專利名稱：新型無攪拌多層聚酯預(yù)縮聚釜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚酯裝置預(yù)縮聚反應(yīng)釜，更具體地說是一種新型無攪拌多層聚酯預(yù)縮聚反應(yīng)釜。
背景技術(shù)：
聚酯生產(chǎn)過程，預(yù)縮聚階段要求物料呈平推流動，前期真空度較低以保證酯化完全，后期真空度較高且具備較大脫揮面積以利于分子鏈增長。為此，預(yù)縮聚階段通常串聯(lián)兩臺反應(yīng)釜。近年來，德國吉瑪、瑞士英文塔及中國紡織工業(yè)設(shè)計(jì)院等相繼推出單臺釜底設(shè)置攪拌的多層預(yù)縮聚釜。攪拌增加設(shè)備制造和運(yùn)行成本，且與平推流設(shè)計(jì)原則相悖。但是，按常規(guī)進(jìn)出料方式，如無攪拌，底層物料將產(chǎn)生嚴(yán)重溝流及死角，設(shè)置攪拌是不得已而為之。此外，提高預(yù)縮聚后期脫揮面積和減少離釜蒸汽中霧沫夾帶也是現(xiàn)有多層預(yù)縮聚釜需要解決的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種新型無攪拌多層預(yù)縮聚釜。
本發(fā)明提供的一種新型無攪拌多層預(yù)縮聚釜(簡稱新預(yù)縮聚釜)包括釜體、釜內(nèi)區(qū)域分隔板和各區(qū)域內(nèi)構(gòu)件。
所述釜體包含上封頭1，外筒體2，下封頭3和夾套4；下封頭3通常做成錐形以利于物料流動。
所述區(qū)域分隔板包含n塊(通常為1-4塊)環(huán)狀隔板5。1至5。n和一根中央管6，它們將釜內(nèi)空間分割成n+1層反應(yīng)區(qū)及一個中央蒸汽通道區(qū)。第一層反應(yīng)區(qū)以上封頭1為頂，第一層環(huán)狀隔板5.1為底；中間第i層反應(yīng)區(qū)以第i-1層環(huán)狀隔板5.(i-1)為頂，第i層環(huán)狀隔板5.i為底，第1至n層反應(yīng)區(qū)均以其頂和底之間的外筒體2和中央管6為本區(qū)域外壁和內(nèi)壁。釜底反應(yīng)區(qū)以第n層環(huán)狀隔板為頂，以下封頭3為底，以其頂和底之間的外筒體2下段為外壁。
所述各區(qū)域內(nèi)構(gòu)件包括釜底以上的各層反應(yīng)區(qū)各自底部環(huán)狀隔板5上設(shè)置如圖2所示的導(dǎo)流螺旋板7或如圖3所示多圈導(dǎo)流環(huán)板8；導(dǎo)流螺旋板7或多圈導(dǎo)流環(huán)板8之間設(shè)加熱盤管9。釜底反應(yīng)區(qū)上方設(shè)錐形傘板10，錐形傘板面上開多個菱形或橄欖型孔(如圖4)；為將錐形傘板10固定在下封頭3上，設(shè)3或4根立柱11；傘板錐頂設(shè)小擋圈12，小擋圈底部和傘板間有環(huán)狀間隙；傘板邊緣設(shè)若干根導(dǎo)流針13；錐形傘板面上開設(shè)的多個菱形或橄欖型孔和其上方第n層環(huán)狀隔板間設(shè)折流通道14。中央蒸汽通道區(qū)域的中央管6內(nèi)設(shè)內(nèi)管15，6和15組成一臺旋風(fēng)分離器。
本發(fā)明的新預(yù)縮聚釜含以下工藝管口每層反應(yīng)區(qū)設(shè)物料進(jìn)口a，物料出口b。進(jìn)料管通常伸進(jìn)釜內(nèi)，除底層反應(yīng)區(qū)外，每層反應(yīng)區(qū)物料從導(dǎo)流螺旋板的螺旋內(nèi)端或多圈導(dǎo)流環(huán)板的內(nèi)環(huán)上方流入，從導(dǎo)流螺旋板外端或多圈導(dǎo)流環(huán)板外環(huán)最低處流出；亦可讓物料從導(dǎo)流螺旋板外端或多圈導(dǎo)流環(huán)板外環(huán)上方流入，從導(dǎo)流螺旋板內(nèi)端或多圈導(dǎo)流環(huán)板內(nèi)環(huán)底部流出。釜底層進(jìn)料管伸進(jìn)釜內(nèi)從上方進(jìn)入傘板錐頂檔圈內(nèi)，出料口b設(shè)在下封頭底部。
除釜底以上的各層反應(yīng)區(qū)均在中央管6管壁處開蒸汽入口c，c口設(shè)一導(dǎo)向管引導(dǎo)蒸汽從切線方向進(jìn)入6和15的環(huán)隙，首層蒸汽入口c1設(shè)有阻尼閥K，上封頭頂部設(shè)蒸汽出口d。
各層反應(yīng)區(qū)開設(shè)一對或數(shù)對加熱盤管熱媒進(jìn)口e，出口f。
釜體夾套設(shè)一對或數(shù)對熱媒進(jìn)口g，出口h。
此外，新預(yù)縮聚釜還開設(shè)有溫度、壓力、液位等儀表接口以及入孔和其它必要的附加管口。
現(xiàn)以設(shè)置兩塊環(huán)形隔板含三層反應(yīng)區(qū)的典型結(jié)構(gòu)為例說明本發(fā)明的新預(yù)縮聚釜工作過程。
