：一种智能型连续制备生物降解塑料的设备及系统的制作方法

本实用新型属于高分子材料合成设备领域更具体地，本实用新型特别涉及一种智能型连续制备生物降解塑料的设备及系统

上世纪诞生的以石油化工为基础的高分子合成化学工业改变了人类的生活。自问世以来高分子材料由于其多种功能和優良的实用性，为人们生产生活提供了许多性能优良的新材料作为三大合成材料之一的塑料领域，如今多种多样质轻价廉、性能优异的高分子材料制品已经遍及产业和我们生活的每个角落给生活带来了前所未有的便利。然而随着产业和生活中塑料制品大量制造、大量消費在带来物质文明的同时，其使用后所产生的废弃物也带来了较严重的环保问题对环境造成了极大的污染，先后发生过“白色污染”等全球每年有数以千万吨计的有机高分子废弃物产生。·随着污染问题的日益严重，生物可降解高分子材料越来越受到人们的关注。特别是生物可降解脂肪族聚酯中的主要代表聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚酯聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯(PBST)、聚对苯二甲酸-共-己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸-共-己二酸丁二醇酯(PBSA)由于具有良好的生物可降解性能和可控生物降解速度，广泛应用于塑料和薄膜尽管，针对PBS聚酯及其共聚酯的研究成为科学研究的热点但是真正实现工业化生产的技术仍然为巴斯夫等几个大公司垄断，即便如此这些公司生产PBS共聚酯的方法吔大多为间歇的工艺流程。综上所述研发一直可以连续制备生物降解塑料的设备及系统已成为当下热点。

为解决上述技术问题本实用噺型提供一种智能型连续制备生物降解塑料的设备及系统，所述的系统所制得到的产物分子量大、聚合度高、特性粘度高、熔融指数低、應用范围广；通过智能化控制可实现整套系统设备的远程监控和操作；根据实际生产及设备运行管理的要求，可实现系统的遥信、遥测、遥调、遥控的“四遥”控制；可实现若干组反应釜装置序批列式运行提高利用效率，提高系统处理效率扩大处理规模，节能本实鼡新型是通过以下的技术方案实现的一种智能型连续制备生物降解塑料的设备及系统，包括预处理装置、输送装置、供热装置、第一酯化釜釜、第二酯化釜釜、第一缩聚釜、第二缩聚釜、终缩聚釜、尾产物运输装置、尾产物处理装置和智能化全自动控制装置还含有物料流程连接线路、供热和蒸汽连接线路和电器自动控制线路；所述物料流程连接线路所述预处理装置、输送装置、第一酯化釜釜、第二酯化釜釜、第一缩聚釜、第二缩聚釜、终缩聚釜、尾产物运输装置和尾产物处理装置依次连接；所述供热和蒸汽连接线路所述供热装置分别连接苐一酯化釜釜、第二酯化釜釜、第一缩聚釜、第二缩聚釜、终缩聚釜； 所述电器自动控制线路线路所述智能化全自动控制装置含有智能化控制接口，分别连接预处理装置、输送装置、供热装置、第一酯化釜釜、第二酯化釜釜、第一缩聚釜、第二缩聚釜、终缩聚釜、尾产物运輸装置、尾产物处理装置优选地，所述的第一酯化釜釜、第二酯化釜釜、第一缩聚釜、第二缩聚釜和终缩聚釜为耐热耐压装置优选地，所述供热装置包括蒸汽发生器和热媒体供热器当待处理物料所需反应条件低于210°C、绝压50kPa时，仅使用蒸汽发生器进行蒸汽供热；当待处悝物料所需反应条件高于210°C、绝压50kPa时进行蒸汽发生器和热媒体供热器联合供热。优选地所述智能化全自动控制装置通过对所述进料球閥执行器和排料球阀执行器、进气球阀执行器和排气球阀执行器的控制使第一酯化釜爸、第二酯化釜爸、第一缩聚爸、第二缩聚釜、终缩聚釜内的反应形成顺序进行反应；通过对压力传感器和温度传感器的控制 使所述的反应釜中压力和温度保持正常，并做应急准备；通过智能化控制接口实现远程监视和控制需要本实用新型的有益效果为本实用新型提供的一种智能型连续制备生物降解塑料的设备及系统，根據本申请人申请号为CN.6所提供的方法不仅打破了国外技术的垄断，同时实现了世界首创的连续制备工艺得到了高特性粘度、低熔融指数嘚高品质可生物降解的工程塑料，该产品性能优异能够广泛应用于工程塑料、纤维、树脂、薄膜等领域。丰富了差别化聚酯家族的产品種类为我国的聚酯产业结构调整和优化升级提供保障。本实用新型公开的一种智能型连续制备生物降解塑料的方法将在满足人们对生粅降解塑料的要求前提下，减少对石油的需求减少工业品生产排量，同时减少了污染有利环境保护，促进行业的可持续发展此外，夲实用新型所提供智能型连续制备生物降解塑料的的设备及增加了加热装置的选定通过智能控制方式选择蒸汽发生器和热媒体供热器作为主处理反应釜的供热装置以达到节能的目的；还采用了全自动控制通过全自动控制实现整套设备系统的就地控制，包括设定主处理反应釜的安全压力和温度限值设定主处理反应釜的序批列式反应运行工序，设定各设备和阀门执行器的联动控制工序并通过智能化控制接ロ实现远程监视控制；够实现系统的全智能化自动监控。改善处理场工作环境体现设备的成套性、先进性；系统实现全设备化。整体布置紧凑占地面积少，处理场选址方便适应性强，易形成产业化推广具有极大的社会价值和经济意义。

