一種成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)方法及其反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)方法，熔融預(yù)聚物從布膜板與管間孔隙向下流動(dòng)，在成排U型管間形成一種瀑布式降膜流動(dòng)而進(jìn)行熔融縮聚反應(yīng)，熔體從管間滑落后，匯聚到反應(yīng)器底部由攪拌器攪拌均化后排出。實(shí)施本方法的反應(yīng)器為整體立式結(jié)構(gòu)，包括殼體、上端的熱媒箱體及其相連的物料箱、U型管和下端的底殼、攪拌器等。U型管垂直懸掛，成排排布，均勻穿過布膜板孔隙，U型管端口與熱媒箱體相通供熱媒流動(dòng)。本反應(yīng)器具有流動(dòng)阻力小、無死區(qū)、成膜面積大、表面更新快，停留時(shí)間均一可控，滿足柔性化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，適用于聚對苯二甲酸乙二醇酯等聚合物的生產(chǎn)。
【專利說明】
一種成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)方法及其反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及聚合物生產(chǎn)中的一種降膜式熔融縮聚反應(yīng)方法及熔融縮聚反應(yīng)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]縮聚反應(yīng)是一種不斷產(chǎn)生小分子化合物的可逆聚合反應(yīng)，包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰胺(PA)和聚碳酸酯(PC)等在內(nèi)的聚合物的均通過縮聚反應(yīng)制得。這類聚合物相似的特點(diǎn)就是在縮聚反應(yīng)過程中，必須持續(xù)進(jìn)行排除產(chǎn)生的小分子化合物的脫揮工藝，以促使反應(yīng)不斷正向進(jìn)行，因而物料黏性極高，特別是在縮聚后期，物料動(dòng)力黏度會發(fā)生數(shù)量級的變化，這種反應(yīng)是涉及化學(xué)反應(yīng)與傳熱傳質(zhì)耦合的變黏過程。因此，縮聚反應(yīng)效果取決于物料的流動(dòng)特性和熱質(zhì)傳遞界面特點(diǎn)。
[0003]制備高分子量聚合物的縮聚方法通常有熔融縮聚、熔液縮聚、固相縮聚等。目前工業(yè)上應(yīng)用最普遍的是固相縮聚法，主要得益于其較低的縮聚反應(yīng)溫度，從而使得聚合物發(fā)生高溫降解的可能性大大降低，不會產(chǎn)生著色或分解產(chǎn)物，且有利于揮發(fā)性雜質(zhì)逸出聚合物中。但該方法存在的主要問題是工序多、流程長，反應(yīng)前后物料需要多次反復(fù)加熱冷卻而消耗大量能量，且固相縮聚過程會產(chǎn)生較多的粉塵物料而影響后續(xù)紡絲等操作。熔融縮聚法可在較短的時(shí)間內(nèi)制備高黏物料，省卻多道工序，且熔融縮聚法適用于各類型反應(yīng)設(shè)備，因而相較固相縮聚法在經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保和工業(yè)實(shí)施方面具有明顯優(yōu)勢。
[0004]目前公開的降膜縮聚反應(yīng)器主要有落條式、柵板式、管壁式等熔融縮聚反應(yīng)器均是依靠熔體在內(nèi)構(gòu)件上成膜流動(dòng)，相較于傳統(tǒng)臥式反應(yīng)器，在大大減少能耗的情況下提高了設(shè)備的熔體成膜效率與表面更新。特別是在制備高黏物料黏度時(shí)，管外降膜反應(yīng)器可使物料在管外僅靠重力成膜流動(dòng)，提供合適的停留時(shí)間使物料能夠充分反應(yīng)，但完全的附壁式降膜流動(dòng)會使熔體膜因內(nèi)外層膜的速度差導(dǎo)致外層液膜流速快，而內(nèi)層膜較慢，造成部分物料長時(shí)間附于反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件上而發(fā)生降解、發(fā)黃，影響最終產(chǎn)品品質(zhì)，而落條式自由降膜則會使熔體膜自由降落的流速過快而停留時(shí)間過短，且熔體在降膜過程中膜面收縮明顯，成膜效率很低。