CN102767543A - 一种聚酯真空机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚酯真空机组，它包括第一喷射泵、第一冷凝器、第二喷射泵、第二冷凝器、第三喷射泵、第三冷凝器、第四喷射泵、第四冷凝器和、液环真空泵和丁二醇蒸发器，所述第一喷射泵、第一冷凝器、第二喷射泵、第二冷凝器、第三喷射泵、第三冷凝器、第四喷射泵、第四冷凝器和液环真空泵依次连接；其特征是：所述液环真空泵的介质为1，4-丁二醇，所述每个喷射泵都与丁二醇蒸发器连接，且丁二醇蒸发器的气相真空度为60-80Kpa。本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明的聚酯真空机组采用四级喷射泵，可以达到非常高的真空度。喷射泵和液环真空泵都使用1,4-丁二醇作为介质，使得生产过程更加环保，降低废水排放，1,4-丁二醇还能够回收利用。

Description

一种聚酯真空机组

技术领域

本发明涉及一种聚酯真空机组，用于聚酯生产过程，属聚酯生产设备。 

背景技术

目前在聚酯生产工程热塑料PBT与生物降解塑料PBS的系统中，均采用以水蒸汽为动力介质的多级水蒸汽喷射真空泵或机械式的罗茨真空泵-滑阀真空泵机组作为真空获得设备。 

现行的这两种真空获得方法在实际生产工作时能耗比较大，且均存在不同程度的不适用问题： 

在采用水蒸汽喷射真空泵作为真空获得设备的工程热塑料PBT与生物降解塑料PBS聚酯系统生产过程中，前两级水蒸汽喷射泵直接串联，因未达到冷却水的饱和压力，无法进入冷凝器把水汽及可凝工艺气体冷凝下来，增大了后一级喷射泵的负载，耗能很大，且水蒸汽喷射真空泵抽出的部分聚合物在冷凝器内混入冷凝水或冷却水中形成难以处理的生产废水，增加了废水处理成本且造成了污水排放，污染环境。

在采用罗茨真空泵-滑阀真空泵机组作为真空获得设备的工程热塑料PBT与生物降解塑料PBS聚酯系统生产过程中，被抽气体进入机械泵腔体内，由于被抽气体中含有聚合物，使得机械泵腔体容易被聚合物堵塞，造成大量的维护及检修工作，且影响正常的生产。 

公开号为CN101624980B的中国发明专利说明书中，公开了一种丁二醇喷射真空泵。该丁二醇喷射真空泵只有三级喷射泵，能达到的真空度低，而且使用罗茨真空泵容易被聚合物堵塞，维护成本高。维修频繁使得该丁二醇喷射真空泵不能连续稳定地工作。该丁二醇喷射真空泵使用1,4丁二醇蒸汽作为动力介质，但是高于大气压下1,4-丁二醇在未达到饱和温度就会进行环化反应分解，使得1,4-丁二醇被不断消耗，而且产生大量废气，提高了环保成本，产生的废气也使真空变差，釜内压力提升，无法工艺生产要求。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，结构简单，使用安全稳定，不会被聚合物堵塞，能防止1,4-丁二醇环化，抽真空度高，工作稳定的聚酯真空机组。 

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该聚酯真空机组，包括第一喷射泵、第一冷凝器、第二喷射泵、第二冷凝器、第三喷射泵、第三冷凝器、第四喷射泵、第四冷凝器和、液环真空泵和丁二醇蒸发器，所述第一喷射泵、第一冷凝器、第二喷射泵、第二冷凝器、第三喷射泵、第三冷凝器、第四喷射泵、第四冷凝器和液环真空泵依次连接；其特征是：所述液环真空泵的介质为1,4-丁二醇，所述每个喷射泵都与丁二醇蒸发器连接，且丁二醇蒸发器的气相真空度为60-80Kpa。具有四个喷射泵能够使聚酯真空机组达到聚酯反应所要求的真空度。每个喷射泵后连接一个冷凝器可以将部分1,4-丁二醇冷凝下来，然后回收利用；既降低了下一级真空泵的符合，节约了能量，又可以防止进入下一级喷射泵的气体温度过高而使其中的1,4-丁二醇环化。丁二醇蒸发器为的气相真空度为60-80Kpa，可以使得丁二醇蒸发器的液相温度不至于过高而令其环化，保证产生的1,4-丁二醇蒸气质量。液环真空泵使用1,4-丁二醇而不用水作为介质，可以减少废水排放，减小环保压力，还可以将1,4-丁二醇回收利用，节约成本，实现零排放。 

作为优选，本发明所述每个喷射泵内都设置有第一加热器。可以防止聚合物聚集在喷射泵内阻塞喷射泵。提高了喷射泵的连续使用时间，降低了维修频率，还降低了维修成本，使得聚酯真空机组能够更长时间的稳定运行，提高了聚酯真空机组的稳定性。 

