一种半芳香族尼龙复合盐的制备设备 |
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| 申请号 | CN202322222472.9 | 申请日 | 2023-08-17 | 公开(公告)号 | CN220780270U | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
| 申请人 | 上海北冈新材料有限公司; | 发明人 | 刘浩宇; 王磊; 赵海鑫; 陈浩; 朱俊; | ||||
| 摘要 | 本实用新型涉及半芳香族尼龙制备领域，特别是涉及一种半芳香族尼龙复合盐的制备设备，包括依次连通的成盐反应釜、闪蒸管路单元、 破碎 塔、旋 风 分离器和布袋 除尘器 单元，所述破碎塔外设有鼓风单元，所述鼓风单元与破碎塔连通，所述破碎塔内包括有剥离区和 破碎区 ，所述剥离区与破碎区相连通，所述剥离区中设有刮板搅拌桨，所述破碎区中设有破碎桨叶，所述剥离区外表面分布有冷冻 水 盘管。成盐反应釜和闪蒸管路单元为氮封气氛，破碎塔、旋风分离器和布袋除尘器单元为低温空气环境，使用该制备设备在节约加工成本的同时可以连续、定比例地得到含水率低，流动性好的半芳香族尼龙复合盐粉末，方便将半芳香族尼龙复合盐粉末输送和进行后续尼龙聚合反应。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种半芳香族尼龙复合盐的制备设备，其特征在于，包括依次连通的成盐反应釜(1)、闪蒸管路单元(2)、破碎塔(3)、旋风分离器(4)、布袋除尘器单元(6)，所述破碎塔(3)外设有鼓风单元(7)，所述鼓风单元(7)与破碎塔(3)连通，所述破碎塔(3)内包括有剥离区(37)和破碎区(38)，所述剥离区(37)与破碎区(38)相连通，所述剥离区(37)中设有刮板搅拌桨(31)，所述破碎区(38)中设有破碎桨叶(35)，所述剥离区(37)外表面分布有冷冻水盘管(34)。 |
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| 说明书全文 | 一种半芳香族尼龙复合盐的制备设备技术领域[0001] 本实用新型涉及半芳香族尼龙制备领域，特别是涉及一种半芳香族尼龙复合盐的制备设备。 背景技术[0002] 半芳香族尼龙是一种特殊的尼龙，因为在分子链段中引入了苯环的刚性结构，其具有优于脂肪族聚酰胺的热稳定性和机械性能、优异耐化学品性能以及尺寸稳定性，在汽 车、电子电器和家电厨卫等领域得到广泛的应用。尼龙盐是生产尼龙的关键中间体，尼龙盐 的特性会直接影响到尼龙的性能，因此制备稳定的尼龙盐是制备尼龙聚合物的基础。通常， 在一定温度下(40‑60℃)脂肪族尼龙盐在水里的溶解度高，所以50％浓度的66盐溶液是可 行的。但半芳香族尼龙盐的溶解度显著低于脂肪族尼龙盐，因此会带来运输成本的显著增 加。将半芳香族尼龙盐加工成尼龙干盐则可以进一步减少运输成本。 [0003] 制备单一品种尼龙盐需要经过投料，成盐，调节pH值等步骤，从而获得可以用来聚合和运输的高含固量的尼龙干盐。选用降温结晶分离，还可以进一步浓缩和蒸发以提高收 率(比如：OSLO蒸发结晶器)。针对复合盐，尤其是半芳香族尼龙盐和脂肪族尼龙盐的复合 盐，由于二者在水中的溶解度差异巨大，因此较难保证降温后复合盐的组成是下一步聚合 工厂所需要的组成。一种可行的做法是将复合盐进行喷雾干燥，溶液中的水或溶剂被蒸干 后得到了目标的半芳香族尼龙复合盐。