專利名稱：滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上再利用工藝及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滌綸纖維生產(chǎn)的工藝和裝置，尤其涉及一種利用滌綸廢料在連續(xù)聚合 生產(chǎn)線上再利用的工藝及裝置。
背景技術(shù)：
聚酯被廣泛運用于各種各樣的應(yīng)用中，其中許多需要高分子量聚酯從而獲得所需 要的各項性能。就此而言，聚酯可用來制造諸如食品及飲料容器之類的模塑制品。目前國 內(nèi)生產(chǎn)滌綸的工藝已經(jīng)比較成熟，例如由中國紡織工業(yè)設(shè)計院設(shè)計的四釜連續(xù)聚合裝置及 工藝流程，及其他五釜連續(xù)聚合流程或一頭兩尾連續(xù)聚合流程裝置，都在工業(yè)上有著廣泛 的應(yīng)用。隨著國內(nèi)聚酯行業(yè)的發(fā)展，在聚酯的生產(chǎn)中也不可避免會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢料。 目前工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料(包括廢絲、廢塊)，滌綸廠一般都是出售給小廠另外回收使用 的，一般不能直接回收使用。這在一定程度上降低了企業(yè)的經(jīng)濟效益、浪費了資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何能在連續(xù)聚合的工藝流程中直接利用所產(chǎn)生 的滌綸廢料，從而節(jié)約能源、資源，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線 上再利用的工藝，該工藝包括以下步驟(a)將精對苯二甲酸與乙二醇混合攪拌；(b)將均 勻混合的物料進行酯化反應(yīng)；(c)將充分酯化后的物料進行聚合反應(yīng)；(d)將聚合物用吸料 泵吸出、過濾，然后進行抽絲或切片切粒；(e)通過將(d)中產(chǎn)生的廢料經(jīng)過粉碎、熔融、醇 解后再循環(huán)到(c)中與新鮮物料混合，進行聚合。本發(fā)明的一種優(yōu)選方案在于所述步驟(b)中先將均勻混合的物料送入第一酯化 釜進行酯化反應(yīng)，然后將物料再送入第二酯化釜進一步酯化；所述步驟(c)中先將充分酯 化后的物料送入第一預縮聚釜進行預聚合反應(yīng)，然后再將反應(yīng)后的聚合物送入終縮聚釜進 行進一步聚合反應(yīng)；所述步驟(e)中通過將(d)中產(chǎn)生的廢料粉碎、熔融、醇解后加入到第 一縮聚釜中與新鮮物料混合而將廢料再循環(huán)到步驟(c)。本發(fā)明所述滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上再利用工藝的一種優(yōu)選方案在于所述 步驟(e)中的廢料經(jīng)粉碎后加入螺桿擠壓機熔融，并在螺桿的第五區(qū)與乙二醇混合醇解， 使其特性粘度從0. 60 η以上下降到0. 30 η 0. 25 η，然后再循環(huán)到步驟(c)。本發(fā)明所述滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上再利用工藝的一種優(yōu)選方案在于所述 步驟(e)中乙二醇的加入量與廢料的比例控制在5% 10%之間，螺桿第五區(qū)溫度控制在 269攝氏度至271攝氏度，所述步驟(e)中廢料與新鮮物料的混合比在 10%。本發(fā)明所述滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上再利用工藝的一種優(yōu)選方案在于所述 步驟(e)中廢料與新鮮物料的混合比在2% 3%。本發(fā)明所述滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上再利用工藝的一種優(yōu)選方案在于所述 步驟(e)中螺桿第一區(qū)溫度控制在150攝氏度至200攝氏度，二區(qū)溫度控制在265攝氏度至268攝氏度，三區(qū)溫度控制在267攝氏度至270攝氏度，四區(qū)溫度控制在269攝氏度至271 攝氏度。