防结胶连续聚合反应装置的制作方法

allin2023-05-04  53



1.本发明涉及氨纶生产设备技术领域,具体涉及一种防结胶连续聚合反应装置。


背景技术:

2.氨纶连续聚合工艺是通过两步反应来实现的,第一步在第一反应器反应生成预聚物,第二步在第二反应器将预聚物和催化剂瞬间聚合。
3.由于预聚物和催化剂在第二反应器瞬间反应,使得第二反应器的进料装置的出料端经常出现一定的结胶现象,结胶是一个缓慢而又始终不停顿的过程,这样就使得结胶现象在生产过程中不断加重,堵塞进料通道,使物料在进入反应器的过程中出现不规则地压力波动,从而影响产品质量的均一性,而不断发生的结胶使设备清洗的间隔时间很短,在繁忙的生产中,经常不得不因为进料管的问题而停机清洗,对生产构成较大的不良影响。
4.在过去几十年的工艺研发与不断进步的过程中,为保证实现工艺要求的两种物料的进料速度,同时保证更好的瞬间混合效果,人们发明创造了各式各样的两种物料的进料截面形状,包括同心圆式,偏心圆式,偏心月牙式,分瓣式等等,但无论什么截面组合,都会在生产应用过程中出现凝胶现象,当凝胶达到一定程度后,就不得不进行停机清洗。
5.随着设备的不断改良,人们在进料装置上设备了手动拨片,如专利号为cn201110315224.8的氨纶连续聚合生产的反应器进料管,利用每班操作工的手动旋转对进料装置进行刮拨以防止结胶,但因为结构的限制,拨片不能转动整圈,刮拨的效果并不明显,仅能稍微延长清洗的周期,众多厂家并不认可其效果。


技术实现要素:

