全文摘要
本实用新型公开了一种制备聚草酰胺产品的装置，一种制备聚草酰胺产品的装置，包括反应釜釜体，所述反应釜釜体顶部通过管道分别与高压惰性气体储罐和原料混合釜釜体连通，所述原料混合釜釜体表面设有原料混合釜加热夹套，所述原料混合釜釜体内部设有搅拌器，所述反应釜釜体内部设有密封搅拌器，所述反应釜釜体内部设有反应釜加热旁管，所述反应釜加热旁管的出料口与原料混合釜加热夹套连通，所述反应釜加热旁管的入料口位于反应釜釜体下部。该装置的设计提供了一种聚草酰胺工业化生产的新装置，可以保证聚草酰胺生产过程中成品快速、一次性造粒成型，提高生产效率，节约能源，降低生产成本。
主设计要求
1.一种制备聚草酰胺产品的装置，包括反应釜釜体（10），其特征在于，所述反应釜釜体（10）顶部通过管道分别与高压惰性气体储罐（1）和原料混合釜釜体（3）连通，所述原料混合釜釜体（3）表面设有原料混合釜加热夹套（2），所述原料混合釜釜体（3）内部设有搅拌器（4），所述反应釜釜体（10）内部设有密封搅拌器（9），所述反应釜釜体（10）内部设有反应釜加热旁管（11），所述反应釜加热旁管（11）的出料口与原料混合釜加热夹套（2）连通，所述反应釜加热旁管（11）的入料口位于反应釜釜体（10）下部。
设计方案
1.一种制备聚草酰胺产品的装置，包括反应釜釜体（10），其特征在于，所述反应釜釜体（10）顶部通过管道分别与高压惰性气体储罐（1）和原料混合釜釜体（3）连通，所述原料混合釜釜体（3）表面设有原料混合釜加热夹套（2），所述原料混合釜釜体（3）内部设有搅拌器（4），所述反应釜釜体（10）内部设有密封搅拌器（9），所述反应釜釜体（10）内部设有反应釜加热旁管（11），所述反应釜加热旁管（11）的出料口与原料混合釜加热夹套（2）连通，所述反应釜加热旁管（11）的入料口位于反应釜釜体（10）下部。
2.根据权利要求1所述的制备聚草酰胺产品的装置，其特征在于，所述反应釜加热旁管（11）的出料口与原料混合釜加热夹套（2）连通的管道上设有第一调节阀（5），且其管道还通过旁通管道连通，所述旁通管道上设有手动阀（6）。
3.根据权利要求1所述的制备聚草酰胺产品的装置，其特征在于，所述反应釜釜体（10）底部出料口与料筒（15）的入料口通过管道连通，所述料筒（15）内部设有螺杆（16），所述料筒（15）的出料口与机头（18）、口模（17）、冷却水槽（19）和切粒机（20）依次连接。
4.根据权利要求3所述的制备聚草酰胺产品的装置，其特征在于，所述反应釜釜体（10）与料筒（15）之间设有第三调节阀（14）。
5.根据权利要求3所述的制备聚草酰胺产品的装置，其特征在于，所述螺杆（16）为锥形单螺杆，螺杆的长径比为10～30，螺杆的压缩比为2～10，螺旋角为10～50º，螺杆与料筒的间隙为0.5～5cm。
6.根据权利要求5所述的制备聚草酰胺产品的装置，其特征在于，所述螺杆（16）长径比为15～25，螺杆的压缩比为4～8，螺旋角为15～30º，螺杆与料筒的间隙为0.8～3cm。
7.根据权利要求6所述的制备聚草酰胺产品的装置，其特征在于，所述螺杆（16）长径比为16～18，螺杆的压缩比为5～6，螺旋角为18～22º，螺杆与料筒的间隙为1.0～2.0cm。
8.根据权利要求7所述的制备聚草酰胺产品的装置，其特征在于， 所述反应釜釜体（10）顶部还通过管道与真空机组（13）连通，所述反应釜釜体（10）与真空机组（13）之间设有第二调节阀（12），所述反应釜釜体（10）与高压惰性气体储罐（1）之间设有第四调节阀（7）。
9.根据权利要求8所述的制备聚草酰胺产品的装置，其特征在于，所述原料混合釜加热夹套（2）材质为不锈钢，反应釜加热旁管（11）材质为铝铜镍合金，所述原料混合釜釜体（3）材质为钢衬ETFE，所述反应釜釜体（10）材质为钛锰合金，所述密封搅拌器（9）密封装置采用填料密封，所述真空机组（13）为水环式真空泵，所述机头（18）为直通式机头，所述切粒机（20）为水下切粒机。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种聚酰胺生产装置，具体为一种制备聚草酰胺产品的装置。
背景技术
聚草酰胺是一种主链中含有草酸单元的特殊尼龙，其分子间存在的双重氢键赋予了其超强的分子间作用力，从而使其具有高熔点、优良的结晶性能、超低的吸水性、良好的尺寸稳定性能和优良的机械性能，其综合性能要优于现有的高耐热尼龙品种。如尼龙62的熔点为332℃，饱和吸水率为2.5wt%，相对于耐高温尼龙的主要品种尼龙46(熔点：295℃；饱和吸水率：15wt%)而言，N62熔点更高、尺寸稳定性更佳。但是大部分草酸均聚尼龙因为熔点过高而使得后续加工困难，现有的工业化装置难以对其进行大规模、连续化生产，因此如何设计找出一种新的工业化生产装置，对于聚草酰胺产品的开发利用具有重要价值和经济效益。
