專利名稱：雙無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子聚合物生產(chǎn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
聚酯粘度是高分子聚合物最基本的一個結(jié)構(gòu)參數(shù)，它對高分子材料的性能和用途有著直接的影響。高粘度聚酯(PET)是生產(chǎn)飲料瓶、高強(qiáng)力工業(yè)用絲、簾子線和工程塑料的原料。目前，隨著高粘度PET聚酯應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展及后加工技術(shù)的發(fā)展，高粘度聚酯的市場需求量劇增。高粘度聚酯生產(chǎn)中，固相縮聚由于其條件溫和、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)勢成為目前國內(nèi) 外廣泛應(yīng)用的聚酯增粘工業(yè)生產(chǎn)方法。然而，固相縮聚的生產(chǎn)工藝時間長(> 30小時)，消耗惰性氣體大，耗費(fèi)時間和能量也都較高，同時，由于固相縮聚工藝的固有特性會使切片表面和中間的特性粘度存在差別，并隨著粘度的增加而增加。盡管目前也有不少研究，如CN101921388A等對固相縮聚過程進(jìn)行一定程度的改進(jìn)而使產(chǎn)品性能更加優(yōu)良，但流程長、能耗聞、運(yùn)行成本聞等仍然是該工藝發(fā)展中存在的瓶頸。熔融縮聚，也稱液相增粘，是近年來發(fā)展起來的一種制備高粘度聚酯新工藝。它是指在一般縮聚生產(chǎn)裝置的縮聚釜后方增加一臺反應(yīng)器，通過提高熔體脫揮面積和表面更新率等方式來實(shí)現(xiàn)熔體增粘。鑒于液相增粘技術(shù)的高效、節(jié)能及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，目前在國內(nèi)外已有廣泛研究，但只有少數(shù)幾家大公司研制成功并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用。近年來，國內(nèi)也有很多公司對液相增粘反應(yīng)器進(jìn)行了一定的研究。例如在CN3112545中提出采用裝有行星輪與螺旋體組成的自潔攪拌系統(tǒng)，使聚酯熔體通過進(jìn)料口在太陽輪和行星輪滾筒的頂部流下，在旋轉(zhuǎn)過程中，熔體瞬間被碾成薄膜狀流下，完成物料脫揮而實(shí)現(xiàn)高粘度聚酯生產(chǎn)。另外，CN10176888A, CN101914820A, CN200964390Y,CN101125928等專利中也指出，在一定條件下，聚酯可以通過立式降膜裝置依靠重力實(shí)現(xiàn)增粘。然而，對于高粘度聚酯熔體而言，依靠重力自然成膜進(jìn)行液相增粘，其產(chǎn)量必然會受到一定限制，同時，高粘度熔體下端成膜狀況及出料效率也會與進(jìn)料時存在很大差別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、過程能耗小、增粘效率高的雙無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案一種雙無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，該裝置包括一設(shè)有內(nèi)筒體和夾套筒體的臥式增粘反應(yīng)釜；分設(shè)于反應(yīng)釜內(nèi)筒體前、后兩端的物料進(jìn)口、物料出口，以及與物料進(jìn)出口連接的熔體輸送系統(tǒng)；分設(shè)于反應(yīng)釜夾套筒體兩側(cè)的上、下兩端的熱媒進(jìn)口、熱媒出口，以及與熱媒進(jìn)出口連接的熱媒系統(tǒng)；設(shè)于釜體頂端的真空管接口，以及與真空管接口連接的真空系統(tǒng)；反應(yīng)爸前端有一驅(qū)動軸穿過反應(yīng)爸前端蓋的中心與位于反應(yīng)爸內(nèi)部前端的連接體固定連接，位于反應(yīng)釜內(nèi)部后端的連接體與后段驅(qū)動軸固定連接，后段驅(qū)動軸穿過反應(yīng)釜后端蓋的中心與安裝在反應(yīng)釜后端蓋上的軸承座連接；反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有左、右兩個旋轉(zhuǎn)體，每個旋轉(zhuǎn)體由多組拉膜內(nèi)件按一定轉(zhuǎn)角方式螺旋狀排列構(gòu)成，每組拉膜內(nèi)件包含一個圓環(huán)形的動刮板座、后端固定在動刮板座上的多個T字型動刮板、連接相鄰兩個動刮板前部的多個拉膜桿；各動刮板座用與反應(yīng)釜中心線平行的多根連接桿連接成一個整體，并固定在釜內(nèi)前、后兩端的連接體上；左、右兩個旋轉(zhuǎn)體上的每組動刮板在水平方向上和垂直方向上均交錯排列；在同一圓周面上，左旋轉(zhuǎn)體左邊的動刮板最左端貼近左內(nèi)筒壁中部，右旋轉(zhuǎn)體右邊的動刮板最右端貼近右內(nèi)筒壁下部。