高低槽多级萃取工艺和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高低槽多级萃取工艺和装置，其中采用由低到高阶梯状放置的多级萃取槽，每一级萃取槽中设有高低交错排列的多根萃取导丝辊并且容纳萃取剂，萃取槽底部在与下一级萃取槽相邻一侧上设有排液机构，并且在与排液机构同一侧的萃取槽外壁上部设有分丝齿，萃取剂从最高萃取槽的萃取剂进口进入，从最低萃取槽的萃取剂出口流出，而含有高沸点溶剂的原丝从最低萃取槽进入，依次缠绕在萃取槽中的多根萃取导丝辊上，再经分丝齿依次进入上一级萃取槽，最终从最高萃取槽出来，从而用萃取剂将原丝中含有的高沸点溶剂置换出来，形成含有萃取剂的原丝。采用此工艺，可以一次萃取１００束以上的原丝，同时减少了原丝在萃取槽中缠丝的机会，并且提高萃取剂的利用率和减少萃取剂的挥发损失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及原丝的萃取工艺和装置，尤其是涉及采用多个萃取槽的多级萃取工艺和装置。
技术介绍
在高强高模聚乙烯纤维生产过程中，通常需要将饱含高沸点溶剂的原丝用高挥发性的萃取剂进行萃取，得到含萃取剂的原丝，高挥发性的萃取剂在后段的加工工序中被逐渐挥发。为了保证萃取效果，通常进行多级萃取工序。 在现有的多级萃取工艺中，通常采用两级至三级平置于地面的萃取槽进行萃取。例如，图3示出了现有技术中的一种平置式三级萃取工艺的示意图。在这种工艺中，饱含白油的原丝20依次通过平置于地面的萃取槽22，其中被分丝齿14， 15， 16， 17分成单丝的原丝20反复缠绕在萃取槽22内的2个萃取导丝辊21上，萃取槽22设有萃取剂进口 18和萃取剂出口 19，使得萃取槽22内的萃取剂23可以流动。经过两次至三次同样的装置，萃取剂可将原丝中所含的白油置换出来，最后含有萃取剂的原丝24从末尾萃取槽出去。 这种多级萃取工艺的缺点在于每个萃取槽中的萃取导丝辊的个数少( 一般为2个)，为了进行有效萃取，原丝需要在萃取导丝辊之间来回缠绕(往复式滚动萃取)，因此容易缠丝；并且由于是往复式滚动萃取，原丝的根数受到限制，一般二级至三级平置式萃取槽每次只能萃取3-5根原丝；另外，由于平置式萃取工艺中萃取剂在每个萃取槽单独进出，不能反复利用，萃取剂的利用率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供可以一次萃取多束原丝同时减少原丝在萃取槽中的缠丝的机会，并且提高萃取剂的利用率的多级萃取工艺和装置。 为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。 本专利技术的一个方面涉及一种高低槽多级萃取工艺，该工艺采用由低到高阶梯状放置的多级萃取槽，每一级萃取槽中设有高低交错排列的多根萃取导丝辊并且容纳萃取剂，在最高萃取槽设有萃取剂进口 ，在最低萃取槽设有萃取剂出口 ，每一级萃取槽底部在与下一级萃取槽相邻一侧上设有排液机构，用于将萃取剂排放到下一级萃取槽中，并且每一级萃取槽在与排液机构同一侧设有分丝齿，萃取剂从最高萃取槽的萃取剂进口进入，从最低萃取槽的萃取剂出口流出，而含有高沸点溶剂的原丝从最低萃取槽进入，依次缠绕在萃取槽中的多根萃取导丝辊上，再经分丝齿依次进入上一级萃取槽，最终从最高萃取槽出来，从而用萃取剂将原丝中含有的高沸点溶剂置换出来，形成含有萃取剂的原丝。 在本专利技术的高低槽多级萃取工艺中，原丝是超高分子量聚乙烯冻胶纺丝原丝。