一種酯化聚合反應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種酯化聚合反應(yīng)系統(tǒng)，屬于聚酯生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，聚酯生產(chǎn)時(shí)的酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)一般在相互獨(dú)立的反應(yīng)塔或反應(yīng)釜中進(jìn)行，如公開(kāi)號(hào)為CN101618304B的中國(guó)發(fā)明專利，公開(kāi)了一種酯化反應(yīng)器，由多塊塔板組成，每塊塔板上都安裝一個(gè)降液管和一個(gè)升氣管，升氣管連接可旋轉(zhuǎn)的氣體分布器，氣體分布器由引氣管、扇片和噴嘴構(gòu)成。每塊塔板都保留一定液位的液體，液體中有固體催化劑。液相為含有羧酸的組分，在反應(yīng)器中向下由一塊酯化塔板流向下一塊塔板，與上升的醇蒸汽逆流反應(yīng)。
[0003]公開(kāi)號(hào)為CN2741645的中國(guó)發(fā)明專利，公開(kāi)了縮聚反應(yīng)裝置領(lǐng)域內(nèi)的一種縮聚反應(yīng)塔，包括由內(nèi)殼體和外殼體組成的雙層殼體，內(nèi)殼體和外殼體之間為夾套，外殼體上設(shè)有連通夾套的熱媒進(jìn)、出口，雙層殼體上設(shè)有連通內(nèi)殼體內(nèi)腔的蒸汽抽出口、進(jìn)料口和出料口，所述雙層殼體直立設(shè)置，進(jìn)料口設(shè)置于雙層殼體上部并伸入內(nèi)殼體內(nèi)，出料口設(shè)置于雙層殼體的底部，進(jìn)料口和出料口之間設(shè)有若干水平設(shè)置的塔盤，所述塔盤包括外框，外框內(nèi)設(shè)有若干漏料通道。傳統(tǒng)上酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)分成兩個(gè)反應(yīng)釜進(jìn)行，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，占地面積大，生產(chǎn)效率低。
[0004]傳統(tǒng)的聚合反應(yīng)器包括立式設(shè)置且兩端封閉的筒體，聚合反應(yīng)器內(nèi)腔的上部設(shè)有水平狀的物料分配板，物料分配板上設(shè)有物料分配漏斗，物料分配漏斗中設(shè)有兩端封閉的降膜管且兩者之間的間隙均勻，降膜管豎直向下延伸且上端伸出聚合反應(yīng)器的頂部外，降膜管的內(nèi)腔設(shè)有熱媒加熱管，聚合反應(yīng)器的上部外壁設(shè)有預(yù)聚合段進(jìn)料口和抽真空口，聚合反應(yīng)器的錐形底部設(shè)有聚合物出料口，聚合反應(yīng)器的外周設(shè)有加熱夾套。
[0005]PET熔體進(jìn)入聚合反應(yīng)器內(nèi)腔后，落在物料分配板上，從物料分配板上的物料分配漏斗與降膜管之間的縫隙向下流出，在降膜管的外壁形成掛壁降膜，在降膜管內(nèi)熱媒介質(zhì)的加熱下，熔體完成聚合后，落在聚合反應(yīng)器底部，再?gòu)木酆戏磻?yīng)器底部的聚合物出料口流出。反應(yīng)過(guò)程中，抽真空系統(tǒng)通過(guò)抽真空口使聚合反應(yīng)器內(nèi)保持真空狀態(tài)。
