本发明涉及聚乙交酯粒料的生产，具体涉及一种可降解聚乙交酯pga粒料产品进行大规模商业化连续、高效地冷固造粒的系统和方法。
背景技术：
随着性能稳定的传统塑料垃圾大量产生，后期回收、处置、治理已成为全球性的难题。近年来我国出台一系列限塑、禁塑政策，从生产源头上入手，强化监管，对传统塑料逐渐禁止、限制其生产、流通、消费，同时积极推广使用可降解塑料。然而可降解塑料的价格是传统塑料的2～3倍，限制了其大量的应用。目前降低可降解塑料产品成本的三大主要因素为：(1)采用先进工艺技术，(2)扩大产业生产规模，(3)促进原料价格下降。聚乙交酯pga作为生物可降解大分子聚合物是最引人瞩目的绿色环保高分子材料。在自然生活环境中，废弃的pga能被土壤中微生物彻底分解为水和二氧化碳，环保并且可再生。而pga无毒、无刺激性，且具有良好的生物相容性，被广泛应用于医学领域，例如：手术缝合线、包扎、药物控制释放剂和组织支架等。pga优良的生物相容性、生物降解性以及可持续发展的性能，使其成为最具有发展前景的高分子材料之一。
申请号为cn201510003123.5的发明专利公开了一种聚乙交酯的制备方法，包括以下步骤：将催化剂、有机溶剂、和乙交酯混合，在无水无氧和惰性气体保护下进行开环聚合反应，反应后将反应物进行处理得聚乙交酯；催化剂为胺基苯胺基锂化合物。本发明以胺基苯胺基锂化合物为催化剂，反应可控性好，条件温和，反应速率快，不需加入醇助催化剂即可发生聚合反应，催化活性高，得到的聚乙交酯分子量可控、产率高、金属残留少。此外，本发明可采用通常的溶液聚合方法，通过控制聚合反应温度为20-110℃，聚合反应时间为20-720分钟，聚合反应后得到聚乙交酯成品2.16-4.47克，产率67.3-98.1wt％，分子量1.3-27.6万，聚合反应工艺简单，可以调控聚合物的分子量，选择性广，且得到的聚合物分子量分布窄，具有优良的理化特性。申请号为cn201811235288.5的发明专利公开了一种聚乙醇酸的制备方法，包括将乙醇酸或乙醇酸酯进行反应得到重均分子量mw低于20000聚乙醇酸的步骤1，以及向得到的聚乙醇酸中加入脱水剂进一步聚合的步骤2的技术方案，可以获得重均分子量较高的聚乙醇酸，可用于高重均分子量聚乙醇酸的工业生产中。在实施例1～8中，向5l的反应釜中加入1200g乙醇酸晶体或者2000g浓度为60％的乙醇酸水溶液，在催化剂作用下，最高聚合反应温度为210℃，总聚合反应时间为16h，得到质量为886～907g的固体聚乙醇酸，产率73.80～75.60％，其分子量mw为64100～79300。上述现有技术的方案仅仅是实验室规模、间歇制备pga产品的方法，没有考虑工业化连续冷固造粒的过程，一旦应用到大规模商业化pga工业生产装置中，存在“放大效应”。由此，现有技术存在工艺落后，生产规模小，pga与冷却水接触，容易发生水解降解反应，产品收率低，损失大，运行成本高，产生“放大效应”而无法应用到连续生产的pga工业装置的问题。
技术实现要素：
发明目的：本发明的目的在于提供一种避免pga与水接触，防止pga产品损失的连续生产pga冷固造粒的系统；本发明的第二目的在于提供上述连续生产pga冷固造粒系统的方法。
技术方案：本发明的一种连续生产pga粒料的系统，包括依次连接的结晶釜、粉料料仓以及熔化釜，还包括与熔化釜连接的储存槽，所述储存槽上方的设有转筒冷固器，所述转筒冷固器的下方外壁与位于储存槽内的pga熔化料液面接触，通过旋转将pga熔化料粘附在转筒冷固器外壁并冷却形成聚乙交酯片料；所述储存槽通过溢流管线与溢流槽连接，所述溢流槽的出料口与熔化釜的进料口连接；所述储存槽一侧设有用于将pga片料拉离转筒冷固器的转动滚轮，所述转动滚轮的一侧设有用于切割pga片料的齿片切割器和圆片切割器以及用于收集pga粒料的粒料料仓。