高沸点溶剂包括高沸点矿物油(白油)、石蜡油、煤油等。萃取剂为低沸点物质，包括汽油、碳氢化合物、二甲苯、氯仿、四氯化碳、四氯乙烯、丙酮、三氯三氟乙烷等，优选高标号汽油，更优选120#汽油 在本专利技术的高低槽多级萃取工艺中，多级萃取槽的级数为3-8，并且每个萃取槽中萃取导丝辊的个数为3-20，优选4-10。分丝齿的齿数为5-300，优选60-150。 本专利技术的另一方面涉及一种用于上述高低槽多级萃取工艺的装置，包括由低到高阶梯状放置的多级萃取槽，萃取槽中设有高低交错排列的多根萃取导丝辊并且容纳萃取剂，在最高萃取槽设有萃取剂进口 ，在最低萃取槽设有萃取剂出口 ，每一级萃取槽底部在与下一级萃取槽相邻一侧上设有排液机构，并且每一级萃取槽在与排液机构同一侧的外壁上部设有分丝齿。 在本专利技术的高低槽多级萃取装置中，多级萃取槽的级数为3-8，分丝齿的齿数为5-200，优选60-150，并且每个萃取槽中萃取导丝辊的个数为3-20，优选4_10。 在本专利技术的高低槽多级萃取装置中，每个萃取槽中萃取导丝辊可以分为两组，一组靠近萃取槽底部， 一组靠近萃取槽顶部并且部分浸渍在萃取液中。采用这种布置，可以进一步提高萃取剂的萃取效率。 在本专利技术的高低槽多级萃取装置中，还可以在萃取槽上加设盖板，用于将多级萃取槽整体覆盖，以防止萃取剂的挥发。 采用本专利技术的高低槽多级萃取工艺和装置，显著增加了萃取原丝的数量，一次可以萃取ioo束以上的原丝，并且原丝在萃取槽中的每根萃取导丝辊上只绕一次，没有往复式滚动，减少了缠丝的机会。此外，由于萃取剂可以从上一级萃取槽流动到下一级萃取槽，反复利用，因此萃取剂的利用率明显提高，并且相应减少了萃取剂的损失。附图说明 图1为本专利技术高低槽多级萃取装置的一个实例的示意性主视图。 图2为图1中所示高低槽多级萃取装置的俯视图。 图3为现有技术中的一种平置式三级萃取工艺的示意性俯视图。 图中的附图标记如下 1-含有高沸点溶剂的原丝；2-张力辊；3-压油辊；4-萃取槽；5_分丝齿；6_盖板；7-萃取剂；8-萃取剂出口 ；9-蒸汽管；10-萃取剂进口 ；ll-放油阀；12-压縮空气管；13-萃取导丝辊；14，15，16，17-分丝齿；18-萃取剂进口 ；19-萃取剂出口 ；20-含有白油的原丝；21-萃取导丝辊；22-萃取槽；23-萃取剂；24-含有萃取剂的原丝。具体实施例方式下面以超高分子量聚乙烯冻胶丝多级萃取工艺为例，结合附图详细说明本专利技术。 1、被萃取物和萃取剂 在采用超高分子量聚乙烯冻胶丝制备高性能纤维的工艺中，通常通过多级萃取工艺回收纤维成形过程以及冻胶丝中溶剂，即用高挥发性的萃取剂将高沸点(非挥发性或低挥发性)的溶剂置换出来，然后在热处理和/或拉伸过程中除去高挥发性的萃取剂。上述高沸点溶剂包括高沸点矿物油(白油)、石蜡油、煤油等。萃取剂为低沸点物质，包括汽油、碳氢化合物、二甲苯、氯仿、四氯化碳、四氯乙烯、丙酮、三氯三氟乙烷等，优选高标号汽油，更优选120#汽油。 2、多级萃取装置 下面参考图1和2详细描述本专利技术的高低槽多级萃取装置。图1为本专利技术高低槽多级萃取装置的一个实例的示意性主视图。图2为图1中所示高低槽多级萃取装置的俯视图。 本专利技术的高低槽多级萃取装置包括由低到高阶梯状放置的多级萃取槽。每个萃取槽4具有基本上矩形或方形的截面，并且在相邻的上下两级萃取槽中，上一级萃取槽4的底表面和下一级萃取槽4的上表面基本上处于同一高度水平，而它们各自的相邻的一侧在垂直方向上成一直线，使得多个萃取槽呈连续的阶梯状排列。 