一種聚合物裂解反應(yīng)裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種聚合物裂解反應(yīng)裝置，包括裂解反應(yīng)器，裂解反應(yīng)器的筒體上部設(shè)有設(shè)有裂解反應(yīng)器進(jìn)料口，筒體下端設(shè)有錐形頭，筒體的側(cè)壁設(shè)有多個(gè)裂解反應(yīng)器氣相出口，筒體內(nèi)腔的上部設(shè)有水平狀且將筒體橫向隔斷的物料分配板，物料分配板上均勻分布有多組物料分配漏斗；筒體內(nèi)腔設(shè)有多組U形降膜管，各降膜管的下端延伸至筒體下部，各降膜管的上端分別從物料分配漏斗中穿出，降膜管的一端與封頭上的降膜管熱媒進(jìn)口相連，降膜管的另一端與筒體側(cè)壁上的降膜管熱媒出口相連；錐形頭的下端設(shè)有螺桿輸送機(jī)，螺桿輸送機(jī)的下端設(shè)有排渣口。裂解反應(yīng)器之前設(shè)置全混預(yù)裂解反應(yīng)器，氣相出口連接外冷凝器。該裝置反應(yīng)速度快，生產(chǎn)效率高，故障率低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種聚合物裂解反應(yīng)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種聚合物裂解反應(yīng)裝置，可應(yīng)用于聚乙醇酸低聚物裂解反應(yīng)生產(chǎn)乙交酯，屬于聚酯生產(chǎn)制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]乙交酯是生產(chǎn)聚乙交酯的主要原料之一，乙交酯的制備有兩種途徑:第一種途徑是利用鹵代乙酸的金屬鹽如鉀脫除金屬鹵化物生成乙交酯。第二種途徑是乙醇酸分子間相互反應(yīng)酯化脫水生成較低分子量的聚乙醇酸，聚乙醇酸高溫裂解環(huán)化生成乙交酯，聚乙醇酸高溫裂解環(huán)化生成乙交酯的反應(yīng)有杜邦連續(xù)工藝和間歇裂解反應(yīng)兩種。
[0003]杜邦連續(xù)工藝是以設(shè)備筒體的壁作為成膜的基礎(chǔ)，存在如下不足之處:1.內(nèi)部設(shè)置了冷凝裝置，使得單位體積下的成膜面積較小；同等傳熱面積的情況下，設(shè)備體積龐大。
2.物料進(jìn)入反應(yīng)器后沒(méi)有物料分配裝置，物料只有通過(guò)電動(dòng)掛膜裝置不停的攪拌，使得物料在設(shè)備表面上不斷的更新，成膜，增加了設(shè)備運(yùn)行故障的可能性。3.僅設(shè)備的筒體壁是換熱單元，使得設(shè)備體積龐大，而且效率低下。4.底部排渣裝置是靠物料位差和壓差出渣的，無(wú)法實(shí)用于高粘度渣的排出。5.底部殘?jiān)苯訌牡撞颗懦?，沒(méi)有緩沖空間，殘?jiān)鼉?nèi)含有的有用組分含量較高。6.設(shè)備內(nèi)部設(shè)置了內(nèi)冷凝裝置，內(nèi)冷凝和外部加熱系統(tǒng)同時(shí)工作，在一定范圍也降低了加熱和冷凝的效率，而且能耗也增加許多。
[0004]間歇裂解反應(yīng)的操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，存在批次的差異和頭尾料的差異。間歇裂解反應(yīng)裝置采用一個(gè)間歇全混釜，將物料投入反應(yīng)釜中，進(jìn)行升溫，抽真空操作，使得物料在間歇反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行裂解反應(yīng)，在反應(yīng)過(guò)程后期反應(yīng)器內(nèi)物料的殘?jiān)繒?huì)非常高，而可以進(jìn)行裂解反應(yīng)的低聚物含量非常低，影響了裂解反應(yīng)速率，若提高產(chǎn)品收率，則需要強(qiáng)化反應(yīng)溫度，溫度強(qiáng)化后有其他的副反應(yīng)，又將降低產(chǎn)品純度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種聚合物裂解反應(yīng)裝置，反應(yīng)速度快，生產(chǎn)效率高。
