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，對其回收利用也極為重要，目前廢舊聚酯的來源渠道很多，有PET瓶、聚酯薄膜生 產(chǎn)過程中的邊料、聚酯生產(chǎn)線的廢料、等級較次的聚酯切片等，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)裝置與工藝在實際使用過程中均因設(shè)計不合理 而存在再生聚酯品質(zhì)差，無法用于生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品等問題，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 將再生聚酯通過清洗、干燥處理后，通過喂料機構(gòu)送入螺桿擠出機，然后通過螺桿擠出 機擠出熔體并經(jīng)過濾后進入紡絲生產(chǎn)線。所謂“紡絲”為制造化學纖維的一道工序，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孔壓出形成化學纖維的過 程。紡絲膠體溶液或熔體用計量泵向噴絲頭輸送，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)量指標參差不齊，對于購買廠家不可能對原材料進行篩選，尤其涉及到熔 點、粘度等物性指標的要求，無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)有裝置無法保證質(zhì)量的穩(wěn)定；第三，對于一 些再生聚酯品種，需要提高熔體的粘度或其它質(zhì)量指標，但是現(xiàn)有裝置無法實現(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。實用新型內(nèi)容[0006]本實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]上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)用于利用再生聚酯制造熔體的裝置，包括螺 桿擠出機、第一過濾單元、熔體輸送泵以及第二過濾單元，其中，所述裝置還包括終縮 聚反應(yīng)器，所述螺桿擠出機、第一過濾單元、終縮聚反應(yīng)器、熔體輸送泵以及第二過濾 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濾器，該過濾器進而 連接于真空機組。[0008]本實用新型的用于利用再生聚酯制造熔體的裝置針對再生聚酯原料的特性以及 市場的需求，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)之上，設(shè)計了終縮聚反應(yīng)器，該終縮聚反應(yīng)器可以直接3加熱、攪拌，并設(shè)計了獨特的采用真空抽取雜質(zhì)的系統(tǒng)，與現(xiàn)有裝置相比，本實用新型 的裝置具有以下優(yōu)點第一，通過本實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、粘度等重要指標，并能夠根據(jù)產(chǎn)品要求控制熔體的質(zhì) 量指標，改變了現(xiàn)有技術(shù)不能控制的缺點；第二，通過獨特的真空抽除雜質(zhì)系統(tǒng)，使熔 體質(zhì)量得到進一步提高；第三，設(shè)置了多套過濾單元，確保雜質(zhì)能夠過濾掉，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，本實用新型中利用再生聚酯 制造熔體裝置采用縮聚前過濾單元和縮聚反應(yīng)后再次過濾過程，使得整個裝置制造的熔 體質(zhì)量得到提高，具有流程簡潔、各項質(zhì)量技術(shù)指標較高、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，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，圖中點劃線方框中的表示本實用新型的裝置的優(yōu)選 組成結(jié)構(gòu)；[0010]圖2是采用本實用新型的裝置制造熔體的另一種工藝流程示意圖；[0011]圖3是本實用新型的終縮聚反應(yīng)器的示意圖；[0012]圖4是本實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、B第一過濾單元、C終縮聚反應(yīng)器、D熔體輸送泵、E噴 淋冷凝器、F第二過濾單元、G氣液分離器、H過濾器、I乙二醇循環(huán)泵、J真空機組、 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)動軸、6攪拌盤片、7減 速裝置、8電機、9氣相入口、10液相出口、11氣相出口、12噴淋液進口。[0014]具體實施方式
[0015]下面將結(jié)合附圖對本實用新型中的具體實施例作進一步詳細說明。[0016]如圖1和圖2所示，本實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A、第一過濾單元B、終縮聚反應(yīng)器C、熔體輸送泵D以及第二過濾單元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連接于過濾器H，該 過濾器H進而連接于真空機組J。[0017]優(yōu)選地，螺桿擠出機A還連接于干燥系統(tǒng)(圖1和圖2)。此外，過濾器H可以 是袋式過濾器。[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)動軸5，該驅(qū)動軸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8驅(qū)動。顯然地，物料入口 1用于連接于第一過濾單 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，通過檢測出的結(jié)果 進行乙二醇調(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)堵塞的問題。在所述真空噴淋系統(tǒng)，獨特設(shè)計的噴淋塔(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)進入液封槽L中，通過過濾器過濾去除雜質(zhì)。[0022]本實用新型的利用再生聚酯制造熔體的裝置的生產(chǎn)過程如下[0023]將原料如經(jīng)過粉碎后(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)過專門設(shè)計的螺桿擠出機A通過電加熱熔融擠出，然后進入到第 一過濾單元B，再從終縮聚反應(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，進行縮聚反應(yīng)。在終縮聚反應(yīng)器C內(nèi)通過攪拌使物料形成膜狀，有利于乙二醇及其 它雜質(zhì)從膜的不斷更替過程中逸出，同時使縮聚反應(yīng)向更深程度進行，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(簡稱垂直膜)，和另一種平行于反應(yīng)器內(nèi)氣流方 向的膜(簡稱平行膜)，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)過氣相出口進入噴淋冷凝器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)進入液封槽L，部分不凝氣體進入真空系統(tǒng)。