萃取槽4的个数可以根据需要进行选择，但是通常为3-8个，原因在于，如果萃取槽4的个数小于3，则可能难以充分保证萃取效果，而如果萃取槽4的个数超过8个，则多级萃取装置的体积过于庞大，而且过多的萃取槽也不能进一步提高萃取效果。在优选的实例中，萃取槽4的个数为5个(如图l所示)。 每个萃取槽4中设有多根萃取导丝辊13并且容纳萃取剂7。萃取导丝辊13高低交错排列，以使经过这些辊的原丝与萃取剂7有更充分的接触，从而提高萃取效果。优选将萃取导丝辊13大致分成两组，一组靠近萃取槽底部，一组靠近萃取槽顶部，两组之间的高度差优选尽可能大，以充分利用萃取槽的深度。此外，优选靠近萃取槽顶部的一组萃取导丝辊部分浸渍在萃取液中，即，辊的一部分位于萃取液的液面之上。采用这种布置，可以使原丝在经过靠近萃取槽顶部的一组萃取导丝辊时暂时脱离萃取剂，有利于萃取剂在该过程中的挥发。据信，这种短暂的挥发过程促进了原丝中高沸点溶剂与萃取剂的交换，从而进一步提高萃取剂的萃取效率。 对每个萃取槽4中萃取导丝辊13的个数没有特别的限制，但是出于萃取效率和设备成本的考虑，萃取导丝辊13的个数优选为3-20，更优选为4-10。 为了使萃取剂从最高的萃取槽至最低的萃取槽流动，在最高萃取槽设有萃取剂进口 IO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高低槽多级萃取工艺，采用由低到高阶梯状放置的３－８级萃取槽，每一级萃取槽中设有高低交错排列的３－２０根萃取导丝辊并且容纳萃取剂，每一级萃取槽底部在与下一级萃取槽相邻一侧上设有排液机构，用于将萃取剂排放到下一级萃取槽中，并且每一级萃取槽在与排液机构的同一侧设有分丝齿，萃取剂从设置在最高萃取槽的萃取剂进口进入，从设置在最低萃取槽的萃取剂出口流出，而含高沸点溶剂的原丝从最低萃取槽进入，依次缠绕在萃取槽中的萃取导丝辊上，再经分丝齿依次进入上一级萃取槽，最终从最高萃取槽出来，从而用萃取剂将原丝中含有的高沸点溶剂置换出来，形成含有萃取剂的原丝。

【技术特征摘要】
一种高低槽多级萃取工艺，采用由低到高阶梯状放置的3-8级萃取槽，每一级萃取槽中设有高低交错排列的3-20根萃取导丝辊并且容纳萃取剂，每一级萃取槽底部在与下一级萃取槽相邻一侧上设有排液机构，用于 将萃取剂排放到下一级萃取槽中，并且每一级萃取槽在与排液机构的同一侧设有分丝齿，萃取剂从设置在最高萃取槽的萃取剂进口进入，从设置在最低萃取槽的萃取剂出口流出，而含高沸点溶剂的原丝从最低萃取槽进入，依次缠绕在萃取槽中的萃取导丝辊上，再经分丝齿依次进入上一级萃取槽，最终从最高萃取槽出来，从而用萃取剂将原丝中含有的高沸点溶剂置换出来，形成含有萃取剂的原丝。2. 根据权利要求1所述的工艺，其中含高沸点溶剂的原丝是含高沸点矿物油、石蜡油 或煤油的超高分子量聚乙烯冻胶纺丝原丝，并且萃取剂选自汽油、碳氢化合物、二甲苯、氯 仿、四氯化碳、四氯乙烯、丙酮或三氯三氟乙烷。3. 根据权利要求2所述的工艺，其中含高沸点溶剂的原丝是含高沸点矿物油的超高分 子量聚乙烯冻胶纺丝原丝，并且萃取剂是120#汽油。4. 根据权利要求1所述的工艺，其中分丝齿的齿数为5-300。5. 根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨年慈，张远军，高波，吴志泉，林明清，吴传清，郭勇，周运波，林海军，
申请(专利权)人：湖南中泰特种装备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]