一种进料口自清洁装置及包括其的氨纶聚合物反应器的制作方法

本技术涉及一种聚合物反应器领域，具体涉及一种进料口自清洁装置及包括其的氨纶聚合物反应器领域。

背景技术：

1、在干法氨纶的生产过程中，纺丝原液的制备主要包括两个反应过程，第一个反应是生产预聚物的过程，第二个反应是制得聚氨酯聚合物的过程。其中，在第二个反应过程中，反应试剂通常包括：1.第一个反应生产得到的预聚物；2.包括一种或多种脂族单胺终止剂和一种或多种脂族二胺扩链剂的混合胺溶液。

2、预聚物与混合胺溶液的反应过程通常采用批次或连续反应器来完成。在反应器中，由于预聚物与混合胺的反应发生得很快，且产物的分子量很高，反应器中液体的粘度通常能在几秒钟内从20泊增加到1200至1400泊。此外，反应过程中还会产生一些副产物，这些副产物通常被称为“硬段凝胶”，从技术上讲，它不是典型的“凝胶”，但其包括部分副反应得到的低溶解度聚合物，相比于期望得到的聚氨酯聚合物，其具有异常长的脲基硬段和异常短的聚氨酯软链段，以及少量的mdi分子的环状低聚物和乙二胺。这些副产物主要在预聚物溶液与混合胺溶液流接触时形成，在界面处，许多不同的聚合物实体很快形成，其中最难溶解的上述聚合物实体会沉淀并附着在与它们接触的金属表面上，这些沉积物被溶剂溶胀，形成所谓的“硬段凝胶”。尤其是在混合胺溶液的进料口，由于反应过程中混合胺溶液的用量通常相对预聚物溶液用量较少，在混合胺溶液进料口可能会发生反流，因此混合胺溶液进料口更容易发生聚合物实体沉积堵塞进料口。

3、在某些类型的反应器中，试剂入口处设置有手动操作的机械清洁装置或刮刀其位置可使入口周围在反应器持续运行时定期清除聚合物硬段凝胶。然而，由于刮刀在操作时占据同轴入口的外围流动通道的横截面积的很大一部分，因此会出现反压扰动和预聚物溶液流动中断的情况。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种进料口自清洁装置及包括其的氨纶聚合物反应器，能够对进料口进行清洁，同时一定程度上避免清洁动作的反压扰动。具体的方案如下：

2、一种进料口自清洁装置，其特征在于，所述自清洁装置包括清洁装置壳体，进液管，多孔管，清洁杆，其中，混合胺溶液进液管通过清洁装置壳体与反应器壳体连接，所述多孔管设置于清洁装置壳体内，多孔管的一端与反应器壳体连通，多孔管的管身上设置有多个开孔，清洁杆从清洁装置壳体外部延伸至多孔管内，且清洁杆在清洁装置壳体外部设置有把手。

3、可选的，所述清洁杆在多孔管内设置有刮头。

4、可选的，所述清洁杆的杆身直径与多孔管内径一致。

5、一种氨纶聚合物反应器，包括反应器壳体，转子，所述反应器壳体上设置有预聚物进料口，混合胺进料口和聚合物出口，其特征在于，所述混合胺进料口设置有所述的自清洁装置。

6、可选的，所述反应器壳体上设置有两个混合胺进料口。

7、可选的，所述两个混合胺进料口分别通过等径等长的管道连接至同一个胺溶液供应泵。

8、可选的，所述反应器壳体包括一个圆周面和至少一个端面，所述转子包括主轴部和混合部，所述主轴部穿过所述反应器壳体并与驱动设备相连，所述混合部为所述转子在反应器腔体内部的部分，所述混合部的直径从靠近预聚物进料口的一侧到靠近聚合物出口的一侧逐渐减小。

9、在本实用新型中，若无特殊说明，混合部直径较大的那个端面称为其“底面”，混合部靠近其底面的部分称为其“底部”，类似的，混合部直径较小的端面称为其“顶面”，混合部靠近其端面的部分称为其“顶部”。所述反应器“腔体”是由所述反应器壳体围合的、用于容纳反应器内部组件和反应液体的空间，所述反应器壳体可包括两个端面和一个圆周面。