上述技术方案中，为了保证转筒冷固器能够转动灵活，储存槽结构型式为长方体，所述储存槽的长度大于所述转筒冷固器的长度；通过设置的转动滚轮将冷却在转筒冷固器上的聚乙交酯片料拉出并送入后续的工段进行造粒，可设置1个转动滚轮，转动滚轮布置在pga片料上方或在pga片料的下方；也可设置2个转动滚轮，2个转动滚轮可以分别布置在pga片料的上方和下方，用滚轮代替其他如刮板等取料的方式，通过消耗滚轮的动力避免如刮板等对转筒冷固器外缘的磨损问题。
进一步地，为了控制pga片料的厚度和pga粒料的规格，在储存槽和溢流槽之间设置多根不同标高的溢流管线，所述的溢流管线设置有2～10根，优选为3～8根，更为优选的是4～6根，溢流管线的标高为0.2～20.0mm，优选为0.4～16.0mm，更为优选的是0.8～12.0mm，每根溢流管线上设有用于开启与关闭的切断阀，其中1根溢流管线的切断阀打开，其余切断阀关闭，从而调节转筒冷固器下方外壁浸入储存槽内pga熔化料液面的高度，最终加工的pga产品规格为0.1-16.0mm。
进一步地，为了防止pga片料粘结在转筒冷固器和转动滚轮的外表面上，所述转筒冷固器和转动滚轮的表面进行镜面抛光处理，外表面的粗糙度为0.04μm≦ra≦0.60μm，优选的为0.12μm≦ra≦0.44μm，更为优选的为0.20μm≦ra≦0.28μm。
进一步地，所述熔化釜的操作温度为215～245℃，所述储存槽的操作温度为215～245℃；所述熔化釜与储存槽之间设有用于输送聚乙交酯熔化料的输送泵；所述溢流槽与熔化釜之间设有用于输送聚乙交酯回流料的回流泵。
本发明还保护一种所述的连续生产pga粒料的系统的方法，包括以下步骤：
步骤一、将pga反应产物输送进入结晶釜，经冷却结晶成为pga粉料输送进入粉料料仓储存，然后将储存的pga粉料输送进入熔化釜中形成pga熔化料；
步骤二、pga熔化料经输送泵增压输送到储存槽，储存槽上方水平放置转筒冷固器，转筒冷固器下方外壁与储存槽内的pga熔化料液面接触；
步骤三、转动转筒冷固器将pga熔化料带上并粘附在转筒冷固器外壁，pga熔化料经与转筒冷固器内壁的冷却水间接热量交换移出热量后冷固为pga片料；
步骤四、通过转动滚轮将冷固的pga片料拉离转筒冷固器，然后依次经过齿片切割器和圆片切割器切割成pga粒料，并由粒料料斗收集后送出界外；
步骤五、储存槽内多余的pga熔化料通过带切断阀的溢流管线流入溢流槽，经回流泵增压成为pga回流料后返回熔化釜循环利用。
进一步地，连续生产pga粒料系统的公称能力为1-500千吨/年，设置1-5条生产线，单条生产线的最大公称能力为100千吨/年，年运行时间8000小时。
有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著的优点：本发明可以应用于公称能力为1-500千吨/年pga中试连续生产或者大规模商业化工业连续生产装置中，通过结晶-熔化-冷固-切割的主要工艺步骤，将pga反应产物加工造粒为pga产品；采用设置不同标高溢流管线的方法控制pga片料的厚度和pga产品的规格；将粘附在转筒冷固器外壁的pga熔化料经冷却水间接换热冷固为pga片料；由此实现工业连续生产0.1-16.0mm多种规格的pga产品的目的，避免pga与冷却水接触，防止pga在造粒过程中的水解降解现象，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例1的连续生产pga粒料系统的工艺流程示意图；
