专利名称：单无轴高粘度聚酯连续生产装置的制作方法
技术领域：
本发明属于高分子聚合物生产装置技术领域，具体涉及一种单无轴高粘度聚酯连续生产装置。
背景技术：
聚酯粘度是高分子聚合物最基本的一个结构参数，它对高分子材料的性能和用途有着直接的影响。高粘度聚酯(PET)是生产饮料瓶、高强力工业用丝、帘子线和工程塑料的原料。目前，随着高粘度PET聚酯应用领域的不断拓展及后加工技术的发展，高粘度聚酯的市场需求量剧增。高粘度聚酯生产中，固相缩聚由于其条件温和、产品质量好等优势成为目前国内 外广泛应用的聚酯增粘工业生产方法。然而，固相缩聚的生产工艺时间长(> 30小时)，消耗惰性气体大，耗费时间和能量也都较高，同时，由于固相缩聚工艺的固有特性会使切片表面和中间的特性粘度存在差别，并随着粘度的增加而增加。尽管目前也有不少研究，如CN101921388A等对固相缩聚过程进行一定程度的改进而使产品性能更加优良，但流程长、能耗闻、运行成本闻等仍然是该工艺发展中存在的瓶颈。熔融缩聚，也称液相增粘，是近年来发展起来的一种制备高粘度聚酯新工艺。它是指在一般缩聚生产装置的缩聚釜后方增加一台反应器，通过提高熔体脱挥面积和表面更新率等方式来实现熔体增粘。鉴于液相增粘技术的高效、节能及产品质量稳定等优点，目前在国内外已有广泛研究，但只有少数几家大公司研制成功并实现了工业化应用。近年来，国内也有很多公司对液相增粘反应器进行了一定的研究。例如在CN3112545中提出采用装有行星轮与螺旋体组成的自洁搅拌系统，使聚酯熔体通过进料口在太阳轮和行星轮滚筒的顶部流下，在旋转过程中，熔体瞬间被碾成薄膜状流下，完成物料脱挥而实现高粘度聚酯生产。另外，CN10176888A, CN101914820A, CN200964390Y,CN101125928等专利中也指出，在一定条件下，聚酯可以通过立式降膜装置依靠重力实现增粘。然而，对于高粘度聚酯熔体而言，依靠重力自然成膜进行液相增粘，其产量必然会受到一定限制，同时，高粘度熔体下端成膜状况及出料效率也会与进料时存在很大差别。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、过程能耗小、增粘效率高的单无轴高粘度聚酯连续生产装置，以克服现有技术的不足。为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案一种单无轴高粘度聚酯连续生产装置，该装置包括一设有内筒体和夹套筒体的卧式增粘反应釜；分设于反应釜内筒体前、后两端的物料进口、物料出口，以及与物料进出口连接的熔体输送系统；分设于反应釜夹套筒体两侧的上、下两端的热媒进口、热媒出口，以及与热媒进出口连接的热媒系统；设于釜体顶端的真空管接口，以及与真空管接口连接的真空系统；反应爸前端有一驱动轴穿过反应爸前端盖的中心与位于反应爸内部前端的连接体固定连接，位于反应釜内部后端的连接体与后段驱动轴固定连接，后段驱动轴穿过反应釜后端盖的中心与安装在反应釜后端盖上的轴承座连接；反应釜内设有多组由动刮板、动刮板座、拉膜杆、静刮板和静刮板座组成的拉膜内件；每组拉膜内件包含一个动刮板座、分布在动刮板座上的多个动刮板、连接相邻两个动刮板前部的多个拉膜杆、两个静刮板和以法兰形式安装固定在筒壁下端两侧的两个静刮板座；每个动刮板座是一以轴心为中心的圆环，每个动刮板座上分布多个动刮板(最好是3-4个)；每个动刮板呈T字型，其后端固定在动刮板座上，其前端贴近内筒壁；每个静刮板呈直角弯钩形，其后端固定在静刮板座上，其前端两个直角弯折部分形成的槽型方块正好嵌在动刮板的T字型和连接杆之间；各动刮板座用与反应釜中心线平行的多根连接杆(最好是3-4根)连接成一个整体，连接杆的两端固定在爸内前、后两端的连接体上。本发明所述装置由卧式单无轴自清洁增粘反应系统、真空脱挥系统、热媒系统及熔体输送系统组成，其中的增粘反应釜为卧式单无轴自清洁反应釜，反应器内部具有特殊设计的拉膜内件，依靠主传动端的电机带动内件旋转，从而使聚酯熔体成膜。增粘反应釜内的拉膜内件是由一定数量的动刮板、动刮板座、静刮板、静刮板座、拉膜杆按照一定的型式构成，并且静刮板固定在静刮板座上，静刮板座以法兰形式固定于筒壁下方两侧，可以单·独拆装，整个内件可以通过打开前、后端盖、整体拆装。