來自酯化釜的齊聚物用泵或靠位差喂入新預(yù)縮聚釜首層反應(yīng)區(qū)物料進(jìn)口a1，順導(dǎo)流螺旋板或多圈導(dǎo)流環(huán)板流動，從物料出口b1流出，通過外部接管進(jìn)入第二層反應(yīng)區(qū)物料進(jìn)口a2，順導(dǎo)流螺旋板或多圈導(dǎo)流環(huán)板流動，從物料出口b2流出，通過外部接管進(jìn)入釜底反應(yīng)區(qū)物料進(jìn)口a3，流進(jìn)傘板錐頂擋圈，穿過擋圈底部和傘板間環(huán)隙或越過擋圈頂溢流，均勻地沿傘板降膜，至傘板邊緣處被導(dǎo)流針引向釜壁均勻降膜，在釜底反應(yīng)區(qū)由上向下、由四周向中央呈平推流流動，最后從下封頭物料出口b3流出。
首層反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)阻尼閥k由該層c1沿切線方向進(jìn)入中央管6和其內(nèi)管15之間的環(huán)狀空間，即旋風(fēng)分離器外圈上段；阻尼閥k控制首層和第二層反應(yīng)區(qū)壓差；第二層反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)該層c2沿切線方向進(jìn)中央管6和其內(nèi)管15間的環(huán)狀空間，即旋風(fēng)分離器外圈中段，蒸汽在旋風(fēng)分離器中除去夾帶霧沫后沿中央內(nèi)管15上升從d離釜。底層反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的蒸汽穿過傘板上諸菱形或橄欖形孔經(jīng)折流通道14除霧沫后直接進(jìn)入中央旋風(fēng)分離器內(nèi)管15。
聯(lián)接上層反應(yīng)區(qū)b和下層反應(yīng)區(qū)a的外部接管可設(shè)置調(diào)節(jié)閥以控制各層反應(yīng)區(qū)液位。各層反應(yīng)區(qū)加熱盤管熱媒進(jìn)口或出口可設(shè)調(diào)節(jié)閥分別控制各層反應(yīng)區(qū)操作溫度。
本發(fā)明提供的新型無攪拌多層聚酯預(yù)縮聚釜特點(diǎn)與串聯(lián)兩臺預(yù)縮聚釜技術(shù)方案比，新預(yù)縮聚釜反應(yīng)器臺數(shù)少，占用空間小，制造費(fèi)用及運(yùn)行成本低。
與釜底設(shè)置攪拌的現(xiàn)有多層釜比，新預(yù)縮聚釜取消了攪拌，制造費(fèi)用和運(yùn)行成本低，預(yù)聚物熔體順傘板和釜壁降膜，脫揮面積大，加快熔體中EG脫除，釜底反應(yīng)區(qū)保持平推流動，優(yōu)化了工藝過程。
此外，新預(yù)縮聚釜巧妙地設(shè)置中央旋風(fēng)分離器及折流通道除去蒸汽中夾帶霧沫，裝置操作穩(wěn)定。


圖1是新型無攪拌多層聚酯預(yù)縮聚釜結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是物料沿導(dǎo)流螺旋板流動示意圖。
圖3是物料沿多圈導(dǎo)流環(huán)板流動示意圖。
圖4是錐形傘板俯視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明用下列具體實(shí)施方案結(jié)合附圖來進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于下列具體實(shí)施方案。
新預(yù)縮聚釜設(shè)置兩塊環(huán)狀隔板5，含三層反應(yīng)區(qū)，第一、第二層反應(yīng)區(qū)底部的環(huán)狀隔板上設(shè)兩圈導(dǎo)流螺旋板7。來自酯化釜的齊聚物用泵或靠液位差經(jīng)進(jìn)料口a1進(jìn)入首層反應(yīng)區(qū)，如圖2所示，從導(dǎo)流螺旋板內(nèi)端上方流入，順導(dǎo)流螺旋板由內(nèi)向外流動，吸收加熱盤管熱量維持工藝設(shè)定溫度，從b1流出，通過外部接管進(jìn)入第二層反應(yīng)區(qū)a2，同樣如圖2所示，從導(dǎo)流螺旋板內(nèi)端上方流入，順導(dǎo)流螺旋板由內(nèi)向外流動，吸收加熱盤管熱量維持工藝設(shè)定溫度，從b2流出，通過外部接管進(jìn)入底層反應(yīng)區(qū)a3，流進(jìn)錐形傘板10錐頂擋圈12，穿過擋圈底部和錐形傘板間環(huán)隙或越過擋圈頂溢流，均勻地沿錐形傘板降膜，至錐形傘板邊緣處被導(dǎo)流針13引向釜壁均勻降膜，在釜底反應(yīng)區(qū)由上向下、由四周向中央呈平推流流動，最后從下封頭b3流出。