為實施上述工藝，本發(fā)明的技術(shù)方案還提供了實施滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上 再利用工藝的裝置，該裝置包括攪拌系統(tǒng)、酯化系統(tǒng)、聚合系統(tǒng)，三個系統(tǒng)之間是依次串聯(lián) 的關(guān)系，還包括滌綸廢料添加系統(tǒng)，該系統(tǒng)與聚合系統(tǒng)相連接，所述滌綸廢料添加系統(tǒng)由乙 二醇加入系統(tǒng)與螺桿擠壓機、溫度傳感器、壓力傳感器、過濾器、計量泵、夾套管、出料頭組 成，其中乙二醇加入系統(tǒng)與螺桿擠壓機、溫度傳感器、壓力傳感器、過濾器、計量泵、出料頭 順序連接。本發(fā)明所述實施滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上再利用工藝的裝置的一種優(yōu)選方 案在于所述螺桿擠壓機分為五區(qū)，其中第五區(qū)為混合醇解區(qū)，該區(qū)螺桿上帶有釘子形混合 頭，且該區(qū)長度與直徑比為3. 5 1，在該區(qū)熔體入口處的螺桿套筒上至少開有一個小孔， 設(shè)置有乙二醇入口噴嘴。本發(fā)明所述實施滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上再利用工藝的裝置的一種優(yōu)選方 案在于所述乙二醇加入系統(tǒng)由乙二醇儲罐、氮氣管、精密流量計、單向閥、夾套冷卻管、乙 二醇入口噴嘴組成。本發(fā)明所述實施滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上再利用工藝的裝置的一種優(yōu)選方 案在于所述裝置具有熱媒保溫系統(tǒng)，以對物料進行溫度控制。本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明所述工藝及其裝置通過將滌綸廢料粉碎、熔融、醇 解后直接循環(huán)到聚合反應(yīng)中，從而將一般連續(xù)聚合裝置中產(chǎn)生的大概2% 3%滌綸廢料 可以直接循環(huán)到連續(xù)聚合裝置中進行利用，從而將廢料變成了成品，提高了經(jīng)濟效益，進一 步提高了滌綸廢料的利用價值。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。圖2為本發(fā)明一個具體實施例的工藝流程裝置示意圖。圖3為現(xiàn)有的五釜連續(xù)聚合裝置流程示意圖。圖4為現(xiàn)有的“一頭兩尾”裝置的工藝流程示意圖。
具體實施例方式圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。圖2為本發(fā)明一個實施例的具體工藝流程裝置示意 圖，其中精對苯二甲酸料倉1、乙二醇儲罐2、攪拌釜3、第一酯化釜4、第二酯化釜5、第一 預縮聚釜6、終縮聚釜7、乙二醇加入系統(tǒng)8、精密流量計9、單向閥10、螺桿擠壓機11、濾前 溫度傳感器12、取樣口 13、濾前壓力傳感器14、熔體過濾器15、濾后壓力傳感器16、計量泵 17、濾后溫度傳感器18、出料頭19。實施例1具體工藝流程如下1.精對苯二甲酸經(jīng)輸送鏈送到精對苯二甲酸料倉，從精對苯 二甲酸料倉經(jīng)過計量連續(xù)不斷的送入打漿釜，同時乙二醇從儲罐經(jīng)過計量連續(xù)不斷的送入 打漿釜。2.精對苯二甲酸和乙二醇在打漿釜攪拌器的攪拌作用下被均勻混合成漿料。漿料再由螺桿泵按一定的量連續(xù)不斷的送入第一酯化釜進行酯化反應(yīng)。3.第一酯化反應(yīng)。酯化 釜四周和釜內(nèi)均有加熱裝置，正常溫度控制在254攝氏度 265攝氏度之間。酯化反應(yīng)主 要是一個吸熱反應(yīng)。反應(yīng)過程中大量產(chǎn)生水和乙二醇蒸汽。水和乙二醇蒸汽進入工藝塔進 行分離，水被排出，而乙二醇一部分回流到第一酯化釜再參與反應(yīng)，一部分被排入乙二醇儲 罐。