[0006]為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的一種聚合物裂解反應(yīng)裝置，包括裂解反應(yīng)器，所述裂解反應(yīng)器包括立式設(shè)置的筒體，所述筒體的上部設(shè)有封頭，所述封頭的頂部中心設(shè)有裂解反應(yīng)器進(jìn)料口，所述筒體的下端設(shè)有錐形頭，所述筒體的側(cè)壁設(shè)有多個(gè)裂解反應(yīng)器氣相出口，筒體內(nèi)腔的上部設(shè)有水平狀且將筒體橫向隔斷的物料分配板，所述物料分配板上均勻分布有多組物料分配漏斗;所述筒體內(nèi)腔設(shè)有多組U形降膜管，各所述降膜管的下端延伸至筒體下部，各所述降膜管的上端分別從所述物料分配漏斗中穿出，所述降膜管的一端與所述封頭上的降膜管熱媒進(jìn)口相連，所述降膜管的另一端與所述筒體側(cè)壁上的降膜管熱媒出口相連;所述錐形頭的下端設(shè)有螺桿輸送機(jī)，所述螺桿輸送機(jī)的下端設(shè)有裂解反應(yīng)器排渣口。
[0007]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型取得了以下有益效果:物料從裂解反應(yīng)器進(jìn)料口進(jìn)入筒體內(nèi)腔，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均勻的降膜，物料依靠自重向下流動(dòng)，同時(shí)不斷得到更新，每束降膜管均是一個(gè)獨(dú)立單元，在降膜管表面物料和加熱介質(zhì)進(jìn)行換熱，促使裂解反應(yīng)進(jìn)行，提高了設(shè)備使用效率。裂解產(chǎn)生的乙交酯蒸汽從裂解反應(yīng)器氣相出口被抽走;裂解后的殘?jiān)樦苁蛳铝鲃?dòng)，直至流到錐形斗底部，由螺桿輸送機(jī)向外輸送從裂解反應(yīng)器排渣口排出，螺桿輸送機(jī)可以將高粘度的殘?jiān)斔统鋈ゴ_保裝置連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。裂解反應(yīng)器設(shè)有多個(gè)裂解反應(yīng)器氣相出口，減少了產(chǎn)品在反應(yīng)器內(nèi)部高溫狀態(tài)下停留的時(shí)間，以提高產(chǎn)品質(zhì)量；同時(shí)在設(shè)備內(nèi)部未設(shè)置冷凝裝置，減少了能量的消耗。該裂解反應(yīng)器設(shè)計(jì)合理，傳熱效率高，促使裂解快速進(jìn)行，設(shè)備加工簡(jiǎn)單，故障率低;設(shè)備內(nèi)部可以設(shè)置相當(dāng)多的管束，有效的增加了傳熱面積;物料分配板可以均勻分配物料，無(wú)需掛壁裝置，減少了動(dòng)設(shè)備，降低了裝置的故障率。
[0008]作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述降膜管為波紋管。波紋管的曲面可以增大換熱面積，延長(zhǎng)物料的受熱時(shí)間，并且物料在向下流動(dòng)過(guò)程中不斷受到阻滯，使降膜管外壁的降膜厚度更加均勻，波紋表面光滑弧形過(guò)渡使得物料流動(dòng)非常均勻平緩，又不存在物料死角，避免物料停滯導(dǎo)致過(guò)熱。
[0009]作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述螺桿輸送機(jī)包括螺桿軸，所述螺桿軸上纏繞有螺旋片，所述螺桿軸的上端伸入所述錐形頭的內(nèi)腔，且螺桿軸的上部安裝有向下方喂料的螺帶。螺帶攪拌可以使得底部的殘?jiān)浞只旌?，有利于裂解反?yīng)的進(jìn)一步反應(yīng)，有利于少量未發(fā)生裂解反應(yīng)的物料，繼續(xù)反應(yīng)，提高產(chǎn)品收率，并且螺帶還起到向螺旋葉片喂料的作用。
[0010]作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述螺旋片以下的螺桿軸上設(shè)有與螺旋片旋向相反的反向螺紋密封段。進(jìn)入反向螺紋密封段的少許物料，在反向螺紋的推動(dòng)下向上流動(dòng)，最終從裂解反應(yīng)器排渣口排出，減輕了下方密封件的負(fù)荷。