作为优选，本发明所述第一加热器通过导热油加热，导热油的温度为180-240℃。导热油温度选定在这一区间内，既能有效阻止聚合物凝固后堵塞喷射泵，还能防止温度过高而使得1,4-丁二醇环化。 

作为优选，本发明还包括气液分离器和第一换热器，所述液环真空泵和气液分离器连接，该气液分离器和第一换热器连接，该第一换热器和液环真空泵连接。设置气液分离器有利于回收1,4-丁二醇。第一换热器可以通过冷却水冷却液环真空泵的介质1,4-丁二醇，防止1,4-丁二醇温度过高而环化。 

作为优选，本发明所述第一换热器的冷却水温度为40度。冷却水温度过高，不能降低介质1,4-丁二醇的温度，导致其环化；冷却水温度过低，1,4-丁二醇会凝固，导致液环真空泵不能正常工作。 

作为优选，本发明所述液环真空泵内设置有第二加热器。在启动液环真空泵或者液环真空泵内介质1,4-丁二醇凝固时，能够加热液环真空泵内的介质1,4-丁二醇，1,4-丁二醇融化，从而令液环真空泵正常工作。 

作为优选，本发明所述第二加热器为电加热器。电加热器控制方便，而且能够快速融化1,4-丁二醇，能尽快恢复液环真空泵正常工作，降低损失。 

作为优选，本发明还包括液封罐和输送泵，每个冷凝器内都设置有喷淋装置，每个冷凝器的出液口都和液封罐连接，液封罐的出液口和输送泵的进口连接，该输送泵的出口与每个冷凝器的喷淋装置都连接，所述液封罐内的介质为1,4-丁二醇。使用喷淋装置冷却从上一级喷射泵进入的气体，具有冷却效果好，冷却税率快的优点。而且喷淋装置结构简单，维护方便，使用寿命长。液封罐内介质为1,4-丁二醇，通过输送泵将1,4-丁二醇输送到喷淋装置，通过喷淋装置将1,4-丁二醇喷淋到冷凝器内，可以去除部分气体中的聚合物，防止聚合物阻塞下级喷射泵或液环真空泵。 

作为优选，本发明还包括过滤器，所述过滤器安装在液封罐和输送泵之间。过滤器可以去除聚合物，防止聚合区阻塞喷淋装置，提高喷淋装置的使用寿命。 

作为优选，本发明所述喷淋装置为伞帽式、喷淋式、筛孔折流板式或分水管式。喷淋效果好，冷却效率高，结构简单，维护方便。 

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明的聚酯真空机组采用四级喷射泵，可以达到非常高的真空度。喷射泵和液环真空泵都使用1,4-丁二醇作为介质，使得生产过程更加环保，降低废水排放，1,4-丁二醇还能够回收利用，节约成本。 

附图说明

图1是本发明实施例1的缺少部分部件的聚酯真空机组的结构示意图。 

图2是本发明的聚酯真空机组的使用状态图。 

附图说明：第一喷射泵1，第一冷凝器2，第二喷射泵3，第二冷凝器4，第三喷射泵5，第三冷凝器6，第四喷射泵7，第四冷凝器8，液环真空泵9，丁二醇蒸发器10，第一换热器11，气液分离器12，第二换热器13，液封罐14，输送泵15，喷淋装置16，过滤器17。 

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。 

实施例1。 

如图1-图2，本实施例的聚酯真空机组包括第一喷射泵1、第一冷凝器2、第二喷射泵3、第二冷凝器4、第三喷射泵5、第三冷凝器6、第四喷射泵7、第四冷凝器8、液环真空泵9和丁二醇蒸发器10。 

第一喷射泵1、第二喷射泵3、第三喷射泵5和第四喷射泵7的介质进口都与丁二醇蒸发器10的出口连接。1,4-丁二醇蒸发从丁二醇蒸发器10中源源不断地进入喷射泵内，丁二醇蒸发器10的气相真空度为60-80Kpa。本发明中，丁二醇蒸发器10的气相真空度可以为62、64、66、68、70、72、74、76或78Kpa。 

第一喷射泵1、第一冷凝器2、第二喷射泵3、第二冷凝器4、第三喷射泵5、第三冷凝器6、第四喷射泵7、第四冷凝器8和液环真空泵9依次连接。第一喷射泵1的出口与第一冷凝器2进口连接，第一冷凝器2的气相出口和第二喷射泵3吸气口连接；第二喷射泵3的出口与第二冷凝器4的进口连接，第二冷凝器4的气相出口和第三喷射泵5的吸气口连接；第三喷射泵5的出口与第三冷凝器6的进口连接，第三冷凝器6的气相出口和第四喷射泵7的吸气口连接；第四喷射泵7的出口与第四冷凝器8的进口连接，第四冷凝器8的气相出口与液环真空泵9的吸气口连接。 

