连续精制提纯特种塑料的过滤洗涤干燥机组

产品概述

  目前国内高分子材料企业所生产的特种工程塑料的分子量、热性能、力学性能等指标，较美国、日本所生产的树脂已相差无几。但在树脂的纯度方面，由于国内企业普遍使用水流冲洗、过滤的方式来除去树脂的杂质，因其工艺特性的限制，并不能全部解决树脂纯度不高的问题，其树脂成品依然存在杂质偏高，树脂白度不够等问题，其杂质多为氯化物、催化剂残留、聚合母液残留、未wan全聚合物等。树脂纯度不高会影响下游企业使用树脂注射成型、纤维纺丝的成品收率低、力学性能不佳、产品成色不合格等问题。

  特种工程塑料聚合反应的产物经固液分离后，滤饼的主要成分为合成树脂及附着在上面的NMP(溶剂)、NaCl(副产废盐)、极少量的低聚物等。为了获得纯净的树脂成品，一般采用精制提纯处理，其工艺步骤如下：

  (1) 聚合物料浆固液分离：将聚合反应合成的料浆放入等压放料罐内，降温后放入高速离心机内，进行第 一次固液分离，得到半成品树脂；(物料转移：放料罐→离心机，人工开放式操作)

  (2) 溶剂纯化去除低聚物：将固液分离得到的半成品树脂转移至纯化釜内，加入溶剂，搅拌溶解低聚物；纯化后的树脂放入高速离心机内，进行固液分离，得到纯化后的树脂半成品；(物料转移：离心机→纯化釜→离心机，人工开放式操作)

  (3) 破碎：纯化后的树脂半成品放至破碎机内，破碎物料至50～60微米的粒径且颗粒均匀的固体树脂颗粒；(物料转移：离心机→破碎机，人工开放式操作)

  (4) 漂洗：破碎后的树脂放至沉降槽内，加入纯水，进行沉降洗涤，洗涤时间2～4小时，漂洗出树脂内的油相杂质；(物料转移：破碎机→沉降槽，人工开放式操作)

  (5) 冲洗：漂洗完成后的树脂，放入洗盐机内，加入纯水冲洗3～5小时，除去树脂表面的杂质；(物料转移：沉降槽→离心机，人工开放式操作)

  (6) 浸泡：冲洗完成后树脂送至半成品料浆槽内，加入纯水浸泡3～5小时，除去树脂孔隙内的残留杂质；(物料转移：离心机→洗涤槽，人工开放式操作)

  (7) 离心机甩滤：浸泡完成后的半成品料浆放入高速离心机内，进行固液分离，得到高纯度的树脂半成品；(物料转移：洗涤槽→离心机，人工开放式操作)

  (8) 低温干燥：将固液分离得到的高纯度的树脂半成品，放于多台双锥真空干燥机，其真空度为-0.06～-0.09MPa，加热为低压蒸汽为3～5kg，干燥时间为90～200分钟，得到高纯度特种工程塑料成品。(物料转移：离心机→多台间歇式干燥机，人工开放式操作)

现有特种工程塑料纯化工艺流程有以下缺点：

  (1) 安全风险高

使用离心机甩滤，由于离心机所处理含有溶剂聚合物料浆是易燃易爆的，这就易引起燃烧爆炸事故的发生。又因其转速很高，如操作不慎或违章作业，与转动着的离心机转鼓内的物料接触，将造成手指、手臂截断事故。此外，由于种种原因引起的转鼓破裂、转鼓位移、人孔盖板飞出等也会造成严重的人员伤亡事故。

  (2) 无法密闭生产，环境污染大

  甩滤、洗涤、粉碎、纯化、干燥各个步骤之间需要转料操作，自动化水平低，每班操作需要人员较多，转料操作时有溶剂、粉尘等职业病风险，异物控制等质量控制难点，管理难度大。滤饼洗涤效果差、人工操作劳动强度大、物料转移困难、物料容易受到设备传动部件及敞开工作的环境影响和污染等严重缺陷。