10、可选的，各个叶片组的旋转半径沿靠近出料口的方向逐级减小。

11、可选的，所述预聚物进料口正对所述混合部的底面。

12、在另一个可选的实施方案中，预聚物进料口也可位于反应器壳体圆周面上，此时预聚物进料口的位置应设置在混合胺进料口的靠近混合部底面的一侧，以使预聚物溶液在转子的混合部与反应器壳体之间能够形成液膜。此外，预聚物和混合胺溶液也可同轴进料，在本实用新型方案中其他特征不变的情况下，进料方式采用同轴进料，反应器的反应效果仍会好于传统的反应器，但是由于预聚物未预先形成液膜，进料口处仍可能产生凝胶，其反应效果会差于本实用新型中优选的进料方式。

13、可选的，所述混合胺进料口设置于反应器壳体的圆周面上。

14、可选的，所述预聚物进料口为在反应器壳体端面圆周分布的多个进料口。

15、可选的，所述混合胺进料口与第一叶片组正对。

16、可选的，所述混合胺进料口位于预聚物进料口与第一叶片组之间。

17、可选的，所述第一叶片组靠近预聚物进料口的一侧与所述混合胺进料口在反应器径向投影上有部分重合。

18、上述几种可选方式均是为了使预聚物溶液与混合胺溶液刚刚接触后即可被第一叶片组分割打散，以达到精确配比预聚物与混合胺的目的。由于混合胺进料口与第一叶片组足够接近，且此处混合部与反应器壳体圆周面之间的缝隙小，液流线速度快，因此第一叶片组能够及时将混合后的溶液打散，避免局部配比错误产生凝胶，一定程度上也避免了凝胶在混合胺溶液进料口处积聚。

19、可选的，所述混合胺进料口的直径小于第一叶片组中单个叶片的宽度。

20、可选的，腔体的直径从预聚物进口到聚合物出口方向逐渐变小。

21、可选的，各个叶片组中叶片的数量依次减少。

22、有益效果：

23、本实用新型提供的进料口自清洁装置中，由于多孔管的管身上设置有多个开孔，当清洁杆在多孔管内推拉时，清洁杆的大部分行程内多孔管上的开孔仍能允许混合胺溶液流动，能大大减少清洁杆造成的反压扰动。

24、此外，在反应器壳体上设置两个混合胺进料口，当一个多孔管在进行清洁时，另一个多孔管处于正常工作状态，两个进料口交替进行清洁动作，因此能够保证清洁动作不会造成混合胺溶液液流的反压扰动或流动中断。

25、对反应器其他部分的限定避免了反应器工作过程中出现凝胶，一定程度上也避免了凝胶在混合胺溶液进料口处的积聚。

技术特征：

1.一种进料口自清洁装置，其特征在于，所述自清洁装置包括清洁装置壳体，进液管，多孔管，清洁杆，其中，混合胺溶液进液管通过清洁装置壳体与反应器壳体连接，所述多孔管设置于清洁装置壳体内，多孔管的一端与反应器壳体连通，多孔管的管身上设置有多个开孔，清洁杆从清洁装置壳体外部延伸至多孔管内，且清洁杆在清洁装置壳体外部设置有把手。

2.根据权利要求1所述的自清洁装置，其特征在于，所述清洁杆在多孔管内设置有刮头。

3.根据权利要求1所述的自清洁装置，其特征在于，所述清洁杆的杆身直径与多孔管内径一致。

4.一种氨纶聚合物反应器，包括反应器壳体，转子，所述反应器壳体上设置有预聚物进料口，混合胺进料口和聚合物出口，其特征在于，所述混合胺进料口设置有如权利要求1-3任一项所述的自清洁装置。

5.根据权利要求4所述的氨纶聚合物反应器，其特征在于，所述反应器壳体上设置有两个混合胺进料口。

6.根据权利要求5所述的氨纶聚合物反应器，其特征在于，所述两个混合胺进料口分别通过等径等长的管道连接至同一个胺溶液供应泵。

技术总结
本技术提供了一种进料口自清洁装置及包括其的氨纶聚合物反应器，所述自清洁装置包括清洁装置壳体，进液管，多孔管，清洁杆，其中，混合胺溶液进液管通过清洁装置壳体与反应器壳体连接，所述多孔管设置于清洁装置壳体内多孔管的一端与反应器壳体连通，多孔管的管身上设置有多个开孔，清洁杆从清洁装置壳体外部延伸至多孔管内，且清洁杆在清洁装置壳体外部设置有把手。设备运行时，定时抽拉把手，带动清洁杆在多孔管内来回活动，从而刮除粘附在多孔管内壁的高粘度聚合物，能够保证进料口的通畅。

技术研发人员：崔跃伟,李勇,马立伟
受保护的技术使用者：郑州中远氨纶工程技术有限公司
技术研发日：20221230
技术公布日：2024/1/12