專利名稱：預(yù)縮聚反應(yīng)器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯(PET)預(yù)聚物熔體的 預(yù)縮聚反應(yīng)器裝置。
背景技術(shù)：
生產(chǎn)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)的常規(guī)縮聚方法包括有預(yù)縮 聚和終縮聚兩個(gè)階段.其中預(yù)縮聚是將使酯化階段生成的齊聚物完全 完成酯化反應(yīng)，使其酯化率提高到99%以上，與此同時(shí)開始進(jìn)行縮聚 反應(yīng)。
預(yù)縮聚反應(yīng)處于正壓到負(fù)壓的轉(zhuǎn)換過程，目前大多數(shù)采用兩個(gè)獨(dú) 立的反應(yīng)器來完成預(yù)縮聚反應(yīng)，還有一部分工廠為完成這種巧妙的轉(zhuǎn) 換過程采用了管道反應(yīng)器或塔式反應(yīng)器，但是效果均不是特別的理 想，兩個(gè)獨(dú)立的預(yù)縮聚反應(yīng)器導(dǎo)致工藝流程較長(zhǎng)、占地面積大、成本 樣入大且日常維護(hù)復(fù)雜，管道反應(yīng)器或塔式反應(yīng)器同樣存在工藝流程 長(zhǎng)、 一次性投資較大的問題，同時(shí)，停車時(shí)損失的未反應(yīng)物料多，浪 費(fèi)量較大。
采用兩個(gè)獨(dú)立的反應(yīng)器或者集合到一個(gè)反應(yīng)器中的裝置部分采 用液相物料外循環(huán)，為了防止物料在外部循環(huán)中的熱量損失，必須在 循環(huán)管道外部包裹大量的保溫層或保溫夾套，提高了生產(chǎn)成本，同時(shí) 難以維持恒定的物料溫度。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種預(yù)縮聚反應(yīng)器裝置。采用這種反應(yīng)器，可以有效的完成預(yù)縮聚反應(yīng)中正壓(或微負(fù)壓)反 應(yīng)向負(fù)壓反應(yīng)環(huán)境的順利轉(zhuǎn)換，提高了熔體的酯化率，有利于降低能 量消耗和生產(chǎn)成本。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種預(yù)縮聚反應(yīng)器裝置，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有隔板，所迷 隔板將所述殼體分為上腔體和下腔體，所述隔板中部設(shè)有向上延伸的 隔離筒體，所述隔離筒體上部設(shè)有連通上腔體和下腔體的引導(dǎo)閥門， 上腔體上部的氣體通過所述引導(dǎo)閥門進(jìn)入所述下腔體，所述隔離筒體 下部或隔板主體上設(shè)有連通上腔體和下腔體的截留閥門，上腔體下部 的液體通過所述截留閥門進(jìn)入所述下腔體，所述殼體上設(shè)有物料進(jìn) 口，所迷上腔體內(nèi)設(shè)有擋板，所述擋板兩側(cè)分別連接所述殼體內(nèi)壁和 所述隔離筒體的外壁，并封閉該殼體內(nèi)壁和隔離筒體外壁之間的通 道，所述物料進(jìn)口位于所述擋板的一側(cè)，所述引導(dǎo)閥門和截留閥門位 于所述擋板的另一側(cè)。
在隔板中部設(shè)有所述的隔離筒體時(shí)，可以將隔板;f見為呈環(huán)形板狀 的隔板主體和連接在隔板主體上的隔離筒體兩部分，隔板主體下部空 間和隔離筒體內(nèi)部的空間相互連通為一體，構(gòu)成所述的下腔體，而外 殼、隔板主體和隔離筒體圍成的空間構(gòu)成所述的上腔體。
所述下腔體內(nèi)可以設(shè)有由攪拌裝置。
所述隔離筒體上可以設(shè)有分別位于所述引導(dǎo)閥門兩側(cè)的導(dǎo)流板， 以^使引導(dǎo)氣流順利流動(dòng)，減少湍流和阻力。
所述各導(dǎo)流板均可以呈彎曲形，以形成彎曲的介質(zhì)流通道，所述狹縫兩側(cè)設(shè)有與所述閥塞配合的狹縫側(cè)壁。
所述引導(dǎo)閥門可以是能夠調(diào)節(jié)流量的調(diào)節(jié)閥。