本發(fā)明中的增粘反應(yīng)釜為臥式雙無軸自清潔反應(yīng)釜，反應(yīng)器內(nèi)部具有特殊設(shè)計(jì)的拉膜內(nèi)件依靠主傳動端的電機(jī)帶動內(nèi)件旋轉(zhuǎn)，從而使聚酯熔體成膜。增粘反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)兩個旋轉(zhuǎn)體，每個旋轉(zhuǎn)體由多組拉膜內(nèi)件按照一定的型式構(gòu)成，兩個旋轉(zhuǎn)體上的動刮板是相互錯開，交錯排列的，可以單獨(dú)拆裝，整個內(nèi)件可以通過打開前后端蓋整體拆裝。該反應(yīng)釜內(nèi)部的拉膜內(nèi)件相互配合、并以中等速度旋轉(zhuǎn)工作。這種型式的拉膜內(nèi)件可為聚酯生產(chǎn)中提供很高的成膜面積和充足的小分子脫揮面積，有利于生產(chǎn)過程中聚酯熔體中小分子的有效 脫出；同時，由于其不設(shè)置軸((反應(yīng)器內(nèi)部實(shí)際上是兩個空心軸))，大大減小了常規(guī)反應(yīng)器生產(chǎn)高粘度聚酯時發(fā)生的聚酯纏軸現(xiàn)象的發(fā)生。另外，釜體上方有很大的氣相空間，這有利于高粘度聚酯生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的小分子及時脫出；動刮板可以將釜壁和連接桿上的熔體刮下，從而使增粘反應(yīng)釜具有自清潔功能，更大程度上避免熔體流動過程中出現(xiàn)死角，同時，旋轉(zhuǎn)過程中這些刮板以一定轉(zhuǎn)速相互嚙合，由此產(chǎn)生的動態(tài)輪廓線同樣也可確保聚酯熔體在設(shè)備中不產(chǎn)生死角的現(xiàn)象。本發(fā)明中增粘反應(yīng)釜兩個旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的拉膜內(nèi)件至少有一組以上，這多組拉膜內(nèi)件中的多組動刮板是按一定轉(zhuǎn)角方式螺旋狀排列的，這樣可使拉膜內(nèi)件在轉(zhuǎn)動的過程中具備熔體推進(jìn)作用，從而進(jìn)一步確保高粘度熔體流動過程中不發(fā)生返混，提高產(chǎn)品均一性，同時，拉膜內(nèi)件的推進(jìn)作用還能保證聚酯的順利出料；另外，通過調(diào)整拉膜內(nèi)件的角度可以自由地控制高粘度聚酯在增粘反應(yīng)器內(nèi)的停留時間。本發(fā)明中所述的連續(xù)生產(chǎn)高粘度聚酯的生產(chǎn)裝置不僅可用于PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)，而且也可用于PBS (聚丁二酸丁二醇酯)、PBT (聚對苯二甲酸丁二醇酯)、PTT (聚對苯二甲酸丙二醇酯)等不同類型高粘度聚酯的生產(chǎn)。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明所提供的生產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活、節(jié)能降耗、運(yùn)行成本低廉，可高效地實(shí)現(xiàn)一步法生產(chǎn)高粘度聚酯。該裝置大幅降低了生產(chǎn)高粘度聚酯的生產(chǎn)能耗和成本，提高了高粘度聚酯的生產(chǎn)效率。該裝置適用于聚酯生產(chǎn)過程中高粘物料的處理，特別適合于由高粘度物料生產(chǎn)更高粘度物料的過程。本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，具有流程短，能耗低，生產(chǎn)效率高，處理量大，設(shè)備操作靈活，產(chǎn)品質(zhì)量均一，柔性化程度高等優(yōu)點(diǎn)；因此，本發(fā)明的采用將改變目前行業(yè)內(nèi)高粘度聚酯產(chǎn)能低、產(chǎn)品質(zhì)量不均一、運(yùn)行成本高等缺陷，將大幅提高行業(yè)競爭力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化，也必將對化纖生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重大的促進(jìn)和推動作用。


圖I是本發(fā)明的雙無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的增粘反應(yīng)釜內(nèi)件示意圖(即圖I的右側(cè)視圖)；圖3是本發(fā)明的增粘反應(yīng)釜內(nèi)件左軸(右軸)動刮板分布示意圖；其中1、熱媒進(jìn)口 2、物料進(jìn)口 3、連接體4、前端蓋5、驅(qū)動軸6、左軸動刮板7、右軸動刮板 8、動刮板座9、連接桿10、真空管接口 11、內(nèi)筒體12、夾套筒體13、熱媒出口 14、后端蓋15、物料出口 16、底座17、拉膜桿18、軸承座
