專利名稱：輸送一種熱不穩(wěn)定粘性物質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過管道輸送一種熱不穩(wěn)定的粘性物質(zhì)的方法，管道有一個用于釋放過壓的預(yù)定破裂點，在達(dá)到過壓時該預(yù)定破裂點破裂，因此過壓被釋放。此外，本發(fā)明還涉及一種實施此方法的設(shè)備。
在本說明書和本專利權(quán)利要求的范圍內(nèi)，術(shù)語粘性物質(zhì)主要用于一種含有纖維素和含水叔胺氧化物的溶液，而且這種溶液可以加工成各種類型的纖維素模塑體，尤其是纖維和薄膜。
叔胺氧化物已知用作纖維素的可供選用的溶劑。例如由US-PS2179181已知，叔胺氧化物可以溶解纖維素而沒有衍生物，以及，由這些溶液通過沉淀可以得到纖維素模塑體，如纖維。由本申請人的EP-A-0553070已知另一些叔胺氧化物。下面為了簡化起見只表示為NMMO(＝N-Methylmorpholin-N-oxid)，指的是所有能溶解纖維素的叔胺氧化物。
就纖維素?zé)o衍生物地被NMMO溶解這一點而言，與粘膠法相比，叔胺氧化物作為可選用的溶劑是有優(yōu)點的，這樣，纖維素不必化學(xué)地再生，NMMO化學(xué)上保持不變，并在沉淀時轉(zhuǎn)移到沉淀槽中，可以從沉淀槽回收，以及為了制備新的溶液可以再次使用。因此這種NMMO法提供了一種閉式溶劑循環(huán)的可能性。除此之外，NMMO毒性極低。
然而，當(dāng)纖維素在NMMO中溶解時，降低了纖維素的聚合度。此外，尤其是存在的金屬離子(諸如Fe3+)導(dǎo)致引發(fā)激烈的鏈分裂，并因而導(dǎo)致顯著的纖維素和溶劑降低(Buijtenhuijs等人“TheDegradation and Stabilization of Cellulose Dissolved in N-Methylmorpholin-N-Oxide(NMM)”，發(fā)表在“Das Papier”中，年度刊物第40卷，12期，615-619頁，1986年)。
另一方面，胺氧化物通常只有一種有限的熱穩(wěn)定性，它隨其結(jié)構(gòu)而改變。在正常的條件下，NMMO的一水化合物作為白色結(jié)晶固體存在，它在72℃時融化。反之，無水化合物到172℃才融化。在加熱一水化合物時，從120/130℃起出現(xiàn)嚴(yán)重變色。從175℃起開始放熱反應(yīng)，融化物完全脫水以及產(chǎn)生大量氣體并伴隨有爆炸過程，在這種情況下溫度上升到高于250℃。
眾所周知，金屬鐵和銅以及尤其是它們的鹽，顯著降低了NMMO的分解溫度，而有關(guān)的分解速度卻與此同時提高了。
此外，除上述問題外還產(chǎn)生另一個困難，亦即NMMO纖維素溶液本身受熱不穩(wěn)定。這里所說的是，在加工溫度提高時(約110-120℃)，在溶液中引起不可控制的分解過程，由于形成氣體，所以這些分解過程可能導(dǎo)致爆燃、燃燒和甚至爆炸。
為了釋放在上述分解過程中在管道內(nèi)形成的過壓，由US-A-5337776已知一種管道，它有一個作為管壁一部分的預(yù)定破裂點。此預(yù)定破裂點設(shè)計為爆破盤。然而，由于將爆破盤裝在管壁中使管的加熱套中斷，因此，如果被輸送物質(zhì)冷卻到低于凝固點，便會使被輸送的物質(zhì)固化在未被加熱的爆破盤表面上。特別是由于在壁面處的速度低，所以凝固物質(zhì)粘附在爆破盤上，不隨其余物質(zhì)一起輸送。因此不僅影響爆破盤的工作，亦即損害其時間響應(yīng)，而且，若在那些沉積于爆破盤上的物質(zhì)形成分解產(chǎn)物的情況下導(dǎo)致污染輸送物質(zhì)。例如在纖維素溶解于叔胺氧化物的溶液中便可能發(fā)生這種情況。