6.本发明的目的在于克服上述不足,提供了一种防结胶连续聚合反应装置,通过对第二反应器入口设置防结胶进料装置,实时刮片清洁;将pp通道放置在中间,较大的通道使电动转轴的安装成为可能;pp通道为环形,利用转轴的直径改变可以取得pp通道的最优截面积;由于所有的结胶都是在pp通道截面边沿形成的,本发明的拨片全部的工作面积都在pp通道内,不干扰混合胺通道,这就形成了最佳的清理效果,不会在清理时造成反应器出料粘度波动;电动拨片可以全方位转动,无任何限制;拨片完全在pp通道的端口内部,拨片旋转外缘与中心管内缘接触,使转轴得到可靠支撑,保证了运转的可靠性。
7.本发明的目的是这样实现的:一种防结胶连续聚合反应装置,包括依次设置的静态混合器、第一反应器、预聚物中间槽、预聚物操作槽、溶解机和第二反应器,所述第二反应器入口设有防结胶进料装置,所述防结胶进料装置包括套管,所述套管内设有中心管,所述套管与中心管之间设有混合胺通道,所述混合胺通道与混合胺进料管连通,所述中心管中心设有转轴,所述转轴的外圆与中心管内壁之间形成pp通道,所述pp通道与pp进料管连通,所述转轴的进口端连接伺服电机,出口端连接拨片。
8.优选的,所述伺服电机固定在封板上,所述封板将套管及中心管的一端封住。
9.优选的,所述拨片的旋转外缘与中心管内壁接触。
10.优选的,静态混合器连接ptmg供给槽和mdi供给槽,ptmg供给槽和mdi供给槽分别为静态混合器提供ptmg和mdi原料。
11.优选的,伺服电机控制转轴的转动速度在0.1~3r/min之间可调。
12.优选的,所述拨片的宽度沿径向从内向外依次递减,在拨片的外缘处形成尖角使拨片的外缘与中心管内壁可靠接触挂胶。
13.本发明的有益效果是:1.通过对第二反应器入口设置防结胶进料装置,实时刮片清洁;进料装置推陈出新的将pp通道放置在中间,较大的通道使电动转轴的安装成为可能;2.pp通道为环形,利用转轴的直径改变可以取得pp通道的最优截面积;3、由于所有的结胶都是在pp通道截面边沿形成的,本发明的拨片全部的工作面积都在pp通道内,不干扰混合胺通道,这就形成了最佳的清理效果,不会在清理时造成反应器出料粘度波动;4、电动拨片可以全方位转动,无任何限制;5、拨片完全在pp通道的端口内部,拨片旋转外缘与中心管内缘接触,使转轴得到可靠支撑,保证了运转的可靠性;6、采用伺服电机驱动,转动速度在0.1~3r/min之间可调,转动的平稳性远超手动,对反应本身几乎无干扰。
附图说明
14.图1为本发明的流程示意图。
15.图2为防结胶进料装置的外形结构图。
16.图3为防结胶进料装置的内部结构图。
17.图4为图3的a向视图(pp进料管和混合胺进料管未画出)。
18.图5为图3的剖视图。
19.其中:静态混合器1;第一反应器2;预聚物中间槽3;预聚物操作槽4;溶解机5;第二反应器6;防结胶进料装置7;套管7.1;中心管7.2;pp进料管7.3;混合胺进料管7.4;转轴7.5;拨片7.6;伺服电机7.7;混合胺通道7.8;pp通道7.9;封板7.10;挡板7.11;ptmg供给槽8;mdi供给槽9。
具体实施方式
20.参见图1-5,本发明涉及一种防结胶连续聚合反应装置,包括依次设置的静态混合器1、第一反应器2、预聚物中间槽3、预聚物操作槽4、溶解机5和第二反应器6,所述第二反应器6入口设有防结胶进料装置7,所述防结胶进料装置7包括套管7.1、中心管7.2、pp进料管7.3、混合胺进料管7.4、转轴7.5、拨片7.6和伺服电机7.7,所述中心管7.2设置在套管7.1内,所述套管7.1与中心管7.2之间设有混合胺通道7.8,混合胺通道7.8呈环形,所述混合胺通道7.8的端部设有挡板7.11,挡板7.11将环形大部分截面遮挡,留下缺口,作为混合胺通道的出口,缺口的形状可以是腰形、月牙形等,所述混合胺通道7.8与混合胺进料管7.4连通,所述转轴7.5设置在中心管7.2中心,所述转轴7.5的外圆与中心管7.2内壁之间形成pp
通道7.9,pp通道为环形,利用转轴的直径改变可以取得pp通道的最优截面积,所述pp通道7.9与pp进料管7.3连通,所述伺服电机7.7固定在封板7.10上,所述封板7.10将套管7.1及中心管7.2的一端封住,伺服电机7.7的输出轴伸入中心管7.2内连接转轴7.5,所述转轴7.5出口端连接拨片7.6,所述拨片7.6的旋转外缘与中心管7.2内壁接触,使转轴7.5得到可靠支撑,保证了运转的可靠性。
21.所述拨片7.6的宽度沿径向从内向外依次递减,在拨片的外缘处形成尖角使拨片的外缘与中心管7.2内壁可靠接触挂胶,拨片7.6根部宽度为4mm。
22.伺服电机7.7控制转轴7.5的转动速度在0.1~3r/min之间可调。
23.静态混合器1连接ptmg供给槽8和mdi供给槽9,ptmg供给槽8和mdi供给槽9分别为静态混合器1提供ptmg和mdi原料。
