一种聚酰胺的生产系统及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及聚酰胺的制备领域，尤其涉及一种聚酰胺的生产系统及其生产方法。
【背景技术】
[0002]聚酰胺树脂，简称PA，为主链上具有酰胺键的聚合体。可由二元胺与二元酸缩聚、内酰胺开环聚合得到。由于所用二元酸和二元胺的种类不同可得到多种聚酰胺树脂。按相对分子量的大小大致将其分为高分子聚酰胺树脂和低分子聚酰胺树脂。
[0003]高分子聚酰胺树脂，即人们熟知的尼龙或锦纶，由直链脂肪族二元酸和二元胺构成，主要用于制备合成纤维和工程塑料，开发和研宄工艺比较完整的一类聚酰胺树脂。
[0004]低分子聚酰胺树脂由二聚酸与二元胺或多元胺进行缩聚反应后得到，又称二聚酸聚酰胺树脂。按其性质可分为两大类:非反应性或中性聚酰胺以及反应性聚酰胺。
[0005]中性聚酰胺主要由二聚酸和乙二胺合成，用于生产油墨、热熔性胶粘剂以及涂料。
[0006]二聚酸，通常指二聚脂肪酸，是一种成分复杂的混合物，因主要成分含有两个羧酸基团而得名。是采用不饱和脂肪酸，如油酸和亚油酸通过相互聚合等得到的。二聚酸具有优良的热稳定性，并能在很宽的温度范围内保持流动性。二聚酸目前主要用作合成聚酰胺，而合成的中性聚酰胺中约有一半是用来制备热熔胶，其次用于油墨的生产。
[0007]国内制备二聚酸的方法多为白土催化法，该方法现存在两种工艺:一种是脂肪酸甲酯法，以各种脂肪酸甲酯为原料，微晶高岭土为催化剂，以甲醇排氧。该工艺的的优点是设备简单、操作方便、产品质量理想。但催化剂用量较大，甲醇的纯度要求较高。另一种是脂肪酸直接聚合工艺，采用植物油酸为原料，在充氮的情况下，反应完成后，脱色、过滤，在薄膜蒸发器中蒸馏，得成品。此工艺收率高、质量稳定，为国内目前生产二聚酸的主要工艺。
[0008]目前采用白土催化法生产二聚酸，再由二聚酸和乙二胺合成生产聚酰胺存在以下不足:
[0009]其一，反应釜的加热系统大都为电加热，由于加热温度控制性差，导致加热温度过高或过低，从而严重影响产品质量。用导热油加热如公布号为CN103100361A的专利申请所述的一种导热油加热反应釜系统，通过采用循环导热，保证反应釜的恒温。但是，这种加热方法需要循环系统始终处在工作状态，才能保证反应釜温度的恒定，自动化程度低。而且，该专利申请的技术方案中导热夹套外设有保温层虽能起到一定的隔热效果，但是，由于部分反应要求温度较高，会使得热量穿透隔热层散发出来，也会存在灼伤工作人员的危害，缺乏靠近后报警的功能。
[0010]其二，离心分离装置通常只存在重相出口和轻相出口，做油-水分离后，水相与油相的界面很薄，重相出口会带出一定的油，而轻相出口也会带出一定的水，分离不充分，造成除磷效率低；而专利公布号CN103012110的专利申请所述的一种二聚酸的生产方法采用二步法除磷，先进行水洗，再通过离心分离装置进行二次除磷。这种方法要求多种设备配合使用，存在工艺复杂、工作效率低的不足之处。
[0011]其三，在工业生产中，往往采用缓冲罐来缓冲系统的压力波动，使系统工作更平稳。目前，缓冲装置与过滤装置大都采用独立的系统，在装置的整体性、功能多样性方面还有待改善。
[0012]其四，传统的管道切换过滤装置如第201320425490.0号专利所述的一种双切换过滤装置，通过采用切换阀来达到切换过滤的效果。但是，由于该装置为整体装置，不易满足拆卸清理。同时，每一个过滤装置都是一个独立的系统，需要使用大量的管道。
[0013]其五，经缩聚反应后的聚酰胺需要通过过滤后才能进行造粒，而过滤时，流体的温度会逐渐下降，影响造粒效率。