图2为本发明实施例2的连续生产pga粒料系统的工艺流程示意图；
图3为本发明实施例3的连续生产pga粒料系统的工艺流程示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示的工艺流程示意图，连续生产pga粒料系统的公称能力为100千吨/年，设置1条生产线，单线公称能力为100千吨/年。其中，a1表示pga反应产物，a2表示pga粉料，a3表示pga粉料，b1表示pga熔化料，b2表示pga溢流料，b3表示pga回流料，c1表示pga片料，c2表示pga片料，d1表示pga条料，e1表示pga粒料，e2表示pga产品。
本实施例工艺流程如下：来自界外的pga反应产物a1输送进入结晶釜1，经冷却结晶成为pga粉料a2输送进入粉料料仓2，经储存的pga粉料a3输送进入熔化釜3，经加热熔化再经输送泵4增压成为pga熔化料b1后进入储存槽8，储存槽8上方水平放置转筒冷固器7，转筒冷固器7下方外壁与储存槽8内的pga熔化料b1液面接触，转动转筒冷固器7将这部分pga熔化料b1带上并粘附在转筒冷固器7外壁，为了避免这部分pga熔化料b1与冷却水直接接触，冷却水从转筒冷固器7内壁设置的冷却水进口管线流入，吸收这部分pga熔化料b1热量后，从冷却水出口管线流出，被带上并粘附在转筒冷固器7外壁的这部分pga熔化料b1，经与转筒冷固器7内壁的冷却水间接热量交换移出热量后冷固为pga片料c1，经转动滚轮12将粘附在转筒冷固器7外壁的pga片料拉离转筒冷固器7，转动滚轮12设置1个，在pga片料c1的上方，转动齿片切割器9将pga片料c2切割成pga条料d1，转动圆片切割器10将pga条料d1切割成pga粒料e1，经输送进入粒料料仓11，经储存的pga产品e2输送送出界外；为确定转筒冷固器7下方外壁浸入储存槽8内pga熔化料b1的液面高度，多余的pga溢流料b2从储存槽8溢流管口溢出，通过带切断阀的管线流入溢流槽5，经储存再经回流泵6增压成为pga回流料b3返回熔化釜03加热后循环利用。
本实施例工艺参数如下：设置标高不同且布置在不同垂直线上的溢流管线根数为4根，所述4根溢流管线的标高分别为1.2mm，2.4mm，4.8mm，10.0mm，储存槽8长度大于转筒冷固器7长度40.0mm，转筒冷固器7外表面、转动滚轮12外表面进行镜面抛光加工处理后，外表面的粗糙度为0.10μm≦ra≦0.20μm，最终加工的pga产品e2规格为0.6-8.0mm。由此本实施例实现大规模商业化工业连续生产pga粒料产品的目的，生产装置的年运行时间8000小时，避免pga与冷却水接触，防止pga在造粒过程中的水解降解，取得了较好的技术效果。
实施例2
如图2所示的工艺流程示意图，连续生产pga粒料系统的公称能力为1千吨/年，设置1条生产线，单线公称能力为1千吨/年。其中，a1表示pga反应产物，a2表示pga粉料，a3表示pga粉料，b1表示pga熔化料，b2表示pga溢流料，b3表示pga回流料，c1表示pga片料，c2表示pga片料，d1表示pga条料，e1表示pga粒料，e2表示pga产品。
