陽離子可染聚酯裝置的除雜方法和除雜系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種陽離子可染聚酯裝置的除雜方法，還涉及一種采用該方法的陽離子可染聚酯裝置的除雜系統(tǒng)，主要用于對陽離子可染聚酯裝置中第二酯化反應器產(chǎn)生的混合蒸汽和縮聚單元產(chǎn)生的含水乙二醇進行除雜，去除其中所含低聚物及其他雜質(zhì)，改善陽離子可染聚酯的產(chǎn)品品質(zhì)，并獲得可循環(huán)利用的乙二醇。
【背景技術(shù)】
[0002]陽離子可染聚酯裝置主要由酯化單元和縮聚單元構(gòu)成，原料PTA(精制對苯二甲酸)和EG(乙二醇)經(jīng)過酯化和縮聚后，形成PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯，可簡稱為聚酯)，通常酯化單元由第一酯化反應器和第二酯化反應器組成，并在第二酯化反應器中加入用于實現(xiàn)陽離子染料可染性的三單體(例如5 —磺酸鈉一 1.3 一間苯二甲酸羥乙基酯，SIPE)甚至四單體等，這些原料的加入，使反應過程更加復雜，副反應相對多一些，一部分低聚物及其他雜質(zhì)將從第二酯化反應器及后序的縮聚反應器的氣相混合物中夾帶出來，其中第二酯化的混合蒸汽除主要包含的乙二醇外，還包含少于10wt%的水、少量二甘醇和乙醛以及少量低聚物，由縮聚反應的混合蒸汽冷凝形成的回用乙二醇中除主要包含的乙二醇外，還包括?3wt%的水、少量二甘醇和低聚物以及微量乙醛。
[0003]針對這種含有低聚物等雜質(zhì)的乙二醇的回用，目前有兩種技術(shù)路線，一部分裝置通過單獨設(shè)置乙二醇精制系統(tǒng)(主要由獨立的乙二醇精制塔系統(tǒng)構(gòu)成)，除去其中的雜質(zhì)和水后將乙二醇回用于酯化單元；一部分裝置則沒有設(shè)置乙二醇精制系統(tǒng)，而是像第一酯化的混合蒸汽一樣送入聚酯工藝塔(EG/H20分離塔)，僅僅分離出其中的水后就將乙二醇回用于酯化單元。相比之下，采用獨立的乙二醇精制塔系統(tǒng)后制備出的陽離子可染聚酯的產(chǎn)品品質(zhì)更好一些，但能耗也會高一些(能耗約增加19.2%)，而不設(shè)獨立的乙二醇精制塔系統(tǒng)的，制備出的陽離子可染聚酯的產(chǎn)品品質(zhì)相對差一點，且由于系統(tǒng)中低聚物和雜質(zhì)在管道中循環(huán)和積累，管道容易堵塞，檢修相對頻繁，陽離子可染聚酯的生產(chǎn)除雜過程還是十分必要的。
[0004]目前，針對第二酯化的混合蒸汽和縮聚反應的回用乙二醇設(shè)置的乙二醇精制塔包括塔釜以及分別與塔釜頂部各自對應的開口聯(lián)通的塔體和再沸器，塔釜的底部設(shè)有塔釜液采出口，塔釜液采出口與再沸器的管程進液口相連，塔體設(shè)有待精制物料入口和精制后物料出口，將第二酯化的混合蒸汽和所述縮聚反應的回用乙二醇作為待精制物料送入塔釜后，蒸汽進入塔體進行精制，重組分及回用乙二醇在塔釜中匯集，經(jīng)塔釜出料栗送至再沸器加熱，未蒸發(fā)的重組分流回塔釜，蒸發(fā)出的輕組分在塔釜頂部進入塔體進行精制，塔釜中的重組分粘度不斷增加，間歇的將塔釜中的液體排至廢液收集槽。經(jīng)過塔體精制后的乙二醇由塔體中部的乙二醇側(cè)線采出口采出，水蒸氣等輕組分由塔體頂部出口蒸出進入塔頂冷凝器冷凝并部分由塔體上部回流口回流至塔體，回流比為8?10。
[0005]上述除雜技術(shù)的缺陷主要表現(xiàn)在:首先，這種方法需要的回流比較高，為8?10，因此能耗較大，并且應設(shè)置專門的塔體和塔頂冷凝回流系統(tǒng)也增加了設(shè)備投資。其次，在陽離子可染聚酯的連續(xù)生產(chǎn)中，因為三單體的加入，第二酯化的混合蒸汽中低聚物粘度較大，塔釜液體需要頻繁間歇排出，因而塔中蒸汽量頻繁發(fā)生較大的變化，使得塔的操作壓力非常不穩(wěn)定，不易操作。