所述調(diào)節(jié)閥可以包括設(shè)置在所述隔離筒體側(cè)壁上的豎向狹縫和 可上下移動(dòng)的閥塞，所述閥塞下部為可與所述狹縫構(gòu)成密封副的光 桿，上部為螺桿，所述螺桿延伸至所述密封殼體外，并設(shè)有與其螺紋 配合的螺母，所述螺母與所述殼體固定連接。通過調(diào)節(jié)岡塞在狹縫中 的插入深度，就可以控制氣體穿過狹縫的截面積的大小，由此調(diào)節(jié)氣 體流量以及引導(dǎo)閥門兩側(cè)(上腔體和下腔體)的壓力差。
所述截留閥門可以包括設(shè)置在隔板主體上用于介質(zhì)流過的通道 孔以及與該通道孔配合的閥板，所述閥板通常可以通過截留閥傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)連接截留閥閥桿，所述截留閥閥桿的外端延伸到所述密封殼體外。 所述通道孔可以直接開設(shè)在隔板主體上，也可以在隔板主體上開一個(gè) 孔，然后在該這個(gè)孔上安裝一個(gè)設(shè)置介質(zhì)流通道的閥體，該閥體上的 介質(zhì)流通道即構(gòu)成所述的通道孔。
所述截留閥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以包括一個(gè)螺桿螺母副，所述螺母固定安 裝在所述隔板上，所述螺桿連接所述閥板，帶動(dòng)閥板移動(dòng)，所述閥桿 上設(shè)有螺旋齒，所述螺母外側(cè)設(shè)有與所述螺旋齒嚙合的斜齒，與所述 閥桿構(gòu)成蝸桿副。旋轉(zhuǎn)閥桿，帶動(dòng)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使 連接在螺桿一端的閥板移動(dòng)，當(dāng)閥板完全覆蓋或封閉所述通道孔時(shí)， 該截留閥門關(guān)閉，當(dāng)閥板完全離開所述通道孔時(shí)，該截留岡門完全開 啟，當(dāng)閥板擋住通道孔的部分面積時(shí)，該截留閥門不完全開啟。
所述通道孔橫向?qū)挾瘸^所述閥板主體寬度的1/2,以保證介質(zhì)流的均勻，減小死角；所述截留閥閥桿的外端可以連接有手動(dòng)控制設(shè)備。
所述上腔體的一側(cè)可設(shè)有物料進(jìn)口 ，所述下腔體的上部可設(shè)有延 伸至所述殼體外的排氣通道，所述下腔體底部可以設(shè)有預(yù)聚物出口 ， 所述上腔體內(nèi)底部和所述下腔體內(nèi)底部通?？梢栽O(shè)有若干加熱裝置。
所述殼體壁可以開有若干熱媒介質(zhì)輸入管道的進(jìn)口和熱媒介質(zhì) 輸出管道的出口 ，若千所述熱媒介質(zhì)輸入管道與熱媒介質(zhì)輸出管道分 別連接所述上腔體加熱裝置和所述下腔體加熱裝置，所有所述熱^^某介 質(zhì)輸入管道在所述殼體外通過組件相連匯成一條管道后或各自與熱 媒源相連，所有所述熱媒介質(zhì)輸出管道在所述殼體外通過組件相連匯 成一條管道后或各自與熱々某源相連。
所述殼體通?？梢栽谄渫鈧?cè)包覆有具有保溫功能的夾套。
本發(fā)明的有益效果由于將正壓(或微負(fù)壓)的上腔體和負(fù)壓的下 腔體設(shè)置在同一個(gè)殼體內(nèi)，由此簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)；由于設(shè)置了用于氣 體通過的引導(dǎo)閥門和用于液體通過的截留閥門，由此可以通過調(diào)節(jié)各 閥門的開度方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)流量以及上腔體和下腔體壓力的調(diào)節(jié)，方便 了工藝控制；由于氣體和液體均在殼體內(nèi)流動(dòng)，避免了裝置外流動(dòng)的 熱量損失，也節(jié)省了保溫夾套的制作成本和架設(shè)管道的成本。由于隔 離筒體將位于上腔體中央，使上腔體形成一個(gè)環(huán)形空間，而擋板將該 環(huán)形空間隔斷，使由擋板一側(cè)的物料進(jìn)口進(jìn)入上腔體的物料沿該環(huán)形 空間流動(dòng)到擋板的另一側(cè)后，不能繼續(xù)向前流動(dòng)，只能從引導(dǎo)閥門或 截留閥門流入下腔體，即物料從物料進(jìn)口進(jìn)入后，需要流過接近整個(gè)環(huán)形，才能進(jìn)入相應(yīng)的閥門，避免了由物料進(jìn)口到閥門之間的"短路"， 保證了物料上腔體充分反應(yīng)和蒸發(fā)。