[0006]PET熔體進(jìn)入聚合反應(yīng)器內(nèi)腔后，受加熱的面積比較小，而且只進(jìn)行一次聚合反應(yīng)，反應(yīng)速度慢，生產(chǎn)效率低；反應(yīng)產(chǎn)生的小分子易在釜壁碳化，落入物料當(dāng)中，產(chǎn)生黑點(diǎn)料，經(jīng)常需要停車洗釜，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，運(yùn)行周期短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種酯化聚合反應(yīng)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，生產(chǎn)效率高。
[0008]為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種酯化聚合反應(yīng)系統(tǒng)，包括酯化預(yù)縮聚反應(yīng)器和聚合反應(yīng)器，所述酯化預(yù)縮聚反應(yīng)器設(shè)有物料進(jìn)口和預(yù)縮聚出料口，所述聚合反應(yīng)器設(shè)有預(yù)聚合段進(jìn)料口和聚合物出料口，所述預(yù)縮聚出料口通過(guò)預(yù)縮聚出料管與所述預(yù)聚合段進(jìn)料口相連接，所述酯化預(yù)縮聚反應(yīng)器包括封閉的立式塔體，所述立式塔體內(nèi)由弧形隔板分隔成酯化上室和預(yù)縮聚下室，所述酯化上室的筒壁外設(shè)有酯化加熱夾套，所述預(yù)縮聚下室的筒壁外設(shè)有預(yù)縮聚加熱夾套;所述物料進(jìn)口位于所述酯化上室的頂部，所述酯化上室的頂部還設(shè)有酯化上室氣相出口，所述弧形隔板的底部中心設(shè)有氮?dú)膺M(jìn)口，所述酯化上室的側(cè)壁設(shè)有酯化物料出口 ；所述預(yù)縮聚下室的底部連接有酯化物料預(yù)熱器，所述酯化物料預(yù)熱器的下封頭底部設(shè)有預(yù)熱器進(jìn)料口，所述酯化物料出口通過(guò)酯化液位控制閥和酯化物出料管與所述預(yù)熱器進(jìn)料口相連，所述酯化物出料管上連接有助劑進(jìn)口，所述酯化物料預(yù)熱器上端的預(yù)熱器出料口與所述預(yù)縮聚下室的底部進(jìn)口相連;所述預(yù)縮聚下室的內(nèi)腔自下而上設(shè)有多層塔盤，所述預(yù)縮聚出料口位于所述預(yù)縮聚下室的上部筒壁上，所述預(yù)縮聚出料口通過(guò)預(yù)縮聚液位控制閥或熔體輸送栗與所述預(yù)縮聚出料管相連，所述預(yù)縮聚出料口的上方設(shè)有預(yù)縮聚下室抽真空口。
[0009]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明取得了以下有益效果:PTA粉料和乙二醇混合打漿后從物料進(jìn)口進(jìn)入酯化上室，氮?dú)鈴幕⌒胃舭宓撞康牡獨(dú)膺M(jìn)口進(jìn)入酯化上室，對(duì)物料進(jìn)行攪拌使其混合均勻，在酯化上室的高溫環(huán)境下，PTA粉料與乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)，酯化上室的工作壓力為0.5?2bar(表壓)，酯化反應(yīng)產(chǎn)生的氣相物質(zhì)從酯化上室氣相出口排出，酯化物料從酯化物料出口排出，通過(guò)酯化液位控制閥進(jìn)入酯化物出料管，助劑通過(guò)助劑進(jìn)口添加到酯化物出料管中；在位差和壓差的作用下，酯化物料和助劑進(jìn)入預(yù)熱器進(jìn)料口，在酯化物料預(yù)熱器中，助劑中過(guò)量的乙二醇?xì)饣a(chǎn)生氣泡，氣泡由下而上運(yùn)動(dòng)給物料以推動(dòng)力，同時(shí)起到攪拌作用；酯化物料被加熱后向上進(jìn)入預(yù)縮聚下