專利名稱：輸送管道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸送管道，尤其涉及一種輸送溶解在含水的有機(jī)溶劑中的纖維素的可凝結(jié)溶液的輸送管道。
這里的“可凝結(jié)的溶液”一詞，是指這樣一種溶液，這種溶液在溫度、壓力、流速改變后或者降解后將形成基本上是固體或基本上是不能流動的產(chǎn)物。
本發(fā)明特別可以用于容易產(chǎn)生放熱反應(yīng)的纖維素可凝結(jié)溶液。例如，可凝結(jié)的糊狀物或漿狀物。本發(fā)明還可以用于作為輸送纖維素、叔胺n-氧化物及纖維素的非溶劑物質(zhì)例如水的混合物。
在高壓容器中使用安全壓力釋放器是大家所熟知的。安全壓力釋放器的最常見的形式是一種安全自裂放壓片，它主要由一種隔膜組成，該隔膜在大于高壓容器的正常工作壓力但低于使高壓容器本身爆裂的壓力的作用下或者自動炸開或者從夾持件上崩開或者兩者兼而有之。
自裂放壓片通常安裝在離開高壓容器的小的支管上或者形成在高壓容器的壁上作為壁的一部分。
人們業(yè)已發(fā)現(xiàn)，對用于輸送纖維素溶液的輸送管道，由于管子本身中會產(chǎn)生過度的壓力，往往會出現(xiàn)一些問題。本發(fā)明的目的就是為輸送會產(chǎn)生過度壓力的可凝結(jié)溶液輸送管道提供一種過壓安全釋放裝置。這種過壓可能是在輸送管道本身中產(chǎn)生也可能是輸送管道外部壓力上升的結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種輸送溶解在含水的有機(jī)溶劑中的纖維素的可凝結(jié)溶液的輸送管道。該輸送管道至少具有一個(gè)過壓安全釋放裝置，該過壓它全釋放裝置包括一個(gè)可自行裂開的盤片從而在過度的壓力下可為輸送管道形成一個(gè)放氣孔。其特點(diǎn)是，該盤片裝在輸送管道中后至少有一部分盤片表面被通過管道的溶液所沖洗。
該盤片最好是一種自裂放壓片并且能夠安裝在插入離開輸送管道的支管中的一個(gè)夾持裝置里，當(dāng)夾持裝置插進(jìn)支管中時(shí)該盤片的表面的一部分基本上與輸送管道壁的內(nèi)側(cè)齊平。該支管上可以有一個(gè)法蘭或凸緣，而夾持裝置也有一個(gè)與之配對的法蘭，兩法蘭最好用螺栓固定在一起。自裂放壓片可以是用不銹鋼制成并用例如電子束焊接方法焊在夾持裝置的底部。
該支管可以進(jìn)一步延伸入在法蘭下游的一個(gè)容器區(qū)域，萬一在自裂放壓片炸裂時(shí)，可以將可凝結(jié)的溶液排放進(jìn)去。該支管最好維持在80℃以上的溫度下。
本發(fā)明對會發(fā)生放熱反應(yīng)的可凝結(jié)的溶液特別有用，尤其是在纖維素和叔胺n-氧化物以及水混合的情況下，更是如此。叔胺n-氧化物可以是n-嗎啉n-氧化物。
這里所用的“沖洗”一字，意思是自裂放壓片的至少一部分表面，在輸送管道中產(chǎn)生使溶液凝結(jié)的條件的情況下，基本上能保持清潔，其上不粘著凝結(jié)材料。自裂放壓片基本上安裝得在輸送管道內(nèi)，它與可凝結(jié)溶液流之間沒有明顯的“死角”空間，使凝結(jié)的材料不能積聚及形成堵塞，因?yàn)橐坏┬纬闪硕氯蛯⒃谳斔凸艿莱霈F(xiàn)過壓的情況時(shí)影響(甚至妨礙)它起作用。如果凝結(jié)真的發(fā)生，就有可能發(fā)生凝結(jié)物的降解，而如果這種降解后的材料被帶入主溶液流里面，它或者會阻塞下游的過濾器或者將降低從溶液制成的最終產(chǎn)品的質(zhì)量，也有可能由于有了降解的產(chǎn)物而使自裂放壓片不能起作用而無法安全地釋放壓力。
本發(fā)明還涉及溶解在含水叔胺氧化物中的纖維素可凝結(jié)溶液的輸送方法，其具體特征如權(quán)項(xiàng)9所述。
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作詳細(xì)的描述。必須指出的是，實(shí)施例僅作為說明本發(fā)明之用，本發(fā)明不限于下述實(shí)施例。其中

圖1是包括支管和法蘭的輸送管道的示意圖;
圖2是圖1的部分剖視圖，其中的自裂放壓片不是按照本發(fā)明設(shè)置的。
圖3是類似于圖2的剖視圖，但其中的自裂放壓片是按照本發(fā)明設(shè)置的;
