專利名稱：聚酯工業(yè)固相聚合工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚酯工業(yè)中的固相聚合工藝，屬于聚酯工業(yè)固相聚合技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著聚酯工業(yè)不斷產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，傳統(tǒng)的液相聚合已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了聚酯切片產(chǎn)業(yè)化、功能 化加工技術(shù)發(fā)展的需求，隨之發(fā)展起來的固相聚合技術(shù)把聚酯切片的生產(chǎn)應(yīng)用推到一新的技 術(shù)領(lǐng)域。
但是，就聚酯纖維級(jí)高粘切片的連續(xù)式固相聚合技術(shù)而言，其起步發(fā)展歷史并不長(zhǎng)，至 今為止不到20年歷史，在這20年的發(fā)展過程中，由于最早發(fā)展固相聚合技術(shù)的瑞士、日本、 美國(guó)等國(guó)家采取了技術(shù)封閉，設(shè)備生產(chǎn)專業(yè)化等一系列措施，大大制約了固相聚合技術(shù)的進(jìn) 步和發(fā)展。到目前為止，每家公司的生產(chǎn)技術(shù)的設(shè)備配置上都仍存在著很多不足之處。比如 采用的傳統(tǒng)式流態(tài)床式結(jié)晶器，存在生產(chǎn)能力小的問題，最高產(chǎn)能只有3噸/小時(shí)；除塵時(shí)所 采用的離線式旋風(fēng)分離式除塵器，通過大風(fēng)量循環(huán)將切片中的粉塵帶入一離線狀態(tài)旋風(fēng)分離 器中，其除塵能力也無法進(jìn)一步擴(kuò)大。中國(guó)自1992年以來，先后大量引進(jìn)了以上幾家公司固 相聚合設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)，但至今都存在著產(chǎn)量低、能耗高、生產(chǎn)穩(wěn)定性差、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定 等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種產(chǎn)量高、能耗低、產(chǎn)量控制調(diào)節(jié)方便、產(chǎn)品質(zhì) 量以及生產(chǎn)穩(wěn)定的聚酯工業(yè)固相聚合工藝。
本發(fā)明的技術(shù)方案該聚酯工業(yè)固相聚合工藝，包括對(duì)原料進(jìn)行預(yù)結(jié)晶處理，然后在線 除塵，再結(jié)晶，熱態(tài)輸送，主反應(yīng)，機(jī)械出料，冷卻除塵即得成品。
所述的原料從原料儲(chǔ)罐進(jìn)入預(yù)結(jié)晶器進(jìn)行預(yù)結(jié)晶反應(yīng)，再通過在線除塵器在線除塵，到 達(dá)預(yù)熱器，在預(yù)熱器中進(jìn)行再結(jié)晶反應(yīng)，然后通過熱態(tài)輸送器輸送至反應(yīng)器的頂部，在反應(yīng) 器內(nèi)進(jìn)行主反應(yīng)，反應(yīng)完成后從反應(yīng)器的底部通過機(jī)械出料裝置機(jī)械出料，最后經(jīng)冷卻除塵 器冷卻除塵即得成品。
所述的原料在預(yù)結(jié)晶器中的受熱進(jìn)行預(yù)結(jié)晶后，原料到達(dá)預(yù)結(jié)晶器出口的溫度為145 175°C，預(yù)結(jié)晶時(shí)間為5 10min。
所述的預(yù)結(jié)晶器是帶有螺旋槳葉的螺旋軸推進(jìn)式臥式結(jié)晶器，配有帶導(dǎo)熱油的夾套，導(dǎo)
熱油的溫度設(shè)置為225 25(TC 。
所述的預(yù)熱器是屋脊式預(yù)熱器，由4 6節(jié)屋脊?fàn)钊萜鹘M成，每節(jié)屋脊?fàn)钊萜髋渲糜幸粋€(gè) 外置式氮?dú)饧訜崞鳌?br> 所述的反應(yīng)器為圓柱式，帶有夾套，長(zhǎng)徑比為10: 1。
所述的反應(yīng)器的底部設(shè)置有反應(yīng)保護(hù)氣導(dǎo)入口 ，頂部設(shè)置有保護(hù)氣排出口 。 所述的機(jī)械出料裝置是機(jī)械旋轉(zhuǎn)式的。