室，繼續(xù)進(jìn)行部分酯化反應(yīng)，同時(shí)進(jìn)入縮聚過(guò)程;預(yù)縮聚下室的預(yù)縮聚下室抽真空口位于最上端，越往上層真空度越高，預(yù)縮聚下室頂部的真空度為I?1kpa(絕對(duì)壓力)，物料在穿過(guò)層層塔盤時(shí)逐步進(jìn)行聚合反應(yīng)，使物料在由下而上的過(guò)程中聚合度逐步增大，最后從預(yù)縮聚出料口排出，設(shè)置預(yù)縮聚液位控制閥時(shí)，通過(guò)位差向聚合反應(yīng)器輸送;或者通過(guò)熔體輸送栗向聚合反應(yīng)器輸送。該反應(yīng)器將酯化室和預(yù)縮聚室連為一體，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，熱損失少，無(wú)需額外動(dòng)力物料即可從酯化上室流向預(yù)縮聚下室，無(wú)機(jī)械攪拌裝置，節(jié)約了能耗，降低了故障率，提高了生產(chǎn)效率。
[0010]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述酯化上室的底部中心設(shè)有水平設(shè)置且呈中心對(duì)稱的氣旋攪拌盤，所述氣旋攪拌盤為空心的圓柱盤，所述氣旋攪拌盤的底部中心與所述氮?dú)膺M(jìn)口相連，所述氣旋攪拌盤的圓周壁上均勾分布有多個(gè)氮?dú)鈬娚淇?，各所述氮?dú)鈬娚淇诘耐鈧?cè)分別設(shè)有使氮?dú)庋厍邢蛏涑龅牡獨(dú)鈱?dǎo)流弧形板，各所述氮?dú)鈱?dǎo)流弧形板的根部分別連接在所述氣旋攪拌盤的圓周壁上。氮?dú)鈴臍庑龜嚢璞P的底部中心進(jìn)入氣旋攪拌盤的內(nèi)腔，從各個(gè)氮?dú)鈬娚淇趪姵?，?jīng)過(guò)氮?dú)鈱?dǎo)流弧形板的導(dǎo)流，各處氮?dú)饩氐獨(dú)鈱?dǎo)流弧形板頂圓的切線方向射出，在酯化上室的底部形成水平渦旋，可以充分地對(duì)物料進(jìn)行攪拌，氮?dú)馍涑龊筮€要向上運(yùn)動(dòng)對(duì)物料形成二次攪拌，保證物料徹底混合均勻。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述酯化上室的內(nèi)壁下部設(shè)有沿周向延伸且上端開(kāi)口的外導(dǎo)流筒，所述外導(dǎo)流筒與酯化上室內(nèi)壁之間形成酯化出料環(huán)槽，所述外導(dǎo)流筒上設(shè)有外導(dǎo)流筒物料出口與所述酯化出料環(huán)槽相通，所述酯化物料出口與所述酯化出料環(huán)槽的底部相通;所述外導(dǎo)流筒的內(nèi)腔設(shè)有與之共軸線的內(nèi)導(dǎo)流筒，所述內(nèi)導(dǎo)流筒與所述外導(dǎo)流筒之間的環(huán)狀區(qū)域位于所述氣旋攪拌盤的外圓周上方，所述內(nèi)導(dǎo)流筒的上端口低于外導(dǎo)流筒的上端口；所述酯化上室的內(nèi)腔設(shè)有沿軸線向下延伸至內(nèi)導(dǎo)流筒中部的中心料管，所述中心料管的上端與所述物料進(jìn)口連接;所述外導(dǎo)流筒與內(nèi)導(dǎo)流筒之間環(huán)狀空間設(shè)有多組酯化加熱盤管，每組熱媒加熱盤管分別設(shè)有酯化加熱盤管熱媒進(jìn)口和酯化加熱盤管熱媒出口。