一種酯化聚合兩釜系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種酯化聚合兩釜系統(tǒng)，屬于聚酯生產(chǎn)技術領域。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中，聚酯生產(chǎn)時的酯化反應和縮聚反應一般在相互獨立的反應塔或反應釜中進行，如公開號為CN101618304B的中國發(fā)明專利，公開了一種酯化反應器，由多塊塔板組成，每塊塔板上都安裝一個降液管和一個升氣管，升氣管連接可旋轉的氣體分布器，氣體分布器由引氣管、扇片和噴嘴構成。每塊塔板都保留一定液位的液體，液體中有固體催化劑。液相為含有羧酸的組分，在反應器中向下由一塊酯化塔板流向下一塊塔板，與上升的醇蒸汽逆流反應。
[0003]公開號為CN2741645的中國發(fā)明專利，公開了縮聚反應裝置領域內(nèi)的一種縮聚反應塔，包括由內(nèi)殼體和外殼體組成的雙層殼體，內(nèi)殼體和外殼體之間為夾套，外殼體上設有連通夾套的熱媒進、出口，雙層殼體上設有連通內(nèi)殼體內(nèi)腔的蒸汽抽出口、進料口和出料口，所述雙層殼體直立設置，進料口設置于雙層殼體上部并伸入內(nèi)殼體內(nèi)，出料口設置于雙層殼體的底部，進料口和出料口之間設有若干水平設置的塔盤，所述塔盤包括外框，外框內(nèi)設有若干漏料通道。傳統(tǒng)上酯化反應和縮聚反應分成兩個反應釜進行，結構不夠緊湊，占地面積大，生產(chǎn)效率低。
[0004]傳統(tǒng)的聚合反應器包括立式設置且兩端封閉的筒體，聚合反應器內(nèi)腔的上部設有水平狀的物料分配板，物料分配板上設有物料分配漏斗，物料分配漏斗中設有兩端封閉的降膜管且兩者之間的間隙均勻，降膜管豎直向下延伸且上端伸出聚合反應器的頂部外，降膜管的內(nèi)腔設有熱媒加熱管，聚合反應器的上部外壁設有聚合反應器進料口和抽真空口，聚合反應器的錐形底部設有聚合物出料口，聚合反應器的外周設有加熱夾套。
[0005]PET熔體進入聚合反應器內(nèi)腔后，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掛壁降膜，在降膜管內(nèi)熱媒介質(zhì)的加熱下，熔體完成聚合后，落在聚合反應器底部，再從聚合反應器底部的聚合物出料口流出。反應過程中，抽真空系統(tǒng)通過抽真空口使聚合反應器內(nèi)保持真空狀態(tài)。
[0006]PET熔體進入聚合反應器內(nèi)腔后，受加熱的面積比較小，而且只進行一次聚合反應，反應速度慢，生產(chǎn)效率低；反應產(chǎn)生的小分子易在釜壁碳化，落入物料當中，產(chǎn)生黑點料，經(jīng)常需要停車洗釜，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，運行周期短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種酯化聚合兩釜系統(tǒng)，結構緊湊，生產(chǎn)效率高。
[0008]為解決以上技術問題，本發(fā)明的一種酯化聚合兩釜系統(tǒng)，包括酯化預縮聚反應器和無攪拌聚合反應器，所述酯化預縮聚反應器設有物料進口和預縮聚出料口，所述無攪拌聚合反應器設有聚合反應器進料口和聚合物出料口，所述預縮聚出料口通過預縮聚液位控制閥或預縮聚熔體輸送栗與預縮聚出料管相連，所述預縮聚出料管與所述聚合反應器進料口相連接，所述無攪拌聚合反應器包括立式設置且兩端封閉的筒體，筒體內(nèi)腔的上部設有水平狀且將筒體橫向隔斷的布液盤，所述布液盤上設有上大下小的布液孔，所述布液孔中設有降膜管且兩者共軸線，所述降膜管豎直向下延伸，所述降膜管的內(nèi)腔插接有聚合反應器熱媒加熱管，所述筒體的上部外壁設有聚合反應器抽真空口和所述聚合反應器進料口，所述筒體的下端設有錐形頭，所述錐形頭的下端設有出料螺旋，所述聚合物出料口位于所述出料螺旋的下端;所述筒體的外周設有聚合反應器夾套，所述錐形頭的外周設有錐形頭夾套，所述聚合反應器進料口位于所述布液盤的下方，所述筒體的內(nèi)壁與所述聚合反應器進料口相應的部位設有環(huán)狀的布液槽，所述布液槽的下端與筒體內(nèi)壁之間留有均勻的環(huán)狀縫隙;所述筒體的下部內(nèi)壁設有環(huán)狀的集液槽，所述集液槽的上端開口且下端封閉;所述筒體的外壁上設有與所述集液槽的底部相通的中間熔體出口，所述中間熔體出口與中間熔體輸送栗的入口連接，所述中間熔體輸送栗的出口與中間熔體進口連接，所述中間熔體進口位于筒體外壁上且位于所述布液盤的上方。