本实施例工艺流程如下：来自界外的pga反应产物a1输送进入结晶釜1，经冷却结晶成为pga粉料a2输送进入粉料料仓2，经储存的pga粉料a3输送进入熔化釜3，经加热熔化再经输送泵4增压成为pga熔化料b1后进入储存槽8，储存槽8上方水平放置转筒冷固器7，转筒冷固器7下方外壁与储存槽8内的pga熔化料b1液面接触，转动转筒冷固器7将这部分pga熔化料b1带上并粘附在转筒冷固器7外壁，为了避免这部分pga熔化料b1与冷却水直接接触，冷却水从转筒冷固器7内壁设置的冷却水进口管线流入，吸收这部分pga熔化料b1热量后，从冷却水出口管线流出，被带上并粘附在转筒冷固器7外壁的这部分pga熔化料b1，经与转筒冷固器7内壁的冷却水间接热量交换移出热量后冷固为pga片料c1，经转动滚轮12将粘附在转筒冷固器7外壁的pga片料拉离转筒冷固器7，转动滚轮12设置1个，在pga片料c1的下方，转动齿片切割器9将pga片料c2切割成pga条料d1，转动圆片切割器10将pga条料d1切割成pga粒料e1，经输送进入粒料料仓11，经储存的pga产品e2输送送出界外；为确定转筒冷固器7下方外壁浸入储存槽8内pga熔化料b1的液面高度，多余的pga溢流料b2从储存槽8溢流管口溢出，通过带切断阀的管线流入溢流槽5，经储存再经回流泵6增压成为pga回流料b3返回熔化釜03加热后循环利用。
本实施例工艺参数如下：设置标高不同且布置在不同垂直线上的溢流管线根数为6根，所述6根溢流管线的标高分别为1.2mm，2.4mm，4.8mm，6.0mm，8.4mm，10.0mm，储存槽8长度大于转筒冷固器7长度48.0mm，转筒冷固器7外表面、转动滚轮12外表面进行镜面抛光加工处理后，外表面的粗糙度为0.22μm≦ra≦0.28μm，最终加工的pga产品e2规格为0.4-4.8mm。由此本实施例实现连续生产pga粒料产品的目的，生产装置的年运行时间8000小时，避免pga与冷却水接触，防止pga在造粒过程中的水解降解，取得了较好的技术效果。
实施例3
如图3所示的工艺流程示意图，连续生产pga粒料系统的公称能力为500千吨/年，设置5条生产线，单线公称能力为100千吨/年。其中，a1表示pga反应产物，a2表示pga粉料，a3表示pga粉料，b1表示pga熔化料，b2表示pga溢流料，b3表示pga回流料，c1表示pga片料，c2表示pga片料，d1表示pga条料，e1表示pga粒料，e2表示pga产品。
本实施例工艺流程如下：来自界外的pga反应产物a1输送进入结晶釜1，经冷却结晶成为pga粉料a2输送进入粉料料仓2，经储存的pga粉料a3输送进入熔化釜3，经加热熔化再经输送泵4增压成为pga熔化料b1后进入储存槽8，储存槽8上方水平放置转筒冷固器7，转筒冷固器7下方外壁与储存槽8内的pga熔化料b1液面接触，转动转筒冷固器7将这部分pga熔化料b1带上并粘附在转筒冷固器7外壁，为了避免这部分pga熔化料b1与冷却水直接接触，冷却水从转筒冷固器7内壁设置的冷却水进口管线流入，吸收这部分pga熔化料b1热量后，从冷却水出口管线流出，被带上并粘附在转筒冷固器7外壁的这部分pga熔化料b1，经与转筒冷固器7内壁的冷却水间接热量交换移出热量后冷固为pga片料c1，经转动滚轮12将粘附在转筒冷固器7外壁的pga片料拉离转筒冷固器7，转动滚轮12设置2个，分别设置在pga片料c1的上方和下方，转动齿片切割器9将pga片料c2切割成pga条料d1，转动圆片切割器10将pga条料d1切割成pga粒料e1，经输送进入粒料料仓11，经储存的pga产品e2输送送出界外；为确定转筒冷固器7下方外壁浸入储存槽8内pga熔化料b1的液面高度，多余的pga溢流料b2从储存槽8溢流管口溢出，通过带切断阀的管线流入溢流槽5，经储存再经回流泵6增压成为pga回流料b3返回熔化釜03加热后循环利用。