本發(fā)明采用了合理的工藝路線和工藝參數(shù)，整個(gè)工藝配備了合理的生產(chǎn)設(shè)備用于聚酯工 業(yè)固相聚合，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)量、低能耗、產(chǎn)量控制調(diào)節(jié)方便以及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。采用帶有螺旋 槳葉的螺旋軸推進(jìn)式臥式結(jié)晶器，切片在高速運(yùn)動(dòng)中獲得熱量，不易結(jié)塊，結(jié)晶速度快。采 用除塵器使用于固相聚合主物料流動(dòng)管線上，形成在線除塵器，迅速去除切片中的游離粉塵 ，減少高溫下粉塵粘連污染設(shè)備，進(jìn)一步提高生產(chǎn)穩(wěn)定性。采用機(jī)械式出料裝置，使切片以 均勻的速度將反應(yīng)結(jié)束的切片排出系統(tǒng)，以保證反應(yīng)器內(nèi)有恒定的料位。使切片在反應(yīng)的內(nèi) 有均勻的停留時(shí)間，確保最終切片粘度均勻。采用熱態(tài)輸送將反應(yīng)和結(jié)晶部分相銜接，大大 降低了廠房的樓層高度，減少了工程建設(shè)投資。


附圖l為本發(fā)明的設(shè)備配置圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的工藝路線如下原料(低粘切片) 一預(yù)結(jié)晶一在線除塵一再 結(jié)晶/預(yù)熱一熱態(tài)輸送一主反應(yīng)一機(jī)械出料一冷卻除塵一成品(高粘切片)，其具體反應(yīng)過 程如下
作為原料的低粘切片從原料儲(chǔ)罐1經(jīng)回轉(zhuǎn)閥9到達(dá)預(yù)結(jié)晶器2，預(yù)結(jié)晶器2是蘇立達(dá)臥式攪
拌槳式結(jié)晶器，蘇立達(dá)結(jié)晶器是美國(guó)生產(chǎn)的螺旋軸推進(jìn)式結(jié)晶器，攪拌槳能帶動(dòng)物料做圓周 運(yùn)動(dòng)，將切片推到容器壁以吸收熱量，使物料在運(yùn)動(dòng)過程獲得熱量進(jìn)行充分的干燥和結(jié)晶，
采用夾套熱油加熱，加熱油溫度225 25(TC。切片在預(yù)結(jié)晶器2中的停留時(shí)間為5 10min， 可以通過調(diào)節(jié)出口處攪拌槳的幾塊葉片的角度來實(shí)現(xiàn)。切片經(jīng)過受熱預(yù)結(jié)晶后，到達(dá)預(yù)結(jié)晶 器2的出口，溫度為，145 175°C，然后經(jīng)回轉(zhuǎn)閥9達(dá)到在線除塵器3，在線除塵器3安裝在物 料流動(dòng)管線上，使物料通過后能將其中的粉塵分離出來，并及時(shí)排出系統(tǒng)。物料中的粉塵含 量經(jīng)在線除塵器3后達(dá)100ppm以下，以保證結(jié)晶和反應(yīng)的順利進(jìn)行。經(jīng)過除塵后切片通過回 轉(zhuǎn)閥9進(jìn)入預(yù)熱器4，預(yù)熱器4是屋脊式預(yù)熱器，是一立式疊加型設(shè)備。切片與氮?dú)庠诖诉M(jìn)行 充分熱交換，切片獲得熱量后溫度升至220 23(TC，以進(jìn)行再結(jié)晶，同時(shí)也獲得了反應(yīng)所需
的溫度(200 220°C)。切片出預(yù)熱器4后通過回轉(zhuǎn)閥到達(dá)熱態(tài)輸送器5，由熱態(tài)輸送器5熱 態(tài)輸送至反應(yīng)器6，從反應(yīng)器6的頂部進(jìn)入，氮?dú)鈴姆磻?yīng)器6的底部導(dǎo)入，頂部排出，切片借 助重力以平推流的形式向下移動(dòng)。從反應(yīng)器6的底部導(dǎo)入的反應(yīng)載氣，也在反應(yīng)器6的底部起 到了冷卻的作用。切片在反應(yīng)器6內(nèi)在高純氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下進(jìn)行反應(yīng)達(dá)到預(yù)定的粘度。之后切 片通過安裝在反應(yīng)器6的底部一機(jī)械出料裝置7，采用機(jī)械攪拌式，使反應(yīng)器6中的物料均勻 輸出，以保證物料通過反應(yīng)器6有均勻的反應(yīng)時(shí)間，從而保證了粘度的均勻性，然后再通過 回轉(zhuǎn)閥9排至流化床冷卻除塵器8冷卻除塵。經(jīng)冷卻除塵后的切片即是成品高粘切片，成品經(jīng) 回轉(zhuǎn)閥9即可根據(jù)需要進(jìn)行包裝或者直接進(jìn)入纖維制作。
