CN104098762B - 瓶级聚酯装置及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种瓶级聚酯装置及其生产工艺,旨在提供一种结构简单、能耗低及成品品质高的瓶级聚酯装置及一种工序简单、高效的所述瓶级聚酯装置的生产工艺。本发明包括瓶级聚酯装置及其生产工艺，所述瓶级聚酯装置包括依次连通的浆料配制器（1）、第一酯化反应器（2）、第二酯化反应器（3）、预缩聚反应器（4）、终缩聚反应器（5）、熔体过滤器（6）、切料装置（7）及切片收集料斗（8），其生产工艺为浆料配制及输送、酯化反应、预缩聚反应和终缩聚反应，达到所需粘度后出料，经所述切料装置切成规定形状的切片，对切片进行收集。本发明应用于生产瓶级聚酯的技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚酯装置，特别涉及一种瓶级聚酯装置，还涉及一种所述瓶级聚酯装置的生产工艺。
背景技术
瓶级聚酯的生产是以苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)为主要原料，并添加一定量的DEG、IPA及红度剂、蓝度剂、催化剂、热稳定剂等。瓶级聚酯切片具有均匀的晶体结构，狭窄的分子质量分布；无毒、无味、均有玻璃般的透明和光泽；良好的冲击韧性和高强度；气体渗透性小(即阻隔性能好)，能延长饮料的保质期；加工简单，尺寸变化小或在负载下蠕变小；相对玻璃来说，具有质量轻、安全性好的诸多特点。
经过聚酯装置后，生产出来的还是初级瓶级聚酯，初级瓶级聚酯经切粒系统切成规定形状的切片(即初级切片)，还需要通过切片输送系统输送至固聚装置进行固相缩聚。
随着社会的不断进步，人们对产品质量的要求越来越高，这也要求着瓶级聚酯具有更高的品质，这样才能满足社会的需求，推动社会不断地向前发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、能耗低及成品品质高的瓶级聚酯装置，还提供了一种所述瓶级聚酯装置的工序简单、高效的生产工艺。
本发明所采用的技术方案是：所述瓶级聚酯装置包括依次连通的浆料配制器、第一酯化反应器、第二酯化反应器、预缩聚反应器、终缩聚反应器、熔体过滤器、切料装置及切片收集料斗，所述浆料配制器上还连通有苯二甲酸供料管、乙二醇供料管和添加剂供料管，所述浆料配制器与所述第一酯化反应器之间并联设置有若干台浆料输送泵，所述瓶级聚酯装置还包括与所述第一酯化反应器和所述第二酯化反应器的上部相连通的精馏分离工艺塔，所述精馏分离工艺塔上部还设置有冷凝器，所述预缩聚反应器与所述终缩聚反应器之间并联设置有若干台预聚物出料泵，所述终缩聚反应器和熔体过滤器之间并联设置有若干台熔体输出泵，所述第一酯化反应器、所述第二酯化反应器、所述预缩聚反应器及所述终缩聚反应器两相邻之间设置有流量调节阀。
所述添加剂供料管包括均与所述浆料配制器相连通的催化剂供料管、红度剂供料管及蓝度剂供料管，且所述催化剂供料管、所述红度剂供料管及所述蓝度剂供料管上均设置有所述流量调节阀。
所述苯二甲酸供料管上设置有苯二甲酸储料罐，所述苯二甲酸储料罐出口处连接有苯二甲酸称量装置，工作时，经过所述苯二甲酸称量装置定量称量所述苯二甲酸储料罐内流出的苯二甲酸后，再将苯二甲酸输送至所述浆料配制器内。
所述第一酯化反应器的入口设置有三通阀，所述浆料配制器上端设置有与所述三通阀相连通的浆料回流管。
