Спосіб гранулювання розплаву поліаміду

Предлагаемое изобретение относится к области переработки расплавов полимеров, преимущественно волокнообразующи х, в гранулах, являющийся исходным материалом для производства синтетических нитей. Наиболее совершенным среди известных и ближайшим к предложенному является способ гранулирования, заключающийся в дозированной подаче расплава к фильере шестеренным насосом, продавливании его через отверстия фильеры, срезании капель расплава с ее поверхности лезвиями ножей, охлаждении капель и ножей водой [1]. Описанный способ является в настоящее время наиболее совершенным среди известных. Однако, при его осуществлении необходимо строго контролировать несколько параметров процесса, которые находятся во взаимосвязи друг с другом. На практике режимы работы подбираются опытным путем для каждой производительности установки и каждой марки полиамида. В основу изобретения положена задача усовершенствовать способ гранулирования расплава поликапроамида и путем подбора технологических параметров обеспечить устойчивость процесса и получение качественного гранулята. Эта задача решается за счет того, что в известном способе гранулирования расплава полиамида, заключающемся в дозированной подаче расплава к фильере, продавливании его через отверстия фильеры, срезании капель расплава с его поверхности лезвиями ножей и охлаждении капель расплава и ножей водой, предложено расплав подавать к фильере при температуре, составляющей 1,1 - 1,3 от температуры плавления полимера, а срезание капель осуществлять при скорости лезвий ножей 9,4 - 25,0м/с и количестве воды, подаваемой на охлаждение капель и ножей 0,0024 - 0,0028м куб. на 1кг продукции. На фиг.1 изображено сечение гранулятора по оси фильерного отверстия; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - схема гранулированной установки. Предложенный способ (фиг.1 и 2) осуществляется на грануляторе, содержащем устройство подачи полимера, любой известной для этой цели конструкции, подающее расплав к фильере 1 с отверстиями 2. С поверхностью фильеры взаимодействуют лезвия 3 радиальных ножей 4, установленных на вращающемся роторе 5. Ротор заключен в кожух 6 с выгружной воронкой 7. Кожух снабжен коллектором 8, создающим поток воды по всей ширине кожуха. В зону взаимодействия ножей с фильерой подаются потоки воды через два сопла 9 со сторон торцев ротора. Описанный гранулятор 10 (фиг.3) входит в состав установки, которая содержит источник расплава, например, аппарат непрерывной полимеризации 11, подключенный через запорное устройство 12, шестеренный насос 13 и фильтр 14 к гранулятору. Гранулятор снабжен пневмоцилиндром для подвода ротора с ножами к фильере и отвода его в нерабочее положение. В состав установки входит замкнутый контур циркуляции воды через гранулятор. Контур включает две параллельных ветви, одна из которых 15 обеспечивает подачу воды в зону гранулирования для охлаждения капель и ножей, а другая ветвь 16 обеспечивает подачу воды на смыв гранул с кожуха гранулятора. Циркуляция воды в контуре обеспечивается насосом 17, подающим лактамную воду из цехового бака. При этом, вода на охлаждение капель и ножей проходит через фильтры 18, а на смыв гранул через фильтр 19 и теплообменник 20. Поток воды, несущий в себе гранулы, попадает в поддон гранулятора и отводится из него по трубопроводу 21 в двухсекционный бак. Вода из двухсекционного бака отводится в цеховой бак воды с низкомолекулярными соединениями (НМС). При осуществлении способа расплав полимера продавливается сквозь отверстия 2 фильеры 1, образуя на ее рабочей поверхности капли. Поскольку ротор 5 с радиальными ножами 4 непрерывно вращается, то лезвия 3 ножей поочередно скользят по поверхности фильеры и срезают капли. Каждый нож, пройдя отверстие, увлекает с собой каплю расплава и подает ее в зону орошения струями воды из сопел 9, что обеспечивает охлаждение ножа и капли и, одновременно, смыв полуотвердевшей капли с ножа. В этот момент данный нож закрывает следующий за ним нож и фильеру от попадания на них воды, что необходимо для предотвращения охлаждения фильеры и капель расплава до момента отрыва ножа от поверхности фильеры. Капли расплава отбрасываются ножами на поверхность кожуха, орошаемую водой из коллектора 8 мгновенно охлаждаются и смываются потоками воды вниз к воронке 7. В результате работы гранулятора из его воронки выходит поток воды, несущий гранулы в форме гладких шаровидных, слегка приплюснутых тел. Если количество воды, подаваемое в зону гранулирования недостаточно, то капли и ножи охлаждаются недостаточно и полимер налипает на передние поверхности ножей, и процесс гранулирования прекращается. В случае избытка воды в рабочей зоне происходит переохлаждение фильеры, что ведет к заростанню отверстия фильеры и прекращению процесса каплеобразования расплава. Длительными испытаниями установлено, что количество воды, подаваемой на охлаждение капель расплава и ножей составляет 0,0024 0,0028м куб. на 1кг продукции. Опыты показали, что количество охлаждающей воды в зоне гранулирования жестко связано с производительностью гранулятора и определяющим образом влияет на тепловой баланс в аппарате. При подаче воды менее 0,0024м куб. на 1кг продукции, процесс смыва протекает неустойчиво из-за недостаточного охлаждения капель расплава, которые слишком прочно сцепляются с поверхностями ножей, а так же из-за недостаточной для смыва интенсивности водяного потока. В таких условиях на каплях образуются "хвосты", которые резко ухудшают качество продукции. При количестве охлаждающей воды более 0,0028м куб на 1кг продукции происходит переохлаждение зоны гранулирования, что сопровождается неравномерным истечением расплава из отверстия фильеры, т.е. процесс становится неустойчивым. При этом гранулы имеют неодинаковый вес, а переохлаждение капель в зоне их срезания приводит к тому, что гранулы приобретают неокруглую форму (иногда даже с заусенцами). Температура расплава подаваемого к фильере, составляет 1,1 - 1,3 от температуры плавления При процесс неосуществим, так как расплав практически не продавливается сквозь отверстие фильеры. При процесс гранулирования неустойчив, так как нет равномерного истечения расплава через отверстие, происходит ("подмерзание") зарастание фильерного отверстия. При процесс гранулирования практически устойчив, но форма гранул не округлая и содержит заусенцы. При процесс протекает устойчиво при правильной форме гранул (гладкая приплюснутая сфера). При гранулы начинают терять форму, приобретая форму лепешки. При процесс гранулирования неустойчив, гранулы уже имеют форму лепешки, происходит слипание гранул, что приводит к останову установки. При процесс гранулирования неосуществим. Скорость ножей является важнейшим параметром процесса формования, определяющим, как устойчивость процесса, так и качество (форму) гранул. Гранулирование возможно осуществлять при линейной скорости лезвий ножей 9,4 - 25,0м/с. При скоростях лезвия меньше 9,4м/с прекращается отрыв затвердевших капель от ножей и происходит лавинообразное налипание расплава на ножи. При чрезмерном увеличении скорости ножей - свыше 25,0м/с ухудшается форма гранул, поскольку лезвия слишком резко ударяются о капли и расплющивают их.