首層反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)阻尼調(diào)節(jié)閥k由該層c1切線方向進(jìn)入由中央管6及其內(nèi)管15組成的中央旋風(fēng)分離器外圈上段，阻尼調(diào)節(jié)閥k控制首層和第二層反應(yīng)區(qū)壓差；第二層反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)該層c2沿切線方向進(jìn)入旋風(fēng)分離器外圈中段，蒸汽在旋風(fēng)分離器中除去夾帶霧沫后沿中央內(nèi)管15上升從d離釜。底層反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的蒸汽穿過錐形傘板上諸菱形孔經(jīng)折流通道14除霧沫后直接進(jìn)入中央旋風(fēng)分離器內(nèi)管，從d離反應(yīng)釜。
聯(lián)接上層反應(yīng)區(qū)b和下層反應(yīng)區(qū)a的外部接管設(shè)置調(diào)節(jié)閥控制各層反應(yīng)區(qū)液位。各層反應(yīng)區(qū)加熱盤管熱媒進(jìn)口或出口設(shè)調(diào)節(jié)閥分別控制各層反應(yīng)區(qū)操作溫度。
首層反應(yīng)區(qū)操作溫度268～272℃，壓力15～18kPa；第二層反應(yīng)區(qū)操作溫度272～276℃，壓力0.8～1.2kPa；底層反應(yīng)區(qū)操作溫度275～280℃，壓力0.8～1.2kPa；物料在釜內(nèi)停留總時間為90～120分鐘；預(yù)聚物熔體IV 0.26～0.30。
權(quán)利要求
1.一種新型無攪拌多層聚酯預(yù)縮聚釜，包括釜體、釜內(nèi)區(qū)域分隔板及各區(qū)域內(nèi)構(gòu)件，所述釜體包含上封頭(1)，外筒體(2)，下封頭(3)和夾套(4)，其特征在于釜內(nèi)區(qū)域分隔板包含n塊環(huán)狀隔板(5)和一根中央管(6)，將釜內(nèi)空間分割成n+1層反應(yīng)區(qū)及一個中央蒸汽通道區(qū)；所述區(qū)域內(nèi)構(gòu)件為除底層反應(yīng)區(qū)外的各層反應(yīng)區(qū)的底部環(huán)狀隔板(5)上設(shè)置導(dǎo)流螺旋板(7)或多圈導(dǎo)流環(huán)板(8)，導(dǎo)流螺旋板或多圈導(dǎo)流環(huán)板之間設(shè)加熱盤管(9)；釜底反應(yīng)區(qū)上方設(shè)錐形傘板(10)，設(shè)3或4根立柱(11)將錐形傘板固定在下封頭(3)上，錐形傘板面上開設(shè)多個菱形或橄欖型孔，菱形或橄欖型孔的上方和底層環(huán)狀隔板間設(shè)折流通道(14)；傘板錐頂設(shè)小擋圈(12)，傘板邊緣設(shè)若干根導(dǎo)流針(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的新型無攪拌多層聚酯預(yù)縮聚釜，其特征在于中央蒸汽通道區(qū)域的中央管(6)內(nèi)設(shè)內(nèi)管(15)，中央管和內(nèi)管組成一臺旋風(fēng)分離器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的新型無攪拌多層聚酯預(yù)縮聚釜，其特征在于下封頭(3)為錐形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的新型無攪拌多層聚酯預(yù)縮聚釜，其特征在于所述n塊環(huán)狀隔板為1-4塊環(huán)狀隔板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無攪拌多層聚酯預(yù)縮聚釜，多層環(huán)狀分隔板和一根中央管將釜內(nèi)空間分割為多層反應(yīng)區(qū)及一個中央蒸汽通道區(qū)；釜底以上各反應(yīng)層環(huán)狀隔板上設(shè)導(dǎo)流螺旋環(huán)板或多圈導(dǎo)流環(huán)板，多圈導(dǎo)流環(huán)板或?qū)Я髀菪h(huán)板間設(shè)加熱盤管。釜底反應(yīng)區(qū)上方設(shè)錐形傘板，熔體沿錐形傘板降膜至釜壁再降膜，在底層反應(yīng)區(qū)呈平推流動，絕無溝流或死角。與現(xiàn)有帶攪拌多層預(yù)縮聚釜比較，既簡化結(jié)構(gòu)又提高反應(yīng)驅(qū)動力，且增大EG蒸出界面，一舉三得。中央蒸汽通道巧妙地設(shè)計(jì)成旋風(fēng)分離器，有效除去離釜蒸汽霧沫夾帶。
文檔編號C08G63/78GK1687178SQ20051007329
公開日2005年10月26日 申請日期2005年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月6日
發(fā)明者劉兆彥, 施景云, 史佳林, 趙玲, 方旭, 時文藝, 周元, 涂智賢 申請人:北京英諾威遜聚合技術(shù)有限公司, 劉兆彥