[0011]作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，還包括全混預(yù)裂解反應(yīng)器和靜態(tài)混合器，所述全混預(yù)裂解反應(yīng)器的頂蓋上設(shè)有全混預(yù)裂解反應(yīng)器進(jìn)料口和全混預(yù)裂解反應(yīng)器氣相出口，所述全混預(yù)裂解反應(yīng)器的底部出料口與齒輪輸送栗的入口相連，所述齒輪輸送栗的出口與所述靜態(tài)混合器的入口相連，所述靜態(tài)混合器的出口與所述裂解反應(yīng)器進(jìn)料口相連。在裂解反應(yīng)器之前設(shè)置全混預(yù)裂解反應(yīng)器，可以依據(jù)配方要求在原料中加入助劑、催化劑等并進(jìn)行充分混合，而且可以將物料溫度提升，同時(shí)也可以在高真空狀態(tài)下進(jìn)行少量的裂解反應(yīng)，調(diào)整進(jìn)入裂解反應(yīng)器的物料的粘度;預(yù)裂解后的物料經(jīng)靜態(tài)混合器混和均勻后，進(jìn)入裂解反應(yīng)器進(jìn)行裂解反應(yīng)。
[0012]作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，還包括外冷凝器，所述裂解反應(yīng)器氣相出口和所述全混預(yù)裂解反應(yīng)器氣相出口均與所述外冷凝器的進(jìn)氣口相連，所述外冷凝器的尾氣出口與真空栗的入口相連，所述外冷凝器的排液口與產(chǎn)品收集罐的入口相連。外冷凝器設(shè)置在真空管道上，而不是設(shè)置在裂解反應(yīng)器內(nèi)部，避免了加熱、冷凝相互影響，有效地降低了裂解反應(yīng)器的熱量損耗。
[0013]作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述筒體和所述錐形頭的外壁分別纏繞有伴熱管，所述伴熱管沿筒體的高度方向設(shè)有多段，所述伴熱管的截面為半管且平面向內(nèi)。半管與筒體外壁共同構(gòu)成導(dǎo)熱油流動(dòng)通道，隔著筒壁進(jìn)行加熱；而且各段分別設(shè)置伴熱管熱媒進(jìn)口和伴熱管熱媒出口，可以根據(jù)工藝需要選擇加熱的段數(shù)。
[0014]作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述裂解反應(yīng)器排渣口與排渣罐的入口相連。
【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，附圖僅提供參考與說(shuō)明用，非用以限制本實(shí)用新型。
[0016]圖1為本實(shí)用新型中裂解反應(yīng)器的主視圖。
[0017]圖2為裂解反應(yīng)器上部的放大圖。
[0018]圖3為裂解反應(yīng)器下部的放大圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型聚合物裂解反應(yīng)裝置的系統(tǒng)圖。
[0020]圖中:1.全混預(yù)裂解反應(yīng)器；Ia.全混預(yù)裂解反應(yīng)器進(jìn)料口；Ib.全混預(yù)裂解反應(yīng)器氣相出口； 2.靜態(tài)混合器;3.裂解反應(yīng)器;3a.裂解反應(yīng)器進(jìn)料口； 3b.物料分配板;3bl.物料分配漏斗；3c.裂解反應(yīng)器氣相出口；3d.降膜管；3dl.降膜管熱媒進(jìn)口；3d2.降膜管熱媒出口； 3e.螺桿輸送機(jī);3el.螺桿軸;3e2.螺旋片;3e3.螺帶;3e4.反向螺紋密封段;3f.裂解反應(yīng)器排渣口； 3g.伴熱管;3gl.伴熱管熱媒進(jìn)口； 3g2.伴熱管熱媒出口；4.外冷凝器;4a.進(jìn)氣口；4b.排液口 ；4c.尾氣出口；5.產(chǎn)品收集罐;6.排渣罐;7.真空栗;8.齒輪輸送栗。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型聚合物裂解反應(yīng)裝置包括裂解反應(yīng)器3，裂解反應(yīng)器3包括立式設(shè)置的筒體，筒體的上部設(shè)有封頭，封頭的頂部中心設(shè)有裂解反應(yīng)器進(jìn)料口 3a，筒體的下端設(shè)有錐形頭，筒體的側(cè)壁設(shè)有多個(gè)裂解反應(yīng)器氣相出口 3c，筒體內(nèi)腔的上部設(shè)有水平狀且將筒體橫向隔斷的物料分配板3b，物料分配板3b上均勻分布有多組物料分配漏斗3bl;筒體內(nèi)腔設(shè)有多組U形降膜管，降膜管3d可以為波紋管。