此外，在將爆破盤裝入管道壁中時，必須設(shè)計所需要的卸壓截面尺寸，這可由專家根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的最大壓力上升率算出。這意味著必須根據(jù)管道容積選擇和裝上與之相配的爆破盤截面。然而有利的做法卻應(yīng)當(dāng)是使用盡可能小的爆破盤，因為這樣在管道圓周中占的地方小，以及，爆破盤的曲率能更好地與管壁的曲率相匹配。
因此，應(yīng)當(dāng)找到一個最佳點，使得在管道內(nèi)部沿管道內(nèi)徑的流速與高粘度的流動特性相適應(yīng)。于是，對于高粘度的物質(zhì)，可以做到管內(nèi)只有較小的剪切速度，這等價于具有一個比較大的管道內(nèi)徑。若這種管道現(xiàn)在按照由US-A-5337776已知的方法用一個與管內(nèi)壁齊平地安裝的爆破盤來保險，則爆破盤固定裝置需要占用管道上不必要的大的圓周區(qū)，其結(jié)果是導(dǎo)致產(chǎn)生上面已闡述的問題。
按照US-A-5337776，爆破盤與管道相配。然而，根據(jù)不穩(wěn)定物質(zhì)系統(tǒng)的最大壓力發(fā)生率這是不必要的。這意味著應(yīng)當(dāng)使用截面尺寸優(yōu)化的爆破盤。
若由于要釋放高壓而需要大的爆破盤截面，則形成一種不良的匹配，因為被爆破盤所占的管道圓周區(qū)較大，因此在管道內(nèi)的流動特性可能受到破壞。
本發(fā)明的目的是，提出一種輸送熱不穩(wěn)定粘性物質(zhì)的方法，尤其是一種輸送含有纖維素和含水叔胺氧化物的模塑材料或紡絲原液的方法，這種方法沒有上述問題。
按本發(fā)明通過管道輸送一種熱不穩(wěn)定的粘性物質(zhì)的方法，其中管道有一個用于釋放過壓的預(yù)定破裂點，在達(dá)到過壓時該預(yù)定破裂點破裂，從而釋放過壓，這一方法的特點在于，預(yù)定破裂點設(shè)在管道內(nèi)部，并按這樣的原則，即，此預(yù)定破裂點不是設(shè)計為管道內(nèi)壁的一個部分。
業(yè)已證明，采用按本發(fā)明將預(yù)定破裂點安排在管道內(nèi)部的設(shè)計，不僅保證有效地釋放過壓，而且由于在管道中安裝了截面尺寸優(yōu)化的預(yù)定破裂點，將因此而造成的加熱套中斷限制為如此之小，以致對于粘性物質(zhì)的輸送沒有什么不良影響。
此外，保證此預(yù)定破裂點位于作良好恒溫處理的物質(zhì)中。
按本發(fā)明方法的一種最佳實施形式在于，預(yù)定破裂點設(shè)在管道內(nèi)基本上中央，在這種情況下應(yīng)強(qiáng)調(diào)指出，預(yù)定破裂點最好設(shè)置為，它基本上背對著物質(zhì)的輸送方向。
按本發(fā)明所設(shè)的預(yù)定破裂點最好設(shè)計為爆破盤。
按本發(fā)明的方法尤其適用于在含水叔胺氧化物中的纖維素高粘度溶液的輸送。
本發(fā)明還涉及一種用于實施按本發(fā)明的方法的設(shè)備，此設(shè)備包括一根管道和一個爆破盤，它的特征在于，爆破盤設(shè)在管道內(nèi)部，并且此爆破盤不是設(shè)計為管道內(nèi)壁的一個部分。
在按本發(fā)明設(shè)備的一種最佳結(jié)構(gòu)形式中，爆破盤基本上位于管道內(nèi)的中央，在這種情況下，它最好基本上背對著物質(zhì)的輸送方向。
下面借助于附圖
更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
附圖表示了一個用于分配物質(zhì)流的按本發(fā)明的管道構(gòu)件的一種實施形式，在管道構(gòu)件中裝入爆破盤支架以及爆破盤。物質(zhì)的輸送方向用箭頭表示。
在圖示的實施形式中，管道構(gòu)件由一個十字接頭1構(gòu)成，物質(zhì)流在十字接頭中分為兩個相等的分流。
