CN104368287A - 一种带有恒温导热油冷却系统的聚酯生产装置 - Google Patents

一种带有恒温导热油冷却系统的聚酯生产装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种带有恒温导热油冷却系统的聚酯生产装置，包括反应釜、填料塔、冷凝器和出液槽，填料塔顶端连有恒温导热油冷却系统，恒温导热油冷却系统是指包括导热油槽和齿轮泵的循环管路；导热油槽内设有第一管道和第二管道；第一管道和第二管道一端位于导热油槽内，并通过蛇管相连，另一端均通向导热油槽外，并分别连有第一三通阀和第二三通阀；第一管道、第二管道以及蛇管均位于导热油液面下方；本发明通过冷却系统塔顶蛇管中导热油与塔顶上升蒸汽进行热交换，精确控制塔顶温度，保证产品质量稳定，根据塔顶不同的温度要求，设置不同的导热油温，与传统冷却方法相比，减少出液热能消耗和乙二醇的损失。

Description

一种带有恒温导热油冷却系统的聚酯生产装置
技术领域
   本发明涉及化工领域，特别是一种带有恒温导热油冷却系统的聚酯生产装置。 
背景技术
绝缘漆是目前广泛应用的重要的绝缘产品，随着科技发展，人们对绝缘漆产品性能的要求也日益增加，聚酯是生产绝缘漆的主要原料，其性能直接影响到绝缘产品质量的稳定性。 
目前聚酯产品生产主要存在三个过程，第一溶解升温过程，在温度达到183-185℃时，对苯二甲酸开始与乙二醇或者甘油发生反应，在此阶段大量的水产生，同时带出大量的乙二醇或者甘油；第二阶段温度缓慢上升，在202-220℃反应缓慢，出液量减小；第三阶段在220-225℃保温，该阶段几乎没有出液，聚酯产品在合成过程中需要较高温度，并且随着大量的水或者甲醇脱出，带走大量的热量，生产过程中为了控制聚酯产品质量的稳定性以及降低乙二醇的损失，需要严格控制填料塔顶温度，以聚酯为例：生产一批次聚酯（1730等）产品需要30-40小时，为控制反应温度，需要消耗大量能源，目前常用做法是通过回流系统在缩短反应时间同时保证产品质量的稳定性。 
   目前国内外控制合成温度的主要方法有：（a）欧洲绝缘漆生产企业中普通采用控温方法为，在塔顶气温超过设定上限值（通常为110℃左右）时，关闭出液管线，打开回流阀门，使得出液全回流到填料塔中，此时塔顶气温开始下降，当低于115℃左右时，关闭回流阀，继续排出出液，然后温度高再次重复，但该方法生产周期长，能耗高；（b）使用强制回流的方式，将出液使用泵机强制回流到塔顶，通过填料塔的传质，传热控制塔顶温度，该方法能够使得塔顶气温得到有效控制，但是因为强制回流的控制需要非常精确，同时在不同的合成阶段，出液量大小变化较大，所以经常会出现回流量过大，导致的釜温难升甚至下降，导致时间长，不能得到有效控制；（c）采用塔顶冷凝器，出液、回流经过回流分布器进行控制，出液线在分布器的底部，当气温低于110℃左右时，分布器的出液线阀门打开，出液收集到出液槽，当气温高于110℃左右时，关闭出液线阀门，此时出液上升漫过分布器上部的齿形分布，控制塔顶气温，减少乙二醇的损失，保证产品的质量稳定但该方法仍然存在生产周期长，生产过程不稳定，生产曲线处于波纹状，影响产品质量的稳定性；（d）意大利等国家采用精馏塔原理，将合成中产生的甲醇、水等轻组分夹带乙二醇或者甲酚等经过精馏塔（设置精馏段/提馏段），进行分离，水/甲醇从塔顶产出，乙二醇/甲酚等回到反应釜内，该方法可以有效保证产品质量，缩短反应时间，但是能耗高，操作复杂，设备投资大，不利于推广使用。 
发明内容
   针对上述问题，提供一种带有恒温导热油冷却系统的聚酯生产装置，该装置采用塔顶蛇管通恒温导热油的方式，通过对导热油温度的调节控制塔顶温度，在减少能源消耗的同时保证聚酯产品质量的稳定性，本发明是这样实现的： 
   带有恒温导热油冷却系统的聚酯生产装置，包括反应釜、填料塔、冷凝器和出液槽，其特征在于，填料塔顶端连有恒温导热油冷却系统，所述恒温导热油冷却系统是指包括导热油槽和齿轮泵的循环管路；
所述导热油槽内设有第一管道和第二管道；第一管道和第二管道一端位于导热油槽内，并通过蛇管相连，另一端均通向导热油槽外，并分别连有第一三通阀和第二三通阀；第一管道、第二管道以及蛇管均位于导热油液面下方。
  优选的，本发明中，所述恒温导热油冷却系统与填料塔顶端相连处管道为蛇管。 
  优选的，本发明中，所述第一三通阀和第二三通阀的型号均为Q645F-25。 
  优选的，本发明中，所述第一管道和第二管道均为DN25碳钢管。 
  具体实施过程中，当导热油的温度低于设定温度时，打开第一三通阀，通入蒸汽对导热油进行加热升温，当导热油温高于设定的温度时，打开第二三通，通入冷却水对导热油进行冷却降温，以达到设定温度，通过对加入蒸汽或冷却水的控制，维持导热油温度恒定。 
