一种小型氨纶聚合原液实验制备系统的制作方法

本实用新型涉及一种小型氨纶聚合原液实验制备系统。

背景技术：

目前，氨纶生产中较为先进的技术是干法生产技术，且为了降低生产成本，一般设计的产能都比较大，基本都在10--20吨/聚合线/日；但是，随着氨纶生产技术以及使用领域的不断拓展，客户对氨纶产品的个性化需求逐渐变成一种常态，而正常生产线设计的产能又都比较大，根本无法满足实验性质的小产量或小批量生产要求。因此，设计一套专门用于实验的原液制备装置是十分必要的。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种小型氨纶聚合原液实验制备系统，通过该系统来开发制备多种满足用户差别化需求的新产品，不仅可以满足用户对氨纶产品的个性化需求，提高经济效益，而且可以减少原材料的浪费。

本实用新型是这样实现的：一种小型氨纶聚合原液实验制备系统，包括一原料供应装置、一预聚合反应装置、一终聚合反应装置、一原液熟化装置、一原液过滤装置、一纺丝装置以及一卷绕机；所述原料供应装置与所述预聚合反应装置的进料端相连接；所述预聚合反应装置的出料端与所述终聚合反应装置的进料端相连接；所述终聚合反应装置的出料端与所述原液熟化装置的进料端相连接；所述原液熟化装置的出料端与所述原液过滤装置的进料端相连接；所述原液过滤装置的出料端与所述纺丝装置的进料端相连接；所述卷绕机设置在所述纺丝装置的出丝端。

进一步地，所述原料供应装置包括一MDI储料罐、一PTMG储料罐、一MDI计量泵以及一PTMG计量泵；所述MDI储料罐与所述MDI计量泵相连接，所述PTMG储料罐与所述PTMG计量泵相连接，且所述MDI计量泵与PTMG计量泵均与所述预聚合反应装置相连接。

进一步地，所述预聚合反应装置包括一预聚合管道反应器以及一预聚物储罐；所述预聚合管道反应器的进料端与所述原料供应装置相连接，该预聚合管道反应器的出料端与所述预聚物储罐的进料端相连接；所述预聚物储罐的出料端与所述终聚合反应装置相连接。

进一步地，所述终聚合反应装置包括一预聚物计量泵、一溶剂添加系统、一溶解机、一扩链剂添加系统、一扩链剂反应容器、一添加剂加入系统以及一添加剂混合罐；所述预聚物计量泵的进料端与所述预聚合反应装置相连接，该预聚物计量泵的出料端与所述溶解机的进料端相连接，所述溶剂添加系统与所述溶解机的进料端相连接；所述溶解机的出料端与所述扩链剂反应容器的进料端相连接，所述扩链剂添加系统与所述扩链剂反应容器的进料端相连接；所述扩链剂反应容器的出料端与所述添加剂混合罐的进料端相连接，所述添加剂加入系统与所述添加剂混合罐的进料端相连接；所述添加剂混合罐的出料端与所述原液熟化装置相连接。

进一步地，所述原液熟化装置包括一第一原液输送泵、一原液混合冷却器以及一原液储罐；所述第一原液输送泵的进料端与所述终聚合反应装置相连接，该第一原液输送泵的出料端与所述原液混合冷却器的进料端相连接；所述原液混合冷却器的出料端与所述原液储罐的进料端相连接，该原液储罐的出料端与所述原液过滤装置相连接。

进一步地，所述原液过滤装置包括一第二原液输送泵、一原液纺丝槽、一第三原液输送泵以及一原液过滤器；所述第二原液输送泵的进料端与所述原液熟化装置相连接，该第二原液输送泵的出料端与所述原液纺丝槽的进料端相连接；所述原液纺丝槽的出料端与所述第三原液输送泵的进料端相连接，该第三原液输送泵的出料端与所述原液过滤器的进料端相连接；所述原液过滤器的出料端与所述纺丝装置相连接。

进一步地，所述纺丝装置包括一纺丝计量泵、一纺丝组件以及一纺丝甬道；所述纺丝计量泵的进料端与所述原液过滤装置相连接，该纺丝计量泵的出料端与所述纺丝组件的进料端相连接；所述纺丝组件的出料端与所述纺丝甬道相连接，所述卷绕机设置在该纺丝甬道的出丝端。

本实用新型的优点在于：1、该实验制备系统的产能比正常生产线要小很多，且可以便于进行新产品的研发，以满足不同用户的个性化需求，提高经济效益，同时有效的解决了在正常生产线上进行实验所带来的成本高昂问题；2、该实验制备系统在设计上更加注重与现有生产线的融合，从原料使用及设备配置上充分体现了灵活性以及经济性，可以为将来把新研发的产品在现有生产线上实现批量生产提供可靠的技术保障；且采用比正常生产线更加先进的计量装置，可以保证实验结果的可靠性。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型小型氨纶聚合原液实验制备系统的原理图。