[0014]其六，在造粒工艺中，造粒筒中切粒装置的传动轴通常是与电机的输出轴相连，通过电机的转动带动切粒刀的转动，达到切粒的目的。这种切粒方式需要在造粒机上固定一个电机位，设备安装的灵活性较差。传统工艺中，经造粒机造粒后的粒子直接下料，但此时粒子尚未冷却且仍挥发一些有机废气。另外，由于在造粒过程中，会产生一些较轻的絮状物，直接下料后，会带入下料装置中，为后续清理带来麻烦。而且，传统工艺的造粒分级出料工艺大都为人工进行筛选，筛选效率较低。
[0015]其七，生产中产生的废气以及废水在除杂、分解以及净化方面也有待改善和提高。
【发明内容】
[0016]本发明针对现有技术的不足，提供一种加工效率高、加工安全性好、产品含杂率低、且能有效处理生产中产生的废水以及废气的聚酰胺的生产系统及其生产方法。
[0017]本发明采用以下技术手段解决上述技术问题的:一种聚酰胺的生产系统，所述生产系统按工艺流程从前至后依次包括聚合装置、酸化釜、板框压滤机、中转釜、离心分离装置、薄膜蒸发器、分子蒸馏装置、管道切换过滤装置、缩聚装置、过滤装置以及造粒系统；所述生产系统还包括废气处理装置以及废水处理系统，所述废气处理装置将生产过程中产生的废气进行分解、沉降处理，所述废水处理系统将生产过程中以及废气处理装置产生的废水进行净化处理；
[0018]所述聚合装置包括聚合釜以及提料装置，所述聚合釜包括聚合釜体以及聚合釜盖，所述聚合釜盖上开设有第一进料口 ；所述提料装置包括储料罐、第一提升泵以及第一导料管；所述第一导料管的一端与所述第一进料口相连，所述第一导料管的另一端与所述储料罐的出料口相连，所述第一提升泵设置在所述第一导料管上；
[0019]所述中转釜包括中转釜壳体以及接触式自动报警系统，所述中转釜壳体上开设有第二进料口，所述接触式自动报警装置包括第一液位传感器以及报警系统；所述第一液位传感器悬挂在所述中转釜壳体的内部空腔中，所述第一液位传感器发出感应信号驱动所述报警系统发出报警信号；
[0020]所述离心分离装置包括离心机、分离槽以及排水管；所述离心机包括壳体、上盖、转鼓、轻相堰、重相堰；所述转鼓设置在所述壳体的正中心，所述轻相堰设置在所述转鼓顶部的开口区域，所述重相堰设置在所述上盖的底部；所述壳体上开设有第三进料口、第一进水口、轻相出口以及重相出口 ；所述第三进料口和所述第一进水口位于所述轻相出口和所述重相出口的下方；所述上盖上开设有第一排水口，所述第一排水口与所述排水管相对接，所述排水管上设置有第二提升泵；所述分离槽设置在所述重相出口的下方，所述分离槽中设置有挡板，所述挡板的底部与所述分离槽内壁的底部存在间隙；
[0021]所述管道切换过滤装置包括第一进料管、缓冲罐、第一多通管、若干个过滤罐、连接管以及回流管；所述第一多通管上设置有互通的内口以及若干侧口，所述第一进料管的出料口与所述缓冲罐的进料口相连通，所述缓冲罐的出料口与所述内口相连通，所述过滤罐的入口与所述侧口相连通，所述过滤罐的出口通过所述连接管与所述回流管相连通，所述回流管上设置有第四提升泵；
