CN110183638A - 一种聚酯多元醇系列产品合成的装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种聚酯多元醇系列产品合成的装置及工艺，包括静态混合器、进料加热器、反应釜、反应釜循环泵、粉料加料斗、调和釜、蒸馏塔、气相全部冷凝器、除沫分离器、真空泵、气液分离罐、聚酯多元醇一级冷却器和聚酯多元醇二级冷却器；有机多元羧酸或酸酐和多元醇均预热一定温度后进入静态混合器混合，再经进料加热器加热后进入反应釜，反应一定时间后，液相产物经过两级冷却进入到调和釜中，通过添加不同的添加剂，形成多种型号的聚酯多元醇系列化产品；气相中副产物经过二次除沫分离进一步回收未反应多元醇后送入焚烧系统。本发明方法具有工艺适应性强、原料来源广泛、产品规格灵活可调、性能指标范围宽、多元醇回收效率高等优点。

Description

一种聚酯多元醇系列产品合成的装置及工艺

技术领域

本发明涉及聚酯多元醇技术领域，具体涉及一种聚酯多元醇系列产品合成的装置及工艺。

背景技术

聚酯多元醇通常是由多元醇和有机二元羧酸（酸酐）经酯化和缩聚或者由多元醇与内脂聚合而成的以羟基封端的一类聚酯，平均分子量在1000-4000，羧基浓度不超过0.02mol•kg。聚酯多元醇主要用来作为聚氨酯合成的原料，与聚醚多元醇相比，其耐磨、耐油及耐温性能较好，机械强度高。根据使用二元羧酸的不同，通常可以分为脂肪族聚酯多元醇、芳香族聚酯多元醇以及混合酸聚酯多元醇。芳香族聚酯多元醇由于分子结构中引入苯环结构，提高聚氨酯链中的苯环含量，进而使得由它制备的硬质聚氨酯泡沫塑料具有脆性低、韧性好、强度高、导热系数低、阻燃性能好以及价格低等优点，在绝热、防震、隔音、包装材料领域有广泛的应用。

目前聚酯多元醇多采用间歇搅拌釜式反应器生产，单釜生产能力已经达到万吨规模，但是目前正在运行或者拟建的项目生产工艺路线一旦确定，所生产出来的产品性能指标可调性较差且产品质量较差，难以满足下游用户的不同的指标需要。目前工艺技术原料适用性不高，对不同有机多元羧酸或者酸酐与多元醇的原料生产没有针对性措施，导致。因此，需要针对羧酸与多元醇反应的机理和特点进行研究后，通过严格的醇酸配比、催化剂和添加剂的种类和加入量，实现一套生产装置生产不同规格的系列化的聚酯多元醇合成的工艺路线，提升原料适用性和产品指标可调性。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种聚酯多元醇系列产品合成的装置及工艺。

技术方案：本发明所述一种聚酯多元醇系列产品合成的装置，包括反应釜、蒸馏塔、进料加热器、静态混合器、调和釡、除沫分离器以及气液分离罐；所述反应釜顶部设有粉料加料口、反应釜气相出口、反应釜惰性气体进口以及位于其底部的反应釜液相物料出口，所述反应釜气相出口与蒸馏塔侧面进料口连接，侧面设有反应釜进料口和蒸馏塔返回物料进口，所述蒸馏塔返回物料进口与蒸馏塔塔釜采出口连接，所述反应釜加料口与进料加热器出料口连接，所述反应釜液相物料出口连接有反应釜循环泵，所述反应釜循环泵出口分别与冷却装置和静态混合器连接，所述冷却装置与调和釡侧面的物料进料口连接，所述静态混合器的出口与进料加热器的进口连接；所述静态混合器设置有机二元羧酸进料口和多元醇进料口，所述反应釜采用加热半管或者夹套形式加热，带有机械搅拌装置；

所述调和釡顶部设有添加剂进口、惰性气体进口和粉料加料口，侧面设有物料进料口，所述物料进料口与冷却装置出口连接，调和釡底部设有聚酯多元醇产品出料口，所述调和釡采用加热保管或者夹套形式加热，带有机械搅拌装置；

所述蒸馏塔塔釜底部设有多元醇出料口，该多元醇出料口与反应釜侧面蒸馏塔返回物料进口连接，所述蒸馏塔塔釜底部侧面设有气相进料口，所述蒸馏塔气相进料口与反应釜气相出口连接，所述蒸馏塔顶部设有气相出口，其顶部侧面设有回流口，所述蒸馏塔气相出口与除沫分离器的气相物料进口连接，所述蒸馏塔气相出口与除沫分离器的气相物料进口之间设置有气相全部冷凝器；所述除沫分离器底部的返回蒸馏塔口与蒸馏塔回流口连接；

所述除沫分离器顶部设有气相出口，该气相出口与真空泵进料口连接，所述除沫分离器底部设有返回蒸馏塔口和物料出口，所述除沫分离器内部靠上位置设有除沫装置；所述除沫分离器下部侧面设有气相物料进口和返回物料进口，所述返回物料进口与气液分离罐底部液相物料出口连接；

所述气液分离罐顶部设有不凝气相出口，所述气液分离器底部设有液相物料出口，该液相物料出口与除沫分离器返回物料进口连接，所述气液分离器上部侧面设有气相物料进口，所述气液分离器的气相物料进口与真空泵物料出口相连。