該聚酯工業(yè)固相聚合工藝的設(shè)備配置，如圖1所示，包括原料儲(chǔ)罐l，原料儲(chǔ)罐l連接有 預(yù)結(jié)晶器2，該預(yù)結(jié)晶器2為帶有螺旋槳葉的蘇立達(dá)臥式結(jié)晶器，配有帶導(dǎo)熱油的夾套。預(yù)結(jié) 晶器2通過在線除塵器3與預(yù)熱器4連接，預(yù)熱器4通過熱態(tài)輸送器5與反應(yīng)器6的頂部連接，反 應(yīng)器6的底部緊連機(jī)械旋轉(zhuǎn)式的機(jī)械出料裝置7，再與冷卻除塵器8連接。每?jī)蓚€(gè)設(shè)備之間至 少連接有一個(gè)回轉(zhuǎn)閥9。
其中，預(yù)熱器4是屋脊式預(yù)熱器，由4 6節(jié)屋脊?fàn)钊萜鹘M成，每節(jié)屋脊?fàn)钊萜髋渲糜幸?個(gè)外置式氮?dú)饧訜崞?。反?yīng)器6為圓柱式，帶有夾套，長(zhǎng)徑比為10: 1，在反應(yīng)器6的底部設(shè) 置有反應(yīng)載氣導(dǎo)入口，頂部設(shè)置有載氣排出口。
本發(fā)明所采用的設(shè)備特點(diǎn)
1、 蘇立達(dá)結(jié)晶器是一機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)混料式結(jié)晶器，由美國(guó)生產(chǎn)，其帶螺旋槳葉的旋轉(zhuǎn)主軸 對(duì)原切片進(jìn)行推進(jìn)式攪拌使切片在不斷運(yùn)動(dòng)中得到充分的干燥和結(jié)晶。由于采用了特殊設(shè)計(jì) 的螺旋槳葉，切片與槳葉以相同線速度向前運(yùn)動(dòng)。既達(dá)到均勻攪拌，又使切片與槳葉保持了 同等速度而不產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，避免了切片與槳葉碰撞而損傷。同時(shí)在傳熱設(shè)計(jì)上，采用了夾 套式導(dǎo)熱油循環(huán)間接加熱方式，使運(yùn)動(dòng)的切片獲得均勻的熱量，避免氣體直接加熱切片引起 切片瞬間高溫導(dǎo)致結(jié)塊。另外由于采用了合理的設(shè)計(jì)，本設(shè)備的生產(chǎn)能力可達(dá)6噸/小時(shí)，而 傳統(tǒng)式流態(tài)床式結(jié)晶器因采用的是沸騰運(yùn)動(dòng)式結(jié)晶原理其最高產(chǎn)只能達(dá)3噸/小時(shí)。
2、 在線除塵器是將除塵器安裝在物料流動(dòng)管線上，在線對(duì)結(jié)晶后的切片進(jìn)行粉塵與物 料分離，可以根據(jù)需要，對(duì)氣流和物料進(jìn)行合理的比例分配。不但產(chǎn)量可達(dá)6噸/小時(shí)，而且 粉塵分離的效率可達(dá)99%以上，傳統(tǒng)的除塵方式是采用離線旋風(fēng)分離式，是通過大風(fēng)量循環(huán) 將切片中的粉塵帶入一離線狀態(tài)旋風(fēng)分離器中，由于本生產(chǎn)線產(chǎn)量高達(dá)6噸/小時(shí)，按旋風(fēng)分 離器的粉塵方式加袋式除塵裝置也不能達(dá)此產(chǎn)量。
3、 機(jī)械出料裝置是一機(jī)械旋轉(zhuǎn)式控制物料排出裝置，本裝置安裝在主反應(yīng)器底部，以
均勻的速度將反應(yīng)結(jié)束的切片排出系統(tǒng)，以保證主反應(yīng)器內(nèi)有恒定的料位。使切片在反應(yīng)的 內(nèi)有均勻的停留時(shí)間，確保最終切片粘度均勻。同時(shí)由于本裝置的具有很好的運(yùn)行穩(wěn)定性和 可靠性，通常被用作控制整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)量。
4、屋脊式預(yù)熱器是一立式疊加型設(shè)備，由4 6節(jié)屋脊?fàn)钊萜鹘M成，每節(jié)屋脊?fàn)钊萜髋?置有一個(gè)外置式氮?dú)饧訜崞?。切片在屋脊?fàn)钊萜鏖g隙中向下移動(dòng)，與上升的熱氮?dú)饬鬟M(jìn)行換 熱。熱氮?dú)饬魇紫冗M(jìn)入屋脊?fàn)钊萜鞯奈菁骨粌?nèi)，由屋脊腔的兩邊進(jìn)入屋脊間隙內(nèi)上升，與切 片接觸后進(jìn)入上一層屋脊腔內(nèi)，再排到外加熱器中進(jìn)行加熱，用于上一節(jié)加熱器的加熱載氣 。利用這一氮?dú)馀c切片的熱交換原理，大大提高了熱交換效率，節(jié)省大量能源。同時(shí)屋脊式 預(yù)熱器可以根據(jù)產(chǎn)量和工藝溫度的要求靈活改變?nèi)莘e，為工藝革新、產(chǎn)量提高打下良好的基 礎(chǔ)。