根據(jù)在終縮 聚反應(yīng)器C的前后部設(shè)置的粘度計量裝置測定物料的粘度變化，并控制終縮聚反應(yīng)器內(nèi) 的溫度、液位以及真空度，再由計算機控制系統(tǒng)判斷反應(yīng)已經(jīng)達到預(yù)想設(shè)定值，這時通 過終縮聚反應(yīng)器得物料出口 2的熔體輸送泵D輸送至第二過濾單元F，在第二過濾單元F 的過濾下，這時合格的熔體制造完畢，可以根據(jù)需要進入紡絲設(shè)備或直接拉膜設(shè)備。在 上述反應(yīng)過程中，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現(xiàn)生產(chǎn)適合不同用途的再生聚對苯二甲酸乙二醇酯的多種 工藝，具體操作過程和工藝參數(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 粉碎進入干燥系統(tǒng)進行處理，經(jīng)過干燥處理后的PET碎片含水率在30-50%。；[0026]第二，將干燥后的聚酯碎片通過強制喂料機構(gòu)送入螺桿擠出機，螺桿擠出機的 溫度為270°C 290°C，停留時間為0.1小時，輸出的熔體的粘度為0.50 0.65 ；[0027]第三，將由螺桿擠出機擠出的物料輸入第一過濾和第二過濾單元，經(jīng)增壓泵輸 入到特殊設(shè)計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，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)過過濾單元，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施例加以說明。[0031]如圖1所示，生產(chǎn)再生聚對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，物料被送到第一過濾單元B，經(jīng)過濾被送到終縮聚反應(yīng)器C的 物料進口，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，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，物料被送到第一過濾單元B，經(jīng)過濾被 送到終縮聚反應(yīng)器C的物料進口，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，出口粘度 為 0.667。[0033]本實用新型的用于利用再生聚酯制造熔體的裝置針對再生聚酯原料的特性以及 市場的需求，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)之上，設(shè)計了終縮聚反應(yīng)器，該終縮聚反應(yīng)器可以直接 加熱、攪拌，并設(shè)計了獨特的采用真空抽取雜質(zhì)的系統(tǒng)，與現(xiàn)有裝置相比，本實用新型 的裝置具有以下優(yōu)點第一，通過本實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、粘度等重要指標，并能夠根據(jù)產(chǎn)品要求控制熔體的質(zhì) 量指標，改變了現(xiàn)有技術(shù)不能控制的缺點；第二，通過獨特的真空抽除雜質(zhì)系統(tǒng)，使熔 體質(zhì)量得到進一步提高；第三，設(shè)置了多套過濾單元，確保雜質(zhì)能夠過濾掉，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，本實用新型中利用再生聚酯 制造熔體裝置采用縮聚前過濾單元和縮聚反應(yīng)后再次過濾過程，使得整個裝置制造的熔 體質(zhì)量得到提高，具有流程簡潔、各項質(zhì)量技術(shù)指標較高、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，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]在上述具體實施方式
中所描述的各個具體技術(shù)特征，可以通過任何合適的方式 進行任意組合，其同樣落入本實用新型所公開的范圍之內(nèi)。另外，本實用新型的各種不 同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應(yīng)當 視為本實用新型所公開的內(nèi)容。以上結(jié)合附圖詳細描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式， 但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本實用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍 內(nèi)，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型 的保護范圍。本實用新型的保護范圍由權(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(A)、第一過濾單元(B)、熔 體輸送泵(D)以及第二過濾單元(F)，其特征在于，設(shè)有終縮聚反應(yīng)器(C)，所述螺桿擠 出機(A)、第一過濾單元(B)、終縮聚反應(yīng)器(C)、熔體輸送泵(D)以及第二過濾單元(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)連接于過濾器(H)，該過濾器(H)進而連接于真空機組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(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，所述過濾器(H)為袋式過濾器。
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)動軸(5)，該驅(qū)動軸( 上安裝攪拌盤片(6)，所述驅(qū)動軸(5)的 一端延伸出所述筒體(；3)與減速裝置(7)連接以通過電機(8)驅(qū)動；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 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。
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(A)、第一過濾單元(B)、熔體輸送泵(D)以及第二過濾單元(F)，其中，設(shè)有終縮聚反應(yīng)器(C)，所述螺桿擠出機(A)、第一過濾單元(B)、終縮聚反應(yīng)器(C)、熔體輸送泵(D)以及第二過濾單元(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)連接于過濾器(H)，該過濾器(H)進而連接于真空機組(J)。
文檔編號D01D13/00GK201809482SQ20102029987
公開日2011年4月27日 申請日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者余國清, 盧旭坤, 楊偉, 王讀彬 申請人:揚州普立特科技發(fā)展有限公司