圖4是圖3中IV部分的放大視圖。
圖1所示是用以輸送可凝結(jié)溶液的輸送管道的示意圖。具體地說，本輸送管道1可用以輸送溶解在叔胺氧化物例如n-甲基嗎啉n-氧化物中的纖維素的溶液。該溶液中還可以包括少量的水。這種溶液的制造方法可參見美國專利US-A-4，246，221號。
當(dāng)溶液的溫度下降到一定程度時(shí)(溶液在管道中泵送時(shí)溫度一般是100-120℃)，在輸送管道中輸送的溶液就會凝結(jié)。這種有機(jī)溶液還會分解而形成硬性的化合物，它會沾在輸送管道內(nèi)壁的表面之上。
為了在輸送管道中壓力突然增加(例如由于溶液內(nèi)部的放熱反應(yīng))時(shí)可以保護(hù)安全，在輸送管道中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)過壓安全釋放器。
對過壓安全釋放器，人們當(dāng)然是比較熟悉的。例如輸送管道1可以有一段支管2，支管2上設(shè)有一個(gè)形成整體的法蘭3，如圖1所示，一過壓安全釋放器可以就裝在法蘭3上。
圖2示出了已有技術(shù)的過壓安全釋放器的安裝情況，其中，一自裂放壓片(一扁平的圓片4)用螺栓7夾緊在法蘭3和排放管6上的法蘭5之間。但是人們發(fā)現(xiàn)，圖中這種安排用于凝結(jié)或可凝結(jié)材料，尤其是由于材料內(nèi)部的放熱反應(yīng)而會導(dǎo)致壓力迅速增加的情況下是不可靠的。人們發(fā)現(xiàn)，圖2中的這種安排，雖然用于氣體或液體的輸送是可以完全令人滿意的，但當(dāng)用于可凝結(jié)的溶液時(shí)，就不能可靠地迅速作出反應(yīng)。人們發(fā)現(xiàn)，在輸送管道1內(nèi)萬一發(fā)生過壓情況，圖2中所示的那種安排可能使自裂放壓片無法響應(yīng)，即無法形成通氣孔。對這個(gè)問題，要靠圖3和圖4中的那種安排來解決。
在圖3中，輸送管道1上也設(shè)有一支管2和一法蘭3。但自裂放壓片設(shè)置在用螺栓固定在法蘭3上的“高頂大禮帽”式的結(jié)構(gòu)17上。圖3和圖4所示的結(jié)構(gòu)17包括一有法蘭的部分8，這個(gè)法蘭部分8是和一管狀件9形成一體的。一不銹鋼制自裂放壓片11焊在它的底部上。對于管狀件9的底部以及自裂放壓片11的細(xì)節(jié)可從圖4中清楚地看出。從圖中可以看出，端部10有一槽口或凹縫部分12，其中在從下側(cè)用電子束焊接之前先插進(jìn)自裂放壓片11如圖4所示，圖中的小黑三角12a就表示形成焊接點(diǎn)而熔在一起的材料。所述自裂放壓片可以根據(jù)需要是扁平的、凹的或凸的，但其下表面的一部分必須是能被在輸送管道1中流動的溶液所沖洗的。因此，自裂放壓片，如果是扁平的，將與輸送管道1的壁的內(nèi)側(cè)1a沿著一條直線有效連續(xù)的。然而，因?yàn)樽粤逊艍浩?1沿著這條直線與流經(jīng)輸送管道1的溶液是相互接觸的，溶液連續(xù)地沖洗自裂放壓片11的表面的一部分從而能防止在其上形成沉積物。如果采用如圖2所示的安排，則材料將積聚在支管2的死區(qū)13。它可能凝結(jié)起來也可能分解而在死區(qū)內(nèi)形成固體粘附塊。萬一在輸送管道內(nèi)出現(xiàn)過壓情況，這種固體粘附塊就會防礙自裂放壓片的爆開。將圖2與圖3及圖4進(jìn)行比較可知，圖3(圖4)中的自裂放壓片11的表面至少有一部分是沒有沉積物的，所以它至少有一部分暴露在輸送管道1內(nèi)材料的壓力之下。如果萬一在輸送管道內(nèi)出現(xiàn)需要設(shè)法保護(hù)的過壓的話，自裂放壓片就可以自動爆開。
高頂大禮帽式結(jié)構(gòu)17的法蘭8可以緊夾在塵蘭3或排放管15上的另一法蘭14之間。排放管15的溫度應(yīng)該在保持在80℃以上(例如加熱到100℃)并連接到一個(gè)適當(dāng)?shù)娜萜魃?圖中未畫出)，如果需要的話，可用一可伸縮的容器容納輸出管道1內(nèi)的過壓使自裂放壓片11爆裂時(shí)流出來的產(chǎn)物。如果需要的話，高頂大禮帽式結(jié)構(gòu)17的空間16可以充滿氮?dú)狻？梢栽谠摽障?6內(nèi)設(shè)置一自裂放壓片檢測器。
