專利名稱：用于利用再生聚酯制造熔體的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用于利用再生聚酯制造熔體的裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于利用再生聚酯制造熔體的裝置。
技術(shù)背景[0002]再生聚酯主要是指各種形式的苯二甲酸乙二醇酯(PET)，隨著PET的廣泛使 用，對(duì)其回收利用也極為重要，目前廢舊聚酯的來(lái)源渠道很多，有PET瓶、聚酯薄膜生 產(chǎn)過(guò)程中的邊料、聚酯生產(chǎn)線的廢料、等級(jí)較次的聚酯切片等，雖然目前利用廢舊PET 的工業(yè)化裝置及工藝較多，但是這些生產(chǎn)裝置與工藝在實(shí)際使用過(guò)程中均因設(shè)計(jì)不合理 而存在再生聚酯品質(zhì)差，無(wú)法用于生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品等問(wèn)題，其大多用于低檔次的產(chǎn)品 中，產(chǎn)品附加值不高。[0003]如上所述，目前，市場(chǎng)上的再生聚酯使用狀況大多處于低檔次產(chǎn)品的利用，即 將再生聚酯通過(guò)清洗、干燥處理后，通過(guò)喂料機(jī)構(gòu)送入螺桿擠出機(jī)，然后通過(guò)螺桿擠出 機(jī)擠出熔體并經(jīng)過(guò)濾后進(jìn)入紡絲生產(chǎn)線。所謂“紡絲”為制造化學(xué)纖維的一道工序，即 將某些高分子化合物制成膠體溶液或熔化成熔體后由噴絲頭細(xì)孔壓出形成化學(xué)纖維的過(guò) 程。紡絲膠體溶液或熔體用計(jì)量泵向噴絲頭輸送，成形方法主要有溶液紡絲和熔體紡絲 兩大類。[0004]上述利用再生聚酯制造熔體的裝置存在諸多不足之處第一，由于再生聚酯用 途不一，其質(zhì)量指標(biāo)參差不齊，對(duì)于購(gòu)買廠家不可能對(duì)原材料進(jìn)行篩選，尤其涉及到熔 點(diǎn)、粘度等物性指標(biāo)的要求，無(wú)法也不可能保證熔體的均勻性；第二，由于再生聚酯種 類較多，很類似的行業(yè)均需要使用，但是現(xiàn)有裝置無(wú)法保證質(zhì)量的穩(wěn)定；第三，對(duì)于一 些再生聚酯品種，需要提高熔體的粘度或其它質(zhì)量指標(biāo)，但是現(xiàn)有裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)。[0005]因此，需要一種新型的用于利用再生聚酯制造熔體的裝置。實(shí)用新型內(nèi)容[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于利用再生聚酯制造熔體的裝置，以克服現(xiàn)有 技術(shù)的上述缺陷，該裝置能夠有效提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，并且通 過(guò)該裝置形成的容器能夠直接用于紡絲、拉膜。[0007]上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)用于利用再生聚酯制造熔體的裝置，包括螺 桿擠出機(jī)、第一過(guò)濾單元、熔體輸送泵以及第二過(guò)濾單元，其中，所述裝置還包括終縮 聚反應(yīng)器，所述螺桿擠出機(jī)、第一過(guò)濾單元、終縮聚反應(yīng)器、熔體輸送泵以及第二過(guò)濾 單元依次連接，并且所述終縮聚反應(yīng)器還連接于噴淋冷凝器，該噴淋冷凝器的液相出口 連接于液封槽，該液封槽經(jīng)由乙二醇循環(huán)泵連接于所述噴淋冷凝器的噴淋液進(jìn)口，所述 噴淋冷凝器的氣相出口連接于氣液分離器，該氣液分離器連接于過(guò)濾器，該過(guò)濾器進(jìn)而 連接于真空機(jī)組。[0008]本實(shí)用新型的用于利用再生聚酯制造熔體的裝置針對(duì)再生聚酯原料的特性以及 市場(chǎng)的需求，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)了終縮聚反應(yīng)器，該終縮聚反應(yīng)器可以直接3加熱、攪拌，并設(shè)計(jì)了獨(dú)特的采用真空抽取雜質(zhì)的系統(tǒng)，與現(xiàn)有裝置相比，本實(shí)用新型 的裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)第一，通過(guò)本實(shí)用新型的裝置可以添加一些助劑直接參與反應(yīng)， 從而能夠容易地控制聚酯的熔點(diǎn)、粘度等重要指標(biāo)，并能夠根據(jù)產(chǎn)品要求控制熔體的質(zhì) 量指標(biāo)，改變了現(xiàn)有技術(shù)不能控制的缺點(diǎn)；第二，通過(guò)獨(dú)特的真空抽除雜質(zhì)系統(tǒng)，使熔 體質(zhì)量得到進(jìn)一步提高；第三，設(shè)置了多套過(guò)濾單元，確保雜質(zhì)能夠過(guò)濾掉，保證了熔 體的均勻性；第四，由于提高了品質(zhì)，因此制造的熔體除了可以運(yùn)用于紡絲裝置，還可 以用于直接拉膜裝置，增加了再生聚酯的用途。