各降膜管3d的下端延伸至筒體下部，各降膜管3d的上端分別從物料分配漏斗3bl中穿出，降膜管3d的一端與封頭上的降膜管熱媒進(jìn)口 3dl相連，降膜管3d的另一端與筒體側(cè)壁上的降膜管熱媒出口 3d2相連;錐形頭的下端設(shè)有螺桿輸送機(jī)3e，螺桿輸送機(jī)3e的下端設(shè)有裂解反應(yīng)器排渣口 3f，裂解反應(yīng)器排渣口 3f與排渣罐的入口相連。
[0022]物料從裂解反應(yīng)器進(jìn)料口3a進(jìn)入筒體內(nèi)腔，落在物料分配板3b上，從物料分配板3b上的物料分配漏斗3bl與降膜管3d之間的縫隙向下流出，在降膜管3d的外壁形成均勻的降膜，物料依靠自重向下流動(dòng)，同時(shí)不斷得到更新，每束降膜管3d均是一個(gè)獨(dú)立單元，在降膜管表面物料和加熱介質(zhì)進(jìn)行換熱，促使裂解反應(yīng)進(jìn)行，提高了設(shè)備使用效率。裂解產(chǎn)生的乙交酯蒸汽從裂解反應(yīng)器氣相出口 3c被抽走;裂解后的殘?jiān)樦苁蛳铝鲃?dòng)，直至流到錐形斗底部，由螺桿輸送機(jī)3e向外輸送，從裂解反應(yīng)器排渣口 3f排出進(jìn)入排渣罐6。
[0023]筒體和錐形頭的外壁分別纏繞有伴熱管3g，伴熱管3g沿筒體的高度方向設(shè)有多段，伴熱管3g的截面為半管且平面向內(nèi)。半管與筒體外壁共同構(gòu)成導(dǎo)熱油流動(dòng)通道，隔著筒壁進(jìn)行加熱；而且各段分別設(shè)置伴熱管熱媒進(jìn)口 3gl和伴熱管熱媒出口 3g2，可以根據(jù)工藝需要選擇加熱的段數(shù)。
[0024]螺桿輸送機(jī)3e包括螺桿軸3el，螺桿軸3el上纏繞有螺旋片3e2，螺桿軸3el的上端伸入錐形頭的內(nèi)腔，且螺桿軸3e I的上部安裝有向下方喂料的螺帶3e3。螺帶3e3攪拌可以使得底部的殘?jiān)浞只旌?，有利于裂解反?yīng)的進(jìn)一步反應(yīng)，有利于少量未發(fā)生裂解反應(yīng)的物料，繼續(xù)反應(yīng)，提高產(chǎn)品收率，并且螺帶3e3還起到向螺旋葉片喂料的作用。
[0025]螺旋片3e2以下的螺桿軸3el上設(shè)有與螺旋片3e2旋向相反的反向螺紋密封段3e4。進(jìn)入反向螺紋密封段3e4的少許物料，在反向螺紋的推動(dòng)下向上流動(dòng)，最終從裂解反應(yīng)器排渣口 3f排出，減輕了下方密封件的負(fù)荷。
[0026]聚合物裂解反應(yīng)裝置還可以包括全混預(yù)裂解反應(yīng)器I和靜態(tài)混合器2，全混預(yù)裂解反應(yīng)器I的頂蓋上設(shè)有全混預(yù)裂解反應(yīng)器進(jìn)料口 Ia和全混預(yù)裂解反應(yīng)器氣相出口 lb，全混預(yù)裂解反應(yīng)器I的底部出料口與齒輪輸送栗8的入口相連，齒輪輸送栗的出口與靜態(tài)混合器2的入口相連，靜態(tài)混合器2的出口與裂解反應(yīng)器進(jìn)料口 3a相連。在裂解反應(yīng)器3之前設(shè)置全混預(yù)裂解反應(yīng)器I，可以依據(jù)配方要求在原料中加入助劑、催化劑等并進(jìn)行充分混合，而且可以將物料溫度提升，同時(shí)也可以在高真空狀態(tài)下進(jìn)行少量的裂解反應(yīng)，調(diào)整進(jìn)入裂解反應(yīng)器的物料的粘度;預(yù)裂解后的物料經(jīng)靜態(tài)混合器2混和均勻后，進(jìn)入裂解反應(yīng)器進(jìn)行裂解反應(yīng)。
[0027]聚合物裂解反應(yīng)裝置還可以包括外冷凝器4，裂解反應(yīng)器氣相出口 3c和全混預(yù)裂解反應(yīng)器氣相出口 Ib均與外冷凝器4的進(jìn)氣口 4a相連，外冷凝器4的尾氣出口 4c與真空栗7的入口相連，外冷凝器4的排液口 4b與產(chǎn)品收集罐5的入口相連。