如一项题为“一种连续制备粉末状尼龙盐的新方法 及配套装置”(公开号：CN113698288A，公开日：20211126)的中国发明专利，该发明专利公开 了一种连续制备粉末状尼龙盐的新方法及配套装置，用惰性气体置换系统的空气，加热中 和反应器、盐液暂存罐、溶液输送泵和溶液输送管道，同时，开启喷雾干燥设备的加热开关， 加热高温空气输送管道；将二元胺、二元酸、催化剂和溶剂按一定比例反应后得到的尼龙盐 溶液送入盐液暂存罐中并调节pH，将调节好的尼龙盐溶液通过溶液输送泵送入喷雾干燥设 备的干燥塔内，经高温空气作用后，溶剂变为蒸汽逸出，得到粉末状的尼龙盐。虽然该发明 专利获得了粉末状的尼龙盐以便用于后续的固相聚合反应器中进行反应，但喷雾干燥占地 较大，将溶剂蒸出所需的能耗较高，且细颗粒尼龙盐堵住喷料嘴的概率较大，另外设备造价 高，不适合大规模连续化的生产。因此还需要选择结构更紧凑，运行更加经济节能的半芳香 族尼龙复合盐制备的方式。 实用新型内容 [0004] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型提供一种半芳香族尼龙复合盐的制备设备，包括依次连通的成盐反应釜、闪蒸管路单元、破碎塔、旋风分离器、布袋除尘器单元， 所述破碎塔外设有鼓风单元，所述鼓风单元与破碎塔连通，所述破碎塔内包括有剥离区和 破碎区，所述剥离区与破碎区相连通，所述剥离区中设有刮板搅拌桨，所述破碎区中设有破 碎桨叶，所述剥离区外表面分布有冷冻水盘管。 [0005] 在本实用新型的一些实施方式中，所述成盐反应釜内部设有搅拌桨，所述成盐反应釜外设有搅拌电机，所述搅拌电机与搅拌桨连接用于驱动搅拌桨转动。 [0006] 优选地，所述搅拌电机设于成盐反应釜外的顶部。 [0007] 在本实用新型的一些实施方式中，所述成盐反应釜的底部高于破碎塔的顶部。 [0009] 在本实用新型的一些实施方式中，所述闪蒸喷嘴的个数为至少2个，各个所述闪蒸喷嘴均匀分布在破碎塔外壁上且各个所述闪蒸喷嘴分别与破碎塔连通。 [0010] 在本实用新型的一些实施方式中，所述闪蒸喷嘴孔径为2‑5mm。 [0011] 在本实用新型的一些实施方式中，所述的破碎塔上还包括有刮板电机、刮板搅拌桨固定支架、破碎电机，所述刮板电机设于破碎塔外的顶部且与刮板搅拌桨连接用于驱动 刮板搅拌桨转动，所述刮板搅拌桨固定支架设于所述剥离区的底部且与刮板搅拌桨相连接 用于固定刮板搅拌桨，所述破碎电机设于所述破碎区的底部且与破碎桨叶连接用于驱动破 碎桨叶转动。 [0012] 在本实用新型的一些实施方式中，所述旋风分离器底部设有星型卸料器。 [0013] 在本实用新型的一些实施方式中，所述布袋除尘器单元包括脉冲布袋除尘器和引风机，所述脉冲布袋除尘器分别与引风机、旋风分离器相连通。 [0015] 本实用新型的有益效果在于：使用该制备设备制备半芳香族尼龙复合盐的过程精确，高效，耗能低，所制备的半芳香族尼龙复合盐具有特定比例，含水率低，流动性好，方便 运输和进行后续的尼龙聚合反应。 附图说明 [0016] 图1显示为本实用新型半芳香族尼龙复合盐的制备设备的整体结构示意图。 [0017] 附图标记 [0018] 1 成盐反应釜 [0019] 11 搅拌桨 [0020] 12 搅拌电机 [0021] 2 闪蒸管路单元 [0022] 21 闪蒸管路 [0023] 22 闪蒸喷嘴 [0024] 3 破碎塔 [0025] 31 刮板搅拌桨 [0026] 32 刮板搅拌桨固定支架 [0027] 33 刮板电机 [0028] 34 冷冻水盘管 [0029] 35 破碎桨叶 [0030] 36 破碎电机 [0031] 37 剥离区 [0032] 38 破碎区 [0033] 4 旋风分离器 [0034] 5 星型卸料器 [0035] 6 布袋除尘器单元 [0036] 