所述第二酯化反应器的上端设置有与所述精馏分离工艺塔下端相连通的乙二醇回流管。
所述浆料配制器、所述第一酯化反应器、所述第二酯化反应器及所述预缩聚反应器内均设置有搅拌器。
所述瓶级聚酯装置的生产工艺包括以下步骤：
a.所述浆料配制器进行浆料配制及输送；
b.浆料输送至第一酯化反应器中，将反应物料加热至反应温度250-260℃，控制压力为0.15-0.18MPa，蒸发的乙二醇和反应生成的水沿气相管线进入工艺塔13-C01进行精馏分离，在压力差的作用下，所述第一酯化反应器内的酯化物自流入所述第二酯化反应器中，使所述第一酯化反应器酯化率高于90％，所述第二酯化反应器酯化率高于96％；
c.在所述预缩聚反应器内，以乙二醇锑为催化剂，在加热及真空条件下，酯化物之间发生缩聚反应，脱出乙二醇，未反应的羧基进一步与乙二醇反应，使酯化物完成反应，并脱出水；
d.由所述预聚物出料泵将所述预缩聚反应器下室內的物料连续输送至所述终缩聚反应器，提高所述终缩聚反应器的真空度，控制在140-150Pa-a，內温为280～286℃，随着反应的进行反应物的粘度增加；
e.所述切料装置进行切粒；
f.所述切片收集料斗对切粒进行储存。
在步骤f与步骤e之间还有以下步骤：所述熔体输出泵将所述终缩聚反应器的熔体输送至所述熔体过滤器内进行过滤。
在c步骤中，所述预缩聚反应器的出口预聚物的特性粘度为0.24-0.25dl/g。
在步骤d中，所述终缩聚反应器出口熔体特性粘度达到0.58～0.62dl/g。
本发明的有益效果是：由于所述瓶级聚酯装置包括依次连通的浆料配制器、第一酯化反应器、第二酯化反应器、预缩聚反应器、终缩聚反应器、熔体过滤器、切料装置及切片收集料斗，所述浆料配制器上还连通有苯二甲酸供料管、乙二醇供料管和添加剂供料管，所述浆料配制器与所述第一酯化反应器之间并联设置有若干台浆料输送泵，所述瓶级聚酯装置还包括与所述第一酯化反应器和所述第二酯化反应器的上部相连通的精馏分离工艺塔，所述精馏分离工艺塔上部还设置有冷凝器，所述预缩聚反应器与所述终缩聚反应器之间并联设置有若干台预聚物出料泵，所述终缩聚反应器和熔体过滤器之间并联设置有若干台熔体输出泵，所述第一酯化反应器、所述第二酯化反应器、所述预缩聚反应器及所述终缩聚反应器两相邻之间设置有流量调节阀，所以，相对于传统的聚酯装置来说，所述瓶级聚酯装置结构简单、能耗低，反应摩尔比较低，温度低，停留时间长，切片具有较好的质量指标。
由于所述瓶级聚酯装置的生产工艺为将苯二甲酸（PTA）、乙二醇（DEG）、红度剂、蓝度剂、催化剂等配成浆料及输送，将浆料加入到所述第一酯化反应器和所述第二酯化反应器的酯化反应，达到96%以上的酯化率，进入预缩聚反应器和终缩聚反应器，在一定温度、压力条件下进行缩聚反应，达到所需粘度后出料，经所述切料装置切成规定形状的切片，由所述切片收集料斗对切片进行收集，最后由切片输送系统输送至固聚装置进行固相缩聚，所以本工艺相对于传统工艺来说，具有简单、高效的特性，更加符合大批量的生产要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，在本实施例中，所述瓶级聚酯装置包括依次连通的浆料配制器1、第一酯化反应器2、第二酯化反应器3、预缩聚反应器4、终缩聚反应器5、熔体过滤器6、切料装置7及切片收集料斗8，所述浆料配制器1上还连通有苯二甲酸供料管80、乙二醇供料管22和添加剂供料管9，所述浆料配制器1与所述第一酯化反应器2之间并联设置有若干台浆料输送泵10，所述瓶级聚酯装置还包括与所述第一酯化反应器2和所述第二酯化反应器3的上部相连通的精馏分离工艺塔11，所述精馏分离工艺塔11上部还设置有冷凝器12，所述预缩聚反应器4与所述终缩聚反应器5之间并联设置有若干台预聚物出料泵13，所述终缩聚反应器5和熔体过滤器6之间并联设置有若干台熔体输出泵14，所述第一酯化反应器2、所述第二酯化反应器3、所述预缩聚反应器4及所述终缩聚反应器5两相邻之间设置有流量调节阀15。