十字接頭1按傳統(tǒng)的方式通過法蘭2裝在輸入管3上。在輸入管3與十字接頭1之間裝有密封件4。以類似的方式，十字接頭1在其引出管5a和5b處，通過法蘭6a和6b裝在引出管8a和8b的相配法蘭7a或7b上。在法蘭6a、6b和7a、7b之間裝有密封件9a或9b。
在十字接頭1中設(shè)有用于加熱介質(zhì)的外套10，借助于加熱介質(zhì)可以調(diào)節(jié)流動的粘性物質(zhì)的溫度，或可防止冷卻。這類加熱套還設(shè)在引出管5a或5b的相配法蘭7a、7b中，以及設(shè)在輸入管3的法蘭中。作為加熱介質(zhì)可使用水、蒸汽或熱油。
在十字接頭1的壁中焊有一個套管11，一個傳統(tǒng)的爆破盤支架12帶著裝在它上面的爆破盤13一起穿過套管插入，使爆破盤位于經(jīng)十字接頭1流動的物質(zhì)的中央。
當(dāng)在十字接頭1中達(dá)到了一個不希望的過壓時，盤13被爆破，因此存在于十字接頭1中的過壓可通過排出管14釋放。
對于專家而言，顯然爆破盤可以裝在任何管狀體中，這種管狀體可用于輸送物質(zhì)。
權(quán)利要求
1.通過管道輸送一種熱不穩(wěn)定的粘性物質(zhì)的方法，管道有一個用于釋放過壓的預(yù)定破裂點，在達(dá)到過壓時該預(yù)定破裂點破裂，由此使過壓得到釋放，其特征為預(yù)定破裂點設(shè)在管道內(nèi)部，并且此預(yù)定破裂點不是設(shè)計為管道內(nèi)壁的一個部分。
2.按照權(quán)利要求1所述的通過管道輸送一種熱不穩(wěn)定的粘性物質(zhì)的方法，其特征為預(yù)定破裂點設(shè)在管道內(nèi)部基本上在中央。
3.按照權(quán)利要求1或2之一所述的通過管道輸送一種熱不穩(wěn)定的粘性物質(zhì)的方法，其特征為預(yù)定破裂點被安排為基本上背對著物質(zhì)的輸送方向。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的通過管道輸送一種熱不穩(wěn)定的粘性物質(zhì)的方法，其特征為預(yù)定破裂點設(shè)計為爆破盤。
5.按照權(quán)利要求1至4中一項或多項所述的方法，其特征為作為熱不穩(wěn)定的粘性物質(zhì)，使用一種在含水叔胺氧化物中的纖維素溶液。
6.實施按照權(quán)利要求1至5之一所述方法的設(shè)備，它包括一根管道和一個爆破盤，其特征為爆破盤設(shè)在管道內(nèi)部，并且此爆破盤不是設(shè)計為管道內(nèi)壁的一個部分。
7.按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征為爆破盤設(shè)在管道內(nèi)基本上在中央。
8.按照權(quán)利要求6或7之一所述的設(shè)備，其特征為爆破盤被安排為基本上背對著物質(zhì)的輸送方向。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過管道輸送一種熱不穩(wěn)定的粘性物質(zhì)的方法，管道有一個用于釋放過壓的預(yù)定破裂點，在達(dá)到過壓時該預(yù)定破裂點破裂，由此使過壓得到釋放，此方法的特征在于，預(yù)定破裂點設(shè)在管道內(nèi)部，并且此預(yù)定破裂點不是設(shè)計為管道內(nèi)壁的一個部分。
文檔編號F16K17/14GK1164888SQ96190999
公開日1997年11月12日 申請日期1996年8月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月31日
發(fā)明者S·齊基爾, K·維丁格, F·?？? M·朗琴 申請人:連津格股份公司