本实施例工艺参数如下：置标高不同且布置在不同垂直线上的溢流管线根数为8根，所述8根溢流管线的标高分别为1.2mm，2.4mm，3.6mm，4.8mm，6.0mm，7.2mm，8.4mm，10.0mm；储存槽8长度大于转筒冷固器7长度50.0mm，转筒冷固器7外表面、转动滚轮12外表面进行镜面抛光加工处理后，外表面的粗糙度为0.30μm≦ra≦0.40μm，最终加工的pga产品e2规格为4.0-6.0mm。由此本实施例实现大规模商业化工业连续生产pga粒料产品的目的，生产装置的年运行时间8000小时，避免pga与冷却水接触，防止pga在造粒过程中的水解降解，取得了较好的技术效果。
实施例4
工艺流程同实施例1，不同之处在于工艺参数改变，改变后的本实施例工艺参数如下：设置标高不同且布置在不同垂直线上的溢流管线根数为2根，所述2根溢流管线的标高范围0.2mm，0.6mm，储存槽8长度大于转筒冷固器7长度20.0mm，转筒冷固器7外表面、转动滚轮12外表面进行镜面抛光加工处理后，外表面的粗糙度为0.04μm≦ra≦0.20μm，最终加工的pga产品e2规格为0.1-0.5mm。由此本实施例实现大规模商业化工业连续生产pga粒料产品的目的，生产装置的年运行时间8000小时，避免pga与冷却水接触，防止pga在造粒过程中的水解降解，取得了较好的技术效果。
实施例5
工艺流程同实施例1，不同之处在于工艺参数改变，改变后的本实施例工艺参数如下：设置标高不同且布置在不同垂直线上的溢流管线根数为10根，所述10根溢流管线的标高范围6.0mm，7.0mm，8.0mm，9.0mm，10.0mm，12.0mm，14.0mm，16.0mm，18.0mm，20.0mm，储存槽8长度大于转筒冷固器7长度80.0mm，转筒冷固器7外表面、转动滚轮12外表面进行镜面抛光加工处理后，外表面的粗糙度为0.50μm≦ra≦0.60μm，最终加工的pga产品e2规格为3.0-16.0mm。由此本实施例实现大规模商业化工业连续生产pga粒料产品的目的，生产装置的年运行时间8000小时，避免pga与冷却水接触，防止pga在造粒过程中的水解降解，取得了较好的技术效果。
实施例6
工艺流程同实施例2，同之处在于公称能力和工艺参数改变，连续生产pga粒料系统的公称能力为200千吨/年，设置2条生产线，单线公称能力为100千吨/年。改变后的本实施例工艺参数如下：设置标高不同且布置在不同垂直线上的溢流管线根数为4根，所述4根溢流管线的标高分别为1.0mm，5.0mm，10.0mm，15.0mm；储存槽8长度大于转筒冷固器7长度56.0mm，转筒冷固器7外表面、转动滚轮12外表面进行镜面抛光加工处理后，外表面的粗糙度为0.34μm≦ra≦0.40μm，最终加工的pga产品e2规格为0.1-0.8mm。由此本实施例实现大规模商业化工业连续生产pga粒料产品的目的，生产装置的年运行时间8000小时，避免pga与冷却水接触，防止pga在造粒过程中的水解降解，取得了较好的技术效果。
实施例7
工艺流程同实施例2，不同之处在于公称能力和工艺参数改变，连续生产pga粒料系统的为200千吨/年，设置2条生产线，单线公称能力为100千吨/年。改变后的本实施例工艺参数如下：设置标高不同且布置在不同垂直线上的溢流管线根数为2，所述2溢流管线的标高分别为1.0mm，20.0mm，储存槽8长度大于转筒冷固器7长度60.0mm，转筒冷固器7外表面、转动滚轮12外表面进行镜面抛光加工处理后，外表面的粗糙度为0.38μm≦ra≦0.48μm，最终加工的pga产品e2规格为8.0-16.0mm。由此本实施例实现大规模商业化工业连续生产pga粒料产品的目的，生产装置的年运行时间8000小时，避免pga与冷却水接触，防止pga在造粒过程中的水解降解，取得了较好的技术效果。
实施例8