[0022]所述缩聚装置包括缩聚釜、滴加装置、第一列管冷凝器以及第一导气管；所述第一列管冷凝器通过所述第一导气管与所述缩聚釜的内部空腔相连通，所述滴加装置包括储液罐、导液管以及阀门；所述导液管的一端与所述储液罐的出料口相连通，所述导液管的另一端延伸至所述缩聚釜的内部空腔中，所述阀门设置在所述导液管上；所述第一列管冷凝器中设置有第一折流板，所述第一折流板与所述第一列管冷凝器中的冷凝管相连；所述缩聚釜包括缩聚釜体以及缩聚釜盖，所述缩聚釜体包括内罐体与外罐体，所述外罐体上开设有第一进油口以及第一出油口 ；所述内罐体与所述外罐体之间的空腔处储存有油液，所述釜盖上开设有第四进料口 ；所述缩聚装置还包括自动控温装置，所述自动控温装置包括温度传感器、循环油管、循环泵、电子阀以及储油箱；所述温度传感器设置在所述外罐体上，所述循环泵以及所述电子阀均设置在所述循环油管上；所述储油箱上开设有第二进油口以及第二出油口，所述循环油管包括进油管以及出油管；所述第一进油口与所述第二出油口通过所述进油管相连通，所述第一出油口与所述第二进油口通过所述出油管相连通；
[0023]所述过滤装置包括过滤器、第二进料管、第一出料管以及油管；所述第二进料管包括第二进料内管以及第二进料外管，所述第一出料管包括第一出料内管以及第一出料外管，内管与其相对的外管之间的空腔处存储有油液；所述第二进料外管与所述油管的一端相连通，所述第一出料外管与所述油管的另一端相连通；所述第一出料内管以及所述第二进料内管均与所述过滤器的内部空腔相通；
[0024]所述造粒系统按照工艺流程从前到后依次包括造粒机构、造粒输送机构以及造粒分级出料机构；
[0025]所述造粒机构包括布料器以及传动装置，所述布料器包括造粒筒以及切粒装置；所述切粒装置包括切粒刀以及传动轴，所述切粒刀套设在所述传动轴中，所述传动轴的主体部分收容在所述造粒筒的空腔中，所述传动轴的两端均延伸出所述造粒筒的空腔外；所述造粒筒的底部开设有若干个规则排列的料孔，所述造粒筒的顶部开设有喂料口，所述料孔、所述喂料口以及所述空腔互通；所述传动装置包括电机、第一齿轮、第二齿轮以及链条，所述链条套设在所述第一齿轮以及第二齿轮上，所述电机的输出轴与所述第一齿轮相连，所述第二齿轮与所述传动轴的端部相连；
[0026]所述造粒输送机构包括输送装置，所述输送装置将经所述造粒筒流出的粒子进行传送；所述输送装置包括主动轮、从动轮以及布料板，所述布料板套设在所述主动轮以及从动轮上；所述输送装置还包括若干块理平板，所述理平板垂直于所述布料板的输送方向固定在下层布料板上，并保证所述理平板的长度方向与所述布料板的宽度方向相平行；在所述输送装置的一侧还设置有若干个自动喷淋装置；所述输送装置的上方还设置有废气收集装置，所述废气收集装置包括抽风装置以及通风管道；所述抽风装置设置在所述造粒筒的上方，所述通风管道的一端与所述抽风装置相连，所述通风管道的另一端平行于所述输送装置的长度方向延伸至所述输送装置末端的上方；所述通风管道的底部设置有若干排通风眼；
[0027]所述造粒分级出料机构包括刮刀、过筛、下料漏斗、吹风机、分离装置、第二出料管、絮状物收集装置以及第二多通管；所述刮刀的刀口贴靠在所述输送装置末端的布料板上，所述过筛设置在所述刮刀的下方并固定在所述下料漏斗的开口端，所述下料漏斗的底部与所述第二多通管向连通；所述第二多通管的入口端设置有所述吹风机、所述多口管道的出口与所述分离装置的入口相连，所述分离装置上开设有絮状物出口，所述分离装置的底部开设有出料口；所述絮状物出口通过所述第二导料管与所述絮状物收集装置相连通；所述第二出料管与所述分离装置的出料口相连通；所述分离装置的出料口处设置有侧刀闸，所述第二导料管上设置有第五提升泵；
[0028]所述废气处理装置从前至后依次包括高温废气处理装置、喷淋净化废气装置以及除臭装置；
[0029]所述高温废气处理装置包括通气罐、第二列管冷凝器、盘管以及制冷系统；所述通气罐的下端开设有进气口 ；所述盘管呈螺旋状设置在所述通气罐的内部空腔中，所述盘管的底部设置有进水口，