图2是本实用新型小型氨纶聚合原液实验制备系统的结构示意图。

附图标记说明：

100-实验制备系统，1-原料供应装置，2-预聚合反应装置，3-终聚合反应装置，4-原液熟化装置，5-原液过滤装置，6-纺丝装置，7-卷绕机，11-MDI储料罐，12-PTMG储料罐，13-MDI计量泵，14-PTMG计量泵，21-预聚合管道反应器，22-预聚物储罐，31-预聚物计量泵，32-溶剂添加系统，33-溶解机，34-扩链剂添加系统，35-扩链剂反应容器，36-添加剂加入系统，37-添加剂混合罐，41-第一原液输送泵，42-原液混合冷却器，43-原液储罐，51-第二原液输送泵，52-原液纺丝槽，53-第三原液输送泵，54-原液过滤器，61-纺丝计量泵，62-纺丝组件，63-纺丝甬道。

具体实施方式

请参阅图1和图2所示，一种小型氨纶聚合原液实验制备系统100，包括一原料供应装置1、一预聚合反应装置2、一终聚合反应装置3、一原液熟化装置4、一原液过滤装置5、一纺丝装置6以及一卷绕机7；所述原料供应装置1与所述预聚合反应装置2的进料端相连接，用于将加入的原料送到预聚合反应装置2中进行预聚合处理；所述预聚合反应装置2的出料端与所述终聚合反应装置3的进料端相连接，用于将原料送到终聚合反应装置3中进行终聚合处理；所述终聚合反应装置3的出料端与所述原液熟化装置4的进料端相连接，用于将聚合原液送到原液熟化装置4中进行熟化处理；所述原液熟化装置4的出料端与所述原液过滤装置5的进料端相连接，用于将原液送到原液过滤装置5中进行过滤处理；所述原液过滤装置5的出料端与所述纺丝装置6的进料端相连接，用于将原液送到纺丝装置6中进行挤压抽丝形成丝条；所述卷绕机7设置在所述纺丝装置6的出丝端，用于牵伸卷绕丝条。

所述原料供应装置1包括一MDI储料罐11、一PTMG储料罐12、一MDI计量泵13以及一PTMG计量泵14；所述MDI储料罐11与所述MDI计量泵13相连接，所述PTMG储料罐12与所述PTMG计量泵14相连接，且所述MDI计量泵13与PTMG计量泵14均与所述预聚合反应装置2相连接。其中，MDI储料罐11用于储放MDI主原料，PTMG储料罐12用于储放PTMG主原料，MDI计量泵13用于按照设定的摩尔配比进行精确计量并泵送MDI主原料，PTMG计量泵14用于按照设定的摩尔配比进行精确计量并泵送PTMG主原料。

所述预聚合反应装置2包括一预聚合管道反应器21以及一预聚物储罐22；所述预聚合管道反应器21的进料端与所述原料供应装置1相连接，该预聚合管道反应器21的出料端与所述预聚物储罐22的进料端相连接；所述预聚物储罐22的出料端与所述终聚合反应装置3相连接。在工作时，MDI和PTMG两种主原料会在预聚合管道反应器21中发生预聚合反应，以制备出符合工业要求的预聚物，并将预聚物存放在预聚物储罐22中。

所述终聚合反应装置3包括一预聚物计量泵31、一溶剂添加系统32、一溶解机33、一扩链剂添加系统34、一扩链剂反应容器35、一添加剂加入系统36以及一添加剂混合罐37；所述预聚物计量泵31的进料端与所述预聚合反应装置2相连接，该预聚物计量泵31的出料端与所述溶解机33的进料端相连接，所述溶剂添加系统32与所述溶解机33的进料端相连接，用于往溶解机33中输送溶剂，以对预聚物进行溶解，降低预聚物的黏稠度；所述溶解机33的出料端与所述扩链剂反应容器35的进料端相连接，所述扩链剂添加系统34与所述扩链剂反应容器35的进料端相连接，用于往扩链剂反应容器35中加入扩链剂，以使预聚物发生扩链反应生成聚合物；所述扩链剂反应容器35的出料端与所述添加剂混合罐37的进料端相连接，所述添加剂加入系统36与所述添加剂混合罐37的进料端相连接，用于往添加剂混合罐37中加入添加剂，以改善聚合物的物理指标等；所述添加剂混合罐37的出料端与所述原液熟化装置4相连接。

