本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，涉及一種全連續(xù)petg的生產(chǎn)設(shè)備和工藝流程中，petg臥式鼠籠酯化釜采用一種新型攪拌器結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、1.petg是一種非結(jié)晶性共聚酯。連續(xù)petg的生產(chǎn)工藝流程中，臥式鼠籠酯化釜是生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，物料粘度700pa.s左右，釜內(nèi)控制溫度270～285℃左右，溫度低了物料會(huì)結(jié)晶，溫度高了。反應(yīng)物在這樣高的溫度和高粘度的情況下，從酯化釜的一端進(jìn)入形成高液面，受攪拌器圓盤的阻礙，延長(zhǎng)酯化停留時(shí)間，從另一端低液面排出，在釜內(nèi)形成三角形的液面坡度，延長(zhǎng)停留期間，在高真空狀態(tài)下乙二醇、水、低分子物質(zhì)以及助劑等從熔體中分離，在高溫中汽化被抽出，從而使熔體的純度得到提高，產(chǎn)出酯化率高，副反應(yīng)少的產(chǎn)品。酯化過(guò)程是一個(gè)放熱反應(yīng)過(guò)程，溫度過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。工藝上通過(guò)調(diào)整催化劑用量來(lái)控制酯化釜內(nèi)溫度，設(shè)備上只能采用保溫方法控制釜內(nèi)溫度。

2、2.進(jìn)口的臥式鼠籠酯化釜內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用中心通軸圓盤式攪拌器，圓盤攪拌器的比表面積小，成膜效率低，中間還有一根軸容易積料。(見(jiàn)圖4)

3、3.申請(qǐng)(專利)號(hào)：cn201420213798.3，《一種鼠籠式高粘聚合反應(yīng)釜》，連續(xù)法生產(chǎn)聚酯切片的反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)，包括由支撐管，兩塊花板組成的鼠籠框架，分別連接在兩個(gè)花板外端的兩個(gè)短軸，在兩個(gè)花板間布置若干動(dòng)盤，每只動(dòng)盤上各均布通孔，中心處開設(shè)通氣孔，圓周均布連接孔，動(dòng)盤通過(guò)連接孔，支撐管布置在兩個(gè)花板間，并在相鄰的動(dòng)盤間設(shè)置軸套，所述軸套套置在支撐管上，由一端至另一端的軸套逐一加長(zhǎng).本發(fā)明在動(dòng)盤上打孔，其工藝較制作焊接式網(wǎng)柵簡(jiǎn)單，可提高生產(chǎn)效率數(shù)倍，另外，安裝時(shí)，只需間隔地在支撐管上穿置動(dòng)盤和軸套，并通過(guò)不同長(zhǎng)度的軸套來(lái)實(shí)現(xiàn)相鄰動(dòng)盤的間距，不但方便省時(shí)省力，而且工作性能穩(wěn)定。

4、4.揚(yáng)州惠特科技有限公司獨(dú)特的鼠籠式反應(yīng)器，采用獨(dú)特的無(wú)通軸設(shè)計(jì)，創(chuàng)新的網(wǎng)狀圓盤結(jié)構(gòu)，具有更大的反應(yīng)面積，讓熔體成膜反應(yīng)更順暢，成膜效率高，比表面積大，且中間沒(méi)有通軸的連接，也就沒(méi)有積料，良好的去雜質(zhì)功效和增粘效果，反應(yīng)后的熔體具有更高的純度和純度可縮短反應(yīng)時(shí)間，終端產(chǎn)品顏色更好，聚合效率高等優(yōu)點(diǎn)。(見(jiàn)圖5)

