專利名稱：常壓聚合反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及化工反應(yīng)裝置，更具體地說，涉及常壓聚合反應(yīng)裝置。
目前，PET的預(yù)縮聚反應(yīng)裝置均采用降壓操作，其設(shè)備主要有兩種類型一種是帶攪拌的釜式反應(yīng)器，它通常是兩釜串聯(lián)，屬全混型反應(yīng)器，其中大型機(jī)械攪拌器的設(shè)計(jì)和制造都比較困難，且傳動機(jī)械系統(tǒng)的投資費(fèi)用大。另一種是升液式塔式減壓聚合反應(yīng)裝置，它是利用乙二醇蒸汽使物料逐級由下向上流動，雖然不用機(jī)械攪拌器，但反應(yīng)物在進(jìn)入反應(yīng)器之前需加入為反應(yīng)物進(jìn)料量30％左右的乙二醇(俗稱為穩(wěn)定乙二醇)，并使其氣化，除需要增加一臺加熱氣化裝置外，還增大了塔頂氣體冷凝器的負(fù)荷，能耗增加。
另外，上述兩種類型的反應(yīng)器均需要配備噴射冷凝器，用來冷凝從反應(yīng)器逸出的氣體，它雖然阻力小，保證了反應(yīng)器所需要的真空度，但冷凝效率很低，作為冷凝劑的乙二醇液體耗量很大。且由于氣體中帶有聚合物和其它高沸點(diǎn)組分，因此要求在噴射冷凝器內(nèi)設(shè)置既能作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，又能作往復(fù)移動的刮刀，以除去冷凝器器壁上的固體結(jié)垢，從而增大了設(shè)備投資，同時仍隱藏著管道被堵塞的隱患。
本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案1、一種常壓聚合反應(yīng)裝置，該裝置包括聚合反應(yīng)段和氣體冷其中，聚合反應(yīng)段和氣體冷凝段共同構(gòu)成一個統(tǒng)一的塔體，在聚合反應(yīng)段的外圍有保溫加熱夾套；在聚合反應(yīng)段中，有若干塊導(dǎo)向用塔板，酯化物單體從反應(yīng)裝置中部的反應(yīng)物入口進(jìn)入塔內(nèi)，流向?qū)蛩宀⒃谒迳线M(jìn)行縮聚反應(yīng)，逐級而下，達(dá)到預(yù)期的聚合度后從塔底聚合物出口排出，塔板同時起導(dǎo)向作用，推動塔板上的聚合物從進(jìn)口堰向出口堰方向均勻流動；在氣體冷凝段中也有若干塊導(dǎo)向用塔板，作為冷凝劑的EG液體分兩股分別經(jīng)上部EG進(jìn)口和中部EG進(jìn)口進(jìn)入塔體，作為氣相的氮?dú)鈴乃椎獨(dú)膺M(jìn)口進(jìn)入反應(yīng)裝置并經(jīng)氣體通道進(jìn)入氣體冷凝段，與由上面來的液相在導(dǎo)向用塔板上直接接觸，被冷凝下來的冷凝液與冷凝劑混合后，從上部混合物出口和中部混合物出口流出，由中部混合物出口出來的冷凝劑EG經(jīng)過濾器后再進(jìn)入冷凝劑EG的冷卻系統(tǒng)，由上部混合物出口出來的冷凝劑EG則直接進(jìn)入冷凝劑EG的冷卻系統(tǒng)，所有被冷卻的冷凝劑EG循環(huán)使用，帶有微量小分子組分的氮?dú)鈴乃敳康牡獨(dú)獬隹谂懦觯?jīng)分離器分離搜集未被冷凝的小分子組分后進(jìn)入其它系統(tǒng)。
2、上述第1項(xiàng)所述的常壓聚合反應(yīng)裝置，其中，在聚合體反應(yīng)段與氣體冷凝之間有一個使氣液分離的除沫器。