  (3) 纯化工艺繁琐，稳定性较差

  特种工程塑料传统提纯工艺中使用脱水剂、聚合体系含有大量盐分所带来的环境不友好、洗脱困难，需要用大量的有机溶剂和去离子水进行多次反复洗涤，才能达到较好的纯化效果。因此工序复杂，质量稳定性较差，且生产成本高。

  (4) 设备多、操作繁琐，无法满足工业大生产工艺要求

  过滤、洗涤以及干燥都是采用独立的设备进行加工，如离心机、洗涤槽、干燥机等，由于设备分散，生产过程不易控制，自动化程度低，在取样、化验、加料、补料、温度、压力等方面若控制不当或人工操作，往往也会造成差错与污染。反应、过滤、干燥这三个装置间物料的输送难度就更高，有时常常会由此而使整套装置处于不能wan全正常操作或劳动强度大，生产周期长、能耗大、效率低影响产品质量，无法满足精细化工大生产工艺要求。

  (5) 占地面积大、设备投入高

  过滤、多次洗涤过滤、干燥等单元操作，这些单元操作通常由结晶罐、压滤机或离心过滤机、洗涤槽以及干燥机等单元设备单独运作，多种单元设备成一个长流程的大装置，设备间通过管道或其他方式输送物料每个单元操作对应相应的单元设备，设备分散布置，使整个生产过程的厂房面积大幅度增加，同时也大大提高了设备的投资。

  目前新材料行业急需特种工程塑料连续化精制提纯设备对上述问题进行改进。无锡双瑞研发的过滤洗涤干燥机组(zhuan 利号：ZL 202121331911.4)，解决了传统的特种工程塑料精制提纯步骤繁琐效率低的问题，从而提高物料过滤、洗涤、干燥机组的整体效率，保证生产的连续性，效率高，且能耗低、绿色环保，具有普适性，易于推广。

工作原理

  连续精制提纯特种塑料的过滤洗涤干燥机组，其特征在于：包括：过滤洗涤系统、干燥系统和尾气循环系统，所述过滤洗涤系统与干燥系统相连，所述干燥系统通过管路与尾气循环系统相连，所述过滤洗涤系统包括至少两组过滤洗涤二合一设备。

  所述干燥系统包括盘式干燥机，所述盘式干燥机包括空心的圆柱形筒体，所述筒体下方右侧开设有进风口，所述尾气循环系统包括：除尘器、冷凝器、溶剂回收罐和循环风机，所述筒体上方还设有出风口，所述循环风机的出风处通过管路与进风口相连, 本新型技术涉及物料过滤、洗涤、干燥领域，具体涉及一种连续精制提纯特种塑料的过滤洗涤干燥机组。

技术优点

  连续化过滤洗涤干燥机组可以在同一系统内进行过滤、洗涤和干燥全过程连续密闭操作，自动出料，与传统工艺相比有以下优点：

  (1) 生产系统流程全密闭

  从聚合物料浆固液分离开始到干燥结束的全封闭生产流程，该套设备是一个全封闭运行的系统，生产流程更加符合满足精细化工大生产工艺要求规范，消除了粉尘挥发因素，使异物污染得到控制、降低了安全环保风险。

  (2) 安全有保障

  在溶剂纯化除低聚物工艺中，使用过滤洗涤二合一替代离心机甩滤、洗涤槽，消除了离心机的安全风险。过滤洗涤二合一在过滤中可以充氮气保护，安全风险极低。由于此生产系统全封闭运行，能wan全避免生产过程中溶剂对操作环境空气的污染，同时能减少因与毒性物质接触而导致操作人员中毒事故的发生。在安全和职业健康呼声日益高涨的如今，这一优点更显得重要。

