一種聚酰胺的生產(chǎn)系統(tǒng)及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚酰胺的制備領(lǐng)域，尤其涉及一種聚酰胺的生產(chǎn)系統(tǒng)及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚酰胺樹脂，簡稱PA，為主鏈上具有酰胺鍵的聚合體?？捎啥放c二元酸縮聚、內(nèi)酰胺開環(huán)聚合得到。由于所用二元酸和二元胺的種類不同可得到多種聚酰胺樹脂。按相對分子量的大小大致將其分為高分子聚酰胺樹脂和低分子聚酰胺樹脂。
[0003]高分子聚酰胺樹脂，即人們熟知的尼龍或錦綸，由直鏈脂肪族二元酸和二元胺構(gòu)成，主要用于制備合成纖維和工程塑料，開發(fā)和研宄工藝比較完整的一類聚酰胺樹脂。
[0004]低分子聚酰胺樹脂由二聚酸與二元胺或多元胺進(jìn)行縮聚反應(yīng)后得到，又稱二聚酸聚酰胺樹脂。按其性質(zhì)可分為兩大類:非反應(yīng)性或中性聚酰胺以及反應(yīng)性聚酰胺。
[0005]中性聚酰胺主要由二聚酸和乙二胺合成，用于生產(chǎn)油墨、熱熔性膠粘劑以及涂料。
[0006]二聚酸，通常指二聚脂肪酸，是一種成分復(fù)雜的混合物，因主要成分含有兩個羧酸基團(tuán)而得名。是采用不飽和脂肪酸，如油酸和亞油酸通過相互聚合等得到的。二聚酸具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，并能在很寬的溫度范圍內(nèi)保持流動性。二聚酸目前主要用作合成聚酰胺，而合成的中性聚酰胺中約有一半是用來制備熱熔膠，其次用于油墨的生產(chǎn)。
[0007]國內(nèi)制備二聚酸的方法多為白土催化法，該方法現(xiàn)存在兩種工藝:一種是脂肪酸甲酯法，以各種脂肪酸甲酯為原料，微晶高嶺土為催化劑，以甲醇排氧。該工藝的的優(yōu)點是設(shè)備簡單、操作方便、產(chǎn)品質(zhì)量理想。但催化劑用量較大，甲醇的純度要求較高。另一種是脂肪酸直接聚合工藝，采用植物油酸為原料，在充氮的情況下，反應(yīng)完成后，脫色、過濾，在薄膜蒸發(fā)器中蒸餾，得成品。此工藝收率高、質(zhì)量穩(wěn)定，為國內(nèi)目前生產(chǎn)二聚酸的主要工藝。
[0008]目前采用白土催化法生產(chǎn)二聚酸，再由二聚酸和乙二胺合成生產(chǎn)聚酰胺存在以下不足:
[0009]其一，反應(yīng)釜的加熱系統(tǒng)大都為電加熱，由于加熱溫度控制性差，導(dǎo)致加熱溫度過高或過低，從而嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。用導(dǎo)熱油加熱如公布號為CN103100361A的專利申請所述的一種導(dǎo)熱油加熱反應(yīng)釜系統(tǒng)，通過采用循環(huán)導(dǎo)熱，保證反應(yīng)釜的恒溫。但是，這種加熱方法需要循環(huán)系統(tǒng)始終處在工作狀態(tài)，才能保證反應(yīng)釜溫度的恒定，自動化程度低。而且，該專利申請的技術(shù)方案中導(dǎo)熱夾套外設(shè)有保溫層雖能起到一定的隔熱效果，但是，由于部分反應(yīng)要求溫度較高，會使得熱量穿透隔熱層散發(fā)出來，也會存在灼傷工作人員的危害，缺乏靠近后報警的功能。