图I为本实用新型提供的的智能型连续制备生物降解塑料的设备及系统示意图

以下结合实施例，对本实用新型做进一步说明实施例I如图1，是智能型有机固废亚临界水資源化处理系统的流程图在图I中，将本系统具体设备化采用的各个设备组成完整的处理系统。所述的预处理装置包括混料机1输送装置采用螺旋输送机2，待处理物料进行合适配比后由混料机混匀并储存根据反应处理需要，由螺旋输送机2进行物料输送并依次连接第一酯化釜釜3、第二酯化釜釜4、第一缩聚釜5、第二缩聚釜6和终缩聚釜7。所述尾产物运输装置和尾产物处理装置包括冷却机8和切粒分装机9。此外第一酯化釜釜3、第二酯化釜釜4、第一缩聚釜5、第二缩聚釜6和终缩聚釜7内均设有压力传感器、温度传感器、进料球阀执行器、进气球阀执荇器、排气球阀执行器、排料球阀执行器其中智能通过智能化控制台10对整体运行控制的编程安排，使得系统按照预定工序进行工作各個反应釜压力传感器和温度传感器对智能话控制台提供反馈信号对工艺进行信号控制，通过时间控制和逻辑控制对系统设备进行智能化控淛具体使用方法可采用将丁二酸与1，4_ 丁二醇按摩尔比I : 1.8调配成浆料然后按4751^/11的流量连续送入到第一酯化釜釜中进行酯化釜反应，在绝压为80kPa温度为140°C下，连续加入O. lkg/h的钛酸四丁酯停留2h，得到的第一酯化釜物进入第二酯化釜釜中进行酯化釜反应在绝压为70kPa，温度为140°C下停留lh，得到的第二酯化釜物连续送入第一缩聚釜中进行缩聚反应同时管道注射加入O. lkg/h乙二醇锑，并升温至230°C真空度为5kPa的条件下，停·留30min脱絀副产物，得到的预聚物再进入第二缩聚釜中进行缩聚反应该反应真空度为80Pa，停留时间为120min得到聚合物进入一个终缩聚釜，在反应温度為235°C压力为绝压50Pa，停留时间为120min得到的高聚物聚丁二酸丁二醇酯(PBS)熔体进行冷却造粒。采用聚酯国家标准测试方法测得其特性粘度为(IV) I. 84dl/g熔融指数4(190°C，2. 16kg)应该理解以上的叙述对于如权利要求所阐述的本实用新型仅仅是示例和说明性的，并非对其加以限制根据本文所披露的本實用新型的内容，本实用新型的其它实施方案对于本领域的技术人员来说是显而易见的应该指出的是本说明书和实施例仅应被看做为示唎，本实用新型的实际范围和精神应由权利要求确定

1.一种智能型连续制备生物降解塑料的设备及系统，其特征在于它包括预处理装置、输送装置、供热装置、第一酯化釜釜、第二酯化釜釜、第一缩聚釜、第二缩聚釜、终缩聚釜、尾产物运输装置、尾产物处理装置和智能囮全自动控制装置，还含有物料流程连接线路、供热和蒸汽连接线路和电器自动控制线路； 所述物料流程连接线路所述预处理装置、输送裝置、第一酯化釜釜、第二酯化釜釜、第一缩聚釜、第二缩聚釜、终缩聚釜、尾产物运输装置和尾产物处理装置依次连接； 所述供热和蒸汽连接线路所述供热装置分别连接第一酯化釜釜、第二酯化釜釜、第一缩聚釜、第二缩聚釜、终缩聚釜； 所述电器自动控制线路线路所述智能化全自动控制装置含有智能化控制接口分别连接预处理装置、输送装置、供热装置、第一酯化釜釜、第二酯化釜釜、第一缩聚釜、苐二缩聚釜、终缩聚釜、尾产物运输装置、尾产物处理装置。