也就是說(shuō)，本實(shí)用新型中利用再生聚酯 制造熔體裝置采用縮聚前過(guò)濾單元和縮聚反應(yīng)后再次過(guò)濾過(guò)程，使得整個(gè)裝置制造的熔 體質(zhì)量得到提高，具有流程簡(jiǎn)潔、各項(xiàng)質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)較高、真空系統(tǒng)不易堵塞、適合生 產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)，其有效提高了產(chǎn)品品質(zhì)，降低了生產(chǎn)成本，并且制造的熔體可以 用于紡絲、直接拉膜等。


[0009]圖1是本實(shí)用新型的用于利用再生聚酯制造熔體的裝置的結(jié)構(gòu)框圖，其中顯示 了利用該裝置制造熔體的工藝流程，圖中點(diǎn)劃線方框中的表示本實(shí)用新型的裝置的優(yōu)選 組成結(jié)構(gòu)；[0010]圖2是采用本實(shí)用新型的裝置制造熔體的另一種工藝流程示意圖；[0011]圖3是本實(shí)用新型的終縮聚反應(yīng)器的示意圖；[0012]圖4是本實(shí)用新型的噴淋冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖。[0013]其中A螺桿擠出機(jī)、B第一過(guò)濾單元、C終縮聚反應(yīng)器、D熔體輸送泵、E噴 淋冷凝器、F第二過(guò)濾單元、G氣液分離器、H過(guò)濾器、I乙二醇循環(huán)泵、J真空機(jī)組、 L液封槽、1物料入口、2物料出口、3筒體、4、氣體出口、5驅(qū)動(dòng)軸、6攪拌盤片、7減 速裝置、8電機(jī)、9氣相入口、10液相出口、11氣相出口、12噴淋液進(jìn)口。[0014]具體實(shí)施方式
[0015]下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型中的具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。[0016]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的利用再生聚酯制造熔體的裝置包括依次連接的 螺桿擠出機(jī)A、第一過(guò)濾單元B、終縮聚反應(yīng)器C、熔體輸送泵D以及第二過(guò)濾單元F， 其中，終縮聚反應(yīng)器C還連接于噴淋冷凝器E，該噴淋冷凝器E的液相出口 10連接于液 封槽L，該液封槽L經(jīng)由乙二醇循環(huán)泵I連接于所述噴淋冷凝器E的噴淋液進(jìn)口 12，所述 噴淋冷凝器E的氣相出口 11連接于氣液分離器G，該氣液分離器G連接于過(guò)濾器H，該 過(guò)濾器H進(jìn)而連接于真空機(jī)組J。[0017]優(yōu)選地，螺桿擠出機(jī)A還連接于干燥系統(tǒng)(圖1和圖2)。此外，過(guò)濾器H可以 是袋式過(guò)濾器。[0018]如圖3所示，終縮聚反應(yīng)器C包括有一密閉的橫截面呈圓形或長(zhǎng)圓形的筒體3， 該筒體3呈臥式設(shè)置，并兩端部(或其它部位)分別設(shè)置有一或多個(gè)物料入口 1、物料出 口 2以及氣體出口 4，氣體出口 4利用氣流快速帶走乙二醇和水分子，在筒體3兩端部的 端蓋之間設(shè)有一根驅(qū)動(dòng)軸5，該驅(qū)動(dòng)軸5上安裝攪拌盤片(多組圓孔板)6，一端延伸出筒 體3與減速裝置7聯(lián)接，并由電機(jī)8驅(qū)動(dòng)。顯然地，物料入口 1用于連接于第一過(guò)濾單 元B，物料出口 2用于連接于熔體輸送泵D，氣體出口 4用于連接于噴淋冷凝器E的氣相入口 9。[0019]如圖4所示，噴淋冷凝器E具有塔式結(jié)構(gòu)，其包括立式長(zhǎng)圓形的筒體結(jié)構(gòu)，其設(shè) 置有氣相入口 9、液相出口 10、氣相出口 11以及噴淋液進(jìn)口 12，如上所述，噴淋冷凝器 E的液相出口 10用于連接于液封槽L，該液封槽L經(jīng)由乙二醇循環(huán)泵I連接于所述噴淋冷 凝器E的噴淋液進(jìn)口 12，所述噴淋冷凝器E的氣相出口 11用于連接于氣液分離器G。