[實(shí)用新型]聚丙烯腈原液的脫單裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720953428.7
• 申請(qǐng)日: 2017-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207085370U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾慶
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 揚(yáng)州惠通化工科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01D3/06
• 分類(lèi)號(hào): B01D3/06;B01D3/42;B01D1/22;D01F9/22
• 代理公司: 南京蘇科專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司32102
• 代理人: 任利國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種聚合物生產(chǎn)裝置，尤其涉及一種聚丙烯腈原液的脫單裝置，屬于聚合物生產(chǎn)裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚丙烯腈基碳纖維由于其生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、力學(xué)性能優(yōu)良和成本較低等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)已經(jīng)發(fā)展成為產(chǎn)量最大、品種最多和應(yīng)用最廣的一種碳纖維。高品質(zhì)的聚丙烯腈原絲是制備高性能聚丙烯腈基碳纖維的重要前提。由于聚合后丙烯腈單體仍有少量殘余，如果聚合液中殘余單體太多，在脫泡過(guò)程中這些單體將會(huì)繼續(xù)聚合，導(dǎo)致紡絲液固含量不一致，將造成原絲的CV值增大。因此，脫單效果和固含量控制直接決定著聚丙烯腈基碳纖維的紡絲質(zhì)量。

現(xiàn)有聚丙烯腈原液脫單方法，一般采用改造脫單釜的構(gòu)造，增大蒸發(fā)面或者增大蒸發(fā)動(dòng)力，在一定溫度一定真空下，脫除丙烯腈單體。存在如下不足之處：1.脫單設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，多為塔型或者組合型；2.高真空下帶料嚴(yán)重，丙烯腈單體容易裹挾物料；3.溶劑在脫單溫度壓力下，跟隨丙烯腈單體揮發(fā)，溶劑揮發(fā)量不可控。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種聚丙烯腈原液的脫單裝置，能高效脫除聚丙烯腈原液中的殘余單體，保證聚丙烯腈原液的固含量，且處理量大，生產(chǎn)效率高。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的一種聚丙烯腈原液的脫單裝置，包括聚合釜和脫單釜，所述脫單釜的頂部設(shè)有脫單釜進(jìn)料口和脫單釜?dú)庀喑隹冢孛搯胃妮S線設(shè)置有脫單釜攪拌軸，所述脫單釜的底部設(shè)有脫單釜出料口，所述聚合釜的出料口與所述脫單釜進(jìn)料口相連，所述脫單釜出料口通過(guò)脫單釜出料管與儲(chǔ)料釜相連，所述脫單釜的上方設(shè)有組合式冷凝器，所述組合式冷凝器包括位于上部的一級(jí)冷凝器和位于下部的填料塔，所述填料塔下部的圓周壁上設(shè)有沿切向連接的組合式冷凝器入口，所述脫單釜?dú)庀喑隹谕ㄟ^(guò)脫單釜排氣管與所述組合式冷凝器入口相連，所述組合式冷凝器的底部設(shè)有組合式冷凝器凝液出口，所述組合式冷凝器凝液出口通過(guò)組合式冷凝器回流管與所述脫單釜頂部的回流口相連；所述一級(jí)冷凝器的殼程入口通過(guò)冷卻水調(diào)節(jié)閥與冷卻水進(jìn)水管相連，所述一級(jí)冷凝器的殼程出口與冷卻水出水管相連，所述組合式冷凝器的頂部出口與二級(jí)冷凝器下部圓周上的進(jìn)氣口相連，所述二級(jí)冷凝器頂部的排氣口與真空泵的入口相連，所述冷卻水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度受控于所述組合式冷凝器頂部出口的溫度。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型取得了以下有益效果：在進(jìn)料前先通過(guò)真空泵抽真空，防止空氣進(jìn)入脫單釜與聚丙烯腈發(fā)生氧化，同時(shí)原液從脫單釜進(jìn)料口進(jìn)入脫單釜內(nèi)壓力驟降，發(fā)生閃蒸，容易脫除丙烯腈單體；脫單釜攪拌軸下端的螺帶持續(xù)對(duì)脫單釜底部的高粘物料進(jìn)行攪拌，可以使物料充分混合，防止產(chǎn)生死區(qū)，且界面更新速度快。從脫單釜?dú)庀喑隹谂懦龅臍庀辔镔|(zhì)沿切向進(jìn)入填料塔的下方，相當(dāng)于旋風(fēng)分離，有利于減少液滴的夾帶，另外組合式冷凝器采用一級(jí)冷凝器和填料塔的上下結(jié)構(gòu)，經(jīng)一級(jí)冷凝器冷卻而產(chǎn)生的凝液從上而下經(jīng)過(guò)填料層時(shí)，與由下而上的氣相物質(zhì)進(jìn)行氣液交換，有利于減少溶液的揮發(fā)。本實(shí)用新型在組合式冷凝器的頂部出口增設(shè)了溫度控制，可以根據(jù)溫壓曲線設(shè)定組合式冷凝器的出口溫度，另外真空壓力設(shè)置穩(wěn)定，有利于控制溶劑的揮發(fā)量。

作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述二級(jí)冷凝器底部的排液口與溶劑接收罐的入口相連，所述溶劑接收罐的支耳通過(guò)稱(chēng)重模塊支撐在支座上，所述溶劑接收罐的底部出口與溶劑桶相連；所述溶劑接收罐的底部出口還通過(guò)溶劑回流閥與所述脫單釜出料口相連，所述溶劑回流閥的開(kāi)度受控于所述稱(chēng)重模塊的讀數(shù)。稱(chēng)重模塊可以實(shí)時(shí)計(jì)量溶劑的揮發(fā)量，根據(jù)固含量要求，通過(guò)調(diào)節(jié)溶劑回流閥的開(kāi)度控制溶劑的回流量；脫單結(jié)束化驗(yàn)分析達(dá)到要求后，停真空泵，用氮?dú)饨獬婵眨ㄟ^(guò)脫單釜出料口向儲(chǔ)料釜出料。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述脫單釜攪拌軸的上部設(shè)有上小下大的傘面分散錐，所述傘面分散錐的底邊與所述脫單釜的內(nèi)壁之間留有間隙。聚丙烯腈原液從脫單釜進(jìn)料口進(jìn)入脫單釜內(nèi)腔后，首先落在傘面分散錐上，隨著傘面分散錐的旋轉(zhuǎn)，聚丙烯腈原液在傘面分散錐上均勻攤開(kāi)，形成很薄的液體薄膜，大大增加了聚丙烯腈原液的蒸發(fā)面積，可以快速蒸發(fā)丙烯腈單體，聚丙烯腈原液利用離心力落下，提高了設(shè)備的使用效率。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述脫單釜的外壁覆蓋有脫單釜夾套，所述脫單釜夾套的底部設(shè)有脫單釜熱水進(jìn)口，所述脫單釜夾套的頂部設(shè)有脫單釜熱水出口，所述脫單釜熱水進(jìn)口與熱水供水管相連，所述脫單釜熱水出口與熱水出水管相連，所述熱水供水管上安裝有熱水調(diào)節(jié)閥，所述熱水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度受控于所述脫單釜夾套高度方向中部的水溫。通過(guò)精確控制熱水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，精確控制脫單釜的加熱溫度。

附圖說(shuō)明