  (3) 更加环保

  因为整个生产系统是全密闭系统的操作，因此物料和溶媒可以近乎100%的回收，避免因物料遗漏、遗留和溶剂挥发而引起的浪费，具有很大的经济效益，特别是处理物料和使用溶剂价值较高时更是如此。

  (4) 操作简单，自动化程度高：各流程分阶段进行，安全措施齐全，操作人员经过简单培训，即可以完成操作，而且大大减轻了劳动强度。

  (5) 产品质量提高：由于此设备在洗涤操作时可以对滤饼进行重新搅拌混悬，使滤饼中的杂质可以得到非常che底的清洗，有利于提高产品质量。

  (6) 清洁生产

  此过滤洗涤干燥机可密闭运行，并且装配有粉尘捕集器，收集干燥后产生的粉尘，能满足高洁净度的生产操作要求。可轻松实现在线清洗操作，较传统设备相比可减少清洗时的溶剂挥发和安全风险。

技术改进

  (1) 过滤洗涤二合一外侧设置加热夹套，采用蒸汽加热的方式进行。特种工程塑料浆料放入二合一釜时，即开始加热，采用边加热，边洗涤的方式进行操作。加热洗涤，能利于洗涤时将杂质排出，减少洗涤次数和水洗时间，提高洗涤效率。

  (2) 过滤洗涤二合一的洗涤液出口设置在锥体底部。当洗涤液位下至釜底时，打开减压阀门，将釜内的洗涤液全部抽离，加快洗涤效率，提高产品品质。

  (3) 过滤洗涤二合一的锥形过滤器采用分段式设计，通过阀门控制可实现多段独立过滤、分段反吹洗，过滤出的洗涤液汇到总管排出，经双联式滤袋过滤器预处理后流入暂存罐。

  (4) 暂存罐底部的高压泵将洗涤液输送的精密过滤器二次处理后，利用阀门控制两路输出；一路到三合一顶部的洗涤液进口，对物料进行初步洗涤提纯(回用)；另一路接到洗涤液处理管道，进入废液处置工序，可实现节能节水的效果，降低生产成本，提高效益。

  (5) 过滤洗涤二合一用于对物料的反复多次洗涤是理想的设备。物料在机内压干后，可在顶部洗涤液入口加入洗涤液, 然后通过空心轴和空心螺带的搅拌，对滤饼进行均匀再浆，再浆搅拌均匀后再把物料压干。若洗涤一次不够，可进行多次洗涤，这时重复上述步骤多次即可，操作方便，劳动强度极低。

  (6) 过滤洗涤二合一装置结构简单，设计新颖，使用方便，通过离心泵和传送管的设置，可实现特种工程塑料液料的循环洗涤，通过设置液位计，不仅能够在加料时控制加入洗涤液的用量，防止容量过少达不到洗涤效果，还可在洗涤后监测特种工程塑料液料与杂质溶液的分界面，避免杂质与监测PVB液料的混合输出。

  (7) 连续化过滤洗涤干燥机满足高分子材料工业化大生产的工艺要求，配置多台过滤洗涤二合一交替间歇精制提纯特种工程塑料，全流程自动化控制，密闭操作，可实现连续化工作。

  (8) 闭路循环盘式干燥机立式安装，保温完善，热源和废热利用率高。蒸发每公斤水仅需1.1～1.4kg蒸气，能耗为热风干燥机的30%左右，所需动力仅为热风干燥机的10%左右，经济可行；

  (9) 闭路循环盘式干燥机各层料盘温度可控，达到规定的温度分布。干燥冷却并用，干燥能力强，更适应与对湿度环境影响的易吸潮物料。

  (10) 闭路循环盘式干燥机含有少量低聚物的热湿气进入冷凝器，将气体中的溶媒和水气冷凝(溶媒回收率为95％以上)，既可以回收溶媒，又可以冷凝除湿干燥气体循环利用。回收的溶媒可以再次循环使用，可以节约成本，同时不会造成尾气排放对环境污染。