发明内容
鉴于上述现有生产技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种制备聚草酰胺产品的装置，旨在解决目前聚草酰胺因为熔点过高而使得其工业化生产装置难以实现大规模、连续化生产等问题。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种制备聚草酰胺产品的装置，包括反应釜釜体，所述反应釜釜体顶部通过管道分别与高压惰性气体储罐和原料混合釜釜体连通，所述原料混合釜釜体表面设有原料混合釜加热夹套，所述原料混合釜釜体内部设有搅拌器，所述反应釜釜体内部设有密封搅拌器，所述反应釜釜体内部设有反应釜加热旁管，所述反应釜加热旁管的出料口与原料混合釜加热夹套连通，所述反应釜加热旁管的入料口位于反应釜釜体下部。
优选地，所述反应釜加热旁管的出料口与原料混合釜加热夹套连通的管道上设有第一调节阀，且其管道还通过旁通管道连通，所述旁通管道上设有手动阀。
优选地，所述反应釜釜体底部出料口与料筒的入料口连通，所述料筒内部设有螺杆，所述料筒的出料口与机头、口模、冷却水槽和切粒机依次连接。
进一步优选地，所述反应釜釜体与料筒之间设有第三调节阀。进一步优选地，所述螺杆为锥形单螺杆，螺杆的长径比为10～30，螺杆的压缩比为2～10，螺旋角为10～50º，螺杆与料筒的间隙为0.5～5cm。
更进一步优选地，所述螺杆长径比为15～25，螺杆的压缩比为4～8，螺旋角为15～30º，螺杆与料筒的间隙为0.8～3cm。
更进一步优选地，所述螺杆长径比为16～18，螺杆的压缩比为5～6，螺旋角为18～22º，螺杆与料筒的间隙为1.0～2.0cm。
更进一步优选地，所述反应釜釜体顶部还通过管道与真空机组连通，所述反应釜釜体与真空机组之间设有第二调节阀，所述反应釜釜体与高压惰性气体储罐之间设有第四调节阀。
更进一步优选地，所述原料混合釜加热夹套材质为不锈钢，反应釜加热旁管材质为铝铜镍合金，所述原料混合釜釜体材质为钢衬ETFE，所述反应釜釜体材质为钛锰合金，所述密封搅拌器密封装置采用填料密封，所述真空机组为水环式真空泵，所述机头为直通式机头，所述切粒机为水下切粒机。
本发明具有以下有益效果：
1、反应釜加热旁管热媒出口与原料混合釜加热夹套热媒进口串联，并设有旁通，这样因反应釜热媒温度很高，可以将其余热用做原料混合釜的热源，提高热源利用效率，降低能耗，为防止因反应釜余热温度太高而使原料混合釜物料氧化，另设余热旁路；反应釜在生产过程中釜内会维持高温高压状态，将反应釜底部出料口与挤出系统料筒进料处相连，可以利用反应釜内高压将熔融物料挤压进挤出系统，为其提供物料挤出成型驱动力，节约能源。
2、反应釜加热旁管出来的余热有两条路径：当余热温度较低时，余热通过第一调节阀直接进入原料混合釜加套加热；当余热温度过高时，余热通过手动阀进入供热车间，不作为原料混合釜加热热源。
3、锥形单螺杆对物料单次挤出速率更快、效率更高，因为物料本身在反应釜内混合反应，物料均一，所以选用锥形单螺杆使生产效率更高。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1、高压惰性气体储罐，2、原料混合釜加热夹套，3、原料混合釜釜体，4、电动搅拌器，5、第一调节阀，6、手动阀，7、第四调节阀，8、反应釜放空阀，9、密封搅拌器，10、反应釜釜体，11、反应釜加热旁管，12、第二调节阀，13、真空机组，14、第三调节阀，15、料筒，16、螺杆，17、口模，18、机头，19、冷却水槽，20、切粒机。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细的阐述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。这些实施例仅用于说明本发明，而非用于限制本发明的范围。
实施例1
图1，一种制备聚草酰胺产品的装置，包括反应釜釜体10，所述反应釜釜体10顶部通过管道分别与高压惰性气体储罐1和原料混合釜釜体3连通，所述原料混合釜釜体3表面设有原料混合釜加热夹套2，所述原料混合釜釜体3内部设有搅拌器4，所述反应釜釜体10内部设有密封搅拌器9，所述反应釜釜体10内部设有反应釜加热旁管11，所述反应釜加热旁管11的出料口与原料混合釜加热夹套2连通，所述反应釜加热旁管11的入料口位于反应釜釜体10下部。
