采用惰性气体流干燥和热处理颗粒的设备制造技术

一种采用惰性气体流干燥和热处理粒料的装置（１），其中装置包含立方体基础单元（２），在该单元的上部具有用于粒料的进料口（３），下部的有出料口（４），在立方体基础单元一个侧表面上具有用于惰性气体流的输入口（５），相对表面上用于惰性气体流的排出口（６），在惰性气体流的输入口（５）和排出口（６）区域分别有分布和保留设备（７，８），其中这些设备的每一个基本上在立方体基础单元（２）的整个垂直横截面上延伸。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用惰性气体流干燥和热处理粒料的装置，涉及一种使用本专利技术的装置于固相干燥缩聚物粒料的方法，涉及采用至少一个本专利技术的装置于固相干燥和后缩合缩聚物粒料的系统，以及该系统的用途。缩聚物，主要通过熔体缩聚制备，必须被干燥并且通常进行后处理以除去单体和低聚物，还要进行后缩合以增加分子量。已经证实的用于干燥和后缩合聚酰胺粒料的设备是例如在DE-A2 530304中描述的塔式干燥器，也称为退火塔。塔式干燥器是一种高的圆筒型设备，缩聚物粒料从顶部通过它到达底部，热的惰性气体，通常为氮气，反方向通过。缩聚物粒料一般是潮湿的，这是由于在上游工艺步骤中已经将它们进行水洗，以降低低聚物和单体的含量。在塔式干燥器中首先进行粒料干燥，然后将粒料加热到固相缩合产物特定的温度。将在塔式干燥的顶部脱出的惰性气体流除去粉尘，并通过冷却到露点以下除去水分。在加热之后将它返回到塔式干燥器，如需要，在除去痕量氧之后进行。将惰性气体送入到塔式干燥器中的位置主要是塔直径的函数特别地，在气体入口以上的床层高度必须足够以有效地保证惰性气体流的均匀分布。实际上，床层高度对塔直径的比例的下限为1.3-2。惰性气体流的基本均匀分布是粒料的非常均匀干燥的先决条件，并且这对于颗粒之间粘度值的非常低变化是重要的。相对于塔直径，干燥区较大的床层高度是基本均匀分布要求的结果和表示，特别是对于较高的干燥或退火温度，粒料的停留时间比干燥动力学要求的停留时间大许多倍。此外，较高的压力损失要求相应的鼓风机额定功率，具有相对高的能量成本。塔式干燥器的另一个缺点在于惰性气体量受粒料的流化点限制。因此，为不超过流化点，必须设计具有相应较大的塔直径的高容量系统。然而，这些较大的塔直径使得难以在塔式干燥器中达到平推流，而此流动对于颗粒之间粘度值的较低变化是重要的。较大的塔直径，与惰性气体流的均匀分布一起，增加了上述的能量成本。在单个设备，例如在DE-A2 530 304中描述的塔式干燥器中进行干燥和退火的另一个缺点是与产量或停留时间变化有关的低灵活性，和与具有不同摩尔质量和/或在不同退火条件下产物制备有关的低灵活性。因此，DE-A 4 326 105提出了在一种塔式干燥器上游用于预热和干燥的设备，这样将干燥工艺和退火工艺分开。此建议在塔式干燥器的上游提供两个流化床设备，第一个流化床具有泡腾流化床，第二个流化床含有具有平推流特征的流化床。在连续操作的流化床中，一般将要干燥的产物放置在流入板，通常为开孔板，格筛或特别设计的板上，其中热干燥气体从底部到顶部通过产物。在此设定气速使得产物保持在漂浮状态，但不由气流输送或排出。移动的产物具有象液体一样的行为。如果在一侧连续地送入产物，它从另一侧的排出开口流出。因此气体具有许多任务首先它负责流化，其次用作传热和传质的介质。流化床设备中的密集的传热和传质使它们完全适于快速加热和干燥。然而，在具有缓慢干燥动力学的产物，例如尼龙-6的情况下，产品输送所需要的气体流没有得到充分地利用，因此流化床的使用不是很划算。流化床的另外缺点在于由于较好达到的流化，产物停留时间分布比塔式干燥器中更宽。结果，流化床的出口处产物的水分含量不均匀，因此在下游贮存设备的入口处产物的水分含量也不均匀。在接受器中用于进一步增加下游摩尔质量的固相缩合特别易受进入的粒料不均匀水分含量的影响。这样导致颗粒之间的相对粘度的变化，这些情况损害产物质量，例如用于高速纺丝的质量。流化床的另外缺点在于由于流化使粒料承受相对严重的机械应力，导致粉尘形成。本专利技术的目的是提供一种采用惰性气体流干燥和热处理粒料的设备，它节省成本，保证产物停留时间分布较窄，由于缺乏对流化点的任何依赖惰性气体的流量显著增加，因此处理能力显著增加。