圖1是本發(fā)明裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明裝置的A-A旋轉(zhuǎn)剖面示意圖； 圖3是本發(fā)明裝置的B-B旋轉(zhuǎn)剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
. 參見圖l至圖3，本發(fā)明提供了一種預(yù)縮聚反應(yīng)器裝置，該裝置 包括封閉殼體20,所述封閉殼體被隔板3分隔為上腔體1和下腔體2， 所述隔板中部向上延伸成隔離筒體4。
所述隔離筒體4的上部開有引導(dǎo)閥門7,所述引導(dǎo)閥門為調(diào)節(jié)閥， 所述調(diào)節(jié)閥包括_沒置在隔離筒體上的豎向狹縫，塞入狹縫可以上下移 動(dòng)的閥塞6，狹縫兩側(cè)設(shè)有與所述閥塞配合的狹縫側(cè)壁5，所述閥塞下 部為可與所述狹縫構(gòu)成密封副的光桿，上部為螺桿，所述螺桿延伸至 所述密封殼體外，并設(shè)有與其螺紋配合的螺母，所述螺母與所述殼體 固定連接。
所述隔離筒體在所述引導(dǎo)閥門兩側(cè)分別設(shè)有導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板 為彎曲形，以形成彎曲的介質(zhì)流通道，方便介質(zhì)流動(dòng)不出現(xiàn)死角現(xiàn)象， 處于正壓(或微負(fù)壓)的上腔體的氣體物料由上腔體經(jīng)導(dǎo)流板、狹縫 狀引導(dǎo)閥門和下腔體導(dǎo)流板逐步ii7v下腔體，氣相物料在空間突然擴(kuò) 大、流速減小的情況下進(jìn)行汽液分離，氣體從穿過上腔體的出口排出， 液相物料落入下腔體內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行負(fù)壓狀態(tài)的縮聚反應(yīng)。所述隔離筒體下部或隔板上開有截留閥門，所述截留閥門可以包 括設(shè)置在隔離筒體或隔板上用于液體物料流過的流通孔和與該流通
孔配合的閥板8。
所述流通孔為細(xì)長(zhǎng)形，所述通道孔的橫向?qū)挾瘸^所述閥板寬度 的1/2,以保證介質(zhì)流動(dòng)均勻，減少死角。
擋板25將環(huán)形上腔體的一個(gè)斷面隔斷各閥門位于擋板的一側(cè)， 物料進(jìn)口位于擋板的另一側(cè)，使上腔體內(nèi)的物料無法循環(huán)流動(dòng)，也無 法逆向流動(dòng)。
所述閥板通?？梢酝ㄟ^截留閥傳動(dòng)才幾構(gòu)9連接截留閥閥桿10， 所述截留閥閥桿的外端延伸到所述密封殼體外，并連接有控制設(shè)備 11 ，所述控制設(shè)備可以為手動(dòng)也可以為其他的控制方式。
所迷截留閥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以包括一個(gè)螺桿螺母副，所述螺母固定安 裝在所述隔板上，所述螺桿連接所述閥板，帶動(dòng)閥板移動(dòng)，所述閥桿 上設(shè)有螺旋齒，所述螺母外側(cè)設(shè)有與所述螺旋齒嚙合的斜齒，與所述 閥桿構(gòu)成蝸桿副。
所述上腔體的側(cè)壁開有物料進(jìn)口 12。
所述下腔體的底部開有預(yù)聚物出口 14，所述下腔體的側(cè)壁開有 排氣通道13,所述排氣通道延伸至所述殼體外部，用于排出上腔體 和下腔體反應(yīng)中生產(chǎn)的廢氣，所述下腔體內(nèi)底部設(shè)有攪拌裝置，所述 攪拌裝置可以包括攪拌電機(jī)19、攪拌軸18和攪拌槳17,由于上腔體 在反應(yīng)時(shí)依靠物料自身沸騰進(jìn)行攪拌，所以攪拌器只要作用于下腔體 即可，因此攪拌裝置設(shè)在下腔底部。所述上腔體和所述下腔體內(nèi)均設(shè)有加熱裝置15，該加熱裝置可 以采用一組現(xiàn)有加熱盤管或其他加熱器，加熱盤管分別連有熱媒介質(zhì) 輸入管道和輸出管道，所述輸入管道或輸出管道從所述密閉殼體內(nèi)部 延伸至殼體外，分別或者并聯(lián)到一個(gè)總的輸入管道或輸出管道后，連 接到熱媒源16。