切片經(jīng)過屋脊式預(yù)熱器先進(jìn)行再結(jié)晶，提高結(jié)晶度，然后被加熱至反應(yīng)溫度進(jìn)入主反應(yīng) 器。為下步的反應(yīng)創(chuàng)造良好條件。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種聚酯工業(yè)固相聚合工藝，其特征在于該工藝包括對(duì)原料進(jìn)行預(yù)結(jié)晶處理，然后在線除塵，再結(jié)晶，熱態(tài)輸送，主反應(yīng)，機(jī)械出料，冷卻除塵即得成品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的聚酯工業(yè)固相聚合工藝，其特征在于所述 的原料從原料儲(chǔ)罐(1)進(jìn)入預(yù)結(jié)晶器(2)進(jìn)行預(yù)結(jié)晶反應(yīng)，再通過在線除塵器(3)在線 除塵，到達(dá)預(yù)熱器(4)，在預(yù)熱器(4)中進(jìn)行再結(jié)晶反應(yīng)，然后通過熱態(tài)輸送器(5)輸 送至反應(yīng)器(6)的頂部，在反應(yīng)器(6)內(nèi)進(jìn)行主反應(yīng)，反應(yīng)完成后從反應(yīng)器(6)的底部 通過機(jī)械出料裝置(7)機(jī)械出料，最后經(jīng)冷卻除塵器(8)冷卻除塵即得成品。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚酯工業(yè)固相聚合工藝，其特征在于 所述的原料在預(yù)結(jié)晶器(2)中受熱后進(jìn)行預(yù)結(jié)晶，原料到達(dá)預(yù)結(jié)晶器(2)出口的溫度為 145 175°C，預(yù)結(jié)晶時(shí)間為5 10min。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚酯工業(yè)固相聚合工藝，其特征在于所述 的預(yù)結(jié)晶器(2)是帶有螺旋槳葉的螺旋軸推進(jìn)式臥式結(jié)晶器，配有帶導(dǎo)熱油的夾套，導(dǎo)熱 油的溫度設(shè)置為225 25(TC 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚酯工業(yè)固相聚合工藝，其特征在于所述 的預(yù)熱器(4)是屋脊式預(yù)熱器，由4 6節(jié)屋脊?fàn)钊萜鹘M成，每節(jié)屋脊?fàn)钊萜髋渲糜幸粋€(gè)外 置式氮?dú)饧訜崞鳌?br> 6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚酯工業(yè)固相聚合工藝，其特征在于所述 的反應(yīng)器(6)為圓柱式，帶有夾套，長(zhǎng)徑比為10: 1。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的聚酯工業(yè)固相聚合工藝，其特征在于 所述的反應(yīng)器(6)的底部設(shè)置有反應(yīng)保護(hù)氣導(dǎo)入口，頂部設(shè)置有保護(hù)氣排出口。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚酯工業(yè)固相聚合工藝，其特征在于所述 的機(jī)械出料裝置(7)是機(jī)械旋轉(zhuǎn)式的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚酯工業(yè)固相聚合工藝，該工藝包括對(duì)原料進(jìn)行預(yù)結(jié)晶處理，然后在線除塵，再結(jié)晶，熱態(tài)輸送，主反應(yīng)，機(jī)械出料，冷卻除塵即得成品。本發(fā)明采用了合理的工藝路線和工藝參數(shù)，整個(gè)工藝配備了合理的生產(chǎn)設(shè)備用于聚酯工業(yè)固相聚合，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)量、低能耗、產(chǎn)量控制調(diào)節(jié)方便以及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C08G63/00GK101392051SQ20081030494
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者茅惠新 申請(qǐng)人:浙江尤夫工業(yè)纖維有限公司