每个喷射泵内都设置有第一加热器。第一喷射泵1、第一冷凝器2、第二喷射泵3、第二冷凝器4和第三喷射泵5内都安装有第一加热器。本实施例中，第一加热器为导热油加热，导热油的温度为180-240℃，导热油温度可以为190、200、210、220或230℃。本发明中，第一加热器可以为电加热或者其他形式的加热器。 

实施例2。 

本实施例的聚酯真空机组的部件和实施例1的部件及其连接关系相似。本实施例还包括气液分离器12和第一换热器11。 

液环真空泵9的出气口和气液分离器12连接，气液分离器12的液相出口和第一换热器11的进液口连接，第一换热器11的出液口和液环真空泵9的工作液进口连接。 

液环真空泵9的吸气口不断从第四冷凝器8中吸入气体，气体及夹带的液环真空泵9的介质1,4-丁二醇混合之后从液环真空泵9的出气口进入气液分离器12内，在气液分离器12中不凝性气体从气液分离器12的出口排出，1,4-丁二醇进入第一换热器11内和冷却水热交换，冷却之后的1,4-丁二醇重新进入液环真空泵9内。工作液在液环真空泵9、第一换热器11和气液分离器12的循环，带走了电机做功的热量，使液环真空泵9内1,4-丁二醇保持在设定温度，确保设定真空不随工作液温度升高而变差。 

第一换热器11的冷却水温度为40℃。保证1,4-丁二醇保持液体状态，防止1,4-丁二醇环化。 

液环真空泵9内设置有第二加热器。本实施例中，第二加热器为电加热器，本发明中第二加热器可以用导热油加热，还为其他类型的加热器。 

实施例3。 

本实施例的聚酯真空机组的部件及其连接关系和实施例1相似。本实施例还包括液封罐14、输送泵15、过滤器17和第二换热器13，每个冷凝器内都设置有喷淋装置16，每个冷凝器的出液口都和液封罐14连接，液封罐14的出液口和输送泵15的进口连接，输送泵15的出口与每个冷凝器的喷淋装置16都连接，液封罐14内的介质为1,4-丁二醇。本发明中的喷淋装置16可以为伞帽式、喷淋式、筛孔折流板式或分水管式。 

过滤器17安装在液封罐14和输送泵15之间。本实施例中，第二换热器13的冷却水温度为40℃，本发明中第二换热器13的冷却水温度可以为30、35、38或42℃。第二换热器13安装在输送泵15和喷淋装置16之间 

液封罐14的1,4-丁二醇通过输送泵15被输送到过滤器17内，过滤器17将1，4-丁二醇内含有的聚合物和其他杂质过滤，通过过滤的1,4-丁二醇被送入第二换热器13冷却，冷却之后被送入每个冷凝器中的喷淋装置16喷淋冷却气体，各个冷凝器内的液体通过出液口重新回到液封罐14，不停循环。

实施例4。 

本实施例的聚酯真空机组的部件及其连接关系和实施例1相似。本实施例还包括气液分离器12和第一换热器11。 

液环真空泵9的出气口和气液分离器12连接，气液分离器12的液相出口和第一换热器11的进液口连接，第一换热器11的出液口和液环真空泵9的工作液进口连接。 

液环真空泵9的吸气口不断从第四冷凝器8中吸入气体，气体和夹带的液环真空泵9的介质1,4-丁二醇混合之后从液环真空泵9的出气口进入气液分离器12内，在气液分离器12中不凝性气体从气液分离器12的出口排出，1,4-丁二醇进入第一换热器11内和冷却水热交换，冷却之后的1,4-丁二醇重新进入液环真空泵9内。工作液在液环真空泵9、第一换热器11和气液分离器12的循环，带走了电机做功的热量，使液环真空泵9内1,4-丁二醇保持在设定温度，确保设定真空不随工作液温度升高而变差。 

第一换热器11的冷却水温度为40℃。保证1,4-丁二醇保持液体状态，防止1,4-丁二醇环化。 

液环真空泵9内设置有第二加热器。本实施例中，第二加热器为电加热器，本发明中第二加热器可以用导热油加热，还为其他类型的加热器。 

本实施例还包括液封罐14、输送泵15、过滤器17和第二换热器13，每个冷凝器内都设置有喷淋装置16，每个冷凝器的出液口都和液封罐14连接，液封罐14的出液口和输送泵15的进口连接，输送泵15的出口与每个冷凝器的喷淋装置16都连接，液封罐14内的介质为1,4-丁二醇。 