5、5.揚(yáng)州惠特科技有限公司液相增粘技術(shù)裝置lsplinetm可以將pet聚酯廢料(瓶片、膜片、泡泡料、低粘度漿塊)熔體的品質(zhì)提升，可以生產(chǎn)檔次較高的聚酯長(zhǎng)絲短纖、打包帶、再生切片、聚酯薄膜等產(chǎn)品，能做到瓶到瓶，絲到絲，布到布，提高資源的再生利用率和品質(zhì)。液相增粘是指在將pet聚酯在熔融狀態(tài)下，通過(guò)特殊的工況提高pet聚酯熔體的粘度，一步就可直接生產(chǎn)出更高粘度的聚酯熔體，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)1個(gè)反應(yīng)釜替代固相聚合(ssp)整個(gè)工廠，大大減少投資和運(yùn)行成本。液相增粘是指在將pet聚酯在熔融狀態(tài)下，通過(guò)特殊的工況提高pet聚酯熔體的粘度，一步就可直接生產(chǎn)出更高粘度的聚酯熔體，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)1個(gè)反應(yīng)釜替代固相聚合(ssp)整個(gè)工廠，大大減少投資和運(yùn)行成本。由于聚酯回收料的來(lái)源比較復(fù)雜，其成分很難保證一致，表現(xiàn)在生產(chǎn)過(guò)程中熔體的粘度波動(dòng)較大，為了穩(wěn)定粘度，反應(yīng)釜攪拌以一定的速度均勻地運(yùn)轉(zhuǎn)，使內(nèi)部的熔體充分地混合。因聚酯再聚合是在高真空(＜150pa)狀態(tài)下進(jìn)行的，原料中含有的低分子物質(zhì)以及助劑在高溫中汽化將被抽出，從而使熔體的純度得到提高。原料分子中仍然存在大量的端羥基與和端羧基，同時(shí)催化體系仍然有效，聚酯熔體在我們的液相增粘反應(yīng)釜中分子之間仍可發(fā)生聚合反應(yīng)，其分子鏈就不斷增長(zhǎng)，特性粘度也隨之不斷增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、6.與上述結(jié)構(gòu)不同之處的petg臥式鼠籠酯化釜?jiǎng)?chuàng)新特點(diǎn)是：采用新型的攪拌器結(jié)構(gòu)，將外螺帶設(shè)計(jì)成空心螺帶，螺帶內(nèi)可進(jìn)出流動(dòng)的液體，增加臥式鼠籠酯化釜的內(nèi)部換熱面積，均衡釜內(nèi)各處溫度，改變釜內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)，使物料均化混合、提升粘度，縮短酯化時(shí)間，延長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。(見(jiàn)圖6)

2、7.petg臥式鼠籠酯化釜采用一種新型攪拌器結(jié)構(gòu)，其主要特征由：左旋轉(zhuǎn)接頭1、齒輪副2、電機(jī)后減速機(jī)3、集裝式機(jī)械密封4(含軸承座、機(jī)械密封、冷卻水套)、左端蓋5、帶夾套的直筒體6、攪拌器7、右端蓋8、右旋轉(zhuǎn)接頭9等零部件組成。管口作用與物料流動(dòng)狀況：物料從釜體下部中間位置的n1進(jìn)料口進(jìn)入，酯化后的物料從釜下部?jī)啥说膎2排料口排出，補(bǔ)充進(jìn)料從n3進(jìn)料口進(jìn)料，酯化反應(yīng)生成的工藝氣，在真空條件下，從釜體上部中心位置的n4排氣口抽出，平衡釜溫的導(dǎo)熱油從n5導(dǎo)熱油入口進(jìn)入，從n6導(dǎo)熱油出口排出，夾套的導(dǎo)熱油由n7導(dǎo)熱油入口進(jìn)入，從n8導(dǎo)熱油出口出。(見(jiàn)圖1、圖2、圖3)

3、8.petg臥式鼠籠酯化釜采用一種新型攪拌器結(jié)構(gòu)，其主要特征由：攪拌器7由六根立式方管框架軸7-3，與兩端空心輸入、輸出軸組成的中心無(wú)通軸的組合框架軸，與多個(gè)矩形管外螺帶7-1、內(nèi)螺帶7-2，焊接為一體，組成的新型攪拌器，小螺距，多層螺帶的組合，增加了接觸面積，延長(zhǎng)了停留時(shí)間，內(nèi)外螺帶的旋向是相反的，內(nèi)外螺帶都從攪拌器中間部位向兩端布置，旋向相反的人字形外螺帶，推動(dòng)液體向兩端流動(dòng)，旋向相反的內(nèi)螺帶又將兩端的液體推向中間，形成釜內(nèi)環(huán)向流動(dòng)，中心線以上的液體，受重力的影響，在水平運(yùn)動(dòng)中有一部分液體下落，再次推向兩端，增加釜內(nèi)液體的流動(dòng)性，不斷更新液體表面，增加氣化量，均衡釜內(nèi)各處的溫度，人字形螺帶布置，還可以平衡攪拌器的軸向力，延長(zhǎng)軸承壽命，用于平衡釜內(nèi)溫度的熱媒，從右端的旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入到攪拌器，經(jīng)過(guò)矩形管外螺帶7-1，從左旋轉(zhuǎn)接頭排出，提供適宜熱能，避免因熱能不足引起逆向反應(yīng)、副產(chǎn)物產(chǎn)生，又避免熱能過(guò)高、反應(yīng)條件驟然變化造成反應(yīng)鏈段變化。