物料在第一酯化釜中停留4 5小時后流入第二酯化釜進行進一步酯化反應(yīng)。4.第二 酯化反應(yīng)。第二酯化反應(yīng)主要是將第一酯化后未完全酯化好的物料進一步酯化反應(yīng)，在第 二酯化后送出的物料酯化率一般要求達到96 97%。物料在第二酯化釜停留時間在2小 時左右。該釜溫度一般控制在256攝氏度至266攝氏度之間。物料在充分酯化后將流入第 一預縮聚釜進行預縮聚合反應(yīng)。5.第一預縮聚。該釜分內(nèi)外兩室，兩室的溫度各異，而且 兩室的負壓值也各異。物料在該釜中，在一定的負壓和溫度條件下，酯化物(物料)開始聚 合。當達到一定的聚合度后，聚合物再從外室流入內(nèi)室，在攪拌器、真空盒溫度的作用下物 料進行進一步聚合，當聚合物達到一定的粘度后，物料被吸料泵吸出，經(jīng)過過濾器被送入終 縮聚釜進行最后聚合。6.終縮聚。該釜為臥式釜，釜的兩端均裝有臥式攪拌器。該釜的溫 度一般控制在272攝氏度 283攝氏度。聚合物在高溫、高負壓及攪拌器的作用下，充分而 均勻的聚合。當聚合物粘度達到0. 66 η以上(最終產(chǎn)品指標要求)。聚合物被吸料泵吸出 經(jīng)過過濾器，被送到紡絲進行抽絲或送入切粒機切成切片粒子，即該連續(xù)裝置的最終產(chǎn)品。一般該連續(xù)裝置會產(chǎn)生2% 3%的廢料，包括紡絲的廢料，將這些廢料直接送入 滌綸廢料添加系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中廢料經(jīng)過切斷、粉碎后，加入螺桿擠壓機，進行熔融、醇解， 然后通過出料頭擠出，加入到連續(xù)裝置的預縮聚釜中和新鮮物料在攪拌器的攪拌下均勻混 合，并一同進行新的聚合反應(yīng)。具體如下a.廢絲經(jīng)過切斷(廢料塊經(jīng)過粉碎，廢切片可直接加入)后，加入螺桿擠壓機，該 螺桿為特定設(shè)計螺桿。螺桿設(shè)有五個區(qū)，每個區(qū)的溫度均分別控制，各區(qū)功能各異。一區(qū)為 入料區(qū)，配有脫鹽冷卻系統(tǒng)，正常溫度控制在150攝氏度至200攝氏度。二區(qū)為熔融區(qū)，溫 度控制在265攝氏度至268攝氏度。三區(qū)為擠壓區(qū)，溫度控制在267攝氏度至270攝氏度。 四區(qū)為計量區(qū)，溫度控制在269攝氏度至271攝氏度。五區(qū)為混合醇解區(qū)，該區(qū)也是本發(fā)明 所述的特定設(shè)計螺桿和其他螺桿擠出機不同所在。不同點在于(1)該區(qū)螺桿上帶有釘子 形混合頭。而且該區(qū)長度為特別設(shè)計，它的長徑比(長度和直徑的比)為3.5 1。增加長 度的目的是為了提高混合效果，加強醇解效果。(2)在該區(qū)熔體入口處的螺桿套筒上開有一 個小孔，裝有乙二醇入口噴嘴。使乙二醇在該區(qū)和熔體混合，并使聚合物在此醇解使其特性 粘度從0.60 η以上下降到0.30 η 0.25 η。該特性粘度的大小直接關(guān)系到物料在預縮聚 釜是否能和預縮聚釜原有物料均勻混合，并一同反應(yīng)。該特性粘度的大小關(guān)鍵取決于乙二 醇的添加比例和螺桿四、五區(qū)的溫度設(shè)定和控制。乙二醇的加入量正常控制在5% 10% 之間，五區(qū)溫度一般控制在269攝氏度至271攝氏度。如果控制不好，將會導致聚酯熔體過 分醇解，不利于后道工序進行，嚴重時導致聚合物粘度不均，直接影響最終產(chǎn)品質(zhì)量。所述乙二醇是通過如下系統(tǒng)加入的1.乙二醇在儲罐中，通過氮氣壓出。(一用一 備)。經(jīng)過氮氣管、精密流量器、單向閥、夾套冷卻管進入螺桿套筒上的乙二醇噴嘴進入螺桿 混合區(qū)。2.乙二醇的流量。通過精密流量器控制氮氣管道的自動調(diào)壓閥來保證乙二醇加入 量的穩(wěn)定。3.單向閥是防止在特殊情況螺桿中物料的倒流。冷卻套管是不讓螺桿的熱傳遞 到乙二醇管道上防止了乙二醇的汽化。4.物料經(jīng)螺桿擠出后，所經(jīng)過的各工序均采用熱媒保溫。溫度控制均由溫度控制器來調(diào)節(jié)熱媒管道的調(diào)節(jié)閥的開啟度來實現(xiàn)溫度控制。