[0020]此外，在終縮聚反應(yīng)器C的前端和后端相應(yīng)設(shè)置有粘度計(jì)，通過(guò)檢測(cè)出的結(jié)果 進(jìn)行乙二醇調(diào)配并控制反應(yīng)溫度、真空度、轉(zhuǎn)速，以在終縮聚反應(yīng)器C的物料出口 2獲得 高品質(zhì)的聚酯熔體。[0021]在縮聚真空階段，設(shè)置有高效噴淋系統(tǒng)，乙二醇可以循環(huán)使用，杜絕了真空系 統(tǒng)堵塞的問(wèn)題。在所述真空噴淋系統(tǒng)，獨(dú)特設(shè)計(jì)的噴淋塔(即噴淋冷凝器E的結(jié)構(gòu))， 直接采用噴淋，不設(shè)置列管，在重力和真空的雙重作用下，低分子類雜質(zhì)隨噴淋的乙二 醇(乙二醇)進(jìn)入液封槽L中，通過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾去除雜質(zhì)。[0022]本實(shí)用新型的利用再生聚酯制造熔體的裝置的生產(chǎn)過(guò)程如下[0023]將原料如經(jīng)過(guò)粉碎后(例如形成PET瓶片等)再生聚酯和乙二醇按一定摩爾比 1 0.0001-0.1配料，經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì)的螺桿擠出機(jī)A通過(guò)電加熱熔融擠出，然后進(jìn)入到第 一過(guò)濾單元B，再?gòu)慕K縮聚反應(yīng)器C底部的物料入口 1加入，物料在攪拌盤片6的作用 下，進(jìn)行縮聚反應(yīng)。在終縮聚反應(yīng)器C內(nèi)通過(guò)攪拌使物料形成膜狀，有利于乙二醇及其 它雜質(zhì)從膜的不斷更替過(guò)程中逸出，同時(shí)使縮聚反應(yīng)向更深程度進(jìn)行，由于在反應(yīng)器內(nèi) 形成一種垂直于反應(yīng)器內(nèi)氣流方向的膜(簡(jiǎn)稱垂直膜)，和另一種平行于反應(yīng)器內(nèi)氣流方 向的膜(簡(jiǎn)稱平行膜)，從而增加了攪拌裝置的作用空間攜帶物料液膜的量，使得反應(yīng)器 傳質(zhì)面積增大，乙二醇及其它雜質(zhì)脫出的幾率提高，并使熔體的分子量分布變窄。從液 相脫出的乙二醇和其他小分子經(jīng)過(guò)氣相出口進(jìn)入噴淋冷凝器E，與冷的液體乙二醇直接換 熱冷凝后，乙二醇及其它雜質(zhì)進(jìn)入液封槽L，部分不凝氣體進(jìn)入真空系統(tǒng)。根據(jù)在終縮 聚反應(yīng)器C的前后部設(shè)置的粘度計(jì)量裝置測(cè)定物料的粘度變化，并控制終縮聚反應(yīng)器內(nèi) 的溫度、液位以及真空度，再由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)判斷反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到預(yù)想設(shè)定值，這時(shí)通 過(guò)終縮聚反應(yīng)器得物料出口 2的熔體輸送泵D輸送至第二過(guò)濾單元F，在第二過(guò)濾單元F 的過(guò)濾下，這時(shí)合格的熔體制造完畢，可以根據(jù)需要進(jìn)入紡絲設(shè)備或直接拉膜設(shè)備。在 上述反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)器加熱的采用液相或氣相熱媒。[0024]利用上述裝置可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)適合不同用途的再生聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的多種 工藝，具體操作過(guò)程和工藝參數(shù)可以控制如下[0025]第一，將再生聚酯原料(例如PET塊狀料，PET薄膜邊料，PET瓶片等)通過(guò) 粉碎進(jìn)入干燥系統(tǒng)進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)干燥處理后的PET碎片含水率在30-50%。