Оборудование для улучшения характеристик полиэфирэфиркетоновой (PEEK) смолы: промывочный котел, фильтрующая и промывочная сушилка «три в одном».

Полиэфирэфиркетон (PEEK) — это особый конструкционный пластик с высокой термостойкостью, обладающий превосходной механической прочностью, электрическими свойствами и радиационной стойкостью. Он может быть экструдирован, подвергнут литью под давлением и прессованию для придания формы, а также может быть изготовлен с помощью механической обработки для создания профилей. PEEK широко используется в специализированных отраслях промышленности, таких как аэрокосмическая промышленность, производство специальных механических деталей, военных конструкционных деталей, военных электронных компонентов, атомная энергетика и другие высокотехнологичные области.

Поскольку непосредственно производимый полиэфирэфиркетон содержит большое количество неорганических ионов, при его использовании в электронных и электротехнических устройствах присутствие неорганических ионов снижает изоляционные свойства полиэфирэфиркетона, что может нанести вред полупроводникам и проводящим материалам в процессе эксплуатации. Это вызывает коррозию, приводит к утечкам или ухудшению характеристик устройства, что влечет за собой снижение стабильности или выход устройства из строя. Поэтому необходимо снизить содержание неорганических ионов в полиэфирэфиркетоне при его использовании в электронных и электротехнических устройствах.

Процесс рафинирования полиэфирэфиркетона (PEEK). Анализ существующего процесса.

(1) Процесс очистки ацетона

Перенесите неочищенную смолу PEEK из силоса в ацетоновый рафинировочный котел с помощью пневматической системы транспортировки, добавьте определенное количество 95% ацетона, косвенно нагрейте рафинировочный котел паром до 56 °C и проводите постоянное перемешивание при постоянной температуре. Ацетон используется в качестве экстракционного агента для извлечения неочищенного продукта дифенилсульфона. После перемешивания в течение определенного времени происходит автоматическое расслоение материала: верхний слой представляет собой раствор дифенилсульфона в ацетоне, нижний слой — смолу PEEK, фторид натрия и небольшое количество нерастворенного дифенилсульфона. Раствор верхнего слоя (содержащий дифенилсульфон, ацетон) пропускается через фильтр в ацетоновый дистилляционный котел (атмосферное давление, температура 56 °C), после чего в ацетоновый рафинировочный котел добавляется для экстракции (для растворения нерастворенного дифенилсульфона). Этот процесс повторяется около 8 раз для получения качественной солевой смолы PEEK. Пар из резервуара для дистилляции ацетона конденсируется в первичном и вторичном конденсаторах (эффективность глубокой конденсации в замерзающей воде составляет 90%), а затем жидкий ацетон возвращается в промежуточный резервуар и повторно используется в резервуаре для рафинирования. Рециркулированный ацетон использовался в течение первых 7 циклов процесса рафинирования ацетона, а свежий ацетон — в последний раз.

(2) Процесс очистки воды

Перелейте содержащую соли смолу PEEK в котел для очистки воды, добавьте определенное количество деионизированной воды, нагрейте до 90°C, перемешивайте при постоянной температуре в течение 1 часа для растворения фторида натрия и дайте немного постоять. Затем откройте клапан резервуара для хранения высокосолевого раствора, подайте азот для фильтрации фторида натрия из котла для очистки воды в резервуар для хранения высокосолевого раствора, повторите этот процесс 2 раза, пока не будет удалена большая часть солей натрия, затем закройте клапан резервуара для хранения высокосолевого раствора. Высокосолевые сточные воды из резервуара перекачиваются в трехступенчатый испаритель для испарения при атмосферном давлении и опреснения. В трехступенчатом испарителе в качестве источника тепла используется пар.

Добавьте небольшое количество раствора фосфорной кислоты в резервуар для очистки воды для промывки (фосфорная кислота используется в основном для регулирования pH), после перемешивания и промывки откройте клапан промежуточного резервуара с фосфорной кислотой и с помощью азота отфильтруйте разбавленный раствор фосфорной кислоты из резервуара для очистки воды в промежуточный резервуар с фосфорной кислотой для рециркуляции.

Затем в чан для промывки водой снова добавляют деионизированную воду для продолжения очистки (небольшое количество фторида натрия). Этот процесс повторяется около 6 раз, пока проводимость водного раствора не достигнет 10 мкс/см. Фильтрат после этой части промывки сбрасывают в резервуар для повторного использования очищенной воды. Деионизированную воду из резервуара для повторного использования можно использовать повторно в качестве очищенной воды в следующей партии предварительной обработки. Удаляют влажный продукт — смолу PEEK с фторидом натрия — на следующем этапе.

(3) Процесс центрифугирования

Влажную смолу PEEK после очистки водой переносят в центрифугу для герметичного центрифугирования с целью получения смолы PEEK, которую затем высушивают.