因而迫切需要開發(fā)出一種熔融縮聚反應(yīng)器，可使反應(yīng)器內(nèi)物料成膜性能好，表面更新快，停留時(shí)間均一，無死區(qū)，容易清洗，能耗低，反應(yīng)過程滿足流動(dòng)、混合和熱質(zhì)傳遞需求，實(shí)現(xiàn)高效能縮聚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明第一個(gè)目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)方法，能使反應(yīng)溫度均勻可控，有效擴(kuò)大成膜面積，提高熔體成膜效率以及熔體的表面更新，增強(qiáng)熔體流動(dòng)成膜均勻性和熔體停留時(shí)間的均一性，最終提高縮聚反應(yīng)效率和高黏物料的廣品品質(zhì)，為此提出以下技術(shù)方案；
一種成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)方法，其特征在于:所述方法采用配置有成排排列的U型熱交換管的反應(yīng)器，工作時(shí)熱媒從U型管一端流入，另一端流出；熔體物料在向下流動(dòng)時(shí)，在成排排列的U型熱交換管的直管間相連成幕，在直管間形成瀑布狀降膜流動(dòng)，并進(jìn)行熔融縮聚反應(yīng)，從所述瀑布狀降膜的兩側(cè)面揮發(fā)小分子物質(zhì)，提高物料熔體分子量，成排排列的U型熱交換管的直管是相鄰關(guān)聯(lián)的，同時(shí)作為所述幕的骨架支撐管，管間距與管徑之比為0.1?20。
[0006]進(jìn)一步地，所述物料在向下流動(dòng)時(shí)，同時(shí)也在所述直管外壁形成管外降膜，所述直管間的瀑布狀降膜流動(dòng)的熔體物料與管外降膜的熔體物料相連。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)器，能使反應(yīng)溫度均勻可控，有效擴(kuò)大成膜面積，提高熔體成膜效率以及熔體的表面更新，增強(qiáng)熔體流動(dòng)成膜均勻性和停留時(shí)間的均一性，提高縮聚反應(yīng)效率和高黏物料的產(chǎn)品品質(zhì)。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括立式殼體，其特征在于所述反應(yīng)器還包括成排排列的U型熱交換管、設(shè)置在立式殼體上部的物料進(jìn)料箱，物料進(jìn)料箱的底板為布膜板，成排排列的U型熱交換管的直管穿過布膜板，布膜板具有布膜結(jié)構(gòu)，布膜結(jié)構(gòu)包括對應(yīng)直管間區(qū)域的布膜狹縫，成排排列的U型熱交換管的直管相鄰關(guān)聯(lián)，管間距與管徑之比為
0.1?20，使物料熔體在向下流動(dòng)時(shí)，在成排排列的U型熱交換管的直管間相連成幕，在直管間形成瀑布狀降膜流動(dòng)，并進(jìn)行熔融縮聚反應(yīng)。
[0008]在采用上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可同時(shí)采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案，或?qū)@些技術(shù)方案組合使用:
U型熱交換管的兩直管管間及同排相鄰兩組U型熱交換管的相鄰直管管間可設(shè)有或不設(shè)有橫向的管間連接絲，兩直管的管間連接絲根數(shù)為O?1000，直徑為0.1 mm ~ 10 mm，管間連接絲根數(shù)為O的管間距與管徑之比為0.1?10，管間連接絲根數(shù)為I?1000的管間距與管徑之比為0.1?20。
[0009]成排排列的U型熱交換管穿過布膜板垂直安裝，布膜板上設(shè)有多排布膜結(jié)構(gòu)，布膜結(jié)構(gòu)包括用于和U型熱交換管直管形成降膜間隙的布膜孔以及對應(yīng)直管間區(qū)域的布膜狹縫，且狹縫和孔連通，在布膜孔孔壁和直管之間的空隙用于物料熔體在直管外布膜。
[0010]立式殼體在物料進(jìn)料箱上方設(shè)有熱媒流出箱體和熱媒流入箱體，熱媒流入箱體設(shè)有反應(yīng)器熱媒進(jìn)口，熱媒流出箱體上有反應(yīng)器熱媒出口，所述成排排列的U型熱交換管一端與熱媒流入箱體相通，另一端與熱媒流出箱體相通;熔體物料進(jìn)管通至物料進(jìn)料箱;立式殼體上部設(shè)有真空抽氣口，底殼內(nèi)設(shè)有攪拌器，其動(dòng)力由底部傳入，底殼底部設(shè)有物料出口。[0011 ]成排排列的U型熱交換管垂直安裝，下端懸空，同排U型熱交換管的軸線處于同一平面，相鄰兩排的鄰近兩組U型管的四個(gè)直管的中軸線頂點(diǎn)相連成平行四邊形。