該溫 度一般控制在265攝氏度至268攝氏度。b.物料從螺桿擠出機送出進入夾套物料管，(物料管上設(shè)有物料取樣口，便于物 料化驗分析)。經(jīng)過濾前壓力傳感器，過濾器，再經(jīng)過濾后壓力傳感器。(過濾前后壓力傳 感器均和螺桿驅(qū)動控制聯(lián)鎖，前壓為保護裝置。當壓力超過設(shè)定值。螺桿將自動停止運轉(zhuǎn)。 濾后壓力傳感器為控制恒定值。當壓力出現(xiàn)波動時，螺桿將自動加減速度保證物料間恒定 供給)從而保證了計量泵前物料的足夠壓力。c.物料通過濾后壓力傳感器，再經(jīng)過夾套物料管輸送到計量泵。物料經(jīng)過精確計 量再通過管道送入出料頭。物料通過出料頭上幾十個小孔擠出，加入到連續(xù)裝置的預縮聚 釜中和新鮮物料，在攪拌器的攪拌下均勻混合，并一同進行新的聚合反應(yīng)。計量泵的出料量 取決于回收料和新鮮料的質(zhì)量混合比，該混合比正常在 10%范圍內(nèi)，最佳值在2% 3%之間。實施例2按所述的相同步驟重復進行實施例1，但是一區(qū)入料區(qū)溫度控制在150攝氏度，二 區(qū)熔融區(qū)溫度控制在265攝氏度，三區(qū)為擠壓區(qū)，溫度控制在267攝氏度，四區(qū)為計量區(qū)，溫 度控制在269攝氏度，五區(qū)為混合醇解區(qū)，該區(qū)長度為特別設(shè)計，它的長徑比(長度和直徑 的比)為4 1。并使聚合物醇解使其特性粘度從0.60 η以上下降到0.30 11。乙二醇的加 入量控制在5%，五區(qū)溫度一般控制在269攝氏度。回收的廢料和新鮮料的混合比為2%。實施例3按所述的相同步驟重復進行實施例1，但是一區(qū)入料區(qū)溫度控制在200攝氏度，二 區(qū)熔融區(qū)溫度控制在268攝氏度，三區(qū)為擠壓區(qū)，溫度控制在270攝氏度，四區(qū)為計量區(qū)，溫 度控制在271攝氏度，五區(qū)為混合醇解區(qū)，該區(qū)長度為特別設(shè)計，它的長徑比(長度和直徑 的比)為3. 75 1。并使聚合物醇解使其特性粘度從0. 60 η以上下降到0.25 η。乙二醇 的加入量控制在10%，五區(qū)溫度一般控制在271攝氏度?；厥盏膹U料和新鮮料的質(zhì)量混合 比為3%。本發(fā)明可用其它不違背本發(fā)明的精神或主要特征的具體形式來概述。因此，無論 從哪一點來看，本發(fā)明的上述實施方案只是對本發(fā)明的描述，而不能限制本發(fā)明。任何與本 發(fā)明的權(quán)利要求書相當?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變，都應(yīng)認為是包括在權(quán)利要求書的范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
一種滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上再利用工藝，該工藝包括以下步驟(a)將精對苯二甲酸與乙二醇混合攪拌；(b)將均勻混合的物料進行酯化反應(yīng)；(c)將充分酯化后的物料進行聚合反應(yīng)；(d)將聚合物用吸料泵吸出、過濾，然后進行抽絲或切片切粒，其特征在于還存在步驟(e)，通過將(d)中產(chǎn)生的廢料經(jīng)過粉碎、熔融、醇解后再循環(huán)到(c)中與新鮮物料混合，進行聚合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上再利用工藝，其特征在于所 述步驟(b)中先將均勻混合的物料送入第一酯化釜進行酯化反應(yīng)，然后將物料再送入第二 酯化釜進一步酯化；所述步驟(c)中先將充分酯化后的物料送入第一預縮聚釜進行預聚合 反應(yīng)，然后再將反應(yīng)后的聚合物送入終縮聚釜進行進一步聚合反應(yīng)；所述步驟(e)中通過 將(d)中產(chǎn)生的廢料粉碎、熔融、醇解后加入到第一縮聚釜中與新鮮物料混合而將廢料再 循環(huán)到步驟(c)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上再利用工藝，其特征在于所 述步驟(e)中的廢料經(jīng)粉碎后加入螺桿擠壓機熔融，并在螺桿的第五區(qū)與乙二醇混合醇 解，使其特性粘度從0. 