一种聚酰胺树脂的连续化生产装置制造方法及图纸

技术编号:40373237 阅读:23 留言:0更新日期:2024-02-20 22:15
本技术提供一种聚酰胺树脂的连续化生产装置。该聚酰胺树脂的连续化生产装置包括依次连接的成盐装置、浓缩装置、第一阶段聚合反应模块和第二阶段聚合反应模块。成盐装置包括依次连接的成盐反应釜和盐液储罐,第一阶段聚合反应模块包括依次连接的U型管式聚合反应器和闪蒸器;第二阶段聚合反应模块至少含有螺杆挤出机,还含有与螺杆挤出机连接的第二聚合反应器。该装置有效地利用螺杆挤出机的熔融挤出和聚合反应器相结合,使预聚合物在再次反应中进一步提高聚合物分子量的,同时有效脱除部分小分子单体、溶剂和聚合过程中产生的低分子杂质。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及聚酰胺树脂生产领域,具体是一种聚酰胺树脂的连续化装置。


技术介绍

1、聚酰胺材料是分子主链上含有重复酰胺基团-[nhco]-的热塑性树脂的总称,包括脂肪族pa、脂肪-芳香族pa和芳香族pa,由于其耐热性、耐化学品性、耐风化性、机械特性、电特性等优良性能,被广泛应用于纺丝、注塑、制膜等领域。耐高温聚酰胺树脂具有高强度、高模量、耐高温等特性,广泛用于电子电器、通讯装备部件、汽车部件、电气控制系统部件等领域,市场需求也越来越大。

2、聚酰胺树脂可以由二胺和二酸缩聚而得,也可以由内酰胺缩聚或开环聚合得到。该反应一般在聚合釜内进行,为间歇聚合,但预聚物分子量不稳定,通常需要进行增粘处理以提高聚酰胺的分子量,但是粘度升高会导致流动性变差,容易引起出料失败,另外聚酰胺材料需要进行改性处理以提高其在某一方面的功能性,一般是将制备好的聚酰胺树脂母粒与一定量的功能性添加剂混合后经再次熔融挤出进行增强改性,而再次加热挤出造粒,工艺链条较长,反复加热导致能耗较高,而且容易造成聚合物在高温下分解,影响材料的性质和性能。

3、然而,我国耐高温聚酰胺树脂合成起步较晚,生产工艺路线也主要以间歇预聚、增粘两步法为主。当前在生产耐高温聚酰胺树脂时还存在预聚物粘度控制难度大、聚合物易氧化变黄和过热分解、批次产品分子量变化较大,生产效率低、不适合规模化生产等问题。因此,从生产成本和产品稳定性方面考虑,连续聚合工艺无疑是生产耐高温聚酰胺树脂的最佳选择。


技术实现思路

1、为解决现有技术存在的不足,本技术提供一种聚酰胺树脂的连续化生产装置,其包括依次连接的成盐装置、浓缩装置、第一阶段聚合反应模块和第二阶段聚合反应模块;

2、所述成盐装置包括依次连接的成盐反应釜和盐液储罐,所述盐液储罐的出口和所述浓缩装置的入口连接;

3、所述第一阶段聚合反应模块包括依次连接的u型管式聚合反应器和闪蒸器;

4、所述第二阶段聚合反应模块至少含有螺杆挤出机,所述螺杆挤出机设置有第一进料口;

5、所述第二阶段聚合反应模块还含有与所述螺杆挤出机连接的第二聚合反应器,所述第二聚合反应器选自釜式聚合反应器、卧式聚合反应器、管式聚合反应器、塔式聚合反应器、流化床聚合反应器、圆盘式聚合反应器中任意一种或几种的组合。

6、本技术中,所述第二阶段聚合反应模块选自以下模块(1)或模块(2):

7、(1)所述第二阶段聚合反应模块包括依次连接的螺杆挤出机和第二聚合反应器,且闪蒸器的出口与螺杆挤出机的第一进料口连接,所述螺杆挤出机的出口与第二聚合反应器的进口相连;

8、(2)所述第二阶段聚合反应模块包括依次连接的第二聚合反应器和螺杆挤出机,且闪蒸器的出口与第二聚合反应器的进口连接,所述第二聚合反应器的出口与螺杆挤出机的第一进料口连接。

9、本技术中,所述u型管式聚合反应器和所述第二聚合反应器设有气体出口,并依次与冷凝器、冷凝液收集罐连接,所述冷凝液收集罐还与真空机组相连;所述真空机组用于对所述冷凝液收集罐进行抽气而获得真空负压的环境。

10、所述成盐反应釜和/或所述浓缩装置的加热形式为夹套式、内盘管式和外盘管式中的一种或者两种以上的组合,所述浓缩装置为浓缩釜。

11、所述连续化生产装置还包括助剂添加槽,所述助剂添加槽的出口和所述成盐反应釜的进口连接。

12、本技术中,较佳地,所述螺杆挤出机更佳地为单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机或柱塞式挤出机;更佳地为双螺杆挤出机。

13、本技术中,所述聚酰胺树脂的连续化生产装置,所述螺杆挤出机还设置有第二进料口,所述第一进料口设置在螺杆挤出机的前段,所述第二进料口设置在螺杆挤出机的中段或后段,所述第二进料口用于添加助剂。