氣旋攪拌盤射出的氮?dú)馐辊セ鲜业撞康奈锪闲纬蓮?qiáng)烈的環(huán)流，在氮?dú)夂图訜岜P管的熱對(duì)流雙重作用下，物料沿內(nèi)導(dǎo)流筒與外導(dǎo)流筒之間的環(huán)狀空間向上運(yùn)動(dòng)；內(nèi)導(dǎo)流筒內(nèi)部的物料向下流動(dòng)，形成內(nèi)外料流循環(huán)的狀態(tài)，新物料從中心料管的下端口向下流出后，即被卷入料流循環(huán)中得以攪拌均勻;在高溫下PTA粉料與乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)，隨著新物料不斷的進(jìn)入，反應(yīng)完的物料從外導(dǎo)流筒的外導(dǎo)流筒物料出口進(jìn)入酯化出料環(huán)槽，在酯化加熱夾套中熱媒的加熱下流動(dòng)過(guò)程中繼續(xù)反應(yīng)徹底，最后從酯化出料環(huán)槽底部的酯化物料出口排出。PTA粉料與乙二醇在外導(dǎo)流筒與內(nèi)導(dǎo)流筒之間環(huán)狀空間中一邊攪拌，一邊被酯化釜加熱盤管加熱，并且可以根據(jù)工藝需要決定投入加熱的酯化釜加熱盤管的組數(shù)。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述外導(dǎo)流筒物料出口沿所述外導(dǎo)流筒的高度方向豎向向下延伸，所述酯化出料環(huán)槽的內(nèi)腔設(shè)有上室徑向?qū)Я鞲舭澹鐾鈱?dǎo)流筒物料出口與所述酯化物料出口分別位于所述上室徑向?qū)Я鞲舭宓膬蓚?cè);頂層塔盤的上方設(shè)有預(yù)縮聚下室出料環(huán)槽，所述預(yù)縮聚下室出料環(huán)槽的底部連接在所述預(yù)縮聚下室的筒壁上，所述預(yù)縮聚下室出料環(huán)槽上設(shè)有沿豎向延伸的預(yù)縮聚下室溢料口，所述預(yù)縮聚出料口與所述預(yù)縮聚下室出料環(huán)槽的底部相通，所述預(yù)縮聚下室出料環(huán)槽的內(nèi)腔設(shè)有預(yù)縮聚下室徑向?qū)Я鞲舭?，所述預(yù)縮聚下室溢料口與所述預(yù)縮聚出料口分別位于所述預(yù)縮聚下室徑向?qū)Я鞲舭宓膬蓚?cè)。上室徑向?qū)Я鞲舭鍖Ⅴセ锪铣隹谂c外導(dǎo)流筒物料出口隔開(kāi)，可以防止酯化出料環(huán)槽中的物料發(fā)生短流，使物料在酯化出料環(huán)槽中具有最大的行程，物料進(jìn)入酯化出料環(huán)槽后呈平推流的形式，沿筒體內(nèi)壁環(huán)繞一周，物料在前進(jìn)過(guò)程中繼續(xù)被酯化加熱夾套加熱，最后從酯化物料出口流出，該結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)了物料在酯化出料環(huán)槽中的加熱時(shí)間。預(yù)縮聚下室徑向?qū)Я鞲舭鍖㈩A(yù)縮聚下室溢料口與預(yù)縮聚出料口隔開(kāi)，可以防止預(yù)縮聚下室出料環(huán)槽中的物料發(fā)生短流，使物料在預(yù)縮聚下室出料環(huán)槽中具有最大的行程，物料進(jìn)入預(yù)縮聚下室出料環(huán)槽后呈平推流的形式，沿筒體內(nèi)壁環(huán)繞一周，物料在前進(jìn)過(guò)程中繼續(xù)被預(yù)縮聚加熱夾套加熱，最后從預(yù)縮聚出料口流出，該結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)了物料在預(yù)縮聚下室出料環(huán)槽中的加熱時(shí)間。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，各層所述塔盤上分別均勻分布有多個(gè)貫通塔盤的物料上升管，各所述物料上升管的上方分別覆蓋有與之共軸線的物料折流罩，各所述物料折流罩為穹窿形且下端口連接在所述塔盤上，各所述物料折流罩的下部圓周上均勻設(shè)有折流罩出料口。物料從物料上升管上行進(jìn)入物料折