此外，应当提供一种方法，该方法将干燥工艺和退火工艺分离，避免了已知工艺的缺点。我们发现，此目的由采用惰性气体流干燥和热处理粒料的装置达到。本专利技术的装置包含立方体基础单元，该单元的上部具有粒料的进料口，下部有出料口，在立方体基础单元一个侧表面上具有惰性气体流的进料口，相对侧表面上有惰性气体流的排气口，在惰性气体流的进料口和排气口区域分别具有分布和保留设备，其中每个设备基本上都在立方体基础单元的整个垂直横截面上延伸。我们发现，通过一种固相干燥缩聚物粒料的方法达到本专利技术的方法目的，该方法通过如下方式进行a.在一个或多个设备中，在105-120℃的最小温度至低于它们的软化点2℃的最大温度下，干燥和加热缩聚物粒料，b.然后在接受器中处理缩聚物粒料，和c.然后在冷却设备中冷却缩聚物粒料，选择本专利技术所述的装置，至少作为阶段a的设备。粒料通常具有颗粒的形式，粒度为1.5-5mm，特别是2-3mm。粒料可以是圆柱形，球形或透镜形。根据本专利技术使用的粒料优选缩聚物粒料，特别是聚酯粒料或聚酰胺粒料。缩聚物是通过缩合单体并除去低分子量化合物而制备的聚合物。缩聚物，优选聚酯或聚酰胺，对于熟练技术人员是已知的，并且在文献中多有描述，因此在此不需要更为详细的介绍。优选使用半结晶缩聚物。优选的聚酰胺是聚己内酰胺(尼龙-6)、聚己二酰己二胺(尼龙-6，6)、这些物质的共聚物，或其它基于对苯二甲酸和，如需要，间苯二甲酸，5-磺基间苯二甲酸、己二酸，1，6-己二胺和己内酰胺的部分芳族共聚酰胺。优选的聚酯是聚对苯二甲酸亚烷基酯，特别是聚对苯二甲酸乙酯(PETP)和聚对苯二甲酸丁酯(PBTP)。在一个优选的实施方案中，使用的缩聚物包含填料，增强剂和常规的添加剂和加工助剂，数量基于缩聚物一般为0.1-90％(重量)，优选10-75％(重量)，特别优选20-70％(重量)。使用的缩聚物可以是用来反应生成高分子量聚合物的低分子量聚合物，特别是如果填料和/或其它添加剂已经预先加入到这些低分子量聚合物中(直接混炼)。用于调节到所需(最终)分子量，特别是执行第二加工步骤的高分子量聚合物也是可使用的。分子量变化，如分子量增加或降解反应，可在加工步骤期间发生，例如由于能量引入或剪切，或与添加剂的化学反应。采用惰性气体流进行干燥和热处理。惰性气体可以特别是氮气或过热蒸汽。由于能量相关的原因，优选使用过热蒸汽，即120-230℃的蒸汽。优选循环使用惰性气体，从装置脱出的惰性气体流通过除尘设备，如旋风分离器或过滤器，再加热之后，再引入到装置中。如果使用的惰性气体包括蒸汽，排出过量的蒸汽(部分排出)。如果使用氮气，将整个惰性气流通过冷凝冷却器或洗涤塔，以将它冷却并将存在的水冷凝出。该装置具有立方体基础单元，它的形状由承受惰性气体流的侧表面和垂直于此侧表面测定的装置宽度确定。宽度，结合惰性气体的流动，对于设备内粒料床层的压力损失有直接的影响，因此直接影响能量成本。对于工业相关的粒料产量，设备的宽度一般大于0.1m，优选大于0.2m。能量成本的增加限制了宽度的上限，通常不大于1m，优选0.6m，特别优选0.4m。对于给定的粒量产量和对于给定的装置内水分水平降低，可以认为装置的几何尺寸(设备宽度和提供惰性气体的侧表面积)，以及通过装置的惰性气体通过量是三个独立的变量。对确定这些变量起重要作用的标准是在能量成本和设计要求，以及下游固相缩合所需或要求的温度水平这几个方面的优化。工业生产的粒料产量，一般为300-12000本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用惰性气体流干燥和热处理粒料的装置（１），其中装置包含立方体基础单元（２），在该单元的上部具有用于粒料的进料口（３），下部的有出料口（４），在立方体基础单元一个侧表面上具有用于惰性气体流的输入口（５），相对表面上用于惰性气体流的排出口（６），在惰性气体流的输入口（５）和排出口（６）区域分别有分布和保留设备（７，８），其中这些设备的每一个基本上在立方体基础单元（２）的整个垂直横截面上延伸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A路德维格，R皮勒，G皮佩尔，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]