[0012]U型熱交換管的直管可為變徑同軸直管，所述變徑同軸直管的變徑趨勢為自上至下，管徑變小，U型熱交換管外徑為I?50 mm。
[0013]反應(yīng)器有傳熱系統(tǒng)和保溫系統(tǒng)，傳熱系統(tǒng)包括熱媒流入箱體、熱媒流出箱體和U型熱交換管及其組成的流通路徑，熱媒流入箱體和熱媒流出箱體上分別設(shè)有反應(yīng)器熱媒進(jìn)口和反應(yīng)器熱媒出口 ；保溫系統(tǒng)包括立式殼體和底殼及其外圍分別設(shè)置的殼體夾套和底殼夾套，殼體夾套的上部和下部分別設(shè)有殼體夾套熱媒進(jìn)口和殼體夾套熱媒出口，底殼夾套的上部和下部分別設(shè)有底殼夾套熱媒進(jìn)口和底殼夾套熱媒出口，傳熱系統(tǒng)和保溫系統(tǒng)的熱媒介質(zhì)流通到外部經(jīng)過加熱或冷卻后循環(huán)運(yùn)行。
[0014]本發(fā)明適用于聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(ΡΒΤ)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰胺(PA)和聚碳酸酯(PC)等聚合物的熔融縮聚反應(yīng)。
[0015]本發(fā)明利用縮聚反應(yīng)物料熔體具有黏度高以及反應(yīng)過程中黏度不斷增大的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)在一定條件下在反應(yīng)器中能實(shí)現(xiàn)“瀑布”狀的管間降膜流動(dòng)，能始終維持較大的成膜面積，熔體膜厚均勻，流速趨于一致，膜面在重力作用力下保持平推流運(yùn)動(dòng)，從而保證了聚合產(chǎn)物分子量分布窄，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)性能優(yōu)良而穩(wěn)定的產(chǎn)品，且單位體積反應(yīng)器的生產(chǎn)效率大大增加。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)成排排布的U型熱交換管作為降膜支撐件的熔融縮聚反應(yīng)器是非常適用這種反應(yīng)方法的的反應(yīng)器，進(jìn)一步地，設(shè)置相鄰兩管的管間支撐絲，其能針對“瀑布”狀的管間降膜，加強(qiáng)熔體的分散與混合，提高熔體膜的表面更新頻率，同時(shí)又能對瀑布形狀的穩(wěn)定性起到保持作用。本發(fā)明所述反應(yīng)方法簡易可行，具有流動(dòng)成膜面積大、表面更新速率快、停留時(shí)間均一可控，以及能耗低、易清洗等一系列優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)熱質(zhì)傳遞與化學(xué)反應(yīng)親合的尚效能fe融縮聚。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明所提供的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明所提供的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明所提供的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為布膜板孔隙單元示意圖。
[0020]圖5a為多排U型管的直管穿過布膜板的幾何布局示意圖之一。
[0021]圖5b為多排U型管的直管穿過布膜板的幾何布局示意圖之二。
[0022]圖5c為多排U型管的直管穿過布膜板的幾何布局示意圖之三。
[0023]圖中零部件、部位及編號:反應(yīng)器熱媒進(jìn)口I，進(jìn)料管道2，熱媒流進(jìn)箱體3，熱媒流出箱體4，熱媒流出箱體上蓋板41，熱媒流出箱體下底板42，物料進(jìn)料箱5，布膜板51，布膜孔511，布膜狹縫512，殼體夾套熱媒進(jìn)口 6，立式殼體7，殼體夾套8，底殼法蘭9，底殼螺栓10，底殼夾套熱媒進(jìn)口 11，底殼12，底殼夾套13，物料出口 14，底殼夾套熱媒出口 15，攪拌器16，殼體夾套熱媒出口 17，U型管18，管間連接絲181，真空抽氣口 19，殼體法蘭20，殼體螺栓21，反應(yīng)器熱媒出口 22，熔體物料進(jìn)管23。