4、9.酯化釜的溫度要控制在270～275℃左右，反應(yīng)壓力在90～110pa，粘度在700pa.s，當(dāng)筒體長(zhǎng)度是內(nèi)自己2倍時(shí)，采用矩形管外螺帶內(nèi)通入熱媒，其換熱面積可以是釜壁夾套換熱面積1.94倍，而旋轉(zhuǎn)的換熱面積比靜止換熱面積的換熱量可提高一倍，是一種可實(shí)現(xiàn)結(jié)晶與成膜性能、反應(yīng)溫和、熔體均勻性好的petg聚合工藝的最佳選擇，反應(yīng)釜攪拌器以一定的速度均勻地運(yùn)轉(zhuǎn)，使內(nèi)部的熔體充分地混合，有利于穩(wěn)定粘度。

5、10.攪拌器兩端采用空心軸，是為了進(jìn)出導(dǎo)熱油的，這樣減速機(jī)的輸出軸不能直接穿過(guò)，采用在攪拌軸的驅(qū)動(dòng)端與減速機(jī)之間增加一對(duì)齒輪或鏈輪副傳動(dòng)，解決小功率減速機(jī)沒(méi)有大直徑的空心軸問(wèn)題。

6、11.導(dǎo)熱油的溫度很高，不利于機(jī)械密封與軸承的使用，在機(jī)械密封與端蓋處增加一個(gè)冷卻水套進(jìn)行降溫處理，并與機(jī)械密封和軸承座組裝為一體，拆裝簡(jiǎn)單方便。