优选地，所述反应釜加热旁管11的出料口与原料混合釜加热夹套2连通的管道上设有第一调节阀5，且其管道还通过旁通管道连通，所述旁通管道上设有手动阀6。
优选地，所述反应釜釜体10底部出料口与料筒15的入料口连通，所述料筒15内部设有螺杆16，所述料筒15的出料口与机头18、口模17、冷却水槽19和切粒机20依次连接。
进一步优选地，所述反应釜釜体10与料筒15之间设有第三调节阀14。进一步优选地，所述螺杆16为锥形单螺杆，螺杆的长径比为10～30，螺杆的压缩比为2～10，螺旋角为10～50º，螺杆与料筒的间隙为0.5～5cm。
更进一步优选地，所述螺杆16长径比为15～25，螺杆的压缩比为4～8，螺旋角为15～30º，螺杆与料筒的间隙为0.8～3cm。
更进一步优选地，所述螺杆16长径比为16～18，螺杆的压缩比为5～6，螺旋角为18～22º，螺杆与料筒的间隙为1.0～2.0cm。
更进一步优选地，所述反应釜釜体10顶部还通过管道与真空机组13连通，所述反应釜釜体10与真空机组13之间设有第二调节阀12，所述反应釜釜体10与高压惰性气体储罐1之间设有第四调节阀7。
更进一步优选地，所述原料混合釜加热夹套2材质为不锈钢，反应釜加热旁管11材质为铝铜镍合金，所述原料混合釜釜体3材质为钢衬ETFE，所述反应釜釜体10材质为钛锰合金，所述密封搅拌器9密封装置采用填料密封，所述真空机组13为水环式真空泵，所述机头18为直通式机头，所述切粒机20为水下切粒机。所述原料混合釜加热夹套由耐高温传热良好的不锈钢金属材质制成，反应釜加热旁管由耐负压、耐溶剂的铝铜镍合金材料制成，最大限度地提高热量传递效率，减少热量损失。所述料筒材质为耐高温高压材质制成，该材料可以是镍基材料，可以确保物料在挤出过程中不发生漏料。
原料混合釜加热加套2采用不锈钢主要是考虑到经济实用，釜体3采用岗村ETFE是考虑到物料通过重力自流至反应釜，减少熔体物料粘附于釜壁，提高原料下料速度；反应釜加热旁管11、反应釜釜体10采用的材质是为了提高传热速率；密封搅拌器9密封装置采用填料密封是为了耐反应釜高温高压；真空机组13采用水环式真空泵，机头18采用直通式机头，切粒机20采用水下切粒机是考虑到化工生产的安全可靠性、简便性，可以使化工操作人员使用便捷、生产更安全。
如上述的一种制备聚草酰胺产品的方法和装置，所述反应釜加热旁管热媒出口与原料混合釜加热夹套热媒进口经切断阀串联，使原料混合釜能够利用反应釜余热，提高热能使用效率，所述反应釜底部出料口与挤出系统料筒进料处经调节阀相连，利用反应釜内高压将高温熔融物料挤压进料筒，由反应釜提供驱动力，节约能源。原料混合釜装满原料后开汽升温，同时打开搅拌，待物料温度达到60℃左右后打开底部进料阀，反应釜开始进料，同时开汽升温、打开搅拌，控制温度不超过80℃，待反应釜进料完毕后关闭进料，往反应釜通氮气，排空5~10次，之后冲压至0.5MPa，密封升温至300℃，30min后泄压，维持反应釜内微正压，然后开启真空机组，开始抽真空，真空度-0.90MPa，同时加热至250℃维持30min后，关闭真空，通氮气加压至2.0MPa，并维持反应釜釜内压力不低于1.0MPa，缓慢开启反应釜底部调节阀，注意物料从挤出系统挤出速度，物料经冷却水槽冷却后进入切粒机造粒，得到聚草酰胺产品，收率97.0%。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效形状或结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920310499.4
申请日:2019-03-12
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:83(武汉)
授权编号:CN209722012U
授权时间:20191203
主分类号:C08G69/26
专利分类号:C08G69/26
范畴分类:申请人:湖北三宁碳磷基新材料产业技术研究院有限公司;湖北三宁化工股份有限公司
第一申请人:湖北三宁碳磷基新材料产业技术研究院有限公司
申请人地址:430000 湖北省武汉市东湖新技术开发区高新大道666号生物创新园
发明人:安杰;张小元;陈坤;徐保明
第一发明人:安杰
当前权利人:湖北三宁碳磷基新材料产业技术研究院有限公司
代理人:王玉芳
代理机构:42103
代理机构编号:宜昌市三峡专利事务所 42103
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计