  本发明在现有聚酯生产设备中增加由齿轮泵和恒温导热油槽构成的冷却系统，安装简便，易操作，其有益效果体现在： 
（1）本发明通过冷却系统塔顶蛇管中导热油与塔顶上升蒸汽进行热交换，控制填料塔顶温度，根据塔顶不同的温度要求，设置不同的导热油温，实际生产过程中，一般将恒温导热油槽在较高温度（如85-95℃），这与传统工艺中采用温度较低的冷却水（如20-30℃）出液冷却到降低温度（如40-50℃）相比，既减少出液热能消耗，又减少乙二醇的损失，减少能源消耗；
（2）本发明通过对导热油槽中第一管道和第二管道中通入蒸汽和冷却水的控制，保证导热油温度恒定，精确控制塔顶温度，保证产品质量稳定。
（3）本发明以恒温导热油槽冷却系统取代传统工艺中的水冷却系统，可以防止因水冷却导致的冷凝器管道堵塞，减少维修成本。 
附图说明
图1为本发明实施例带有恒温导热油冷却系统的聚酯生产装置结构示意图。 
图中，1、反应釜；2、填料塔；3、冷凝器；4、出液槽；5、塔顶蛇管，6、齿轮泵；7、导热油槽；8、第一管道；9、第一三通阀；10、三通阀冷却水出口；11、第二管道；12、第二三通阀；13、三通阀蒸汽冷凝水出口，14-导热油槽蛇管。 
具体实施方式
实施例1 
    如图1所示，一种带有恒温导热油冷却系统的聚酯生产装置，包括反应釜1、填料塔2、冷凝器3和出液槽4，填料塔顶出液通过冷凝器3进入出液槽4中，填料塔顶端连有恒温导热油冷却系统，恒温导热油冷却系统是指包括导热油槽7和齿轮泵6的循环管路，恒温导热油冷却系统与填料塔顶相连处管道为塔顶蛇管5；导热油槽7内设有第一管道8和第二管道11；第一管道8和第二管道11一端位于导热油槽7内，并通过导热油槽蛇管14相连，另一端均通向导热油槽7外，并分别连有第一三通阀9和第二三通阀12；第一管道8、第二管道11以及导热油槽蛇管14均位于导热油液面下方。
  本实施例中，导热油槽体积为200L， 第一三通阀9和第二三通阀12的型号均为气动三通球阀Q645F-25；第一管道8、第二管道11均为DN25碳钢管，齿轮泵6型号为KCB-55。 
  具体实施过程中，可以在第一三通阀9一端接入管道加热器，以产生蒸汽，在第二三通阀12一端接入冷却器，以产生冷却水。 
    恒温导热油冷却系统工作过程为：（a）打开齿轮泵6使导热油在通过填料塔顶蛇管5循环管路中运行； （b）当导热油的温度低于设定温度时，打开第一三通阀9，由第一管道8通入蒸汽，蒸汽在导热油槽蛇管14处与导热油进行热交换，形成冷凝水，由三通阀蒸汽冷凝水出口13排出；当导热油温高于设定的温度时，打开第二三通阀12，由第二管道11通入冷却水，冷却水在导热油槽蛇管14处对导热油进行冷却降温，后由三通阀冷却水出口10排出。具体实施过程中，根据情况通入蒸汽或冷却水，以维持导热油温度恒定。恒温导热油冷却系统中导热油在塔顶蛇管5于填料塔顶端蒸汽进行热交换，以精确控制填料塔顶温度。 
以生产聚酯1730为例，设置恒温导热油槽温度在85-95℃，合成反应时间是16-18h，而传统工艺采用20-30℃的冷却水将出液冷却到40-50℃再回流进塔，则需要28-33h，可见，本发明装置可以减少能量消耗，缩短反应时间。 
在具体的生产过程中，也可以合成反应的不同的阶段设置不同的恒温导热油温度，控制出液温度在恒定的范围内，如：出液量较大阶段：控制塔顶气温在110℃，此时设置导热油温度在85℃，塔顶气温恒定在108-112℃之间；当出现塔顶温度偏高时，可以设定导热油温度在75-80℃，确保塔顶温度在110℃左右。此外本发明装置也可以用于生产改性聚酯产品和聚酯亚胺等产品。 
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (4)

1.一种带有恒温导热油冷却系统的聚酯生产装置，包括反应釜、填料塔、冷凝器和出液槽，其特征在于，填料塔顶端连有恒温导热油冷却系统，所述恒温导热油冷却系统是指包括导热油槽和齿轮泵的循环管路；
所述导热油槽内设有第一管道和第二管道；第一管道和第二管道一端位于导热油槽内，并通过蛇管相连，另一端均通向导热油槽外，并分别连有第一三通阀和第二三通阀；第一管道、第二管道以及蛇管均位于导热油液面下方。
2.根据权利要求1所述带有恒温导热油冷却系统的聚酯生产装置，其特征在于，所述恒温导热油冷却系统与填料塔顶端相连处管道为蛇管。
3.根据权利要求2所述带有恒温导热油冷却系统的聚酯生产装置，其特征在于，所述第一三通阀和第二三通阀的型号均为Q645F-25。
4.根据权利要求2所述带有恒温导热油冷却系统的聚酯生产装置，其特征在于，所述第一管道和第二管道均为DN25碳钢管。
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