技術(shù)特征：

1.petg臥式鼠籠酯化釜采用一種新型攪拌器結(jié)構(gòu)，其主要由：左旋轉(zhuǎn)接頭1、齒輪副2、電機(jī)后減速機(jī)3、集裝式機(jī)械密封4(含軸承座、機(jī)械密封、冷卻水套)、左端蓋5、帶夾套的直筒體6、攪拌器7、右端蓋8、右旋轉(zhuǎn)接頭9等零部件組成，物料從釜體下部中間位置的n1進(jìn)料口進(jìn)入，酯化后的物料從釜下部?jī)啥说膎2排料口排出，補(bǔ)充進(jìn)料從n3進(jìn)料口進(jìn)料，酯化反應(yīng)生成的工藝氣，在真空條件下，從釜體上部中心位置的n4排氣口抽出，平衡釜溫的導(dǎo)熱油從n5導(dǎo)熱油入口進(jìn)入，從n6導(dǎo)熱油出口排出，夾套的導(dǎo)熱油由n7導(dǎo)熱油入口進(jìn)入，從n8導(dǎo)熱油出口出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的petg臥式鼠籠酯化釜采用一種新型攪拌器結(jié)構(gòu)，其特征在于：攪拌器7由六根立式方管框架軸7-3，與兩端空心輸入、輸出軸組成的中心無(wú)通軸的組合框架軸，與多個(gè)矩形管外螺帶7-1、內(nèi)螺帶7-2，焊接為一體，組成的新型攪拌器，小螺距，多層螺帶的組合，增加了接觸面積，延長(zhǎng)了停留時(shí)間，內(nèi)外螺帶的旋向是相反的，內(nèi)外螺帶螺都從攪拌器中間部位向兩端布置，旋向相反的人字形外螺帶，推動(dòng)液體向兩端流動(dòng)，旋向相反的內(nèi)螺帶又將兩端的液體推向中間，形成釜內(nèi)環(huán)向流動(dòng)，中心線以上的液體，受重力的影響，在水平運(yùn)動(dòng)中有一部分液體下落，再次推向兩端，增加釜內(nèi)液體的流動(dòng)性，不斷更新液體表面，增加氣化量，均衡釜內(nèi)各處的溫度，人字形螺帶布置，還可以平衡攪拌器的軸向力，延長(zhǎng)軸承壽命，用于平衡釜內(nèi)溫度的熱媒，從右端的旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入到攪拌器，經(jīng)過(guò)矩形管外螺帶7-1，從左旋轉(zhuǎn)接頭排出，提供適宜熱能，避免因熱能不足引起逆向反應(yīng)、副產(chǎn)物產(chǎn)生，又避免熱能過(guò)高、反應(yīng)條件驟然變化造成反應(yīng)鏈段變化。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的petg臥式鼠籠酯化釜采用一種新型攪拌器結(jié)構(gòu)，其特征在于：酯化釜的溫度要控制在270～275℃左右，反應(yīng)壓力在90～110pa，粘度在700pa.s,當(dāng)筒體長(zhǎng)度是內(nèi)自己2倍時(shí)，采用矩形管外螺帶內(nèi)通入熱媒，其換熱面積可以是釜壁夾套換熱面積1.94倍，而旋轉(zhuǎn)的換熱面積比靜止換熱面積的換熱量可提高一倍，是一種可實(shí)現(xiàn)結(jié)晶與成膜性能、反應(yīng)溫和、熔體均勻性好的petg聚合工藝的最佳選擇，反應(yīng)釜攪拌器以一定的速度均勻地運(yùn)轉(zhuǎn)，使內(nèi)部的熔體充分地混合，有利于穩(wěn)定粘度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的petg臥式鼠籠酯化釜采用一種新型攪拌器結(jié)構(gòu)，其特征在于：攪拌器兩端采用空心軸，是為了進(jìn)出導(dǎo)熱油的，這樣減速機(jī)的輸出軸不能直接穿過(guò)，采用在攪拌軸的驅(qū)動(dòng)端與減速機(jī)之間增加一對(duì)齒輪副2或鏈輪副傳動(dòng)，解決小功率減速機(jī)沒(méi)有大直徑的空心軸問(wèn)題。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的petg臥式鼠籠酯化釜采用一種新型攪拌器結(jié)構(gòu)，其特征在于：導(dǎo)熱油的溫度很高，不利于機(jī)械密封與軸承的使用，在機(jī)械密封與端蓋處增加一個(gè)冷卻水套進(jìn)行降溫處理，并與機(jī)械密封和軸承座組裝為集裝式機(jī)械密封4，拆裝簡(jiǎn)單方便。

技術(shù)總結(jié)
PETG臥式鼠籠酯化釜采用一種新型攪拌器結(jié)構(gòu)，由左旋轉(zhuǎn)接頭1、齒輪副2、電機(jī)后減速機(jī)3、集裝式機(jī)械密封4、左端蓋5、帶夾套的直筒體6、攪拌器7、右端蓋8、右旋轉(zhuǎn)接頭9等零部件組成，物料從釜體下部中間位置的N1進(jìn)料口進(jìn)入，在螺帶的推動(dòng)下，酯化物從兩端的N2口排出，補(bǔ)充進(jìn)料和抽真空從N3口進(jìn)料和抽真空，酯化反應(yīng)產(chǎn)生的氣體從釜體上部中心位置的N4口抽出，加熱的導(dǎo)熱油從N5口進(jìn)入，從N6口排出，夾套的導(dǎo)熱油由N7口進(jìn)入，從N8口出，由于攪拌器內(nèi)可以通入導(dǎo)熱油加熱的新型結(jié)構(gòu)，增加內(nèi)部換熱面積，均衡釜內(nèi)各處溫度，改變釜內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)，使物料均勻分散、充分進(jìn)行混合，縮短反應(yīng)時(shí)間，延長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：傅燕玲,孟明,張勁
受保護(hù)的技術(shù)使用者：海南海派克工程技術(shù)咨詢有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10