(4) Процесс сушки

Влажную смолу PEEK, полученную центрифугированием, с помощью вакуумного отсоса помещают в двухконусную роторную вакуумную сушилку для вакуумной сушки (при температуре около 140 °C).

В существующем процессе рафинирования полиэфирэфиркетона (PEEK) часто встречаются такие технологические операции, как многократная промывка растворителями, многократная фильтрация, многократный нагрев и промывка водой, а также сушка. Эти технологические операции обычно выполняются в рафинировочных котлах, промывочных котлах, фильтр-прессах или с использованием оборудования, такого как центробежный фильтр, промывочный резервуар и сушилка, работающего независимо друг от друга. При этом различное оборудование соединено в крупногабаритное устройство с длительным технологическим процессом, а материалы транспортируются между оборудованием по трубопроводам или другими способами. Каждая технологическая операция соответствует соответствующему оборудованию, и оборудование разрознено. Большие объемы оборудования приводят к утечкам в местах соединений, что вызывает загрязнение материалов и окружающей среды.

Для преодоления недостатков существующей технологии очистки полиэфирэфиркетона (PEEK) разработано новое многофункциональное оборудование «три в одном»: конический фильтр, промывочное и сушильное устройство (патент № ZL202022908020.2), которое отвечает требованиям полностью автоматизированного процесса очистки полиэфирэфиркетона (PEEK). Этот метод позволяет не только получать полиэфирэфиркетон с низким содержанием неорганических ионов, но и эффективно рециркулировать и повторно использовать очищающий агент. По сравнению с существующим методом, он экономит время и энергию, а также обеспечивает получение высококачественного очищенного полиэфирэфиркетона, простоту процесса и удобство эксплуатации.

Конический фильтр, промывка и сушка — технические характеристики «три в одном».

(1) Процесс производственной системы полностью замкнут.

Благодаря инновационному применению полностью закрытой системы транспортировки материала, обеспечивается полная герметизация производственного процесса от начала кристаллизации до завершения субупаковки. Система конического фильтра, промывки и сушки «три в одном» представляет собой полностью закрытую систему, что позволяет в большей степени соответствовать требованиям GMP.

(2) Безопасность и защита окружающей среды

Благодаря конической трехкомпонентной полностью закрытой конструкции, полностью исключается загрязнение воздуха в рабочей среде растворителями в процессе производства, а также снижается вероятность отравлений операторов, вызванных контактом с токсичными веществами. Это преимущество особенно важно сегодня, когда требования по охране окружающей среды и защите труда растут с каждым днем.

(3) Высокоскоростная промывка, поскольку это оборудование может повторно перемешивать и суспендировать фильтрационный осадок во время промывки, благодаря чему фильтрационный осадок может быть промыт очень тщательно.

(4) Работа под давлением или вакуумом для достижения разделения твердой и жидкой фаз. При фильтрации фильтрационный осадок равномерно распределяется, и эффект разделения твердой и жидкой фаз хороший.

(5) Когда материал нагревается в контейнере, он прилипает к внутренней стенке контейнера и вращается снизу вверх вместе с внутренней нагревательной лентой к верхней части контейнера, а затем вихрем движется вниз вдоль главной оси.

В процессе сушки материал постоянно распределяется и перемещается, обеспечивая равномерный нагрев.

(6) Чистое производство. Конический фильтр, промывка и сушка «три в одном» могут работать в закрытом режиме и оснащены пылесборником для полного сбора пыли, образующейся после сушки, что позволяет удовлетворить требования к производству и эксплуатации в отношении высокой чистоты.

(7) Выход продукта высок, а регенерация растворителя полная. Поскольку вся производственная система представляет собой полностью замкнутую систему, материалы и растворители могут быть полностью регенерированы на 100%, что позволяет избежать потерь, вызванных упущением материалов, накоплением остатков и улетучиванием растворителей, что имеет большую экономическую выгоду, особенно при обработке материалов и использовании растворителей, и тем более при более высоких значениях.

(8) Высокая степень автоматизации и простота освоения.

Каждый этап процесса выполняется поэтапно, и все меры безопасности соблюдены. Операторы могут выполнить операцию после простого обучения, что значительно снижает трудозатраты.

(9) Для высококоррозионных материалов внутренняя поверхность оборудования может быть облицована коррозионностойкими материалами. Компоненты мешалки, механического уплотнения и шарового клапана нагнетания изготовлены из специальных сплавов с превосходной коррозионной стойкостью.

(10) Перед фильтрацией в организме могут проводиться перемешивание, взбивание и взбивание, а после фильтрации в организме могут проводиться различные технологические операции, такие как очистка, регенерация и сушка.

Она обладает такими характеристиками, как упрощение технологического процесса, повышение эффективности производства, предотвращение загрязнения материалов, удобство замены материалов, а также интеграция механических и электрических систем. Одновременно значительно сокращается площадь производственного цеха и снижаются базовые инвестиционные затраты клиентов.