[0010]其二，離心分離裝置通常只存在重相出口和輕相出口，做油-水分離后，水相與油相的界面很薄，重相出口會帶出一定的油，而輕相出口也會帶出一定的水，分離不充分，造成除磷效率低；而專利公布號CN103012110的專利申請所述的一種二聚酸的生產(chǎn)方法采用二步法除磷，先進(jìn)行水洗，再通過離心分離裝置進(jìn)行二次除磷。這種方法要求多種設(shè)備配合使用，存在工藝復(fù)雜、工作效率低的不足之處。
[0011]其三，在工業(yè)生產(chǎn)中，往往采用緩沖罐來緩沖系統(tǒng)的壓力波動，使系統(tǒng)工作更平穩(wěn)。目前，緩沖裝置與過濾裝置大都采用獨立的系統(tǒng)，在裝置的整體性、功能多樣性方面還有待改善。
[0012]其四，傳統(tǒng)的管道切換過濾裝置如第201320425490.0號專利所述的一種雙切換過濾裝置，通過采用切換閥來達(dá)到切換過濾的效果。但是，由于該裝置為整體裝置，不易滿足拆卸清理。同時，每一個過濾裝置都是一個獨立的系統(tǒng)，需要使用大量的管道。
[0013]其五，經(jīng)縮聚反應(yīng)后的聚酰胺需要通過過濾后才能進(jìn)行造粒，而過濾時，流體的溫度會逐漸下降，影響造粒效率。
[0014]其六，在造粒工藝中，造粒筒中切粒裝置的傳動軸通常是與電機(jī)的輸出軸相連，通過電機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動切粒刀的轉(zhuǎn)動，達(dá)到切粒的目的。這種切粒方式需要在造粒機(jī)上固定一個電機(jī)位，設(shè)備安裝的靈活性較差。傳統(tǒng)工藝中，經(jīng)造粒機(jī)造粒后的粒子直接下料，但此時粒子尚未冷卻且仍揮發(fā)一些有機(jī)廢氣。另外，由于在造粒過程中，會產(chǎn)生一些較輕的絮狀物，直接下料后，會帶入下料裝置中，為后續(xù)清理帶來麻煩。而且，傳統(tǒng)工藝的造粒分級出料工藝大都為人工進(jìn)行篩選，篩選效率較低。
[0015]其七，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣以及廢水在除雜、分解以及凈化方面也有待改善和提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種加工效率高、加工安全性好、產(chǎn)品含雜率低、且能有效處理生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水以及廢氣的聚酰胺的生產(chǎn)系統(tǒng)及其生產(chǎn)方法。
[0017]本發(fā)明采用以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問題的:一種聚酰胺的生產(chǎn)系統(tǒng)，所述生產(chǎn)系統(tǒng)按工藝流程從前至后依次包括聚合裝置、酸化釜、板框壓濾機(jī)、中轉(zhuǎn)釜、離心分離裝置、薄膜蒸發(fā)器、分子蒸餾裝置、管道切換過濾裝置、縮聚裝置、過濾裝置以及造粒系統(tǒng)；所述生產(chǎn)系統(tǒng)還包括廢氣處理裝置以及廢水處理系統(tǒng)，所述廢氣處理裝置將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行分解、沉降處理，所述廢水處理系統(tǒng)將生產(chǎn)過程中以及廢氣處理裝置產(chǎn)生的廢水進(jìn)行凈化處理；