61 脉冲布袋除尘器 [0037] 62 引风机 [0038] 7 鼓风单元 [0039] 71 鼓风机 [0040] 72 气体换热器 [0041] 73 液氮蒸发器 具体实施方式[0042] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以 限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系 的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均仍应 落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时术语“中心”、“纵向”、“横向”、 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述， 而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因 此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理 解为指示或暗示相对重要性。 [0043] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介 间接连接，可以是两个元件内部地连通。对于本领域地普通技术人员而言，可以根据具体情 况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。 [0044] 此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。 [0045] 如图1所示，本实用新型实施例提供一种制备半芳香族尼龙复合盐的制备设备，包括依次连通的成盐反应釜1、闪蒸管路单元2、破碎塔3、旋风分离器4、布袋除尘器单元6，所 述破碎塔3外设有鼓风单元7，所述鼓风单元7与破碎塔3连通，用于向破碎塔3中送入冷却空 气气氛，所述破碎塔3内包括有剥离区37和破碎区38，所述剥离区37与破碎区38相连通，所 述剥离区37中设有刮板搅拌桨31，所述破碎区38中设有破碎桨叶35，用于将破碎塔3内表面 析出和板结的半芳香族尼龙复合盐从破碎塔3的剥离区37内表面剥离并将下降至破碎区38 的半芳香族尼龙复合盐进行破碎，从而获得半芳香族尼龙复合盐粉末。所述剥离区37外表 面分布有冷冻水盘管34，通过热传导的方式将破碎塔3的内表面温度降低，使喷射到破碎塔 3的剥离区37内表面的半芳香族尼龙复合盐在低温下迅速析出和板结。 [0046] 在本实用新型实施例所提供的半芳香族尼龙复合盐的制备设备中，所述成盐反应釜1内部设有搅拌桨11，所述成盐反应釜1外设有搅拌电机12，所述搅拌电机12与搅拌桨11 连接用于驱动搅拌桨11转动；优选地，所述搅拌电机12设于成盐反应釜1外的顶部。成盐反 应釜1为夹套反应釜。搅拌桨11为锚氏搅拌桨，搅拌速度为150‑300rpm。物料尼龙盐的浓度 为75‑90％。制备过程中成盐反应釜1通过蒸汽将物料尼龙盐加热到200℃，同时，在搅拌电 机12的带动下，搅拌桨11在成盐反应釜1内部转动，对物料尼龙盐起到搅拌作用，可以在成 盐和闪蒸出料的过程中保持半芳香族尼龙复合盐的均一性和稳定性。反应完成后，得到半 芳香族尼龙复合盐溶液，该溶液从成盐反应釜1流入闪蒸管路单元2。 [0047] 在本实用新型实施例所提供的半芳香族尼龙复合盐的制备设备中，所述成盐反应釜1的底部高于破碎塔3的顶部，使反应完成的半芳香族尼龙复合盐溶液从高处流向低处， 并防止在刮板破碎过程中粉料逆流进闪蒸管路21。 [0048] 在本实用新型实施例所提供的半芳香族尼龙复合盐的制备设备中，所述闪蒸管路单元2包括闪蒸管路21和闪蒸喷嘴22，所述闪蒸管路21一端与所述成盐反应釜1连通，另一 端与所述闪蒸喷嘴22连接。闪蒸管路21的下端间隔一定距离均匀的形成管路分叉，管路分 叉与垂直管路形成一定的角度并自高位向低位布置，方便半芳香族尼龙复合盐溶液流进闪 蒸管路21末端的闪蒸喷嘴22，也使该溶液分流，避免大量的溶液从同一闪蒸喷嘴22喷出而 堵塞闪蒸喷嘴22。闪蒸管路21自高位向低位布置，使成盐反应釜1中反应结束的半芳香族尼 龙复合盐溶液自高处的成盐反应釜1向低处的破碎塔3流动，同时防止在刮板破碎过程中粉 料逆流进闪蒸管路21。所述闪蒸管路单元2上还可设有氮气清洗进口和水清洗进口，用于通 过输入氮气和水将残留在闪蒸管路21中的半芳香族尼龙复合盐溶液带出，便于在闪蒸动作 完成后进行清洗，防止物料堵塞管路和确保连续工作。 [0049] 在本实用新型实施例所提供的半芳香族尼龙复合盐的制备设备中，所述闪蒸喷嘴22的个数为至少2个，各个所述闪蒸喷嘴22均匀分布在破碎塔3外壁上且各个所述闪蒸喷嘴 22分别与破碎塔3连通，用于半芳香族尼龙复合盐溶液从闪蒸管路21进入破碎塔3的剥离区 37。 [0050] 在本实用新型实施例所提供的半芳香族尼龙复合盐的制备设备中，所述闪蒸喷嘴22的孔径为2‑5mm，防止闪蒸喷料的过程中堵塞喷嘴，又保证半芳香族尼龙复合盐溶液均匀 地分散在破碎塔3内。 [0051] 在本实用新型实施例所提供的半芳香族尼龙复合盐的制备设备中，所述破碎塔3为常规使用的中空的破碎塔，用于破碎块状的半芳香族尼龙复合盐成粉末状。所述的破碎 塔3上还包括有刮板电机33、刮板搅拌桨固定支架32、破碎电机36，所述刮板电机33设于破 碎塔3外的顶部且与刮板搅拌桨31连接用于驱动刮板搅拌桨31转动，将块状半芳香族尼龙 复合盐从内壁剥落；所述刮板搅拌桨固定支架32设于所述剥离区37的底部且与刮板搅拌桨 31相连接用于固定刮板搅拌桨31，使刮板搅拌桨31围绕定点转动；在刮板搅拌桨31的作用 下块状半芳香族尼龙复合盐从内壁剥落，在重力的作用下下降至破碎区38。所述破碎电机 36设于所述破碎区的底部且与破碎桨叶35连接用于驱动破碎桨叶35转动，将来自剥离区37 的块状半芳香族尼龙复合盐破碎。破碎后的粉料在低温空气的作用下进一步析出、硬化，并 随气流被带出破碎塔3，进入旋风分离器4。 [0052] 在本实用新型实施例所提供的半芳香族尼龙复合盐的制备设备中，所述旋风分离器4底部设有星型卸料器5，携带半芳香族尼龙复合盐粉末的气流从破碎塔3排入旋风分离 器4，在旋风分离器4中高速旋转时产生的离心力的作用下，半芳香族尼龙复合盐与气流相 互分离，被甩向器壁，并沿器壁下落进入星型卸料器5。落入星型卸料器5的半芳香族尼龙复 合盐可以在星型卸料器5的下部定量且连续地卸出，从而被收集。旋转下降的外旋气流，在 下降过程中不断向旋风分离器4的中心部分流入，形成向心的径向气流，这部分气流构成了 旋转向上的内旋流。未被分离出来的半芳香族尼龙复合盐随着向上的内旋流从旋风分离器 4的顶部被排入布袋除尘器单元6中。 [0053] 在本实用新型实施例所提供的半芳香族尼龙复合盐的制备设备中，所述布袋除尘器单元6包括脉冲布袋除尘器61和引风机62，所述脉冲布袋除尘器61分别与引风机62、旋风 分离器4相连通。脉冲布袋除尘器61中设有数个接收物料的灰斗，可以进一步收集半芳香族 尼龙复合盐。携带半芳香族尼龙复合盐的气流进入脉冲布袋除尘器61，半芳香族尼龙复合 盐落入脉冲布袋除尘器61内部下端的灰斗，再经灰斗排出而被收集。