與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有利效果如下(1)不須使用大型攪拌器和穩(wěn)定EG所需的加熱氣化裝置，使用設(shè)備成本和運(yùn)行費(fèi)用低廉，不須使用帶有既能旋轉(zhuǎn)又能作往復(fù)移動刮刀的噴淋冷凝器，裝置結(jié)構(gòu)簡單，投資低廉；(2)聚合反應(yīng)段塔板采用導(dǎo)向用塔板，可以推動塔板上的聚合物從進(jìn)口堰向出口堰方向均勻流動，并且在塔板上不會形成死區(qū)，同時可以提高預(yù)縮聚階段反應(yīng)物的聚合度，從而降低終縮聚裝置的負(fù)荷；(3)采用塔板直接冷凝代替噴射冷凝器，不僅投資下降，而且使作為冷凝劑的EG用量大幅度下降，減輕了EG冷卻系統(tǒng)的負(fù)荷，同時也消除了管道被堵塞的隱患；本實(shí)用新型可以連續(xù)操作，不受生產(chǎn)規(guī)模的限制，裝置結(jié)構(gòu)簡單，能耗低。
對附圖
的簡略說明
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步解釋本實(shí)用新型。
在附圖中，各參考符號的定義如下10聚合反應(yīng)段20氣體冷凝段在聚合反應(yīng)段10中11加熱保溫夾套12反應(yīng)物入口13擋板14導(dǎo)向用塔板15聚合物出口16氮?dú)馊肟?7除沫器18氣體通道19a熱媒進(jìn)口19b熱媒出口在氣體冷凝段20中21導(dǎo)向用塔板
22上部EG進(jìn)口22中部EG進(jìn)口24上部混合物出口25中部混合物出口26過濾器26氮?dú)獬隹?8分離器下面對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
在統(tǒng)一塔體中，聚合反應(yīng)段(10)與氣體冷凝段(20)的劃分如下帶有加熱保溫夾套(11)部分為聚合反應(yīng)段(10)，不帶有加熱保溫夾套(11)部分為氣體冷凝段(20)。
來自酯化反應(yīng)裝置的酯化物單體從反應(yīng)裝置中部的反應(yīng)物入口(12)進(jìn)入塔內(nèi)，經(jīng)過擋板(13)，流入縮聚反應(yīng)段的頂板。聚合反應(yīng)段有若干導(dǎo)向用塔板(14)，反應(yīng)物自上而下逐級流動，在板上保持足夠的持液量，進(jìn)行縮聚反應(yīng)。當(dāng)達(dá)到預(yù)期的聚合度后，聚合物從聚合反應(yīng)段的下部經(jīng)聚合物出口(15)排出塔外，去終縮聚裝置。氮?dú)鈴木酆戏磻?yīng)段的底部的氮?dú)馊肟?16)進(jìn)入塔體，通過導(dǎo)向用塔板上的導(dǎo)向孔，推動塔板上的聚合物從進(jìn)口堰向出口堰方向均勻流動，并與各塔板上的縮聚反應(yīng)中所產(chǎn)生的，以EG為代表的小分子組分混合，自下而上流動。經(jīng)除沫器(17)和氣體通道(18)進(jìn)入氣體冷凝段(20)。
氣體冷凝段(20)也是由若干塊塔板(21)組成。冷凝劑是經(jīng)冷卻后的EG液體，從上部EG進(jìn)口(22)與中部EG進(jìn)口(23)分別進(jìn)入塔體，其流量比例約1∶10～1∶100，從上往下流動。來自聚合反應(yīng)段(10)含EG的氮?dú)鈴南峦狭鲃?。氣液兩相在塔板直接接觸，氮?dú)庵兴械囊訣G為代表的小分子被冷凝，氣體中所夾帶的聚合物被洗滌。冷凝液與冷凝劑混合在一起，經(jīng)上部混合物出口(24)和中部混合物出口(25)分別流出塔體。由上部混合物出口(24)出來的冷凝劑EG直接進(jìn)入冷凝劑EG冷卻系統(tǒng)。由中部混合物出口(25)出來的冷凝劑EG經(jīng)過濾器(26)后再進(jìn)入冷凝劑EG的冷卻系統(tǒng)。所有被冷卻的冷凝劑EG重新經(jīng)由(24)循環(huán)使用。帶有微量小分子有機(jī)組分的氮?dú)鈴乃敳康牡獨(dú)獬隹?27)排出，經(jīng)分離器(28)除去未被冷凝的小分子組分后進(jìn)入其它系統(tǒng)，如終縮聚系統(tǒng)。
