一种聚丙烯腈基碳纤维聚合原料的纯化方法及其装置与流程

技术特征：
1.一种聚丙烯腈基碳纤维聚合原料的纯化装置，其特征在于，包括蒸馏釜、精馏塔、真空泵、回流罐、产品罐，所述蒸馏釜与所述精馏塔连接，所述精馏塔与所述真空泵连接，所述精馏塔顶端与所述回流罐连接，所述精馏塔侧面与所述产品罐连接，所述蒸馏釜上设有加热单元，所述精馏塔与所述回流罐之间设有冷凝器，所述精馏塔与所述产品罐之间设有冷却器，所述蒸馏釜内设有搅拌器。2.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维聚合原料的纯化装置，其特征在于，所述加热单元采用夹套，所述夹套设在所述蒸馏釜外侧，所述夹套底部设有蒸汽进料管。3.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维聚合原料的纯化装置，其特征在于，所述精馏塔设在所述蒸馏釜上端，所述蒸馏釜上部设有丙烯腈进料口和氢氧化钠溶液进料口，所述蒸馏釜上还设有蒸汽凝液出料口，所述蒸馏釜底部设有排料管。4.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维聚合原料的纯化装置，其特征在于，所述精馏塔内设有填料和塔板，所述精馏塔内设有除沫器，所述除沫器采用金属丝网，所述精馏塔上设有侧线出料口，所述精馏塔内在所述侧线出料口对应的位置设有集液盘。5.一种聚丙烯腈基碳纤维聚合原料的纯化方法，其特征在于，将丙烯腈原料和氢氧化钠溶液在蒸馏釜中搅拌混合均匀后，通过负压精馏的方式在精馏塔中精馏，去除影响碳纤维原丝生产聚合反应的丙烯腈中的杂质，包括以下步骤：(1)前处理：在惰性气体氮气保护状态下，将工业生产用丙烯腈加入到带有搅拌器的蒸馏釜中，向蒸馏釜中加入氢氧化钠溶液，启动搅拌器对混合液进行搅拌，使蒸馏釜中的丙烯腈和氢氧化钠水溶液充分混合；(2)脱除轻组分：启动真空泵对蒸馏釜和精馏塔抽真空，同时给蒸馏釜加热，在负压条件下加热蒸馏蒸馏釜中的丙烯腈，通过精馏塔塔顶采出轻组分杂质和部分丙烯腈，经冷凝器冷凝后进入回流罐；(3)脱除重组分：继续对蒸馏釜加热，在集液盘处收集丙烯腈，再通过侧线出料口采出丙烯腈，经过冷却器冷却后的丙烯腈进入产品罐，完成丙烯腈的纯化。6.根据权利要求5所述的聚丙烯腈基碳纤维聚合原料的纯化方法，其特征在于，所述步骤(2)和(3)中，给蒸馏釜加热的方式为：通过蒸馏釜底部的蒸汽进料管线向夹套内通入蒸汽，使蒸馏釜内的温度升高；或者，采用外援式换热器对蒸馏釜加热。7.根据权利要求5所述的聚丙烯腈基碳纤维聚合原料的纯化方法，其特征在于，所述步骤(1)中，加入的氢氧化钠溶液质量浓度范围为5％～8％，加入的氢氧化钠溶液与蒸馏釜中丙烯腈的重量比范围为1:2000～1:1500。8.根据权利要求5所述的聚丙烯腈基碳纤维聚合原料的纯化方法，其特征在于，所述步骤(2)和(3)中，通过真空泵对精馏塔及蒸馏釜进行负压操作，精馏塔塔顶操作压力为20kpaa，操作温度为33℃；蒸馏釜操作压力为40～50kpaa，操作温度为50.9～56.8℃。9.根据权利要求5所述的聚丙烯腈基碳纤维聚合原料的纯化方法，其特征在于，所述步骤(2)和(3)中，所述冷凝器和所述冷却器的冷源为7-17℃的低温水。

技术总结
本发明提供一种聚丙烯腈基碳纤维聚合原料的纯化方法及其装置，其包括蒸馏釜、精馏塔、真空泵、回流罐、产品罐，所述蒸馏釜与所述精馏塔连接，所述精馏塔与所述真空泵连接，所述精馏塔顶端与所述回流罐连接，所述精馏塔侧面与所述产品罐连接，所述蒸馏釜上设有加热单元，所述精馏塔与所述回流罐之间设有冷凝器，所述精馏塔与所述产品罐之间设有冷却器，所述蒸馏釜内设有搅拌器。其解决了现有聚丙烯腈基高性能碳纤维聚合原料丙烯腈中含有的有机杂质和金属离子无法有效清除，造成碳纤维缺陷，影响产品性能的技术问题。本发明可广泛应用于聚丙烯腈基高性能碳纤维的聚合生产中。烯腈基高性能碳纤维的聚合生产中。烯腈基高性能碳纤维的聚合生产中。


技术研发人员：张超 齐志军 周占发 陈科瑾 王恩波 宋立志 时英勇 王春晓 刘运波 张立坚 沈传石
受保护的技术使用者：荣成碳纤维科技有限公司
技术研发日：2022.11.21
技术公布日：2023/2/3