14、本技术中,所述螺杆挤出机的螺杆直径为70~135mm,更佳地为90~125mm;所述螺杆挤出机的螺杆长径比为28~70,更佳地为45~64。

15、本技术中,所述螺杆挤出机的螺杆转速为150-700rpm,停留时间0.1-30min,更优选为0.1-20min;所述螺杆挤出机挤出量为600~2750kg/h,更优选为700~1100kg/h。

16、本技术中,所述螺杆挤出机的螺杆真空排气口为3~6个,较佳地为3~5个。

17、本技术中,较佳地,所述聚酰胺树脂连续化生产装置还包括依次连接的切粒装置、干燥装置和分级筛选机,所述切粒装置的进口和所述第二阶段聚合反应模块的出口连接,用于对聚合反应获得的产物进行切粒。

18、本技术中,所述切粒装置为水下切粒机。

19、本技术中,所述干燥装置为喷雾干燥器、微波干燥器或流化床干燥器,所述流化床干燥器更佳地为连续式流化床干燥器,所述干燥装置的入口与所述切粒装置的出口相连,用于干燥切粒后的聚酰胺树脂。

20、本技术中,所述聚酰胺树脂连续化生产装置还包括分级筛选机,所述分级筛选机的入口与所述干燥装置的出口相连,用于对干燥后的聚酰胺树脂进行分级筛选。

21、本技术中,较佳地,所述聚酰胺树脂连续化生产装置还包括包装装置,所述包装装置和所述分级筛选机连接。所述包装装置较佳地为包装机。

22、本技术提供的聚酰胺树脂的连续化生产装置具有如下优点:

23、(1)利用螺杆挤出机的熔融挤出和聚合反应器相结合,使预聚合物在再次反应中进一步提高聚合物分子量的同时有效脱除部分小分子单体、溶剂和聚合过程中产生的低分子杂质。

24、(2)优选方案中双螺杆挤出机的中段设置有第二进料口,其他助剂可以在第二进料口加入,可以避免部分功能性添加剂发生催化聚合副反应等,同时可以减少助剂在聚合过程中发生团聚、沉降等现象。

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【技术保护点】

1.一种聚酰胺树脂的连续化生产装置,其特征在于:所述连续化生产装置包括依次连接的成盐装置、浓缩装置、第一阶段聚合反应模块和第二阶段聚合反应模块:

2.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂的连续化生产装置,其特征在于:所述第二阶段聚合反应模块选自以下模块(1)或模块(2):

3.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂的连续化生产装置,其特征在于:所述U型管式聚合反应器和所述第二聚合反应器设有气体出口,并依次与冷凝器、冷凝液收集罐连接,所述冷凝液收集罐还和真空机组连接;所述真空机组用于对所述冷凝液收集罐进行抽气而获得真空负压的环境。

4.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂的连续化生产装置,其特征在于:所述成盐反应釜和/或所述浓缩装置的加热形式为夹套式、内盘管式或外盘管式中的一种或者两种以上的组合,所述浓缩装置为浓缩釜。

5.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂的连续化生产装置,其特征在于:所述连续化生产装置还包括助剂添加槽,所述助剂添加槽的出口和所述成盐反应釜的进口连接。

6.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂的连续化生产装置,其特征在于:所述螺杆挤出机还设置有第二进料口,所述第一进料口设置在螺杆挤出机的前段,所述第二进料口设置在螺杆挤出机的中段,所述第二进料口用于添加助剂。

7.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂的连续化生产装置,其特征在于:所述螺杆挤出机的螺杆直径为70~135mm,螺杆长径比为28~70,螺杆真空排气口数量为3~6个。

8.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂的连续化生产装置,其特征在于:

9.根据权利要求8所述的聚酰胺树脂的连续化生产装置,其特征在于:

10.根据权利要求9所述的聚酰胺树脂的连续化生产装置,其特征在于:所述连续化生产装置还包括分级筛选机,所述分级筛选机的入口与所述干燥装置的出口相连,用于对干燥后的聚酰胺树脂进行分级筛选。

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【技术特征摘要】

1.一种聚酰胺树脂的连续化生产装置,其特征在于:所述连续化生产装置包括依次连接的成盐装置、浓缩装置、第一阶段聚合反应模块和第二阶段聚合反应模块:

2.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂的连续化生产装置,其特征在于:所述第二阶段聚合反应模块选自以下模块(1)或模块(2):

3.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂的连续化生产装置,其特征在于:所述u型管式聚合反应器和所述第二聚合反应器设有气体出口,并依次与冷凝器、冷凝液收集罐连接,所述冷凝液收集罐还和真空机组连接;所述真空机组用于对所述冷凝液收集罐进行抽气而获得真空负压的环境。

4.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂的连续化生产装置,其特征在于:所述成盐反应釜和/或所述浓缩装置的加热形式为夹套式、内盘管式或外盘管式中的一种或者两种以上的组合,所述浓缩装置为浓缩釜。

5.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂的连续化生产装置,其特征在于:所述连...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵元博田育峰刘修才
申请(专利权)人:上海凯赛生物技术股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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