[实用新型]用于制备聚酰胺的装置以及聚酰胺的生产设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及聚酰胺领域，具体涉及一种用于制备聚酰胺的装置以及包括所述装置的聚酰胺生产设备。

背景技术

现有技术中，聚酰胺的聚合方法一般可分为加热缩聚或界面缩聚法。例如：(BaconKe,A.W.Sisko,Differentialthermalanalysisofhighpolymers.III.Polyamides,JournalofPolymerScience第50卷第153期,第87–98页,1961年3月)记载了加热缩聚法，然而，根据报道，加热缩聚法相较于界面缩聚法而言，制得的聚酰胺熔点低且耐热性劣化(J.Polym.Sci.50,87,1961；Macromolecules,30,8540,1998)。而界面缩聚法工序非常复杂，难以在工业上适用。上述工艺都是短程聚合工艺，不论哪种工艺都存在一定缺陷，且制得的聚酰胺，特别是聚酰胺5X聚合度不高，工业应用受到很大的限制。

随着聚合工艺的不断发展，连续聚合工艺应运而生，从一定程度上弥补了短程聚合的缺陷。目前世界上主要的连续聚合工艺具体而言主要包括以下环节：浓缩→高压预聚→闪蒸→常压或真空缩聚。杜邦公司作为世界范围内知名的聚酰胺生产商，对聚酰胺66的连续聚合工艺进行了改进，其独特的连续聚合工艺主要包括以下环节：高压浓缩预聚→闪蒸→常压缩聚。

在连续聚合工艺中，通过各组设备的共同作用，将热施加至反应混合物并将水逐渐地移除，以驱动反应平衡朝向聚酰胺，直至聚合物达到所需的长度范围，之后再挤出成粒料，纺成纤维或加工为其他的形状。整个连续聚合工艺需要大量的热量，以使得缩合反应发生并从反应混合物移除水。

聚酰胺的连续聚合工艺对温度非常敏感，而现有聚合反应器对温度的调节能力有限，导致了诸多问题。第一，加热速度过快，导致聚酰胺副产物以及凝胶的形成，凝胶的积累会堵塞系统，需要关闭反应器和其他部件以清洁，且会污染聚酰胺产物。第二，反应器中形成水蒸气时，会增加反应器中的压力并形成水蒸气和反应混合物的混合物，压力的增加导致水蒸气和反应混合物沿反应器高速行进，难以控制反应混合物的温度，并且使水蒸气从反应混合物中的分离变得复杂。上述问题导致聚酰胺反应器的聚合效果不十分理想。再加上现有技术中的聚合方法，大多数是针对聚酰胺66而做出的研究，聚酰胺5X与聚酰胺66由于聚合原料不同，聚合工艺也有所不同。

对于聚酰胺聚合工艺的预聚步骤而言，现有的装置或设备大都是针对聚酰胺66聚合系统的预聚装置，并不适用于聚酰胺5X，例如，CN204051644U公开了一种用于制备聚酰胺的管式反应器，该管式反应器温控效果同样不够理想。因此，针对聚酰胺5X产品设计特定的预聚装置或设备，是目前急需解决的课题之一。

实用新型内容

为克服现有聚酰胺生产工艺中预聚装置存在的缺陷，本实用新型的一个目的是提供一种用于制备聚酰胺的装置。

本实用新型的第二个目的是提供一种聚酰胺5X的生产设备。

本实用新型提供的用于制备聚酰胺的装置为预聚装置，其包括：管式反应器、三个以上的用于加热所述管式反应器的加热夹套以及一个或多个用于向所述加热夹套提供热媒的热媒蒸发器。

本实用新型所述的装置中，所述管式反应器的管体包括连通的若干段直管部及弯管部，所述管体上均匀分布有排气口。

本实用新型所述的装置中，所述管体的长度为50～180m，内径为30～80cm，长度/内径比为60～600。

本实用新型所述的装置中，所述排气口的数量为3～30个，相邻两排气口的间距为6～20cm。

本实用新型所述的装置中，所述加热夹套的数量为3～9个。

本实用新型所述的装置中，每个所述加热夹套单独连接有一个热媒蒸发器。

本实用新型提供的聚酰胺5X的生产设备包括依次连接的原料浓缩装置、预聚装置、减压装置、水分分离装置和缩聚装置，其中，所述预聚装置为以上技术方案任一项所述的装置。

本实用新型所述的生产设备中，所述聚酰胺5X为聚酰胺56。

本实用新型提供的预聚装置采用多个加热夹套，加热、传热效率更高，温度控制更加精确，物料在管式反应器中能得到均匀、平稳的加热，能最大限度防止预聚过程中凝胶的产生，降低了原料二元胺的损失；本实用新型的预聚装置采用多个热媒蒸发器向加热夹套提供热媒，可实现温度多端控制，本实用新型的预聚装置运行稳定，方便维修与更换，能有效降低生产成本。