[发明专利]一种用于连续固相缩聚的氮气处理装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对氮气进行干燥、净化处理的分子筛除湿装置及使用方法，该装置常用于与连续固相缩聚装置配套，属化工机械制造领域。

背景技术

固相聚合是制造高粘度、低羧基含量聚酯的重要方法。它是将特性粘度为0.60-0.70的聚酯切片，在高真空或惰性气体保护下，加热到200-240℃，从而使切片的特性粘度提高到0.9-1.2的过程。在固相聚合的过程中，由于氧的存在会使聚酯在高温下发生氧化裂解，从而造成聚酯特性粘度降低以及聚酯颜色变深、羧基含量增加，同时产生低分子气体，并有凝胶生成，这些因素都不利于聚酯的可纺性及最终纤维的性能，尤其是强力。因此，固相聚合过程中应尽量避免上述氧化过程。

氮气作为固相缩聚装置中保护切片于固相状态下免于与外界氧气或其它物质产生反映的惰性介质，其要求如下：

1、流量一般要求控制在350-750m³/h，视聚酯切片的流量进行调整；

2、因循环氮气的含氧量将会引起聚酯切片在高温下的氧化裂解，因而要求其含氧量越低越好，一般控制在100ppm以下；

3、氮气露点要求为-65℃以下。

现阶段，一般采用转轮去湿装置对氮气进行干燥处理，被处理的氮气为从制氮厂购买的精氮，纯度为99.999％。按照这种方式进行生产，有以下几个问题：

1、转轮去湿装置一般使用冷冻方式对氮气进行脱水处理，处理后的氮气露点高；

2、转轮使用命寿命短；

3、装置能耗高；

4、维修困难；

5、运行成本高(精氮价格也很贵)。

发明内容

为了解决上述转轮去湿装置处理氮气存在的上述技术问题，本发明的第一个目的是提供一种具有高寿命、低能耗、低运行成本等优点的分子筛去湿装置。

本发明的第二个目的在于提供该装置的使用方法。

为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：一种用于固相缩聚装置使用的氮气处理装置，包括三只分子筛吸附筒、一组机械组合式芯轴分配阀、二级高温过滤器、两只去湿吸附风机、一只再生风机、再生过滤器、热交换器及冷却器等。

所述的三只分子筛吸附筒分别处在去湿吸附、加热再生、冷却保干的不同工作状态。

所述的两只去湿吸附风机一台工作另一台备用，以保持去湿装置能连续工作。

为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下技术方案：按精制氮气→再生过滤器→高温过滤器1→高温过滤器2→冷却器→去湿吸附风机→分子筛吸附筒→干燥低露点氮气→排入固相聚合装置的流程对氮气进行干燥、净化处理，最后得到高精度、低露点的合格氮气。

所述三个分子筛吸附筒的再生流程为：再生氮气→再生过滤器→再生加热器加热→分子筛吸附筒→热交换器→再生风机→排入大气；

所述分子筛的填充量设定为800-1200kg，可使除湿后的氮气露点达到-60℃，最低时可达-80℃及以下。

所述三只分子筛吸附筒的工作状态通过电气控制一组机械组合式分配阀的长芯轴转动120°角来实现切换。

本发明达到的有益效果包括：

1、可以对纯度较低的氮气进行提纯或净化处理，大大降低了生产成本；

2、不需使用冷冻水即可进行氮气的干燥处理，可以大大降低运行成本，为厂家提高经济效益；

3、氮气露点最低可达到-80℃及以下，为固相聚合过程的顺利进行提供了有力保证，同时也可能降低能耗；

4、同时改善了使用转轮式去湿装置具有的维修成本高、转轮寿命短等其它缺陷。

本发明所述装置不仅可以应用在涤纶固相缩聚装置中，对氮气进行干燥、净化处理，还可以广泛使用于化工制药、电子、纺织、食品、橡胶、仓储、军工等其它领域。

附图说明

图1为本发明所述分子筛去湿装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1所示的一种分子筛去湿装置，包括三只分子筛吸附筒6-8、一组机械组合式芯轴分配阀F1-F9、二级高温过滤器10-11、两只去湿吸附风机3-4、一只再生风机、再生过滤器1、热交换器2及冷却器9等。

氮气经过阀F8通过管道输送到二级高温过滤器10-11，得到净化后再经过冷却器9冷却后由阀F1/F3控制送往去湿吸附风机去湿，再由阀F2/F4控制送往分子筛，经过进一步的去湿净化处理后得到低露点、高精度的氮气，然后被送往指定地点。

经过上述处理后的氮气精度一般可以达到99.999％、露点达到-80℃，调节管道系统上的各个阀的流量可以控制氮气的流量至需要水平，从而很好地符合固相聚合装置对氮气的要求。如果配套以专门制氮装置，效果更好，生产成本更易控制。