【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例1，參照附圖1、4、5a、5b、5c。
[0025]在本實(shí)施例中，U型換熱管18(以下簡稱U型管，其包括兩側(cè)的直管以及在底端連接兩側(cè)直管的彎管)的直管采用管徑不變的直管。
[0026]本實(shí)施例所提供的一種成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)器，如圖1所示，它包括立式殼體7，連接于立式殼體7上端的物料進(jìn)料箱和下端的底殼12，物料進(jìn)料箱5上方設(shè)有熱媒流出箱體4，在熱媒流出箱體4之上又設(shè)有熱媒流入箱體3，熱媒流入箱體3上設(shè)有反應(yīng)器熱媒進(jìn)口 I，熱媒流出箱體4上有反應(yīng)器熱媒出口 22，成排排列的U型管18—端與熱媒流入箱體3相通，另一端與熱媒流出箱體4相通，熔體物料進(jìn)管23從熱媒流出箱體4和熱媒流入箱體3穿過，通至物料進(jìn)料箱5;物料進(jìn)料箱5的底板為布膜板51，布膜板51上有布膜結(jié)構(gòu)，立式殼體7上部設(shè)有真空抽氣口 19，U型管18下方安裝有攪拌器16，其動(dòng)力由底部傳入，底殼12底部設(shè)有物料出口 14。
[0027]在成排排列的U型熱交換管18中，同排U型熱交換管18的直管均是相鄰關(guān)聯(lián)的，U型熱交換管18的直管起到了管間降膜支撐件的作用，其管間距使物料熔體通過布膜結(jié)構(gòu)向下流動(dòng)時(shí)，在成排排列的U型熱交換管的直管間相連成幕，在管間形成瀑布狀降膜流動(dòng)，并進(jìn)行熔融縮聚反應(yīng)。小分子副產(chǎn)物從所述瀑布狀降膜的兩側(cè)面脫揮，進(jìn)而通過真空抽氣口 19排出。
[0028]所述的U型管18垂直安裝，下端懸空，多根U型管18整齊成排排列，同排U型管18的軸線處于同一平面，排與排之間相隔同等距離保持平行。
[0029]作為優(yōu)選，U型管18的兩直管管間距以及相鄰兩個(gè)U型管18的相鄰直管管間距相等，管間距離與U型管的管外徑之比為0.1?20。
[0030]作為優(yōu)選，U型管18的直管管長為0.5?30 m，外徑為I?50 mm。
[0031]垂直安裝的U型管18兩直管間以及相鄰兩個(gè)U型管的相鄰直管間可設(shè)有橫向管間連接絲181，管間連接絲長度等于兩管的垂直距離，作為優(yōu)選，相鄰兩根直管的管間連接絲根數(shù)為I?1000，直徑為0.1 mm?10 mm。
[0032]成排排布的U型管18穿過布膜板51垂直安裝，布膜板51上設(shè)有多排布膜結(jié)構(gòu)，布膜結(jié)構(gòu)包括用于和U型熱交換管18直管形成降膜間隙的布膜孔511以及對應(yīng)直管間的布膜狹縫512，且狹縫512和孔511連通，狹縫512用于使物料熔體膜從管間以較薄的厚度流下，如圖4所示;在布膜孔孔壁和直管之間的空隙用于物料熔體在直管外布膜，形成管外降膜流動(dòng)，所述直管間的瀑布狀降膜流動(dòng)的熔體物料與管外降膜的熔體物料相連，不僅進(jìn)一步增加成膜面積，且有助于瀑布狀降膜流動(dòng)的成幕穩(wěn)定性，而管間的物料幕反過來能利用物料的粘度對管外降膜平推流的形成有促進(jìn)作用。
[0033]每排布膜結(jié)構(gòu)有一個(gè)以上的布膜孔隙單元，每個(gè)單元包括一個(gè)孔511及一條縫512，作為優(yōu)選，孔壁為齒狀，如圖4所示，從而使孔511的孔壁和直管之間的空隙基本為齒縫。作為優(yōu)選，齒縫的內(nèi)環(huán)半徑(R1)與U型管直管的管端半徑相同，齒縫外環(huán)半徑(R2)與內(nèi)環(huán)半徑(Ri)之差為0.1?10 mm，狹縫512的寬度(L1)為0.1?10 _，長度(L2)為I?200 _。
[0034]相鄰兩排的鄰近兩組U型管18的四個(gè)直管的中軸線頂點(diǎn)相連成平行四邊形，圖5a、5b、5c分別為多排U型管18的直管穿過布膜板幾何布局的幾種示例。
[0035]作為優(yōu)選，成排排列的U型管18排與排之間的垂直距離為10?200mm，U型管成排整體垂直安裝。