再次，塔的壓力變化又會影響與之相連的第二酯化反應器內(nèi)的壓力，反應器中壓力的變化對酯化產(chǎn)品的質(zhì)量有不利的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種陽離子可染聚酯裝置的除雜方法和一種采用該方法的陽離子可染聚酯裝置的除雜系統(tǒng)，以在實現(xiàn)除雜目的的同時，簡化除雜的設(shè)備結(jié)構(gòu)，降低能耗，且避免了對反應器的不利影響，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種陽離子可染聚酯裝置的除雜方法，將第二酯化的混合蒸汽和縮聚反應的回用乙二醇送入除雜器除雜，所述除雜器不設(shè)置用于進行水和乙二醇分離的獨立的分離塔，僅相當于一個蒸發(fā)器使用，加熱使水和乙二醇為氣相并聚集在除雜器內(nèi)腔的上部，在送入聚酯工藝塔之前不對所形成的水和乙二醇混合氣進行水和乙二醇的分離，低聚物和其他所要除去的雜質(zhì)為液相并聚集在除雜器內(nèi)腔的下部，進而通過連續(xù)或間歇的方式排出除雜器，水和乙二醇混合氣送入用于水和乙二醇分離的聚酯工藝塔，與第一酯化的混合蒸汽均在聚酯工藝塔中進行水和乙二醇的分離，水及乙醛等輕組分雜質(zhì)由聚酯工藝塔的塔頂蒸出，液相的乙二醇從聚酯工藝塔的塔底采出，作為回用于酯化反應器的精制乙二醇。
[0008]所述除雜器可以采用釜式結(jié)構(gòu)的除雜釜并設(shè)有除雜器再沸器，通過除雜器再沸器對液相再次加熱蒸發(fā)，進一步汽化出其中所含的水和乙二醇。
[0009]可以對除雜器頂部輸出的水和乙二醇混合氣進行乙二醇噴淋，捕集其中夾帶的三單體及其他雜質(zhì)。
[0010]用于乙二醇噴淋的乙二醇可以為縮聚反應的回用乙二醇，噴淋后的液相流入除雜器。
[0011]當除雜器采用間歇方式排渣時，除雜器的液位或溫度可以由除雜器的加熱熱源來控制，例如，采用用于除雜器加熱的一次熱媒的流量來控制除雜器的液位，或采用用于除雜器加熱的一次熱媒流量來實現(xiàn)除雜器的升溫曲線，從而實現(xiàn)除雜器液位的相對穩(wěn)定，實現(xiàn)除雜系統(tǒng)的穩(wěn)定操作。
[0012]當除雜器采用連續(xù)方式排渣時，除雜器的液位可以由排渣流量來控制，除雜器的操作溫度可以由加熱熱源來控制，例如，采用用于除雜器加熱的一次熱媒的流量來控制除雜器的溫度，從而實現(xiàn)除雜系統(tǒng)的穩(wěn)定操作。
[0013]一種陽離子可染聚酯裝置的除雜系統(tǒng)，包括除雜器和用于水和乙二醇分離的聚酯工藝塔，所述除雜器不設(shè)置用于水和乙二醇分離的獨立分離塔，僅相當于一個蒸發(fā)器使用，所述除雜器連接第二酯化的混合蒸汽輸出管道和縮聚反應的回用乙二醇輸出管道，由此接入第二酯化的混合蒸汽和縮聚反應的回用乙二醇并進行加熱蒸發(fā)，使其中的水和乙二醇為氣相，聚集在除雜器內(nèi)腔的上部，低聚物和其他應除去的雜質(zhì)為液相并聚集在除雜器內(nèi)腔的下部，所述除雜器的頂部設(shè)有混合氣出口，底部設(shè)有排渣口，所述聚酯工藝塔連接第一酯化的混合蒸汽輸出管道和所述除雜器的混合氣出口，接入第一酯化的混合蒸汽和除雜器輸出的水和乙二醇混合氣并進行加熱蒸發(fā)，使其中的水及乙醛等輕組分雜質(zhì)為氣相，乙二醇為液相，所述聚酯工藝塔的塔頂設(shè)有水蒸氣出口，塔底設(shè)有精制乙二醇出口。
[0014]所述除雜器可以采用釜式結(jié)構(gòu)的除雜釜并可以設(shè)有除雜器再沸器，所述除雜器再沸器位于所述除雜器的頂部，其頂部設(shè)有物料進口，所述除雜器的底部設(shè)有物料出口，所述除雜器再沸器的物料出口通過所述除雜器頂部的相應開口直接連通所述除雜器的內(nèi)腔，所述除雜器再沸器的物料進口通過除雜器循環(huán)管道連接所述除雜器的排渣口，所述除雜器循環(huán)管道上設(shè)有除雜器循環(huán)栗。
[0015]位于所述除雜器循環(huán)栗與所述除雜器再沸器的物料進口之間的所述除雜器循環(huán)管道上可以連接有廢液采出管，所述廢液采出管的外端接入廢液收集槽，以定期將除雜器中粘度過大的液相排入所述廢液收集槽。
[0016]所述除雜器的混合氣出口處可以設(shè)有乙二醇噴淋裝置，所述乙二醇噴淋裝置設(shè)有帶有噴嘴的噴淋管，所述噴嘴的噴射方向優(yōu)選為逆向(與水和乙二醇混合氣的流出方向相反)。
[0017]所述噴淋管可以連接所述縮聚反應的回用乙二醇輸出管道，以縮聚反應的回用乙二醇作為噴淋用的乙二醇并由此構(gòu)成所述除雜器連接所述縮聚反應的回用乙二醇輸出管道的一種方式。
[0018]所述除雜器的側(cè)面可以設(shè)有回用乙二醇進口，所述回用乙二醇進口連接所述縮聚反應的回用乙二醇輸出管道并設(shè)有調(diào)節(jié)閥，由此構(gòu)成所述除雜器連接所述縮聚反應的回用乙