；[0026]第二，將干燥后的聚酯碎片通過(guò)強(qiáng)制喂料機(jī)構(gòu)送入螺桿擠出機(jī)，螺桿擠出機(jī)的 溫度為270°C 290°C，停留時(shí)間為0.1小時(shí)，輸出的熔體的粘度為0.50 0.65 ；[0027]第三，將由螺桿擠出機(jī)擠出的物料輸入第一過(guò)濾和第二過(guò)濾單元，經(jīng)增壓泵輸 入到特殊設(shè)計(jì)的可形成垂直膜與平行膜的臥式縮聚反應(yīng)器C中，在溫度為260°C 290°C 下反應(yīng)0.2 3小時(shí)，其中在終縮聚反應(yīng)器出口的聚合物的酯化率為99.8%，聚合度為 90 130，出口粘度為0.55 0.85 ；[0028]第四，將終縮聚反應(yīng)器C的物料出口的物料經(jīng)熔體泵輸入到熔體管道中，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾單元，經(jīng)增壓泵輸入到紡絲裝置或直接拉膜裝置。[0029]此外，在終縮聚反應(yīng)器內(nèi)部，物料在攪拌裝置作用下可形成多重膜，增加了反 應(yīng)面積，并在溫度為270 ^5°C、壓力為0-2000Pa條件下，經(jīng)1 4小時(shí)完成終縮聚反 應(yīng)，使輸出物料的特性粘度提高到0.5 0.8，聚合度為80 120。[0030]下面分別列舉不同的工藝實(shí)施例加以說(shuō)明。[0031]如圖1所示，生產(chǎn)再生聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的具體工藝如下將瓶片原料、 塊狀料和乙二醇按摩爾比500-1000 1混合，送入螺桿擠出機(jī)A，其螺桿溫度分區(qū)控 制在第一區(qū)為275°C，第二區(qū)為278°C，第三區(qū)為283°C，第四區(qū)為283°C，第五區(qū)為 283第六區(qū)為觀31，物料被送到第一過(guò)濾單元B，經(jīng)過(guò)濾被送到終縮聚反應(yīng)器C的 物料進(jìn)口，物料液位控制在35%，在攪拌器的轉(zhuǎn)速為2rpm的作用下，終縮聚反應(yīng)器C內(nèi) 形成垂直膜與平行膜的，在溫度為觀21下反應(yīng)1.5小時(shí)，出口粘度為0.67。[0032]如圖2所示，將瓶片原料和乙二醇按摩爾比500-1200 1混合，送入螺桿擠出 機(jī)A，其螺桿溫度分區(qū)控制在第一區(qū)為278°C，第二區(qū)為280°C，第三區(qū)為觀21，第 四區(qū)為^4°C，第五區(qū)為觀41，第六區(qū)為觀21，物料被送到第一過(guò)濾單元B，經(jīng)過(guò)濾被 送到終縮聚反應(yīng)器C的物料進(jìn)口，物料液位控制在30%，在攪拌器的轉(zhuǎn)速為2.5rpm的作 用下，終縮聚反應(yīng)器內(nèi)形成垂直膜與平行膜，在溫度為觀51下反應(yīng)0.85小時(shí)，出口粘度 為 0.667。[0033]本實(shí)用新型的用于利用再生聚酯制造熔體的裝置針對(duì)再生聚酯原料的特性以及 市場(chǎng)的需求，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)了終縮聚反應(yīng)器，該終縮聚反應(yīng)器可以直接 加熱、攪拌，并設(shè)計(jì)了獨(dú)特的采用真空抽取雜質(zhì)的系統(tǒng)，與現(xiàn)有裝置相比，本實(shí)用新型 的裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)第一，通過(guò)本實(shí)用新型的裝置可以添加一些助劑直接參與反應(yīng)， 從而能夠容易地控制聚酯的熔點(diǎn)、粘度等重要指標(biāo)，并能夠根據(jù)產(chǎn)品要求控制熔體的質(zhì) 量指標(biāo)，改變了現(xiàn)有技術(shù)不能控制的缺點(diǎn)；第二，通過(guò)獨(dú)特的真空抽除雜質(zhì)系統(tǒng)，使熔 體質(zhì)量得到進(jìn)一步提高；第三，設(shè)置了多套過(guò)濾單元，確保雜質(zhì)能夠過(guò)濾掉，保證了熔 體的均勻性；第四，由于提高了品質(zhì)，因此制造的熔體除了可以運(yùn)用于紡絲裝置，還可 以用于直接拉膜裝置，增加了再生聚酯的用途。也就是說(shuō)，本實(shí)用新型中利用再生聚酯 制造熔體裝置采用縮聚前過(guò)濾單元和縮聚反應(yīng)后再次過(guò)濾過(guò)程，使得整個(gè)裝置制造的熔 體質(zhì)量得到提高，具有流程簡(jiǎn)潔、各項(xiàng)質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)較高、真空系統(tǒng)不易堵塞、適合生 產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)，其有效提高了產(chǎn)品品質(zhì)，降低了生產(chǎn)成本，并且制造的熔體可以 用于紡絲、直接拉膜等。