所述原液熟化装置4包括一第一原液输送泵41、一原液混合冷却器42以及一原液储罐43；所述第一原液输送泵41的进料端与所述终聚合反应装置3相连接，该第一原液输送泵41的出料端与所述原液混合冷却器42的进料端相连接，用于将聚合物泵送到原液混合冷却器42中进行充分混合和冷却，以制备出未经熟化的聚合物原液；所述原液混合冷却器42的出料端与所述原液储罐43的进料端相连接，用于将未经熟化的原液送到原液储罐43中进行搅拌和保温熟化，该原液储罐43的出料端与所述原液过滤装置5相连接。

所述原液过滤装置5包括一第二原液输送泵51、一原液纺丝槽52、一第三原液输送泵53以及一原液过滤器54；所述第二原液输送泵51的进料端与所述原液熟化装置4相连接，该第二原液输送泵51的出料端与所述原液纺丝槽52的进料端相连接，用于将原液泵送到原液纺丝槽52储存；所述原液纺丝槽52的出料端与所述第三原液输送泵53的进料端相连接，该第三原液输送泵53的出料端与所述原液过滤器54的进料端相连接，待原液纺丝槽52中的原液经过化验检测合格后，就可以通过第三原液输送泵53将原液泵送到原液过滤器54中进行过滤处理；所述原液过滤器54的出料端与所述纺丝装置6相连接。

所述纺丝装置6包括一纺丝计量泵61、一纺丝组件62以及一纺丝甬道63；所述纺丝计量泵61的进料端与所述原液过滤装置5相连接，该纺丝计量泵61的出料端与所述纺丝组件62的进料端相连接，用于将原液按照工艺要求进行精确计量并泵送至纺丝组件62中进行挤压抽丝；所述纺丝组件62的出料端与所述纺丝甬道63相连接，该纺丝甬道63内通有高温热风，用于使挤压出的原液丝条中的溶剂在短时间内挥发，并随热风带走回收，同时使原液细流固化成丝。所述卷绕机7设置在该纺丝甬道63的出丝端，用于牵伸卷绕从纺丝甬道63出来的丝条。

本实用新型的工作原理如下：

一、预聚合：将氨纶生产的两种主原料MDI/PTMG先分别加入到MDI储料罐11和PTMG储料罐12中，然后启动MDI计量泵13和PTMG计量泵14将两种主原料按照设定的摩尔配比进行精确计量，并泵送到预聚合管道反应器21中进行预聚合反应，以制备出符合工艺要求的预聚物；之后将预聚物储放到预聚物储罐22中；

二、终聚合：先启动预聚物计量泵31，按照工艺要求进行精确计量并将预聚物泵送到溶解机33中，同时通过溶剂添加系统32往溶解机33中加入溶剂，以对预聚物进行充分溶解，降低预聚物的黏稠度；接着，将溶解后的预聚物输送到扩链剂反应容器35中，并通过扩链剂添加系统34往扩链剂反应容35中加入扩链剂，以使预聚物发生扩链反应生成聚合物；最后，将聚合物输送到添加剂混合罐37中，且通过添加剂加入系统36往添加剂混合罐37中加入添加剂，并进行充分搅拌混合，以改善聚合物的物理指标等；

三、原液熟化：通过第一原液输送泵41将搅拌后的聚合物泵送到原液混合冷却器42中进行充分混合和冷却，以制备出未经熟化的聚合物原液；之后将未经熟化的原液送到原液储罐43中进行搅拌和保温熟化；

四、纺丝：先通过第二原液输送泵51将熟化的原液泵送到原液纺丝槽52进行储存，待对原液纺丝槽52中的原液进行化验且检测合格后，再通过第三原液输送泵53将原液泵送到原液过滤器54中进行过滤处理，以将原液中的杂质除去；接着，将过滤后的原液输送给纺丝计量泵61，由纺丝计量泵61将原液按照工艺要求进行精确计量并泵送至纺丝组件62中进行挤压抽丝；紧接着，利用通入纺丝甬道63中的高温热风对原液丝条进行加热，使挤压出的原液丝条中的溶剂在短时间内挥发，并随热风带走回收，同时使原液细流固化成丝；最后，由卷绕机7将从纺丝甬道63出来的丝条卷绕起来。

总之，本实用新型具有如下有益效果：1、该实验制备系统的产能比正常生产线要小很多，且可以便于进行新产品的研发，以满足不同用户的个性化需求，提高经济效益，同时有效的解决了在正常生产线上进行实验所带来的成本高昂问题；2、该实验制备系统在设计上更加注重与现有生产线的融合，从原料使用及设备配置上充分体现了灵活性以及经济性，可以为将来把新研发的产品在现有生产线上实现批量生产提供可靠的技术保障；且采用比正常生产线更加先进的计量装置，可以保证实验结果的可靠性。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。