CN102276815A - 一体式屋脊填充聚酯固相增粘反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种一体式屋脊填充聚酯固相增粘反应器，是一种屋脊式与填充式反应器结合在一起的一体式反应器，它包括有进料口、进料段、出风口、数节屋脊反应段、进风口、方圆转换筒、填充反应段、冷却段、新风口、出料段、出料口，自上而下连接。从进料段至方圆转换筒上端为法兰连接，方圆转换筒以下各段均采用焊接相连；屋脊反应段各节均设有一个进风口和一个出风口；填充反应段外壁焊有螺旋盘管；冷却段进风口上部中心位置安有锥型分布器。该反应器容积效率高、造价经济、物料受热均匀、不易结块、出料段物料温度和设备底部氮气分布均匀。该反应器产量30-120t/d，产量可调范围50％～110％，工艺灵活，产量调整范围宽。

Description

一体式屋脊填充聚酯固相增粘反应器
技术领域
本发明涉及一种用于聚酯固相连续增粘的反应器或前反应器，是一种一体式屋脊填充聚酯固相增粘反应器。
背景技术
高粘度聚酯切片是生产聚酯工业丝的原料。聚酯低粘度切片通过固相缩聚可以得到特性粘度高、大分子量的高粘度聚酯切片。目前聚酯连续固相增粘生产反应器多采用充填式和屋脊式。
单纯充填式反应器(以美国Bepex、日本东丽技术为代表)，具有容积效率高的特点，但在反应器中物料紧密地堆积在一起，承受着不同程度的堆积压力，物料之间无相对运动；在高温作用下物料易发生滞留结块现象，而影响产品质量和正常生产。
对单纯屋脊式反应器(以瑞士布勒公司技术为代表)，由于其反应器内部装有屋脊式风管，使物料在反应过程中不断地翻转，缓解了物料在反应器中的结块现象；但其设备结构复杂，填充效率低，体积庞大且附属设备较多，设备造价高。
专利CN200810132833.8中提到一种‘分段式聚酯切片固相增粘反应器’，通过把反应器分成若干段、增加反应器内部的进气与排气管的设计，虽然其克服了物料粘连结块的缺点，具有使物料受热均匀等特点，但其的结构仍然较为复杂，过多的风管导致容积效率低，要达到较高的产能，其设备体积较大。
发明内容
本发明提供了一种一体式屋脊填充聚酯固相增粘反应器，将屋脊式与填充式反应器结合在一起，以屋脊段做为加热段及与反应段，以填充段做为主反应段，既避免了单纯屋脊式反应器容积效率低、造价高、出料段切片温度和设备底部氮气分布不匀等缺点，同时也避免了单纯填充反应器氮气流通阻力大、速度慢、易结块等缺点。尤其适用于高产量聚酯连续固相增粘生产线。
本发明的技术方案如下：
该反应器包括方形的进料段、方形的屋脊反应段、方圆转换筒、填充反应段、冷却段、出料段，自上而下连接；从进料段至方圆转换筒上端为法兰连接，方圆转换筒以下各段均采用焊接相连。屋脊反应段可以分为2-5节，各节均设有一个进风口和一个出风口；填充反应段外壁焊有螺旋盘管，用以通热媒保温。冷却段进风口上部中心位置安有锥型分布器，锥型分布器的底面直径为填充反应段内壁直径的0.65～0.75倍，其将进入反应器的氮气均匀地分布，同时消除搭拱现象及漏斗效应。
本发明的有益效果是所述反应器容积效率高、造价经济、物料受热均匀、不易结块、出料段物料温度和设备底部氮气分布均匀。所应用的工艺温度范围为200-230℃，产量30-120t/d，产量可调范围50％～110％。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图
图中：1进料口；2进料段；3出风口；4屋脊反应段；
5第一进风口；6方圆转换筒；7填充反应段；8冷却段；9锥型分布器；
10第二进风口；11出料段；12出料口；13热媒半圆盘管；14热媒出口；
15热媒进口。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。
如图1所示，图中屋脊反应段，为4节屋脊。屋脊预热式聚酯固相增粘反应器包括有进料口1、进料段2、出风口3、屋脊反应段4、进风口5、方圆转换筒6、填充反应段7、冷却段8、锥型分布器9、新风口10、出料段11、出料口12、热媒半圆管13、热媒出口14、热媒进口15。
本发明将屋脊式与填充式反应器结合在一起，使物料在屋脊反应段完成预热过程，然后进入填充反应段继续完成反应过程。二至五段屋脊式反应器自上而下依次连接，然后其再通过方圆转换筒6与填充式反应段7结合，与填充段7下部的冷却段8及出料段11一起形成一体式的聚酯切片固相增粘反应器。
经过结晶的聚酯切片物料由进料口1经进料段2，进入屋脊反应段4(本发明的进料段及屋脊反应段均为方形)，从第一进风口5处通热氮气。氮气通过屋脊反应段4内部交错排布的屋脊型流道自下而上和物料充分接触，对物料进行加热。每节屋脊均有氮气进口和出口，相邻节屋脊之间设有氮气加热器。氮气从屋脊出来，经加热器加热后依次进入其上一节屋脊的氮气入口，直至从出风口3排出，再进入氮气循环纯化系统处理后再利用。物料在屋脊段内被均匀加热至反应温度，同时物料结晶度和粘度都有明显提高。预热好的物料通过方圆转换筒6进入圆筒形的填充反应段7进行增粘反应。完成增粘的切片经冷却段8处的锥型分布器9导流，由出料口12排出。
从反应段下来的切片在锥型分布器9导流作用下继续下行，消除了堆积切片的搭拱现象及漏斗现象，也增加了反应器柱塞流效果。低于50℃的氮气由位于出料段11处的第二进风口10进入冷却段的锥型分布器9底部空腔内，通过锥型分布器下边缘均匀分布进入筒体向上流动；特殊设计的锥型分布器9使经第二进风口10进入反应器内的氮气在极短的时间内分布均匀，并保证切片按平推流的状态流动，使切片受热均匀，停留时间一致。气体流动的方向与切片的方向相逆，与切片的接触充分，上升至屋脊反应段与其中的热氮气混合，最后由出风口3排出，进入封闭的氮气纯化系统处理后循环利用。
聚酯的增粘反应不但要释放出一定量的反应热，它还要释放出一些反应产生的低分子物；在冷却段通入新鲜氮气的主要目的是将反应产生的小分子和热量由反应器底部进来的纯净循环氮气带出，同时将到达反应器底部切片的温度降低至140℃以下，以终止反应，保证出料切片粘度的稳定。该工艺不仅使反应产生的热量加以利用，还省去了传统装置中的切片冷却设备，节省了一次性的设备投资，降低了运行成本。完成增粘的物料经出料口12出料，进入下一工序。产量范围30-120t/d，产量可调范围50％～110％。

Claims (2)

1.一种一体式屋脊填充聚酯固相增粘反应器，其特征在于，该反应器包括方形的进料段、方形的屋脊反应段、方圆转换筒、填充反应段、冷却段、出料段，自上而下连接；从进料段至方圆转换筒上端为法兰连接，方圆转换筒以下各段均采用焊接相连；屋脊反应段各节均设有一个进风口和一个出风口；填充反应段外壁焊有螺旋盘管；冷却段进风口上部中心位置安有锥型分布器，锥型分布器的底面直径为填充反应段内壁直径的0.65～0.75倍。
2.根据权利要求1所述的一体式屋脊填充聚酯固相增粘反应器，其特征还在于，屋脊反应段分为2-5节。
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