[0036]反應(yīng)器設(shè)有傳熱系統(tǒng)，包括熱媒流入箱體3、熱媒流出箱體4和U型管18及其組成的流通路徑，熱媒流入箱體3和熱媒流出箱體4上分別設(shè)有反應(yīng)器熱媒進(jìn)口 I和反應(yīng)器熱媒出□ 22。
[0037]反應(yīng)器設(shè)有保溫系統(tǒng)，包括立式殼體7和底殼12及其外圍分別設(shè)置的殼體夾套8和底殼夾套13，殼體夾套8的上部和下部分別設(shè)有殼體夾套熱媒進(jìn)口 6和殼體夾套熱媒出口17，底殼夾套13的上部和下部分別設(shè)有底殼夾套熱媒進(jìn)口 11和底殼夾套熱媒出口 15。
[0038]傳熱系統(tǒng)和保溫系統(tǒng)的熱媒介質(zhì)流通到外部經(jīng)過加熱或冷卻后循環(huán)運(yùn)行。
[0039]由熱媒流入箱體3、熱媒流出箱體4和物料進(jìn)料箱5組成的反應(yīng)器上部與立式殼體7通過殼體法蘭20和殼體螺栓21連接，立式殼體7與底殼12由底殼法蘭9和底殼螺栓10相連，便于拆卸檢修與安裝。
[0040]采用上述縮聚反應(yīng)器的熔融縮聚過程為:
反應(yīng)器工作時(shí)，熱媒從U型管一端口流進(jìn)，再從另一端口流出，繼而流出至縮聚反應(yīng)器外部經(jīng)過加熱或冷卻后循環(huán)運(yùn)行。
[0041 ]物料進(jìn)口位于熱媒流入箱體頂部中間正上方，預(yù)聚物熔體從物料進(jìn)口不斷注入，經(jīng)穿過熱媒流入箱體和熱媒流出箱體的進(jìn)料管道流入物料進(jìn)料箱。
[0042]熔體經(jīng)布膜板上的孔隙分配后進(jìn)入成排排列的U型管區(qū)，在U型管直管外均勻布膜形成降膜，在直管管間形成“瀑布”狀降膜流動(dòng)，進(jìn)行熔融縮聚反應(yīng)，管間熔體經(jīng)過等間距的連接絲而維持一定膜厚流動(dòng)，反應(yīng)生成的小分子從真空抽氣口抽出。
[0043]熔體從U型管管間滑落后，最終匯聚到縮聚反應(yīng)器底部，經(jīng)過攪拌器進(jìn)一步攪拌反應(yīng)且勻化物料，完成反應(yīng)后的熔體從反應(yīng)器底部的物料出口排出。
[0044]實(shí)施例2，參照附圖2、4、5a、5b、5c。
[0045]在本實(shí)施例中，U型管18的直管采用連通的變徑同軸直管。
[0046]U型管18的直管在布膜板51下方同等距離內(nèi)變徑，成為直徑不一但連續(xù)相通的直管，上下同軸，從布膜板51下方至U型管18底端，管徑逐漸減小。
[0047]在變徑的U型管上，每一段U型管直管間連接絲的長度與其所相對應(yīng)的變徑直管的管間距離保持相等。
[0048]本實(shí)施例的其它部分和實(shí)施方法與實(shí)施例1相同，在圖2中，附圖標(biāo)號和圖1相同的代表相同的含義。
[0049]實(shí)施案例3，參照附圖3、4、5a、5b、5c。
[0050]在本實(shí)施例中，U型管18筆直部分為管徑不變的直管，U型管18兩直管間以及同排相鄰U型管18的相鄰兩直管間均無連接絲。
[0051 ] 作為優(yōu)選，U型管18管間距離與管徑之比為0.1?10。
[0052]本實(shí)施例的其它部分和實(shí)施方法與實(shí)施例1相同，在圖3中，附圖標(biāo)號和圖1相同的代表相同的含義。
[0053]以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)方法，其特征在于:所述方法采用配置有成排排列的U型熱交換管的反應(yīng)器，工作時(shí)熱媒從U型管一端流入，另一端流出；熔體物料在向下流動(dòng)時(shí)，在成排排列的U型熱交換管的直管間相連成幕，在直管間形成瀑布狀降膜流動(dòng)，并進(jìn)行熔融縮聚反應(yīng)，從所述瀑布狀降膜的兩側(cè)面揮發(fā)小分子物質(zhì)，提高物料熔體分子量，成排排列的U型熱交換管的直管是相鄰關(guān)聯(lián)的，同時(shí)作為所述幕的骨架支撐管，管間距與管徑之比為0.1?20。2.如權(quán)利要求1所述的一種成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)方法，其特征在于:所述物料在向下流動(dòng)時(shí)，同時(shí)也在所述直管外壁形成管外降膜，所述直管間的瀑布狀降膜流動(dòng)的熔體物料與管外降膜的熔體物料相連。3.