[0018]所述聚合裝置包括聚合釜以及提料裝置，所述聚合釜包括聚合釜體以及聚合釜蓋，所述聚合釜蓋上開設(shè)有第一進(jìn)料口 ；所述提料裝置包括儲料罐、第一提升泵以及第一導(dǎo)料管；所述第一導(dǎo)料管的一端與所述第一進(jìn)料口相連，所述第一導(dǎo)料管的另一端與所述儲料罐的出料口相連，所述第一提升泵設(shè)置在所述第一導(dǎo)料管上；
[0019]所述中轉(zhuǎn)釜包括中轉(zhuǎn)釜殼體以及接觸式自動報警系統(tǒng)，所述中轉(zhuǎn)釜殼體上開設(shè)有第二進(jìn)料口，所述接觸式自動報警裝置包括第一液位傳感器以及報警系統(tǒng)；所述第一液位傳感器懸掛在所述中轉(zhuǎn)釜殼體的內(nèi)部空腔中，所述第一液位傳感器發(fā)出感應(yīng)信號驅(qū)動所述報警系統(tǒng)發(fā)出報警信號；
[0020]所述離心分離裝置包括離心機(jī)、分離槽以及排水管；所述離心機(jī)包括殼體、上蓋、轉(zhuǎn)鼓、輕相堰、重相堰；所述轉(zhuǎn)鼓設(shè)置在所述殼體的正中心，所述輕相堰設(shè)置在所述轉(zhuǎn)鼓頂部的開口區(qū)域，所述重相堰設(shè)置在所述上蓋的底部；所述殼體上開設(shè)有第三進(jìn)料口、第一進(jìn)水口、輕相出口以及重相出口 ；所述第三進(jìn)料口和所述第一進(jìn)水口位于所述輕相出口和所述重相出口的下方；所述上蓋上開設(shè)有第一排水口，所述第一排水口與所述排水管相對接，所述排水管上設(shè)置有第二提升泵；所述分離槽設(shè)置在所述重相出口的下方，所述分離槽中設(shè)置有擋板，所述擋板的底部與所述分離槽內(nèi)壁的底部存在間隙；
[0021]所述管道切換過濾裝置包括第一進(jìn)料管、緩沖罐、第一多通管、若干個過濾罐、連接管以及回流管；所述第一多通管上設(shè)置有互通的內(nèi)口以及若干側(cè)口，所述第一進(jìn)料管的出料口與所述緩沖罐的進(jìn)料口相連通，所述緩沖罐的出料口與所述內(nèi)口相連通，所述過濾罐的入口與所述側(cè)口相連通，所述過濾罐的出口通過所述連接管與所述回流管相連通，所述回流管上設(shè)置有第四提升泵；
[0022]所述縮聚裝置包括縮聚釜、滴加裝置、第一列管冷凝器以及第一導(dǎo)氣管；所述第一列管冷凝器通過所述第一導(dǎo)氣管與所述縮聚釜的內(nèi)部空腔相連通，所述滴加裝置包括儲液罐、導(dǎo)液管以及閥門；所述導(dǎo)液管的一端與所述儲液罐的出料口相連通，所述導(dǎo)液管的另一端延伸至所述縮聚釜的內(nèi)部空腔中，所述閥門設(shè)置在所述導(dǎo)液管上；所述第一列管冷凝器中設(shè)置有第一折流板，所述第一折流板與所述第一列管冷凝器中的冷凝管相連；所述縮聚釜包括縮聚釜體以及縮聚釜蓋，所述縮聚釜體包括內(nèi)罐體與外罐體，所述外罐體上開設(shè)有第一進(jìn)油口以及第一出油口 ；所述內(nèi)罐體與所述外罐體之間的空腔處儲存有油液，所述釜蓋上開設(shè)有第四進(jìn)料口 ；所述縮聚裝置還包括自動控溫裝置，所述自動控溫裝置包括溫度傳感器、循環(huán)油管、循環(huán)泵、電子閥以及儲油箱；所述溫度傳感器設(shè)置在所述外罐體上，所述循環(huán)泵以及所述電子閥均設(shè)置在所述循環(huán)油管上；所述儲油箱上開設(shè)有第二進(jìn)油口以及第二出油口，所述循環(huán)油管包括進(jìn)油管以及出油管；所述第一進(jìn)油口與所述第二出油口通過所述進(jìn)油管相連通，所述第一出油口與所述第二進(jìn)油口通過所述出油管相連通；