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 實(shí)施例I一種雙無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，該裝置由臥式雙無軸自清潔增粘反應(yīng)系統(tǒng)、真空脫揮系統(tǒng)、熱媒系統(tǒng)及熔體輸送系統(tǒng)組成，如圖I、圖2所示，該裝置包括一安裝在底座16上,設(shè)有內(nèi)筒體11和夾套筒體12的臥式增粘反應(yīng)爸；分設(shè)于反應(yīng)爸內(nèi)筒體前、后兩端的物料進(jìn)口 2、物料出口 15，以及位于內(nèi)筒體內(nèi)，與物料進(jìn)出口連接的熔體輸送系統(tǒng)；分設(shè)于反應(yīng)釜夾套筒體兩側(cè)的上、下兩端的熱媒進(jìn)口 I、熱媒出口 13，以及位于夾套筒體內(nèi)，與熱媒進(jìn)出口連接的熱媒系統(tǒng)；設(shè)于釜體頂端的真空管接口 10，以及與真空管接口連接的真空系統(tǒng)；反應(yīng)爸前端有一驅(qū)動軸5穿過反應(yīng)爸前端蓋4的中心與位于反應(yīng)爸內(nèi)部前端的連接體3固定連接，位于反應(yīng)釜內(nèi)部后端的連接體與后段驅(qū)動軸固定連接，后段驅(qū)動軸穿過反應(yīng)釜后端蓋14的中心與安裝在反應(yīng)釜后端蓋上的軸承座18連接；反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有左、右兩個旋轉(zhuǎn)體，每個旋轉(zhuǎn)體由多組拉膜內(nèi)件構(gòu)成，每組拉膜內(nèi)件包含一個圓環(huán)形的動刮板座8、后端固定在動刮板座上的四個T字型動刮板6或7、連接相鄰兩個動刮板前部的四個拉膜桿17 ;各動刮板座8用與反應(yīng)釜中心線平行的四根連接桿9連接成一個整體，并固定在釜內(nèi)前、后兩端的連接體3上；左旋轉(zhuǎn)體上的每組左軸動刮板6和右旋轉(zhuǎn)體上的每組右軸動刮板7在水平方向上和垂直方向上均是相互錯開，交錯排列的；在同一圓周面上，左旋轉(zhuǎn)體左邊的動刮板最左端貼近左內(nèi)筒壁中部，右旋轉(zhuǎn)體右邊的動刮板最右端貼近右內(nèi)筒壁下部；兩個旋轉(zhuǎn)體的多組拉膜內(nèi)件中的多組動刮板是按一定轉(zhuǎn)角方式螺旋狀排列的，如圖3所示，多組左軸動刮板6和多組右軸動刮板7的前端貼近內(nèi)筒壁部分是按一定轉(zhuǎn)角方式沿著貼近內(nèi)筒壁的圓柱面螺旋式排列的。本發(fā)明是這樣來工作的聚酯裝置中普通粘度的熔融態(tài)物料經(jīng)由控制閥定時定量輸送至增粘反應(yīng)釜的入口 2，通過由電機(jī)帶動兩個旋轉(zhuǎn)體，物料隨呈一定轉(zhuǎn)角方式安裝的拉膜內(nèi)件的旋轉(zhuǎn)而不斷推進(jìn)，兩個旋轉(zhuǎn)體上的動刮板6、7不斷地強(qiáng)制拉膜，不斷更新膜表面，小分子就可以在不斷地發(fā)生著脫揮反應(yīng)并由真空接口 10抽走。在此過程中，熱媒通過連續(xù)不斷地進(jìn)入增粘反應(yīng)釜上的熱媒入口 I并經(jīng)由熱媒管道為增粘反應(yīng)釜循環(huán)加熱，之后從熱媒管道出口 13出來，從而保證了整個高粘度聚酯生產(chǎn)過程中熱量的需求；與此同時，真空系統(tǒng)也不斷運(yùn)行，來保證反應(yīng)過程中的真空度，從而使小分子更容易地脫出，在一定的停留時間后，物料經(jīng)由增粘反應(yīng)釜出口 15出料，經(jīng)由熔體輸送系統(tǒng)輸送至紡絲箱體或切粒機(jī)等設(shè)備分別進(jìn)行不同的下游生產(chǎn)工序。整個反應(yīng)過程可以通過溫度、真空度、轉(zhuǎn)速、液位、動刮板轉(zhuǎn)角等多種方式調(diào)節(jié)，使之適應(yīng)不同的物料增粘要求。實(shí)施效果