在本实施例中，所述预聚物出料泵13和所述熔体输出泵14均有两台，如一台泵出现故障，另一台泵提高负荷运行，即可满足生产需要，大大提高了所述瓶级聚酯装置的生产稳定性。
在本实施例中，所述添加剂供料管9包括均与所述浆料配制器1相连通的催化剂供料管91、红度剂供料管92及蓝度剂供料管93，且所述催化剂供料管91、所述红度剂供料管92及所述蓝度剂供料管93上均设置有所述流量调节阀15。
在本实施例中，所述苯二甲酸供料管80上设置有苯二甲酸储料罐16，所述苯二甲酸储料罐16出口处连接有苯二甲酸称量装置17，工作时，经过所述苯二甲酸称量装置17定量称量所述苯二甲酸储料罐16内流出的苯二甲酸后，再将苯二甲酸输送至所述浆料配制器1内。
在本实施例中，所述第一酯化反应器2的入口设置有三通阀18，所述浆料配制器1上端设置有与所述三通阀18相连通的浆料回流管19。
在本实施例中，所述第二酯化反应器3的上端设置有与所述精馏分离工艺塔11下端相连通的乙二醇回流管20。
在本实施例中，所述浆料配制器1、所述第一酯化反应器2、所述第二酯化反应器3及所述预缩聚反应器4内均设置有搅拌器21。
在本实施例中，所述瓶级聚酯装置的生产工艺包括以下步骤：
a.所述浆料配制器1进行浆料配制及输送；
b.浆料输送至第一酯化反应器2中，将反应物料加热至反应温度250-260℃，控制压力为0.15-0.18MPa，蒸发的乙二醇和反应生成的水沿气相管线进入工艺塔13-C01进行精馏分离，在压力差的作用下，所述第一酯化反应器2内的酯化物自流入所述第二酯化反应器3中，使所述第一酯化反应器2酯化率高于90％，所述第二酯化反应器3酯化率高于96％；
c.在所述预缩聚反应器4内，以乙二醇锑为催化剂，在加热及真空条件下，酯化物之间发生缩聚反应，脱出乙二醇，未反应的羧基进一步与乙二醇反应，使酯化物完成反应，并脱出水；
d.由所述预聚物出料泵13将所述预缩聚反应器4下室內的物料连续输送至所述终缩聚反应器5，提高所述终缩聚反应器5的真空度，控制在140-150Pa-a，內温为280～286℃，随着反应的进行反应物的粘度增加；
e.所述切料装置7进行切粒；
f.所述切片收集料斗8对切粒进行储存。
在本实施例中，在步骤f与步骤e之间还有以下步骤：所述熔体输出泵14将所述终缩聚反应器5的熔体输送至所述熔体过滤器6内进行过滤。
在本实施例中，在c步骤中，所述预缩聚反应器4的出口预聚物的特性粘度为0.25dl/g。
在本实施例中，在步骤d中，所述终缩聚反应器5出口熔体特性粘度达到0.62dl/g。
本发明应用于生产瓶级聚酯的技术领域。
虽然本发明的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本发明含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。
Claims (2)