令人驚奇的是，人們發(fā)現(xiàn)只要在含水叔胺氧化物中-一般是n-甲基嗎啉n-氧化物中，溶解著纖維素可凝結(jié)溶液的溫度保持在80℃以上，各壓力安全釋放器可以彼此相隔得很遠(yuǎn)地沿著輸送溶液的管道設(shè)置。
我們相信，因?yàn)檩斔凸艿纼?nèi)放熱反應(yīng)的結(jié)果是給管道中的物質(zhì)以一個(gè)沖擊，是很有可能需要將各壓力安全釋放器設(shè)置得彼此相隔一段較大的距離的。由于纖維素溶液形成的是一具有觸變性或搖溶現(xiàn)象的粘稠物，放熱反應(yīng)所發(fā)生的沖擊將降低此粘稠物的粘度從而允許放熱反應(yīng)源的氣體沿著變得稀薄的材料通過。在粘稠物中氣體的運(yùn)動促使粘度進(jìn)一步下降從而使在輸送管道中流動的粘稠物中形成一個(gè)內(nèi)孔。我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，可以將過壓安全釋放器安裝得彼此相隔27公尺之多，也就是離可能的放熱源達(dá)13.5公尺之多而仍可能得到產(chǎn)物的安全排放。過壓安全釋放器甚至可以隔得很遠(yuǎn)些，即離開放熱源更遠(yuǎn)些，例如30分尺。一般都希望將過壓安全釋放器設(shè)置在接近可能發(fā)生放熱反應(yīng)源的位置，但是由于本發(fā)明所涉及的粘稠物有可能在放熱反應(yīng)條件下，在它自己內(nèi)部形成內(nèi)孔，因此就有可能使安全排放的距離比人們所預(yù)料的要遠(yuǎn)得多。
權(quán)利要求
1.一種輸送溶解在含水有機(jī)溶劑中的可凝結(jié)的纖維素溶液的輸送管道，所述管道至少具有一個(gè)過壓安全釋放器，該釋放器由是由在壓力的作用下可自行裂開以在輸送管道中形成一通氣口的盤片組成的，其特征在于該盤片設(shè)置在管道中時(shí)至少它的表面的一部分能被經(jīng)過該輸送管道的溶液所沖洗。
2.如權(quán)利要求1所述的輸送管道，其特征在于該盤片是安裝在插入輸送管道一支管的夾持件中的自裂放壓片，其表面的一部分基本上與輸送管道壁的內(nèi)側(cè)齊平。
3.如權(quán)利要求2所述的輸送管道，其特征在于該支管還延伸入在夾持件的下游的容器區(qū)域中，在自裂放壓片爆炸開時(shí)溶液可以被排入所述的容器區(qū)域之中。
4.如權(quán)利要求3所述的輸送管道，其特征在于該支管保持在80℃以上的溫度。
5.如權(quán)利要求1所述的輸送管道，其特征在于管道上設(shè)置多個(gè)過壓安全釋放器，各過壓安全釋放器彼此相隔0.5-30公尺的距離。
6.如權(quán)利要求2所述的輸送管道，其特征在于所述支管具有一法蘭，而夾持器有一與之配合的法蘭，兩法蘭彼此被緊夾在一起。
7.如權(quán)利要求2所述的輸送管道，其特征在于所述的盤片是由不銹鋼制成的。
8.如權(quán)利要求7所述的輸送管道，其特征在于該盤片用電子束焊接技術(shù)焊接在所述夾持器上。
9.一種通過輸送管道輸送溶解在含水叔胺氧化物中的可凝結(jié)的纖維素溶液的方法，其特征在于所述溶液維持在80℃以上的溫度，所述輸送管道至少包括一個(gè)過壓安全釋放器，所述過壓安全釋放器包括一在壓力的沖擊下可自行裂開以形成管道的通氣口的表面，所述過壓安全釋放器安裝在管道中時(shí)，該過壓釋放裝置至少有一部分表面是能被流經(jīng)管道的溶液所沖洗的。
10.如權(quán)利要求9所述的一種方法，其特征在于所述盤片是安裝在插進(jìn)所述管道的一個(gè)支管的夾持器內(nèi)的自裂放壓片，其表面至少有一部分基本上與所述輸送管道的壁的內(nèi)側(cè)相齊平。
全文摘要
一種用于輸送可凝結(jié)材料的管道中的過壓釋放安全系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，管道具有設(shè)置在管道支管中的自裂放壓片，所述自裂放壓片安裝在一夾持裝置里使自裂放壓片的表面形成管道壁的一部分從而流經(jīng)管道的材料(溶液)可沖洗自裂放壓片的表面而使之保持一清潔面。
文檔編號D01F2/00GK1090916SQ9311840
公開日1994年8月17日 申請日期1993年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月28日
發(fā)明者邁克爾·羅伯特·佩里, 凱瑟琳·安妮·威克斯 申請人:考脫沃茲纖維有限公司