60 η以上下降到0. 30 η 0. 25 η，然后再循環(huán)到步驟(c)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上再利用工藝，其特征在于所 述步驟(e)中乙二醇的加入量與廢料的質(zhì)量比例控制在5% 10%之間，螺桿第五區(qū)溫度 控制在269攝氏度至271攝氏度，所述步驟(e)中廢料與新鮮物料的質(zhì)量混合比在1 % 10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上再利用工藝，其特征在于所 述步驟(e)中廢料與新鮮物料的混合比在2% 3%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上再利用工藝，其特征在于 所述步驟(e)中螺桿第一區(qū)溫度控制在150攝氏度至200攝氏度，二區(qū)溫度控制在265攝 氏度至268攝氏度，三區(qū)溫度控制在267攝氏度至270攝氏度，四區(qū)溫度控制在269攝氏度 至271攝氏度。
7.一種實施如權(quán)利要求1所述的滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上再利用工藝的裝置，該 裝置包括攪拌系統(tǒng)、酯化系統(tǒng)、聚合系統(tǒng)，三個系統(tǒng)之間是依次串聯(lián)的關(guān)系，其特征在于 還包括滌綸廢料添加系統(tǒng)，該系統(tǒng)一端與廢料進口相連接，另一端與聚合系統(tǒng)相連接，所述 滌綸廢料添加系統(tǒng)由乙二醇加入系統(tǒng)與螺桿擠壓機、溫度傳感器、壓力傳感器、過濾器、計 量泵、夾套管、出料頭組成，其中乙二醇加入系統(tǒng)與螺桿擠壓機、溫度傳感器、壓力傳感器、 過濾器、計量泵、出料頭順序連接。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述螺桿擠壓機分為五區(qū)，其中第五區(qū)為混 合醇解區(qū)，該區(qū)螺桿上帶有釘子形混合頭，且該區(qū)長度與直徑比為3. 5 1，在該區(qū)熔體入 口處的螺桿套筒上至少開有一個小孔，設(shè)置有乙二醇入口噴嘴。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述乙二醇加入系統(tǒng)由乙二醇儲罐、氮氣 管、精密流量計、單向閥、夾套冷卻管、乙二醇入口噴嘴組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于所述裝置具有熱媒 保溫系統(tǒng)，以對物料進行溫度控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種滌綸廢料在連續(xù)聚合生產(chǎn)線上再利用工藝及其裝置，該工藝包括以下步驟(a)將精對苯二甲酸與乙二醇混合攪拌；(b)將均勻混合的物料進行酯化反應(yīng)；(c)將充分酯化后的物料進行聚合反應(yīng)；(d)將聚合物用吸料泵吸出、過濾，然后進行抽絲或切片切粒，還存在步驟(e)，通過將(d)中產(chǎn)生的廢料經(jīng)過粉碎、熔融、醇解后再循環(huán)到(c)中與新鮮物料混合，進行聚合，該裝置包括攪拌系統(tǒng)、酯化系統(tǒng)、聚合系統(tǒng)，三個系統(tǒng)之間是依次串聯(lián)的關(guān)系，還包括滌綸廢料添加系統(tǒng)，該系統(tǒng)一端與廢料進口相連接，另一端與聚合系統(tǒng)相連接。
文檔編號C08G63/78GK101935393SQ20091018133
公開日2011年1月5日 申請日期2009年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月1日
發(fā)明者薛仕兵 申請人:薛仕兵