所述殼體在其外側(cè)包覆有一具有保溫功能的夾套21。
該裝置內(nèi)保持密封狀態(tài)。
本發(fā)明中預(yù)縮聚反應(yīng)器的具體工作流程如下
首先將來自酯化反應(yīng)器的酯化產(chǎn)物憑借壓力差通過物料進(jìn)口送 入上腔體，在上腔體內(nèi)由加熱管進(jìn)行加熱，并且由于反應(yīng)器逐漸減壓 的條件下設(shè)計(jì)，使物料進(jìn)入上腔體后呈沸騰狀態(tài)，靠物料自身沸騰進(jìn) 行混合，并在氣泡發(fā)生過程進(jìn)行攪拌，此時(shí)酯化產(chǎn)物中的乙二醇被氣 化，產(chǎn)生液相物料與氣相物料，其中液相物料通過截留閥的控制流入 下腔體，其中所述截留閥用于控制液體流量以及上下腔體內(nèi)的液面 差。而氣化后的氣相物料借助于上腔體與下腔體間壓力差的作用以極 高的速度經(jīng)引導(dǎo)閥門的狹縫，進(jìn)入下腔體，其中引導(dǎo)閥門即調(diào)節(jié)閥， 該調(diào)節(jié)閥可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要調(diào)節(jié)狹縫的大小，氣體物料部分變 為液體滴入液體物料中與進(jìn)入下腔體的液體物料一起繼續(xù)坤皮下腔體 內(nèi)底部的加熱管進(jìn)行加熱，并在攪拌裝置的作用下進(jìn)行攪拌縮聚反 壓，該下腔體的溫度在272-276。C之間，到達(dá)停留時(shí)間(約1. 5小時(shí)) 后物料從下腔體的預(yù)聚物出口排出；反應(yīng)中上腔體和下腔體縮聚反應(yīng) 產(chǎn)生的乙二醇蒸汽和水蒸氣及其他氣體從下腔體的排氣通道一同排入尾氣處理系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1、一種預(yù)縮聚反應(yīng)器裝置，其特征在于包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有隔板，所述隔板將所述殼體分為上腔體和下腔體，所述隔板中部為向上延伸的隔離筒體，所述隔離筒體上部設(shè)有連通上腔體和下腔體的引導(dǎo)閥門，上腔體上部的氣體通過所述引導(dǎo)閥門進(jìn)入所述下腔體，所述隔離筒體下部或隔板主體上設(shè)有連通上腔體和下腔體的截留閥門，上腔體下部的液體通過所述截留閥門進(jìn)入所述下腔體，所述殼體上設(shè)有物料進(jìn)口，所述上腔體內(nèi)設(shè)有擋板，所述擋板兩側(cè)分別連接所述殼體內(nèi)壁和所述隔離筒體的外壁，并封閉該殼體內(nèi)壁和隔離筒體外壁之間的通道，所述物料進(jìn)口位于所述擋板的一側(cè)，所述引導(dǎo)閥門和截留閥門位于所述擋板的另一側(cè)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述預(yù)縮聚反應(yīng)器裝置，其特征在于所述調(diào)節(jié)閥包括設(shè)置在所述隔離筒體側(cè)壁上的豎向狹縫和可上下移動(dòng)的閥塞，所述閥塞下部為可與所述狹縫構(gòu)成密封副的光桿，上部為螺桿，所述螺桿延伸至所述密封殼體外，并設(shè)有與其螺紋配合的螺母，所述 螺母與所述殼體固定連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述預(yù)縮聚反應(yīng)器裝置，其特征在于所述隔 離筒體上設(shè)有分別位于所述引導(dǎo)閥門兩側(cè)的導(dǎo)流板，所述引導(dǎo)閥門為 調(diào)節(jié)閥，所述下腔體內(nèi)設(shè)有攪拌裝置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述預(yù)縮聚反應(yīng)器裝置，其特征在于所述各 導(dǎo)流板均呈彎曲形，所述狹縫兩側(cè)設(shè)有與所述閥塞配合的狹縫側(cè)壁。