[0009]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明取得了以下有益效果:當采用預縮聚液位控制閥時，預縮聚熔體通過位差進入聚合反應器進料口；當采用預縮聚熔體輸送栗時，由預縮聚熔體輸送栗向聚合反應器進料口輸送。預縮聚熔體從聚合反應器進料口進入布液槽，隨布液槽在筒體內(nèi)壁的圓周上均勻分布，然后從布液槽下端的環(huán)狀縫隙流出，在筒體內(nèi)壁上形成均勻的降膜，在流動過程中，在夾套中熱媒的加熱下，熔體升溫得以預聚合成為預聚合中間熔體，然后流入筒體內(nèi)壁下部的集液槽中，然后從中間熔體出口流出，再由中間熔體輸送栗送入聚合反應器上部的中間熔體進口，從中間熔體進口進入聚合反應器內(nèi)腔后，落在布液盤上，從布液盤上的布液孔與降膜管之間的縫隙向下流出，在降膜管的外壁再次形成掛壁降膜，在降膜管內(nèi)熱媒介質(zhì)的加熱下，預聚合中間熔體進一步聚合完成，從聚合反應器底部的聚合物出料口流出。該聚合反應器采用無攪拌結構，電耗及故障率低;在聚合反應器內(nèi)腔采用環(huán)狀布液槽布液，形成的降膜均勻，且在聚合反應器內(nèi)腔進行了兩次聚合，提高了反應效率;在反應及出料過程中，通過聚合反應器抽真空口抽氣，聚合反應器內(nèi)腔始終保持在真空狀態(tài)，不會造成熔體降解，產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定。
[0010]作為本發(fā)明的改進，所述布液盤的上方設有降膜管隔板，所述降膜管隔板的上方設有聚合反應器熱媒加熱管隔板，所述降膜管隔板和所述聚合反應器熱媒加熱管隔板分別將筒體橫向隔斷，所述聚合反應器熱媒加熱管隔板的上方設有聚合反應器上封頭;所述降膜管的上端口連接在所述降膜管隔板的管孔上，所述聚合反應器熱媒加熱管的上端口連接在所述聚合反應器熱媒加熱管隔板的管孔上;所述聚合反應器上封頭上連接有降膜管熱媒進口，所述降膜管隔板與聚合反應器熱媒加熱管隔板之間的筒體壁上連接有降膜管熱媒出口。熱媒介質(zhì)例如導熱油從降膜管熱媒進口進入聚合反應器上封頭與聚合反應器熱媒加熱管隔板之間的進油腔，然后沿聚合反應器熱媒加熱管直接下到聚合反應器熱媒加熱管底部，流出聚合反應器熱媒加熱管后向上進入降膜管與聚合反應器熱媒加熱管之間的環(huán)狀空腔，沿該環(huán)狀空腔上行，從降膜管的上端口進入降膜管隔板與聚合反應器熱媒加熱管隔板之間的出油腔，最后從降膜管熱媒出口流出。物料剛進入布液孔時溫度較低，形成降膜后沿降膜管向下流動，不斷受到降膜管內(nèi)熱媒的加熱，溫度逐漸升高，到達降膜管底部時物料的溫度達到最高。溫度最高的熱媒首先下到降膜管底部，因為聚合反應器熱媒加熱管的外周為返程的熱媒，溫度較高，沿聚合反應器熱媒加熱管下行的熱媒熱量損失很小;返程上行的熱媒由于不斷對物料降膜進行放熱，溫度逐漸下降。因此降膜管外物料的溫度自上而下逐漸遞增，降膜管內(nèi)的熱媒溫度自下而上逐漸遞減，溫度最低的物料與溫度較低的熱媒進行換熱，溫度最高的物料與溫度最高的熱媒進行換熱，換熱雙方始終保持較大的溫差，換熱效率高。
[0011]作為本發(fā)明的進一步改進，所述筒體內(nèi)壁設有螺旋向下延伸的筒壁物料分配環(huán)，所述筒壁物料分配環(huán)的上端位于所述布液槽的出口下方，所述筒壁物料分配環(huán)的下端位于所述集液槽的上端口上方，所述筒壁物料分配環(huán)為半圓形截面且平面連接在所述筒體內(nèi)壁上。熔體從布液槽下端的環(huán)狀縫隙流出，沿筒體內(nèi)壁向下流動形成降膜后，需要越過多道半圓形截面的筒壁物料分配環(huán)，在越過筒壁物料分配環(huán)時受到阻滯，使筒體內(nèi)壁整個圓周方向及高度方向的降膜厚度更加均勻；半圓形截面表面光滑使得熔體流動非常均勻平緩，又不存在物料死角，避免物料停滯導致過熱。
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進，所述布液孔以下的降膜管外壁均勻設有至少一道降膜管物料分配環(huán)，所述降膜管物料分配環(huán)的截面呈兩頭小中間大的鼓形。中間熔體從布液盤上的布液孔與降膜管之間的縫隙向下流出，在降膜管的外壁再次形成掛壁降膜后，在向下流動過程中需要越過多道鼓形的降膜管物料分配環(huán)，在越過降膜管物料分配環(huán)時受到阻滯，使降膜管外壁整個圓周方向及高度方向的降膜厚度更加均勻；降膜管物料分配環(huán)的表面光滑弧形過渡使得熔體流動非常均勻平緩，又不存在物料死角，避免物料停滯導致過熱。
[0013]作為本發(fā)明的進一步改進，所述酯化預縮聚反應器包括封閉的立式塔體，所述立式塔體內(nèi)由弧形隔板分隔成酯化上室和預縮聚下室，所述酯化上室的筒壁外設有酯化加熱夾套，所述預縮聚下室的筒壁外設有預縮聚加熱夾套;所述酯化上室的頂部設有酯化上室氣相出口和所述物料進口，所述弧形隔板的底部中心設有氮氣進口，所述酯化上室的側壁設有酯化物料出口 ；所述預縮聚下室的底部連接有酯化物料預熱器，所述酯化物料預熱器的下封頭底部設有預熱器進料口，所述酯化物料出口通過酯化液位控制閥和酯化物出料管與所述預熱器進料口相連，所述酯化物出料管上連接有助劑進口，所述酯化物料預熱器上端的預熱器出料口與所述預縮聚下室的底部進口相連;所述預縮聚下室的內(nèi)腔自下而上設有多層塔盤，所述預縮聚出料口位