—種成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括立式殼體(7)，其特征在于所述反應(yīng)器還包括成排排列的U型熱交換管(18)、設(shè)置在立式殼體(7)上部的物料進(jìn)料箱(5)，物料進(jìn)料箱(5)的底板為布膜板(51)，成排排列的U型熱交換管(18)的直管穿過布膜板(51)，布膜板(51)具有布膜結(jié)構(gòu)，布膜結(jié)構(gòu)包括對應(yīng)直管間區(qū)域的布膜狹縫(512)，成排排列的U型熱交換管(18)的直管相鄰關(guān)聯(lián)，管間距與管徑之比為0.1?20，使物料熔體在向下流動(dòng)時(shí)，在成排排列的U型熱交換管的直管間相連成幕，在直管間形成瀑布狀降膜流動(dòng)，并進(jìn)行恪融縮聚反應(yīng)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)器，其特征在于:U型熱交換管(18)的兩直管管間及同排相鄰兩組U型熱交換管(18)的相鄰直管管間可設(shè)有或不設(shè)有橫向的管間連接絲(181)，兩直管的管間連接絲根數(shù)為O?1000，直徑為0.1 mm ~ 10 mm，管間連接絲根數(shù)為O的管間距與管徑之比為0.1?10，管間連接絲根數(shù)為I?1000的管間距與管徑之比為0.1?20。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)器，其特征在于:成排排列的U型熱交換管(18)穿過布膜板(51)垂直安裝，布膜板(51)上設(shè)有多排布膜結(jié)構(gòu)，布膜結(jié)構(gòu)包括用于和U型熱交換管(18)直管形成降膜間隙的布膜孔(511)以及對應(yīng)直管間區(qū)域的布膜狹縫(512)，且狹縫和孔連通，在布膜孔孔壁和直管之間的空隙用于物料熔體在直管外布膜。6.如權(quán)利要求3所述的一種成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)器，其特征在于立式殼體(7)在物料進(jìn)料箱(5)上方設(shè)有熱媒流出箱體(4)和熱媒流入箱體(3)，熱媒流入箱體(3)設(shè)有反應(yīng)器熱媒進(jìn)口( I)，熱媒流出箱體(4)上有反應(yīng)器熱媒出口(22)，所述成排排列的U型熱交換管(18)—端與熱媒流入箱體(3)相通，另一端與熱媒流出箱體(4)相通;熔體物料進(jìn)管通至物料進(jìn)料箱(5)；立式殼體(7)上部設(shè)有真空抽氣口( 19)，底殼(12)底部設(shè)有物料出口( 14)。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)器，其特征在于:成排排列的U型熱交換管(18)垂直安裝，下端懸空，同排U型熱交換管(18)的軸線處于同一平面。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)器，其特征在于:U型熱交換管(18)的直管可為變徑同軸直管，所述變徑同軸直管的變徑趨勢為自上至下，管徑變小，U型熱交換管(18)外徑為I?50 mm。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種成排管間降膜熔融縮聚反應(yīng)器，其特征在于:反應(yīng)器有傳熱系統(tǒng)和保溫系統(tǒng)，傳熱系統(tǒng)包括熱媒流入箱體(3 )、熱媒流出箱體(4 )和U型熱交換管(18 )及其組成的流通路徑，熱媒流入箱體(3)和熱媒流出箱體(4)上分別設(shè)有反應(yīng)器熱媒進(jìn)口(I)和反應(yīng)器熱媒出口(22);保溫系統(tǒng)包括立式殼體(7)和底殼(12)及其外圍分別設(shè)置的殼體夾套(8)和底殼夾套(I3)，殼體夾套(8)的上部和下部分別設(shè)有殼體夾套熱媒進(jìn)口(6)和殼體夾套熱媒出口(17)，底殼夾套(13)的上部和下部分別設(shè)有底殼夾套熱媒進(jìn)口(11)和底殼夾套熱媒出口(15)，傳熱系統(tǒng)和保溫系統(tǒng)的熱媒介質(zhì)流通到外部經(jīng)過加熱或冷卻后循環(huán)運(yùn)行。
【文檔編號】B01J19/18GK106000250SQ201610303700
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】陳文興, 陳世昌, 張先明, 馬建平
【申請人】浙江理工大學(xué)