分离后、不含半芳香族 尼龙复合盐的气体通过引风机62被排入大气。 [0054] 在本实用新型实施例所提供的半芳香族尼龙复合盐的制备设备中，所述的鼓风单元7包括鼓风机71和气体换热器72，所述气体换热器72外设有液氮蒸发器73且所述液氮蒸 发器73螺旋缠绕在气体换热器72外表面，所述气体换热器72分别与鼓风机71、破碎塔3相连 通。鼓风机71送出的空气进入相连的气体换热器72，与气体换热器72外表面的液氮蒸发器 73进行热交换，使空气的温度降低，冷却空气进入破碎塔3，进一步冷却破碎塔3里的半芳香 族尼龙复合盐硬化物料和输送破碎后的半芳香族尼龙复合盐。 [0055] 上述半芳香族尼龙复合盐的制备设备在具体使用时，将半芳香族尼龙复合盐的原料投入成盐反应釜1后，用氮气置换出成盐反应釜1内的空气进行氮封，加热至180‑200℃， 并设置搅拌桨的速度为150‑300rpm，使原料在搅拌的状态下进行反应，得到浓度为75‑90％ 的半芳香族尼龙复合盐溶液。反应完成后，半芳香族尼龙复合盐从成盐反应釜1自上而下流 入闪蒸管路21。半芳香族尼龙复合盐在闪蒸管路21中完成闪蒸后，自上而下通过孔径为2‑ 5mm的闪蒸喷嘴22喷射进入破碎塔3的剥离区37，半芳香复合尼龙盐溶液均匀地分散在剥离 区37的内壁。闪蒸完成后，闪蒸管路21外接的氮气清洗系统和水清洗系统可以将残留在闪 蒸管路21内的物料排出，以防止物料堵塞管路，并确保闪蒸管路单元2的连续工作。在冷冻 水盘管34的冷却作用下，破碎塔3内剥离区37的内表面温度降低，被喷射到剥离区37内表面 的半芳香族尼龙复合盐在剥离区37内壁的低温下迅速析出和板结。刮板电机33带动刮板搅 拌桨31低速转动，把剥离区37内壁的块状的半芳香族尼龙复合盐刮下。在自身的重力作用 下，块状的半芳香族尼龙复合盐落入破碎塔3内下方的破碎区38。破碎区38内，在破碎电机 36的带动下，破碎桨叶35高速转动，将块状的半芳香族尼龙复合盐破碎成粉末状。另外，鼓 风单元7中的鼓风机71向气体换热器72中送入空气，在液氮蒸发器73的热交换作用下，气体 换热器72中的空气温度降低，冷却的空气被送入破碎塔3，进一步促进破碎后的半芳香族尼 龙复合盐析出和硬化，并带动粉末状的半芳香族尼龙复合盐从破碎塔3进入旋风分离器4。 在旋风分离器4中高速旋转时产生的离心力的作用下，粉末状的半芳香族尼龙复合盐与气 流相互分离，被甩向器壁，沿器壁下落进入星型卸料器5并从下部定量且连续地卸出，从而 被收集。未被分离出来的半芳香族尼龙复合盐随着向上的内旋流从旋风分离器4的顶部被 排入布袋除尘器单元6中。携带半芳香族尼龙复合盐的气流进入脉冲布袋除尘器61，半芳香 族尼龙复合盐落入脉冲布袋除尘器61内部下端的灰斗，再经灰斗排出而被收集。分离后、不 含半芳香族尼龙复合盐的气体通过引风机62被排入大气。 [0056] 综上，通过本申请的设备，可以制备出具有特定比例、含水率低，流动性好、方便运输和反应的半芳香族尼龙复合盐，较好地解决了由于复合盐组分的溶解度差异带来的复合 盐溶液的组分比例难以控制的问题和喷雾干燥占地大、耗能高、喷嘴易堵塞的问题，且制备 过程精确，高效，耗能低。 [0057] 上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行 修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精 神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。 |
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