[0023]所述過濾裝置包括過濾器、第二進(jìn)料管、第一出料管以及油管；所述第二進(jìn)料管包括第二進(jìn)料內(nèi)管以及第二進(jìn)料外管，所述第一出料管包括第一出料內(nèi)管以及第一出料外管，內(nèi)管與其相對的外管之間的空腔處存儲有油液；所述第二進(jìn)料外管與所述油管的一端相連通，所述第一出料外管與所述油管的另一端相連通；所述第一出料內(nèi)管以及所述第二進(jìn)料內(nèi)管均與所述過濾器的內(nèi)部空腔相通；
[0024]所述造粒系統(tǒng)按照工藝流程從前到后依次包括造粒機(jī)構(gòu)、造粒輸送機(jī)構(gòu)以及造粒分級出料機(jī)構(gòu)；
[0025]所述造粒機(jī)構(gòu)包括布料器以及傳動裝置，所述布料器包括造粒筒以及切粒裝置；所述切粒裝置包括切粒刀以及傳動軸，所述切粒刀套設(shè)在所述傳動軸中，所述傳動軸的主體部分收容在所述造粒筒的空腔中，所述傳動軸的兩端均延伸出所述造粒筒的空腔外；所述造粒筒的底部開設(shè)有若干個規(guī)則排列的料孔，所述造粒筒的頂部開設(shè)有喂料口，所述料孔、所述喂料口以及所述空腔互通；所述傳動裝置包括電機(jī)、第一齒輪、第二齒輪以及鏈條，所述鏈條套設(shè)在所述第一齒輪以及第二齒輪上，所述電機(jī)的輸出軸與所述第一齒輪相連，所述第二齒輪與所述傳動軸的端部相連；
[0026]所述造粒輸送機(jī)構(gòu)包括輸送裝置，所述輸送裝置將經(jīng)所述造粒筒流出的粒子進(jìn)行傳送；所述輸送裝置包括主動輪、從動輪以及布料板，所述布料板套設(shè)在所述主動輪以及從動輪上；所述輸送裝置還包括若干塊理平板，所述理平板垂直于所述布料板的輸送方向固定在下層布料板上，并保證所述理平板的長度方向與所述布料板的寬度方向相平行；在所述輸送裝置的一側(cè)還設(shè)置有若干個自動噴淋裝置；所述輸送裝置的上方還設(shè)置有廢氣收集裝置，所述廢氣收集裝置包括抽風(fēng)裝置以及通風(fēng)管道；所述抽風(fēng)裝置設(shè)置在所述造粒筒的上方，所述通風(fēng)管道的一端與所述抽風(fēng)裝置相連，所述通風(fēng)管道的另一端平行于所述輸送裝置的長度方向延伸至所述輸送裝置末端的上方；所述通風(fēng)管道的底部設(shè)置有若干排通風(fēng)眼；
[0027]所述造粒分級出料機(jī)構(gòu)包括刮刀、過篩、下料漏斗、吹風(fēng)機(jī)、分離裝置、第二出料管、絮狀物收集裝置以及第二多通管；所述刮刀的刀口貼靠在所述輸送裝置末端的布料板上，所述過篩設(shè)置在所述刮刀的下方并固定在所述下料漏斗的開口端，所述下料漏斗的底部與所述第二多通管向連通；所述第二多通管的入口端設(shè)置有所述吹風(fēng)機(jī)、所述多口管道的出口與所述分離裝置的入口相連，所述分離裝置上開設(shè)有絮狀物出口，所述分離裝置的底部開設(shè)有出料口；所述絮狀物出口通過所述第二導(dǎo)料管與所述絮狀物收集裝置相連通；所述第二出料管與所述分離裝置的出料口相連通；所述分離裝置的出料口處設(shè)置有側(cè)刀閘，所述第二導(dǎo)料管上設(shè)置有第五提升泵；
[0028]所述廢氣處理裝置從前至后依次包括高溫廢氣處理裝置、噴淋凈化廢氣裝置以及除臭裝置；
[0029]所述高溫廢氣處理裝置包括通氣罐、第二列管冷凝器、盤管以及制冷系統(tǒng)；所述通氣罐的下端開設(shè)有進(jìn)氣口 ；所述盤管呈螺旋狀設(shè)置在所述通氣罐的內(nèi)部空腔中，所述盤管的底部設(shè)置有進(jìn)水口，