[0034]在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，可以通過(guò)任何合適的方式 進(jìn)行任意組合，其同樣落入本實(shí)用新型所公開的范圍之內(nèi)。另外，本實(shí)用新型的各種不 同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng) 視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式， 但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍 內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.用于利用再生聚酯制造熔體的裝置，包括螺桿擠出機(jī)(A)、第一過(guò)濾單元(B)、熔 體輸送泵(D)以及第二過(guò)濾單元(F)，其特征在于，設(shè)有終縮聚反應(yīng)器(C)，所述螺桿擠 出機(jī)(A)、第一過(guò)濾單元(B)、終縮聚反應(yīng)器(C)、熔體輸送泵(D)以及第二過(guò)濾單元(F)依次連接，并且所述終縮聚反應(yīng)器(C)還連接于噴淋冷凝器(E)，該噴淋冷凝器(E) 的液相出口(10)連接于液封槽(L)，該液封槽(L)經(jīng)由乙二醇循環(huán)泵⑴連接于所述噴淋 冷凝器(E)的噴淋液進(jìn)口(12)，所述噴淋冷凝器(E)的氣相出口(11)連接于氣液分離器(G)，該氣液分離器(G)連接于過(guò)濾器(H)，該過(guò)濾器(H)進(jìn)而連接于真空機(jī)組⑴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述螺桿擠出機(jī)(A)還連接于干燥系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述過(guò)濾器(H)為袋式過(guò)濾器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述終縮聚反應(yīng)器(C)包括筒體(3)， 該筒體(3)內(nèi)設(shè)置有驅(qū)動(dòng)軸(5)，該驅(qū)動(dòng)軸( 上安裝攪拌盤片(6)，所述驅(qū)動(dòng)軸(5)的 一端延伸出所述筒體(；3)與減速裝置(7)連接以通過(guò)電機(jī)(8)驅(qū)動(dòng)；所述筒體(；3)上設(shè)置 有物料入口(1)、物料出口( 以及氣體出口 G)，所述物料入口(1)連接于所述第一過(guò) 濾單元(B)，所述物料出口( 連接于所述熔體輸送泵(D)，所述氣體出口(4)連接于所 述噴淋冷凝器(E)的氣相入口(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述終縮聚反應(yīng)器(C)的前、后端分別 設(shè)置有粘度計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述噴淋冷凝器(E)具有塔式結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于利用再生聚酯制造熔體的裝置，包括螺桿擠出機(jī)(A)、第一過(guò)濾單元(B)、熔體輸送泵(D)以及第二過(guò)濾單元(F)，其中，設(shè)有終縮聚反應(yīng)器(C)，所述螺桿擠出機(jī)(A)、第一過(guò)濾單元(B)、終縮聚反應(yīng)器(C)、熔體輸送泵(D)以及第二過(guò)濾單元(F)依次連接，并且所述終縮聚反應(yīng)器(C)還連接于噴淋冷凝器(E)，該噴淋冷凝器(E)的液相出口(10)連接于液封槽(L)，該液封槽(L)經(jīng)由乙二醇循環(huán)泵(I)連接于所述噴淋冷凝器(E)的噴淋液進(jìn)口(12)，所述噴淋冷凝器(E)的氣相出口(11)連接于氣液分離器(G)，該氣液分離器(G)連接于過(guò)濾器(H)，該過(guò)濾器(H)進(jìn)而連接于真空機(jī)組(J)。
文檔編號(hào)D01D13/00GK201809482SQ20102029987
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者余國(guó)清, 盧旭坤, 楊偉, 王讀彬 申請(qǐng)人:揚(yáng)州普立特科技發(fā)展有限公司