[0028]以上所述僅為本實(shí)用新型之較佳可行實(shí)施例而已，非因此局限本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍。除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍內(nèi)。本實(shí)用新型未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過(guò)或采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚合物裂解反應(yīng)裝置，包括裂解反應(yīng)器，所述裂解反應(yīng)器包括立式設(shè)置的筒體，所述筒體的上部設(shè)有封頭，所述封頭的頂部中心設(shè)有裂解反應(yīng)器進(jìn)料口，所述筒體的下端設(shè)有錐形頭，所述筒體的側(cè)壁設(shè)有多個(gè)裂解反應(yīng)器氣相出口，其特征在于:筒體內(nèi)腔的上部設(shè)有水平狀且將筒體橫向隔斷的物料分配板，所述物料分配板上均勻分布有多組物料分配漏斗;所述筒體內(nèi)腔設(shè)有多組U形降膜管，各所述降膜管的下端延伸至筒體下部，各所述降膜管的上端分別從所述物料分配漏斗中穿出，所述降膜管的一端與所述封頭上的降膜管熱媒進(jìn)口相連，所述降膜管的另一端與所述筒體側(cè)壁上的降膜管熱媒出口相連;所述錐形頭的下端設(shè)有螺桿輸送機(jī)，所述螺桿輸送機(jī)的下端設(shè)有裂解反應(yīng)器排渣口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物裂解反應(yīng)裝置，其特征在于:所述降膜管為波紋管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物裂解反應(yīng)裝置，其特征在于:所述螺桿輸送機(jī)包括螺桿軸，所述螺桿軸上纏繞有螺旋片，所述螺桿軸的上端伸入所述錐形頭的內(nèi)腔，且螺桿軸的上部安裝有向下方喂料的螺帶。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚合物裂解反應(yīng)裝置，其特征在于:所述螺旋片以下的螺桿軸上設(shè)有與螺旋片旋向相反的反向螺紋密封段。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的一種聚合物裂解反應(yīng)裝置，其特征在于:還包括全混預(yù)裂解反應(yīng)器和靜態(tài)混合器，所述全混預(yù)裂解反應(yīng)器的頂蓋上設(shè)有全混預(yù)裂解反應(yīng)器進(jìn)料口和全混預(yù)裂解反應(yīng)器氣相出口，所述全混預(yù)裂解反應(yīng)器的底部出料口與齒輪輸送栗的入口相連，所述齒輪輸送栗的出口與所述靜態(tài)混合器的入口相連，所述靜態(tài)混合器的出口與所述裂解反應(yīng)器進(jìn)料口相連。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種聚合物裂解反應(yīng)裝置，其特征在于:還包括外冷凝器，所述裂解反應(yīng)器氣相出口和所述全混預(yù)裂解反應(yīng)器氣相出口均與所述外冷凝器的進(jìn)氣口相連，所述外冷凝器的尾氣出口與真空栗的入口相連，所述外冷凝器的排液口與產(chǎn)品收集罐的入口相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的一種聚合物裂解反應(yīng)裝置，其特征在于:所述筒體和所述錐形頭的外壁分別纏繞有伴熱管，所述伴熱管沿筒體的高度方向設(shè)有多段，所述伴熱管的截面為半管且平面向內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的一種聚合物裂解反應(yīng)裝置，其特征在于:所述裂解反應(yīng)器排渣口與排渣罐的入口相連。
【文檔編號(hào)】C07D319/12GK205473491SQ201620078570
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月27日
【發(fā)明人】曹文, 張躍勝, 徐華, 曾慶
【申請(qǐng)人】揚(yáng)州惠通化工技術(shù)有限公司