工艺流程同实施例3，不同之处在于公称能力和工艺参数改变，续生产pga粒料系统的为300千吨/年，设置3条生产线，单线公称能力为100千吨/年。改变后的本实施例工艺参数如下：设置标高不同且布置在不同垂直线上的溢流管线根数为5根，所述10根溢流管线的标高范围6.0mm，8.0mm，10.0mm，12.0mm，16.0mm；储存槽8长度大于转筒冷固器7长度66.0mm，转筒冷固器7外表面、转动滚轮12外表面进行镜面抛光加工处理后，外表面的粗糙度为0.42μm≦ra≦0.58μm，最终加工的pga产品e2规格为0.1-2.0mm。由此本实施例实现大规模商业化工业连续生产pga粒料产品的目的，生产装置的年运行时间8000小时，避免pga与冷却水接触，防止pga在造粒过程中的水解降解，取得了较好的技术效果。
1.一种连续生产pga粒料的系统，包括依次连接的结晶釜(1)、粉料料仓(2)以及熔化釜(3)，其特征在于：还包括与熔化釜(3)连接的储存槽(8)，所述储存槽(8)上方的设有转筒冷固器(7)，所述转筒冷固器(7)的下方外壁与位于储存槽(8)内的pga熔化料液面接触，通过旋转将pga熔化料粘附在转筒冷固器(7)外壁并冷却形成聚乙交酯片料；所述储存槽(8)通过溢流管线与溢流槽(5)连接，所述溢流槽(5)的出料口与熔化釜(3)的进料口连接；所述储存槽(8)一侧设有用于将pga片料拉离转筒冷固器(7)的转动滚轮(12)，所述转动滚轮(12)的一侧设有用于切割pga片料的齿片切割器(9)和圆片切割器(10)以及用于收集pga粒料的粒料料仓(11)。
2.根据权利要求1所述的连续生产pga粒料的系统，其特征在于：所述转动滚轮(12)设置在pga片料的上方、pga片料的下方或者pga片料的上下两侧。
3.根据权利要求1所述的连续生产pga粒料的系统，其特征在于：所述的溢流管线设置有2～10根，溢流管线的标高为0.2～20.0mm，每根溢流管线上设有用于开启与关闭的切断阀。
4.根据权利要求1所述的连续生产pga粒料的系统，其特征在于：所述转筒冷固器(7)和转动滚轮(12)的表面进行镜面抛光处理，外表面的粗糙度为0.04μm≦ra≦0.60μm。
5.根据权利要求1所述的连续生产pga粒料的系统，其特征在于：所述熔化釜(3)的操作温度为215～245℃，所述储存槽(8)的操作温度为215～245℃。
6.根据权利要求1所述的连续生产pga粒料的系统，其特征在于：所述熔化釜(3)与储存槽(8)之间设有用于输送pga熔化料的输送泵(4)。
7.根据权利要求1所述的连续生产pga粒料的系统，其特征在于：所述溢流槽(5)与熔化釜(3)之间设有用于输送pga回流料的回流泵(6)。
8.一种权利要求1-7任一项所述的连续生产pga粒料的系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将pga反应产物输送进入结晶釜(1)，经冷却结晶成为pga粉料输送进入粉料料仓(2)储存，然后将储存的pga粉料输送进入熔化釜(3)中形成pga熔化料；
步骤二、pga熔化料经输送泵(4)增压输送到储存槽(8)，储存槽(8)上方水平放置转筒冷固器(7)，转筒冷固器(7)下方外壁与储存槽(8)内的pga熔化料液面接触；
步骤三、转动转筒冷固器(7)将pga熔化料带上并粘附在转筒冷固器(7)外壁，pga熔化料经与转筒冷固器(7)内壁的冷却水间接热量交换移出热量后冷固为pga片料；
步骤四、通过转动滚轮(12)将冷固的pga片料拉离转筒冷固器(7)，然后依次经过齿片切割器(9)和圆片切割器(10)切割成pga粒料，并由粒料料斗(11)收集后送出界外；
步骤五、储存槽(8)内多余的pga熔化料通过带切断阀的溢流管线流入溢流槽(5)，经回流泵(6)增压成为pga回流料后返回熔化釜(3)循环利用。
技术总结