5 、 根據(jù)權(quán)利要求1 、 2 、 3或4所述預(yù)縮聚反應(yīng)器裝置，其特征在于所述截留閥門包括設(shè)置在隔板上用于介質(zhì)流過的通道孔以及與 該通道孔配合的閥板，所述閥板通過截留閥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接截留閥閥 桿，所述截留閥閥桿的外端延伸到所述密封殼體外。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述預(yù)縮聚反應(yīng)器裝置，其特征在于所述截 留閥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)螺桿螺母副，所述螺母固定安裝在所述隔板 上，所述螺桿連接所述閥板，帶動(dòng)閥板移動(dòng)，所述閥桿上設(shè)有螺旋齒， 所述螺母外側(cè)設(shè)有與所述螺旋齒嚙合的斜齒，與所述閥桿構(gòu)成蝸桿副。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述預(yù)縮聚反應(yīng)器裝置，其特征在于所述通 道孔橫向?qū)挾瘸^所述閥板寬度的1/2;所述截留閥岡桿的外端連接 有控制設(shè)備。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述預(yù)縮聚反應(yīng)器裝置，其特征在于所述下 腔體的上部設(shè)有延伸至所述殼體外的排氣通道，所述下腔體底部設(shè)有 預(yù)聚物出口 ，所述上腔體內(nèi)底部和所迷下腔體內(nèi)底部i殳有若干加熱裝置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述預(yù)縮聚反應(yīng)器裝置，其特征在于所述殼 體壁開有若干熱媒介質(zhì)輸入管道的進(jìn)口和熱々某介質(zhì)輸出管道的出口 ， 若干所述熱媒介質(zhì)輸入管道與熱媒介質(zhì)輸出管道分別連接所述上腔 體加熱裝置和所述下腔體加熱裝置，所有所述熱媒介質(zhì)輸入管道在所 迷殼體外通過組件相連匯成一條管道后或各自與熱媒源相連，所有所 述熱媒介質(zhì)輸出管道在所述殼體外通過組件相連匯成一條管道后或 各自與熱媒源相連。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述預(yù)縮聚反應(yīng)器裝置，其特征在于所述殼
全文摘要
本發(fā)明涉及一種預(yù)縮聚反應(yīng)器裝置，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有隔板，所述隔板將所述殼體分為上腔體和下腔體，所述隔板中部設(shè)有向上延伸的隔離筒體，所述隔離筒體上部設(shè)有連通上腔體和下腔體的引導(dǎo)閥門，上腔體上部的氣體通過所述引導(dǎo)閥門進(jìn)入所述下腔體，所述隔離筒體下部或隔板上設(shè)有連通上腔體和下腔體的截留閥門，上腔體下部的液體通過所述截留閥門進(jìn)入所述下腔體，由此通過調(diào)節(jié)各閥門的開度可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)流量以及上腔體和下腔體壓力的調(diào)節(jié)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，成本低，主要可以用于聚酯的生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B01J19/00GK101612544SQ20091008529
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者周其圭, 周秀恒, 莼 張, 張慧書, 羅文德 申請(qǐng)人:中國(guó)紡織工業(yè)設(shè)計(jì)院