过滤器17安装在液封罐14和输送泵15之间。本实施例中，第二换热器13的冷却水温度为40℃，本发明中第二换热器13的冷却水温度可以为30、35、38或42℃。第二换热器13安装在输送泵15和喷淋装置16之间。 

液封罐14的1,4-丁二醇通过输送泵15被输送到过滤器17内，过滤器17将1,4-丁二醇内含有的聚合物和其他杂质过滤，通过过滤的1,4-丁二醇被送入第二换热器13冷却，冷却之后被送入每个冷凝器中的喷淋装置16喷淋冷却气体，各个冷凝器内的液体通过出液口重新回到液封罐14，不停循环。 

本发明使用的时候，第一喷射泵1的吸气口和PBT或PBS聚酯反应釜的气体出口连接，聚酯反应釜中出来的气体大部分为1,4-丁二醇，其中含有部分聚合物。 

作为喷射介质的1,4-丁二醇从丁二醇蒸发器10中出来，进入第一喷射泵1，令第一喷射泵1工作产生真空。第一喷射泵1从吸气口吸入聚酯反应釜中出来的气体，在第一喷射泵1工作过程中，第一加热器工作，加热第一喷射泵1内的气体，防止聚合物凝固。然后，第一喷射泵1中的气体进入第一冷凝器2中，气体由第一冷凝器2的下部螺旋往上并和从喷淋装置16内喷出来的1,4-丁二醇接触，气体中部分1,4-丁二醇冷却成液体。第一冷凝器2的液体从出液口中进入液封罐14内，然后经过第二换热器13冷却之后，重新回流入喷淋装置16。 

从第一冷凝器2出来的气体进入第二喷射泵3内，再从第二喷射泵3进入第二冷凝器4的过程和上述过程类似。 

同理，气体从第二冷凝器4出来，进入第三喷射泵5，再从第三喷射泵5出来，进入第三冷凝器6，再从第三冷凝器6出来，进入第四喷射泵7，再从第四喷射泵7出来，进入第四冷凝器8，再从第四冷凝器8进入液环真空泵9内。 

液环真空泵9内的介质为1,4-丁二醇，在启动的时候如果1,4-丁二醇凝固，可以通过第二加热器加热，令液环真空泵9正常运行。启动液环真空泵9，从第四冷凝器8进入的气体其中的1,4-丁二醇冷凝。气体从液环真空泵9的出气口进入气液分离器12内，在气液分离器12内不凝性气体从出口排出，液体经第一换热器11冷却后回流到液环真空泵9内。 

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。 

Claims (10)

1.一种聚酯真空机组，包括第一喷射泵、第一冷凝器、第二喷射泵、第二冷凝器、第三喷射泵、第三冷凝器、第四喷射泵、第四冷凝器和、液环真空泵和丁二醇蒸发器，所述第一喷射泵、第一冷凝器、第二喷射泵、第二冷凝器、第三喷射泵、第三冷凝器、第四喷射泵、第四冷凝器和液环真空泵依次连接；其特征是：所述液环真空泵的介质为1，4-丁二醇，所述每个喷射泵都与丁二醇蒸发器连接，且丁二醇蒸发器的气相真空度为60-80Kpa。

2.根据权利要求1所述的聚酯真空机组，其特征是：所述每个喷射泵内都设置有第一加热器。

3.根据权利要求2所述的聚酯真空机组，其特征是：所述第一加热器通过导热油加热，导热油的温度为180-240℃。

4.根据权利要求1或2所述的聚酯真空机组，其特征是：还包括气液分离器和第一换热器，所述液环真空泵和气液分离器连接，该气液分离器和第一换热器连接，该第一换热器和液环真空泵连接。

5.根据权利要求4所述的聚酯真空机组，其特征是：所述第一换热器的冷却水温度为40度。

6.根据权利要求1或2所述的聚酯真空机组，其特征是：所述液环真空泵内设置有第二加热器。

7.根据权利要求6所述的聚酯真空机组，其特征是：所述第二加热器为电加热器。

8.根据权利要求1或2所述的聚酯真空机组，其特征是：还包括液封罐和输送泵，每个冷凝器内都设置有喷淋装置，每个冷凝器的出液口都和液封罐连接，液封罐的出液口和输送泵的进口连接，该输送泵的出口与每个冷凝器的喷淋装置都连接，所述液封罐内的介质为1，4-丁二醇。

9.根据权利要求8所述的聚酯真空机组，其特征是：还包括过滤器，所述过滤器安装在液封罐和输送泵之间。

10.根据权利要求8所述的聚酯真空机组，其特征是：所述喷淋装置为伞帽式、喷淋式、筛孔折流板式或分水管式。

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