1.一种瓶级聚酯装置，其特征在于：所述瓶级聚酯装置包括依次连通的浆料配制器（1）、第一酯化反应器（2）、第二酯化反应器（3）、预缩聚反应器（4）、终缩聚反应器（5）、熔体过滤器（6）、切料装置（7）及切片收集料斗（8），所述浆料配制器（1）上还连通有苯二甲酸供料管（80）、乙二醇供料管（22）和添加剂供料管（9），所述浆料配制器（1）与所述第一酯化反应器（2）之间并联设置有若干台浆料输送泵（10），所述瓶级聚酯装置还包括与所述第一酯化反应器（2）和所述第二酯化反应器（3）的上部相连通的精馏分离工艺塔（11），所述精馏分离工艺塔（11）上部还设置有冷凝器（12），所述预缩聚反应器（4）与所述终缩聚反应器（5）之间并联设置有若干台预聚物出料泵（13），所述终缩聚反应器（5）和熔体过滤器（6）之间并联设置有若干台熔体输出泵（14），所述第一酯化反应器（2）、所述第二酯化反应器（3）、所述预缩聚反应器（4）及所述终缩聚反应器（5）两相邻之间设置有流量调节阀（15）；所述添加剂供料管（9）包括均与所述浆料配制器（1）相连通的催化剂供料管（91）、红度剂供料管（92）及蓝度剂供料管（93），且所述催化剂供料管（91）、所述红度剂供料管（92）及所述蓝度剂供料管（93）上均设置有所述流量调节阀（15）；所述苯二甲酸供料管（80）上设置有苯二甲酸储料罐（16），所述苯二甲酸储料罐（16）出口处连接有苯二甲酸称量装置（17），工作时，经过所述苯二甲酸称量装置（17）定量称量所述苯二甲酸储料罐（16）内流出的苯二甲酸后，再将苯二甲酸输送至所述浆料配制器（1）内；所述第一酯化反应器（2）的入口设置有三通阀（18），所述浆料配制器（1）上端设置有与所述三通阀（18）相连通的浆料回流管（19）；所述第二酯化反应器（3）的上端设置有与所述精馏分离工艺塔（11）下端相连通的乙二醇回流管（20）；所述浆料配制器（1）、所述第一酯化反应器（2）、所述第二酯化反应器（3）及所述预缩聚反应器（4）内均设置有搅拌器（21）。
2.一种如权利要求1所述的瓶级聚酯装置的生产工艺，其特征在于：所述生产工艺包括以下步骤：
a.所述浆料配制器（1）进行浆料配制及输送；
b.浆料输送至第一酯化反应器（2）中，将反应物料加热至反应温度250-260℃，控制压力为0.15-0.18MPa，蒸发的乙二醇和反应生成的水沿气相管线进入工艺塔13-C01进行精馏分离，在压力差的作用下，所述第一酯化反应器（2）内的酯化物自流入所述第二酯化反应器（3）中，使所述第一酯化反应器（2）酯化率高于90％，所述第二酯化反应器（3）酯化率高于96％；
c.在所述预缩聚反应器（4）内，以乙二醇锑为催化剂，在加热及真空条件下，酯化物之间发生缩聚反应，脱出乙二醇，未反应的羧基进一步与乙二醇反应，使酯化物完成反应，并脱出水；所述预缩聚反应器（4）的出口预聚物的特性粘度为0.24-0.25dl/g；
d.由所述预聚物出料泵（13）将所述预缩聚反应器（4）下室內的物料连续输送至所述终缩聚反应器（5），提高所述终缩聚反应器（5）的真空度，控制在140-150Pa-a，內温为280～286℃，随着反应的进行反应物的粘度增加；所述终缩聚反应器（5）出口熔体特性粘度达到0.58～0.62dl/g；
e.所述切料装置（7）进行切粒；所述熔体输出泵（14）将所述终缩聚反应器（5）的熔体输送至所述熔体过滤器（6）内进行过滤；
所述切片收集料斗（8）对切粒进行储存。
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