一种聚合物脱除单体装置的制作方法

本实用新型涉及一种聚合物生产装置，尤其涉及一种聚合物脱除单体装置，属于聚合物生产装置技术领域。

背景技术：

碳纤维生产中，最终品质的关键在于原丝，而原丝的好坏在于原液，原液的关键在于单体的脱除和固含量的控制。现有丙烯腈单体脱除装置，一般采用瘦长状的脱单釜，夹套加热，脱单釜的内腔设置有加热盘管和桨式搅拌器，外接真空系统。

现有的脱单釜存在如下不足之处：1.设备外形瘦长，物料蒸发面积小，单体脱除困难；2.物料进入设备后，沾壁严重，每釜新陈料混合情况明显，产品品质得不到保证；3.物料进入设备没有物料分配装置，物料只有通过搅拌器不停的搅拌，使得物料在设备表面上不断的更新，成膜，增加了设备运行故障的可能性；4.设备内采用盘管加热，间歇操作，物料无法清理干净，陈料较多。5.采用桨式搅拌器，适用物料粘度范围窄，对于高粘物料不适用；6.单体脱除路径长，聚丙烯腈在脱除过程中容易自聚，堵塞真空管道。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种聚合物脱除单体装置，蒸发面积大，脱单效率高。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种聚合物脱除单体装置，包括脱单釜，所述脱单釜的顶部设有脱单釜物料进口和脱单釜气相出口，所述脱单釜的底部设有脱单釜物料出口，沿脱单釜的轴线设置有搅拌轴，所述搅拌轴的上部安装有上小下大的锥形搅拌伞，所述搅拌轴的下部安装有搅拌螺带。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：聚合物从脱单釜物料进口进入脱单釜内腔后，首先落在锥形搅拌伞上，随着锥形搅拌伞的旋转，聚合物在锥形搅拌伞上均匀摊开，形成很薄的液体薄膜，大大增加了聚合物的蒸发面积，可以快速蒸发单体，物料利用离心力落下，提高了设备的使用效率；搅拌螺带随搅拌轴的转动不断对脱单釜底部的高粘物料进行搅拌，可以使物料充分混合，防止产生死区。

作为本实用新型的改进，所述脱单釜的内腔上部设有氮气吹扫管，所述氮气吹扫管沿所述脱单釜的内壁环绕一周，沿氮气吹扫管上均匀设置有多个氮气吹扫孔，所述氮气吹扫孔吹出的气流沿脱单釜的内壁螺旋向下。物料贴壁落下时，容易发生沾壁现象，通过氮气吹扫管喷出的氮气对脱单釜内壁进行环吹，能够有效避免物料粘壁现象，防止新陈料的混合，保证脱单物料的品质。

作为本实用新型的进一步改进，所述脱单釜的直径大于等于脱单釜的高度。脱单釜的外形呈矮胖型，可以增大蒸发面积。

作为本实用新型的进一步改进，所述脱单釜的外壁覆盖有脱单釜夹套，所述脱单釜夹套的底部设有热水进口，所述脱单釜夹套的顶部设有热水出口。由于该脱单釜的脱单效率高，所需热量不多，仅采用夹套加热即可，取消了内部盘管加热器，扩大了气相容积，增大了物料蒸发面。

作为本实用新型的进一步改进，所述脱单釜夹套中的热水呈螺旋状上升。使加热介质的换热效率更高，防止产生短流现象。

作为本实用新型的进一步改进，该聚合物脱除单体装置还包括聚合釜、一级冷凝器和二级冷凝器，所述聚合釜的底部出口与物料输送泵的入口连接，所述物料输送泵的出口经静态混合器与所述脱单釜物料进口连接；所述脱单釜气相出口与所述一级冷凝器下部的进气口连接，所述一级冷凝器底部的凝液出口与所述脱单釜顶部的脱单釜凝液入口相连，所述一级冷凝器顶部的出气口与所述二级冷凝器下部的进气口连接，所述二级冷凝器底部的凝液出口与溶剂接收罐的入口相连，所述二级冷凝器顶部的出气口与真空泵的入口相连。原料和助剂在聚合釜中反应产生聚合物，聚合物由物料输送泵经静态混合器和脱单釜物料进口送入脱单釜中脱除单体，单体小分子从脱单釜气相出口排出，经一级冷凝器冷凝后的凝液从脱单釜顶部的脱单釜凝液入口回到脱单釜中继续进行脱单，从一级冷凝器的出气口排出的溶剂蒸汽进入二级冷凝器进行冷凝，冷凝后的溶剂进入溶剂接收罐收集。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型中脱单釜的主视图。