此拉膜内件特有的结构可为聚酯生产中提供很高的成膜面积和充足的小分子脱挥面积，有利于生产过程中聚酯熔体中小分子的有效脱出；同时，由于其反应器内部不设置轴(反应器内部实际上是一空心轴)，因而大大减小了常规反应器在生产高粘度聚酯中发生聚酯缠绕轴现象的发生，也有效增加了气相空间，使小分子易于向位于釜体顶端的升气管(即真空管)流动；拉膜内件在靠近连接杆外侧和动刮板内侧设置静刮板，动刮板与釜体内壁保持较小的间隙，这有利于高粘度聚酯生产过程中及时将釜体、连接体和动刮板上的熔体刮下，不仅增加了拉膜面积，也使增粘反应釜具有很好的自清洁功能，在更大程度上避免熔体在流动过程中出现死角。本发明中增粘反应釜内的拉膜内件至少有一组以上，并且这多组拉膜内件中的多组动刮板是按一定转角方式螺旋状排列的，这样可使拉膜内件在随空心轴转动的过程中具备熔体推进作用，从而进一步确保高粘度熔体流动过程中不发生返混，提高产品均一性，同时，拉膜内件的推进作用还能保证聚酯的顺利出料；另外，通过调整拉膜内件的角度可以自由地控制高粘度聚酯在增粘反应器内的停留时间。本发明的有益效果本发明提供的生产装置结构简单、操作灵活、节能降耗、运行成本低廉，可高效地实现一步法生产高粘度聚酯。该装置适用于聚酯生产过程中高粘物料的处理，特别适合于由高粘度物料生产更高粘度物料的过程。本发明最大的优点在于其操作灵活性大，运行能耗低，可大大减少高粘度聚酯生产中人力、物力消耗和能耗。本发明提供的连续生产高粘度聚酯的生产装置不仅可用于PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，而且也可用于PBS (聚丁二酸丁二醇酯)、PBT (聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PTT (聚对苯二甲酸丙二醇酯)等不同类型高粘度聚酯的生产。本发明采用上述结构后，具有流程短，能耗低，生产效率高，设备操作灵活，产品质量均一，柔性化程度高等优点；因此，本发明的采用将改变目前行业内高粘度聚酯产能低、产品质量不均一、运行成本高等缺陷，将大幅提高行业竞争力，实现产业链优化，也必将对化纤生产行业的发展产生重大的促进和推动作用。
图I是本发明的单无轴高粘度聚酯连续生产装置示意图；图2是本发明的增粘反应釜内件示意图(即图I的左侧视图)；图3是本发明的增粘反应釜内件动刮板分布示意图；其中I、热媒进口 2、物料进口 3、连接体4、前端盖5、驱动轴6、动刮板
7、静刮板8、静刮板座9、动刮板座10、连接杆11、真空管接口 12、内筒体13、夹套筒体14、热媒出口 15、后端盖16、物料出口 17、底座18、拉膜杆19、轴承座
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。实施例I一种单无轴高粘度聚酯连续生产装置，该装置由卧式单无轴自清洁增粘反应系统、真空脱挥系统、热媒系统及熔体输送系统组成，如图I、图2所示，该装置包括一安装在底座17上，设有内筒体12和夹套筒体13的卧式增粘反应爸；分设于反应爸内筒体前、后两端的物料进口 2、物料出口 16，以及位于内筒体内，与物料进出口连接的熔体输送系统；分设于反应釜夹套筒体两侧的上、下两端的热媒进口 I、热媒出口 14，以及位于夹套筒体内，与热媒进出口连接的热媒系统；设于釜体顶端的真空管接口 11，以及与真空管接口连接的真空系统；反应爸前端有一驱动轴5穿过反应爸前端盖4的中心与位于反应爸内部前端的连接体3固定连接，位于反应釜内部后端的连接体与后段驱动轴固定连接，后段驱动轴穿过反应釜后端盖15的中心与安装在反应釜后端盖上的轴承座19连接；反应釜内设有多组由动刮板6、动刮板座9、拉膜杆18、静刮板7和静刮板座8组成的拉膜内件；每组拉膜内件包含一个动刮板座9、分布在动刮板座上的四个动刮板6、连接相邻两个动刮板前部的四个拉膜杆18、两个静刮板7和以法兰形式安装固定在筒壁下端两侧的两个静刮板座8 ;每个动刮板座是一以轴心为中心的圆环，每个动刮板座上分布四个动刮板；每个动刮板6呈T字型，其后端固定在动刮板座9上，其前端贴近内筒壁；静刮板7呈直角弯钩形，其后端固定在静刮板座8上，其前端两个直角弯折部分形成的槽型方块正好嵌在动刮板6的T字型和连接杆10之间；各动刮板座9用与反应釜中心线平行的四根连接杆10连接成一个整体，连接杆的两端固定在位于反应釜内部两端的连接体3上；多组拉膜内件中的多组动刮板是按一定转角方式螺旋状排列的，如图3所示，多组动刮板6的前端贴近内筒壁部分是按一定转角方式沿着贴近内筒壁的圆柱面螺旋式排列的。