2.如权利要求I所述的智能型连续制备生物降解塑料的设备及系统其特征在于所述的第一酯化釜釜、第二酯化釜釜、第一缩聚釜、第二缩聚釜和终缩聚釜为耐热耐压装置。

3.如权利要求I所述的智能型连续制备生物降解塑料的设备及系统其特征在于所述供热装置包括蒸汽发生器和热媒体供热器，当待处理物料所需反应条件低于210°C、绝压50kPa时仅使用蒸汽發生器进行蒸汽供热；当待处理物料所需反应条件高于210°C、绝压50kPa时，进行蒸汽发生器和热媒体供热器联合供热

本实用新型公开了一种智能型连续制备生物降解塑料的设备及系统，包括预处理装置、输送装置、供热装置、第一酯化釜釜、第二酯化釜釜、第一缩聚釜、第二缩聚釜、终缩聚釜、尾产物运输装置、尾产物处理装置和智能化全自动控制装置还含有物料流程连接线路、供热和蒸汽连接线路和电器自動控制线路；增加了加热装置的选定通过智能控制方式选择蒸汽发生器和热媒体供热器作为主处理反应釜的供热装置，以达到节能的目的；还采用了全自动控制通过全自动控制实现整套设备系统的就地控制包括设定主处理反应釜的安全压力和温度限值，设定主处理反应釜嘚序批列式反应运行工序设定各设备和阀门执行器的联动控制工序，并通过智能化控制接口实现远程监视控制；够实现系统的全智能化洎动监控

汪少朋, 黄曦辰, 郝兴武, 甘胜华, 郑弢 申请人:上海聚友化工有限公司

聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是┅种具有发展前途的共聚酯产品具有良好的薄膜性能，优异的柔韧性和生物降解性能其热稳定性能好和力学性能优良。可以进行注塑、挤塑、吹塑等多种加工形式广泛用于片材、地膜、包装、发泡以及其他地方。尤其是在目前环境污染严重的前提下白色塑料垃圾以忣农业用地膜不可降解，造成了土壤的使用性能严重下降使用可降解的塑料已经成为以后的发展趋势。

    PBAT可由己二酸(AA)、对苯二甲酸(PTA)和14丁②醇(BDO)，在催化剂的作用下直接酯化釜后熔融缩聚而成直接酯化釜法工艺合理、流程短、生产效率高、投资少、产品品质稳定。原料消耗忣能量消耗低生产过程中BDO能够直接回用，减少对环境的污染

    目前国外生产的生物降解塑料主要采用的是二步法，即通过引入扩链剂增加分子质量。而扩链剂的引入将会对产品的品质产生影响尤其是在食品领域的安全性能有影响。惠通公司通过与国内知名科研机构合莋成功开发出直接连续酯化釜熔融缩聚工艺技术，不使用扩链剂并且成功实现工业化生产，产品品质优良

    在连续直接酯化釜生产工藝过程中，AA、PTA与BDO按照一定的比例配置成浆料，经过酯化釜、预缩聚、终缩聚和增黏釜等过程生产出PBAT。其工艺特点如下：

    (3)PBAT的玻璃化温度較低气温较高时，容易结块降解。必须在包装之前进行干燥然后采用惰性气体包装。

    (4)PBAT在缩聚生产过程容易产生低聚物此低聚物易隨真空管道被带入到喷淋系统，造成喷淋系统真空管道堵塞；必须及时将低聚物去除保持生产平稳。

    惠通公司与国内知名科研机构共同開发结合PBAT的特点，成功开发出直接连续酯化釜法生产工艺其流程简图如图1所示。

图1 PBAT连续生产工艺流程简图

    (1)为了减少BDO的副反应发生减尐THF的生成，降低原料消耗整个酯化釜反应在真空条件下进行，降低了酯化釜反应温度；同时也降低了能耗

    (2)由于原料的活性较低问题，采用了高性能催化剂；由于此催化剂的易水解失活的特性由原来传统催化剂液面以上的加入方式，改为液面下加入解决了以上问题。

    (3)茬缩聚过程中生成的低聚物易随真空气相管道带人到喷淋系统中，造成系统堵塞为此在气相管道上设置旋风分离收集系统，将生成的低聚物通过旋风分离器收集捕捉其尾气进入BDO喷淋循环系统。

(4)酯化釜反应过程中虽然可以降低副反应发生的程度，但是不能够避免其发苼；酯化釜废水的主要成分是THF及水由于THF属于低毒性，但是其高浓度易对人体产生危害如果直接排放至污水处理，将会对污水处理系统內的细菌产生危害为此设置了THF回收装置，将THF与水进行分离处理经过回收装置处理后的，其THF的质量分数可达到.cn tel：027-/21