24.一种防结胶连续聚合反应生产工艺:包括以下步骤:ptmg(聚四氢呋喃醚二醇)和mdi(多甲基多苯基多异氰酸酯)经精确计量后,按一定配方比例进入到静态混合器中进行预混,然后经数十小时的缓慢蠕动,在第一反应器各段不同的温度环境下进行预聚合,生产粘度为2000p左右的预聚物,预聚物在预聚物中间槽和预聚物操作槽中经过静置和均化后,进入到溶解机内,和大量的dmac(二甲基乙酰胺)溶剂混合,稀释成粘度为5cp即0.05p的溶液(俗称pp溶液),溶解机是在-10℃的环境下工作的,所以稀释后的pp溶液,温度低于-5℃。
25.稀释后的pp溶液和同样处于低温下的混合胺(混合胺是由链增长剂和链终止剂按一定配方比例混合制成的催化剂),以非常精确的计量,和精准的进料速率之比,经防结胶进料装置进入到第二反应器内,在瞬间发生聚合反应,分子量急剧扩大,放出大量的热,发生聚合反应的物料在第二反应器内停留数十秒后,以高于70℃的温度,从第二反应器出口涌出。此时物料的粘度由进入时的0.05p增长成为超过1200p(有的工艺超过2000p)的高粘物料;伺服电机驱动转轴带动拨片全方位转动,对结胶面进行清理,清理效果好,不会造成反应器出料粘度波动,保证了连续聚合反应的顺利进行,延长了反应器的清洗间隔时间,使反应器连续运行的时间长达一年以上,大大提高了生产效率,减少了资源浪费。
26.除上述实施例外,本发明还包括有其他实施方式,凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案,均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征:
1.一种防结胶连续聚合反应装置,包括依次设置的静态混合器(1)、第一反应器(2)、预聚物中间槽(3)、预聚物操作槽(4)、溶解机(5)和第二反应器(6),其特征在于:所述第二反应器(6)入口设有防结胶进料装置(7),所述防结胶进料装置(7)包括套管(7.1),所述套管(7.1)内设有中心管(7.2),所述套管(7.1)与中心管(7.2)之间设有混合胺通道(7.8),所述混合胺通道(7.8)与混合胺进料管(7.4)连通,所述中心管(7.2)中心设有转轴(7.5),所述转轴(7.5)的外圆与中心管(7.2)内壁之间形成pp通道(7.9),所述pp通道(7.9)与pp进料管(7.3)连通,所述转轴(7.5)的进口端连接伺服电机(7.7),出口端连接拨片(7.6)。2.根据权利要求1所述的一种防结胶连续聚合反应装置,其特征在于:所述伺服电机(7.7)固定在封板(7.10)上,所述封板(7.10)将套管(7.1)及中心管(7.2)的一端封住。3.根据权利要求1所述的一种防结胶连续聚合反应装置,其特征在于:所述拨片(7.6)的旋转外缘与中心管(7.2)内壁接触。4.根据权利要求1所述的一种防结胶连续聚合反应装置,其特征在于:静态混合器(1)连接ptmg供给槽(8)和mdi供给槽(9),ptmg供给槽(8)和mdi供给槽(9)分别为静态混合器(1)提供ptmg和mdi原料。5.根据权利要求1所述的一种防结胶连续聚合反应装置,其特征在于:伺服电机(7.7)控制转轴(7.5)的转动速度在0.1~3r/min之间可调。6.根据权利要求1所述的一种防结胶连续聚合反应装置,其特征在于:所述拨片(7.6)的宽度沿径向从内向外依次递减,在拨片的外缘处形成尖角。7.根据权利要求1所述的一种防结胶连续聚合反应装置,其特征在于:混合胺通道(7.8)呈环形,所述混合胺通道(7.8)的端部设有挡板(7.11),挡板(7.11)将环形大部分截面遮挡,留下缺口,作为混合胺通道的出口。

技术总结
本发明涉及一种防结胶连续聚合反应装置,包括依次设置的静态混合器、第一反应器、预聚物中间槽、预聚物操作槽、溶解机和第二反应器,所述第二反应器入口设有防结胶进料装置,所述防结胶进料装置包括套管,所述套管内设有中心管,所述套管与中心管之间设有混合胺通道,所述混合胺通道与混合胺进料管连通,所述中心管中心设有转轴,所述转轴的外圆与中心管内壁之间形成PP通道,所述PP通道与PP进料管连通,所述转轴的进口端连接伺服电机,出口端连接拨片。本发明通过对第二反应器入口设置防结胶进料装置,实时刮片清洁,将PP通道放置在中间,较大的通道使电动转轴的安装成为可能,电动拨片可以全方位转动,拨片旋转外缘与中心管内缘接触,使转轴得到可靠支撑,保证了运转的可靠性。保证了运转的可靠性。保证了运转的可靠性。


技术研发人员:尚永胜 阎建英 华雪娇 韦蕊
受保护的技术使用者:江阴中绿化纤工艺技术有限公司
技术研发日:2022.03.18
技术公布日:2022/7/5
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