本发明是这样来工作的聚酯装置中普通粘度的熔融态物料经由控制阀定时定量缓慢输送至增粘反应釜的物料进口 2，通过由驱动轴5带动拉膜内件旋转，物料随着呈一定转角方式安装的拉膜内件的旋转而不断推进，同时，小分子在不断地发生着脱挥反应，反应后由真空管接口 11抽走，在此过程中，热媒通过连续不断地进入增粘反应釜上的热媒入口I并经由热媒管道为增粘反应釜循环加热，之后从热媒管道出口 14出来，保证了整个高粘度聚酯生产过程中热量的需求；与此同时，真空系统也不断运行，来保证反应过程中的真空度，从而使小分子更容易地脱出，在一定的停留时间后，物料经由增粘反应釜的物料出口 16出料，经由熔体输送系统输送至纺丝箱体或切粒机等设备分别进行不同的下游生产工序。实施效果将物料特性粘度为O. 68dl/g的聚酯熔体，送入上述单无轴高粘度聚酯连续生产装置，在温度285°C，真空度为lOOPa，转速为5转/min的条件下反应30min，得到特性粘度为O. 95dl/g的熔体。实施例2本实施例一种单无轴高粘度聚酯连续生产装置，其主要结构与实施例I基本相同，不同的是该装置每个动刮板座上均布三个动刮板，连接相邻两个动刮板前部的拉膜杆为三个，各动刮板座用与反应釜中心线平行的三根连接杆连接成一个整体。实施效果
将物料特性粘度为O. 75dl/g的聚酯熔体，送入上述单无轴高粘度聚酯连续生产装置，在温度288°C，真空度为50Pa，转速为5转/min的条件下反应25min，得到特性粘度为I. 05dl/g的熔体。
权利要求
1.一种单无轴高粘度聚酯连续生产装置，该装置包括一设有内筒体和夹套筒体的卧式增粘反应釜；分设于内筒体前、后两端的物料进口、出口，以及与物料进出口连接的熔体输送系统；分设于夹套筒体两侧的上、下两端的热媒进口、出口，以及与热媒进出口连接的热媒系统；设于釜体顶端的真空管接口，以及与真空管接口连接的真空系统；其特征在于，釜前端有一驱动轴穿过反应釜前端盖的中心与釜内前端的连接体固定连接，位于釜内后端的连接体与后段驱动轴固定连接，后段驱动轴穿过反应釜后端盖的中心与安装在后端盖上的轴承座连接；反应釜内设有多组拉膜内件，每组拉膜内件包含一个动刮板座、分布在动刮板座上的多个动刮板、连接相邻两个动刮板前部的多个拉膜杆、两个静刮板和以法兰形式安装固定在筒壁下端两侧的两个静刮板座；每个动刮板座是一以轴心为中心的圆环；每个动刮板呈T字型，其后端固定在动刮板座上，其前端贴近内筒壁；每个静刮板呈直角弯钩形，其后端固定在静刮板座上，其前端两个直角弯折部分形成的槽型方块正好嵌在动刮板的T字型和连接杆之间；各动刮板座用与反应釜中心线平行的多根连接杆连接成一个整体，连接杆的两端固定在釜内前、后两端的连接体上。
2.根据权利要求I所述的单无轴高粘度聚酯连续生产装置，其特征在于，每个动刮板座上均布三个或四个动刮板。
3.根据权利要求I或2所述的单无轴高粘度聚酯连续生产装置，其特征在于，各动刮板座用与反应釜中心线平行的三根或四根连接杆连接成一个整体。
4.根据权利要求I或2所述的单无轴高粘度聚酯连续生产装置，其特征在于，多组拉膜内件中的多组动刮板是按一定转角方式螺旋状排列的。
5.根据权利要求3所述的单无轴高粘度聚酯连续生产装置，其特征在于，多组拉膜内件中的多组动刮板是按一定转角方式螺旋状排列的。
6.根据权利要求4所述的单无轴高粘度聚酯连续生产装置，其特征在于，多组动刮板的前端贴近内筒壁部分是按一定转角方式沿着贴近内筒壁的圆柱面螺旋式排列的。
7.根据权利要求5所述的单无轴高粘度聚酯连续生产装置，其特征在于，多组动刮板的前端贴近内筒壁部分是按一定转角方式沿着贴近内筒壁的圆柱面螺旋式排列的。
全文摘要
本发明提供了一种单无轴高粘度聚酯连续生产装置。它包括一卧式增粘反应釜，釜前端一驱动轴穿过前端盖中心与釜内前端连接体固定，后段驱动轴固定在釜内后端连接体上，并穿过后端盖中心与轴承座连接；釜内设多组拉膜内件，每组拉膜内件含一个动刮板座、多个动刮板，动刮板座是一圆环，动刮板呈T字型，其后端固定在动刮板座上，前端贴近内筒壁；各动刮板座用与釜中心线平行的多根连接杆连成一整体，连接杆两端固定在釜内前、后两端连接体上；静刮板呈直角弯钩形，其后端固定在以法兰形式安装在筒壁下端两侧的静刮板座上，其前端的槽型方块正好嵌在动刮板的T字型和连接杆之间。该装置生产效率高，能耗低，操作灵活简单，柔性化程度高。
文档编号C08G63/78GK102942688SQ20121031991
公开日2013年2月27日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者杨家吉, 贾振宇, 郑弢 申请人:上海聚友化工有限公司