图2为图1中氮气吹扫管在脱单釜中的走向图。

图3为本实用新型聚合物脱除单体装置的流程图。

图中：1.聚合釜；2.物料输送泵；3.静态混合器；4.脱单釜；4a.脱单釜物料进口；4b.脱单釜气相出口；4c.脱单釜物料出口；4d.搅拌轴；4e.锥形搅拌伞；4f.搅拌螺带；4g.氮气吹扫管；4g1.氮气吹扫孔；4h.脱单釜夹套；4h1.热水进口；4h2.热水出口；4j.脱单釜凝液入口；5.一级冷凝器；6.二级冷凝器；7.真空泵；8.溶剂接收罐。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型的聚合物脱除单体装置包括脱单釜，脱单釜的顶部设有脱单釜物料进口和脱单釜气相出口，脱单釜的底部设有脱单釜物料出口，沿脱单釜的轴线设置有搅拌轴，搅拌轴的上部安装有上小下大的锥形搅拌伞，搅拌轴的下部安装有搅拌螺带。

聚合物从脱单釜物料进口进入脱单釜内腔后，首先落在锥形搅拌伞上，随着锥形搅拌伞的旋转，聚合物在锥形搅拌伞上均匀摊开，形成很薄的液体薄膜，大大增加了聚合物的蒸发面积，可以快速蒸发单体，物料利用离心力落下，提高了设备的使用效率；搅拌螺带随搅拌轴的转动不断对脱单釜底部的高粘物料进行搅拌，可以使物料充分混合，防止产生死区。

脱单釜的内腔上部设有氮气吹扫管，氮气吹扫管沿脱单釜的内壁环绕一周，沿氮气吹扫管上均匀设置有多个氮气吹扫孔，氮气吹扫孔吹出的气流沿脱单釜的内壁螺旋向下。物料贴壁落下时，容易发生沾壁现象，通过氮气吹扫管喷出的氮气对脱单釜内壁进行环吹，能够有效避免物料粘壁现象，防止新陈料的混合，保证脱单物料的品质。

脱单釜的直径大于等于脱单釜的高度。脱单釜的外形呈矮胖型，可以增大蒸发面积。

脱单釜的外壁覆盖有脱单釜夹套，脱单釜夹套的底部设有热水进口，脱单釜夹套的顶部设有热水出口。由于该脱单釜的脱单效率高，所需热量不多，仅采用夹套加热即可，取消了内部盘管加热器，扩大了气相容积，增大了物料蒸发面。

脱单釜夹套中的热水呈螺旋状上升。使加热介质的换热效率更高，防止产生短流现象。

如图3所示，该聚合物脱除单体装置还包括聚合釜、一级冷凝器和二级冷凝器，聚合釜的底部出口与物料输送泵的入口连接，物料输送泵的出口经静态混合器与脱单釜物料进口连接；脱单釜气相出口与一级冷凝器下部的进气口连接，一级冷凝器底部的凝液出口与脱单釜顶部的脱单釜凝液入口相连，一级冷凝器顶部的出气口与二级冷凝器下部的进气口连接，二级冷凝器底部的凝液出口与溶剂接收罐的入口相连，二级冷凝器顶部的出气口与真空泵的入口相连。

原料和助剂在聚合釜中反应产生聚合物，聚合物由物料输送泵经静态混合器和脱单釜物料进口送入脱单釜中脱除单体，单体小分子从脱单釜气相出口排出，经一级冷凝器冷凝后的凝液从脱单釜顶部的脱单釜凝液入口回到脱单釜中继续进行脱单，从一级冷凝器的出气口排出的溶剂蒸汽进入二级冷凝器进行冷凝，冷凝后的溶剂进入溶剂接收罐收集。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。