[发明专利]具有用水加压的机械密封件的搅拌式高压釜

说明书

技术领域

本公开涉及搅拌式高压釜容器及其相关方法，该高压釜容器在内部发生聚合处理期间利用搅拌器机械密封件来在容器中保持低的干扰矿物的含量。

背景技术

诸如尼龙6,6的聚酰胺聚合物可以使用复杂的化工处理以相对较大的规模进行合成。这些化工处理可包括如下步骤，诸如：盐冲击步骤，其中制备聚酰胺（诸如尼龙6,6）的盐溶液；蒸发步骤，其中从盐溶液中蒸发掉一些水，并可任选地包括一定添加剂；高压釜聚合步骤，其中将盐溶液放置在高温高压下以进行聚合；以及挤压/切削步骤，其中基本上形成最终的聚合原材料。根据本领域技术人员的常规理解，也可以括其他步骤。

具体针对批量处理中的高压釜聚合步骤，应当注意，许多种高压釜可用于得到可接受的结果。一种类型的高压釜是搅拌式高压釜，其通常在高压釜容器内包括可从高压釜容器外部控制的旋转式螺旋钻。为了保持容器内的压力，可以在搅拌器进入高压釜容器的位置处使用机械密封件。然而，由于制备聚酰胺聚合物的化学性质极为敏感，因此可以对机械密封件实施具体的设计参数，以保持聚合处理的完整性。

发明内容

本公开涉及一种具有加压机械密封件的搅拌式高压釜、密封搅拌式高压釜的方法，以及在搅拌式高压釜中制备聚酰胺聚合物的方法。所述搅拌式高压釜可包括高压釜容器、搅拌器和机械密封件。所述高压釜容器可适于容纳并使聚酰胺盐的组合物聚合，以形成聚酰胺聚合物。所述搅拌器可包括轴、螺旋钻部分（例如，位于所述容器内部）以及驱动部分（位于容器外部）。所述机械密封件可在所述高压釜容器的壁处或与所述高压釜容器的壁的邻近处围绕所述轴而形成压力边界。所述机械密封件包括通过密封水加压的加压水腔，所述密封水也与所述轴接触。密封压力可大于所述高压釜容器内的容器压力。所述加压水腔中的密封水可具有小于3ppm的钙含量和小于0.3ppm的铁含量。在一个实例中，一自动化搅拌式高压釜中可包括上述搅拌高压釜以及过程控制器。所述过程控制器可包括用于控制所述高压釜容器内的压力的压力模块、用于控制所述搅拌器的搅拌模块，以及用于控制所述加压水腔内的密封水压力的密封模块。

在另一示例中，围绕搅拌器轴来密封搅拌式高压釜密封的方法可包括：将布置成穿过高压釜容器的容器壁的搅拌器装配于所述高压釜容器内，将机械密封件贴附在螺旋钻部分与驱动部分之间的所述轴上，以及通过密封水对水腔加压。所述搅拌器可包括轴、布置在所述高压釜容器内的螺旋钻部分，以及位于所述高压釜容器的外部与驱动机构啮合的驱动部分。所述机械密封件可适于在容器壁处或容器壁的邻近处围绕所述轴而形成压力边界。所述密封水可与所述轴相接触（在所述轴从所述高压釜容器的外部向所述高压釜容器的内部过渡的位置处），并且可保持在比所述高压釜容器内的容器压力更大的密封压力下。所述密封水可具有小于3ppm的钙含量和小于0.3ppm的铁含量。在一个示例中，所述机械密封件可进一步包括可操作以形成围绕所述轴的冷却夹套的冷却水腔，但与所述密封水不同的是，冷却水通常不与所述轴接触。在本示例中，所述方法可进一步包括使冷却水进入或穿过冷却水腔的步骤。

在又一示例中，在搅拌式高压釜中制备聚酰胺聚合物的方法可包括用适于制备聚酰胺聚合物的聚酰胺盐的组合物对所述搅拌式高压釜装料，并使用各种适于形成所述聚酰胺聚合物的压力对所述搅拌式高压釜加压。附加的步骤可包括在制备所述聚酰胺聚合物的同时搅拌所述聚酰胺盐的组合物。所述搅拌器可包括轴、布置在所述高压釜容器内的螺旋钻部分，以及位于所述高压釜容器的外部且与驱动机构啮合的驱动部分。在所述轴从所述高压釜容器的外部向高压釜容器内过渡处的相邻位置上，设有通过所述密封水进行压力密封的机械密封件。而且，所述密封水可绕所述轴（在所述轴穿过容器壁进入所述高压釜容器的位置）保持在大于所述搅拌式高压釜内压力的压力，由此防止所述高压釜容器内的压力通过所述机械密封件漏失。附加地，所述密封水可具有小于3ppm的钙含量和小于0.3ppm的铁含量。

本发明的其他特征和优点将根据如下详细描述变得直观，其中通过示例的方式示出本发明特征。

附图说明

图1是具有根据本公开实施例的可用机械密封件的自动搅拌式高压釜的示意性剖视图；

图2是示出了根据本公开实施例制备聚酰胺聚合物的批量周期中的压力及搅拌动作的相关曲线图的示例性图解；

图3是根据本公开实施例的可与图1的高压釜配合使用的机械密封件的剖视图；和

图4是根据本公开实施例的可与图1的高压釜配合使用的另一机械密封件的剖视图。