將物料特性粘度為O. 68dl/g的聚酯熔體，送入上述單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，在溫度285°C，真空度為lOOPa，轉(zhuǎn)速為5轉(zhuǎn)/min的條件下反應(yīng)30min，得到特性粘度為O. 95dl/g的熔體。實(shí)施例2本實(shí)施例一種雙無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，其主要結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I基本相同，不同的是該裝置每個動刮板座上均布三個動刮板，連接相鄰兩個動刮板前部的拉膜桿為三個，各動刮板座用與反應(yīng)釜中心線平行的三根連接桿連接成一個整體。實(shí)施效果將物料特性粘度為O. 75dl/g的聚酯熔體，送入上述單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，在溫度288°C，真空度為50Pa，轉(zhuǎn)速為5轉(zhuǎn)/min的條件下反應(yīng)25min，得到特性粘度為 I. 05dl/g的熔體。
權(quán)利要求
1.一種雙無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，該裝置包括一設(shè)有內(nèi)筒體和夾套筒體的臥式增粘反應(yīng)釜；分設(shè)于反應(yīng)釜內(nèi)筒體前、后兩端的物料進(jìn)口、物料出口，以及與物料進(jìn)出口連接的熔體輸送系統(tǒng)；分設(shè)于反應(yīng)釜夾套筒體兩側(cè)的上、下兩端的熱媒進(jìn)口、熱媒出口，以及與熱媒進(jìn)出口連接的熱媒系統(tǒng)；設(shè)于釜體頂端的真空管接口，以及與真空管接口連接的真空系統(tǒng)；其特征在于，釜前端有一驅(qū)動軸穿過反應(yīng)釜前端蓋的中心與釜內(nèi)前端的連接體固定連接，位于釜內(nèi)后端的連接體與后段驅(qū)動軸固定連接，后段驅(qū)動軸穿過反應(yīng)釜后端蓋的中心與安裝在后端蓋上的軸承座連接；反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有左、右兩個旋轉(zhuǎn)體，每個旋轉(zhuǎn)體由多組拉膜內(nèi)件按一定轉(zhuǎn)角方式螺旋狀排列構(gòu)成，每組拉膜內(nèi)件包含一個圓環(huán)形的動刮板座、后端固定在動刮板座上的多個T字型動刮板、連接相鄰兩個動刮板前部的多個拉膜桿；各動刮板座用與反應(yīng)釜中心線平行的多根連接桿連接成一個整體，并固定在釜內(nèi)前、后兩端的連接體上；左、右兩個旋轉(zhuǎn)體上的每組動刮板在水平方向上和垂直方向上均交錯排列；在同一圓周面上，左旋轉(zhuǎn)體左邊的動刮板最左端貼近左內(nèi)筒壁中部，右旋轉(zhuǎn)體右邊的動刮板最右端貼近右內(nèi)筒壁下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征在于，每個動刮板座上均布三個或四個動刮板。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的雙無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征在于，各動刮板座用與反應(yīng)釜中心線平行的三根或四根連接桿連接成一個整體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的雙無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征在于，多組拉膜內(nèi)件中的多組動刮板是按一定轉(zhuǎn)角方式螺旋狀排列的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征在于，多組拉膜內(nèi)件中的多組動刮板是按一定轉(zhuǎn)角方式螺旋狀排列的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置。它包括一臥式增粘反應(yīng)釜，釜前端一驅(qū)動軸穿過前端蓋中心與釜內(nèi)前端連接體固定，后段驅(qū)動軸固定在釜內(nèi)后端連接體上，并穿過后端蓋中心與軸承座連接；釜內(nèi)設(shè)兩個旋轉(zhuǎn)體，每個旋轉(zhuǎn)體由動刮板座、動刮板、拉膜桿組成的多組拉膜內(nèi)件構(gòu)成；各動刮板座用與反應(yīng)釜中心線平行的多根連接桿連接成一整體，并固定在釜內(nèi)前后兩端連接體上；左右兩旋轉(zhuǎn)體上的每組動刮板在水平方向上和垂直方向上均交錯排列；在同一圓周上左旋轉(zhuǎn)體左邊的動刮板最左端貼近左內(nèi)筒壁中部，右旋轉(zhuǎn)體右邊的動刮板最右端貼近右內(nèi)筒壁下部。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活、節(jié)能降耗、運(yùn)行成本低廉，可高效地實(shí)現(xiàn)一步法生產(chǎn)高粘度聚酯。
文檔編號C08G63/78GK102924703SQ20121032409
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者楊家吉, 賈振宇, 鄭弢 申請人:上海聚友化工有限公司