本實(shí)用新型與另一實(shí)用新型專利申請(專利申請?zhí)?1264461.7)配套使用，很適合作為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)(包括改性聚酯)生產(chǎn)中的酯化反應(yīng)器與預(yù)縮聚反應(yīng)器。
權(quán)利要求1.一種常壓聚合反應(yīng)裝置，該裝置包括聚合反應(yīng)段(10)和氣體冷凝段(20)，其特征在于，聚合反應(yīng)段(10)和氣體冷凝段(20)共同構(gòu)成一個統(tǒng)一的塔體，在聚合反應(yīng)段的外圍有保溫加熱夾套(11)；在聚合反應(yīng)段(10)中，有若干塊導(dǎo)向用塔板(14)，酯化物單體從反應(yīng)裝置中部的反應(yīng)物入口(12)進(jìn)入塔內(nèi)，流向?qū)蛩?14)并在塔板(14)上進(jìn)行縮聚反應(yīng)，逐級而下，達(dá)到預(yù)期的聚合度后從塔底聚合物出口(15)排出，塔板(14)同時起導(dǎo)向作用，推動塔板上的聚合物從進(jìn)口堰向出口堰方向均勻流動；在氣體冷凝段(20)中也有若干塊導(dǎo)向用塔板(21)，作為冷凝劑的EG液體分兩股分別經(jīng)上部EG進(jìn)口(22)和中部EG進(jìn)口(23)進(jìn)入塔體，作為氣相的氮?dú)鈴乃椎獨(dú)膺M(jìn)口(16)進(jìn)入反應(yīng)裝置并經(jīng)氣體通道(18)進(jìn)入氣體冷凝段(20)，與由上面來的液相在導(dǎo)向用塔板(21)上直接接觸，被冷凝下來的冷凝液與冷凝劑混合后，從上部混合物出口(24)和中部混合物出口(25)流出，由中部混合物出口(25)出來的冷凝劑EG經(jīng)過濾器(26)后再進(jìn)入冷凝劑EG的冷卻系統(tǒng)，由上部混合物出口(24)出來的冷凝劑EG則直接進(jìn)入冷凝劑EG的冷卻系統(tǒng)，所有被冷卻的冷凝劑EG循環(huán)使用，帶有微量小分子組分的氮?dú)鈴乃敳康牡獨(dú)獬隹?27)排出，經(jīng)分離器(28)分離搜集未被冷凝的小分子組分后進(jìn)入其它系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的常壓聚合反應(yīng)裝置，其特征在于，在聚合反應(yīng)段(10)與氣體冷凝段(20)之間有一個使氣液分離的除沫器(17)。
專利摘要一種常壓聚合反應(yīng)裝置，包括聚合反應(yīng)段10與氣體冷凝段20兩部分構(gòu)成統(tǒng)一的塔體。聚合反應(yīng)段10由若干塊導(dǎo)向用塔板14組成，塔板上的聚合物從進(jìn)口堰向出口堰方向均勻流動并進(jìn)行縮聚反應(yīng)，逐級而下，達(dá)到預(yù)期的聚合度后從塔底聚合物出口15排出。氣體冷凝段20也由若干塊塔板21組成。氣液兩相在塔板上直接接觸冷凝。冷卻后的冷凝液經(jīng)過濾和冷卻后作為冷凝劑循環(huán)使用。氮?dú)鈴乃椎獨(dú)膺M(jìn)口16進(jìn)入，從塔頂逸出后經(jīng)分離器28可重新處理循環(huán)使用。本裝置不需要攪拌裝置，不需要穩(wěn)定的EG及其加熱汽化器，不需要噴射冷凝器，不存在管道被堵塞的隱患。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，冷凝劑EG循環(huán)用量少，能耗低。
文檔編號B01D3/18GK2537445SQ0220909
公開日2003年2月26日 申請日期2002年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月28日
發(fā)明者屈一新, 陳振新 申請人:屈一新, 陳振新