于所述蒸发浓缩装置内部的盘管,所述预热装置的出料口与所述蒸发浓缩装置的物料入口连通,所述蒸发浓缩装置的蒸发气体出口分别与所述预热装置的气体入口和所述冷凝装置的入口相连通,所述预热装置的气体出口以及所述冷凝装置的出口均与所述喷淋装置相连通。2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述盘管按照同心圆呈若干层排列,长度为20

50m,直径为40

75mm,长径比为300

1200,每层间距为200

500mm;和/或,所述预热装置为管式换热器。3.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述预聚装置包括依次连通的至少一个预热器和管式反应器,所述管式反应器的管体包括连通的若干直管部和弯管部,所述管体上均匀分布有排气口;所述管体的长度为10

40m,内径为400

700mm,长径比为10

100;所述排气口的数量为2

10个,相邻两排气口的间距为1

15m;和/或,所述预聚装置还包括加热套,所述加热套套装在所述管式反应器的管体上,所述加热套的数量为2

20个;和/或,所述预聚装置还包括热媒蒸发器,每个所述加热套单独连接有一个所述热媒蒸发器;和/或,所述预聚装置还包括与所述管式反应器出口相连接的粘度检测装置,用于检测通过管式反应器后的物料粘度。4.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述脱水装置包括减压装置,所述减压装置包括密封的釜体,所述密封的釜体设置有物料入口、物料出口,所述物料入口位于所述物料出口的上方,所述密封的釜体内设置有连接于所述物料入口及物料出口之间的物料盘管,所述物料盘管分为若干段,同一段的所述物料盘管直径相同,不同段的所述物料盘管由所述物料入口处向所述物料出口处直径逐渐增加;所述物料盘管的总长度为40

480m,直径为15

200mm;所述物料盘管在所述密封的釜体内呈水平多层分布,每层物料盘管为“S”形往复排列;所述物料盘管为螺旋翅片管,所述螺旋翅片管的翅片厚度为0.5

4.0mm,翅片高度为2

10mm,翅片螺距为3.5

20mm;和/或,所述密封的釜体还包括热媒入口和热媒出口,所述热媒入口设置于所述密封的釜体顶部,所述热媒出口设置于所述密封的釜体底部。5.根据权利要求4所述的设备,其特征在于,所述密封的釜体内还设置有一组或多组折流板,所述折流板间隔布置在所述密封的釜体内且一端交错固定在所述釜体相对的内壁上,另一端均与对应的所述釜体预留过流间隙;所述折流板上开设有多个穿孔,用于使所述物料盘管在其中穿过以固定所述物料盘管;所述折流板上还设置有若干个供热媒通过的通孔,所述通孔的孔径为5

40mm。
6.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述脱水装置还包括水分分离装置,所述水分分...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵元博秦兵兵王刚刘修才
申请(专利权)人:上海凯赛生物技术股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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