优选地，所述冷却装置包括聚酯多元醇一级冷却器和聚酯多元醇二级冷却器，所述聚酯多元醇一级冷却器选用空冷式换热器，管程走工艺物料；所述聚酯多元醇二级冷却器选用板框式换热器，所述聚酯多元醇一级冷却器的进口与反应釜循环泵的出口相连，所述聚酯多元醇一级冷却器的出口与聚酯多元醇二级冷却器的进口相连，所述聚酯多元醇二级冷却器出口与调和釡侧面的物料进料口连接。

优选地，所述静态混合器采用夹套伴热形式，夹套上设有蒸汽进口和蒸汽凝液出口；所述进料加热器采用管壳式换热器，其管程设有混合物料进口和出料口，所述进料加热器出料口管线上设有催化剂入口。

优选地，所述反应釜的粉料加料口上设置有反应釜粉料进料斗；所述调和釡的粉料加料口设置有调和釡粉料进料斗；所述真空泵为液环真空泵。

一种采用以上所述装置进行聚酯多元醇系列产品合成的工艺，包括以下步骤：

1）首先采用惰性气体吹扫整个装置系统，包括反应釜、调和釜、蒸馏塔以及真空系统等，吹扫气送至焚烧系统；多元醇按照设定的加入量依次通过静态混合器、进料加热器后进入反应釜，开启反应釜循环泵，多元醇经进料加热器加热至70-150℃后，开始加入有机多元羧酸或者酸酐，有机多元羧酸或者酸酐在加入前预热到100-180℃，加入反应釜的总的多元醇与有机多元羧酸或者酸酐的摩尔比根据聚酯多元醇产品的分子量计算得到一个理论计算值后，考虑多元醇的损失，实际醇/酸摩尔比比理论计算值多5%-30%；通过粉料加料斗加入PTA、PET或者己二酸等粉料，开启反应釜搅拌装置，反应釜在常压或者微正压情况下，反应温度维持在200-250℃，反应时间8-14h，然后开启真空系统，将反应釜压力维持在5-50kPa绝压进行减压反应，此时加入催化剂，反应时间6-12h；

2）将步骤1）从反应釜采出的液相聚酯多元醇经反应釜循环泵依次通过冷却装置，冷却到40-80℃后，一部分进入产品储罐，剩下进入调和釜，调和釜操作压力为常压或者微正压，温度在40-120℃，根据不同聚酯多元醇产品指标要求，添加一部分粉料和添加剂，开启调和釜搅拌装置搅拌均匀后满足要求后送入储罐，调和釜采用惰性气体保护，并采用加热半管或者夹套加热；

3）将步骤1）所述反应釜中的气相混合物，主要是水、未反应的多元醇和其他低沸点物进入蒸馏塔中，经过精馏分离，大部分多元醇、少量水和低沸物从蒸馏塔塔底采出返回到反应釜中，少量多元醇、大量水和低沸点物质从蒸馏塔塔顶采出进入气相全部冷凝器中，冷却到60-100℃的气液混合物进入除沫分离器，在蒸馏塔中未完全冷凝下来的多元醇经过气相全部冷凝器后被进一步冷凝，与水和其他低沸点物质进入到除沫分离器，从除沫分离器底部采出富含多元醇的液相返回到蒸馏塔中，顶部气相一部分被真空泵抽入，一部分不凝气相直接送入焚烧系统，从真空泵排出的气液混合物进入气液分离罐进行气液分离，液相返回除沫分离器继续循环，不凝气相直接送入焚烧系统。

优选地，所述步骤1）所述的惰性气体优选为氮气，所述有机多元羧酸或者酸酐与多元醇摩尔比为1.05-1.35，反应釜和调和釜添加粉料主要为对苯二甲酸、己二酸、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸二丁酯或者三羟甲基丙烷中的一种或者多种；所述催化剂选自下列化合物：钛酸异丙酯、钛酸正丁酯、乙二醇钛、三氧化二锑、醋酸锌、醋酸锑、乙二醇锑、二氧化锗、月桂酸二丁基锡、磷钨酸中的一种或多种，优选钛酸异丙酯和钛酸正丁酯；所述催化剂浓度不超过加入原料总量的0.1%wt，优选浓度为0.03-0.06%wt。

优选地，所述步骤1）所述的所述有机多元羧酸或者酸酐由邻苯二甲酸或者酸酐、间苯二甲酸或者酸酐、己二酸、对苯二甲酸或者酸酐、聚对苯二甲酸乙二醇酯下脚料（PET）或者残渣、聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）中一种或者多种构成；所述多元醇由乙二醇、二甘醇、聚乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、一缩二丙二醇、1，4-丁二醇和新戊二醇中的一种或者多种构成。

优选地，所述添加剂包括抗氧化剂、酸值和羟值调整剂；所述抗氧剂为酸性抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂；所述酸值和羟值调整剂为富含羟值或者羧值的酸类物质、富含羟值或者羧值的醇类物质。

优选地，所述蒸馏塔的理论塔板数为8-20块，操作压力为0.04-0.08Mpa，回流比为1.1-2。

优选地，所述聚酯多元醇产品的羟值在200-500mgKOH/g，酸值≤5mgKOH/g，水分≤0.2%，粘度（25℃）在2000-8000mPa•s。

有益效果：（1）本发明在进行聚酯多元醇系列产品合成的工艺步骤中，针对不同有机多元羧酸或者酸酐和不同多元醇的物性，将其通过静态混合器进行混合，并进入进料加热器进行加热处理，然后进入反应釜中进行反应，并根据反应物料不同反应阶段的反应特点，严格控制醇酸比、添加进反应釜中催化剂量以及添加进调和釡中的添加剂的量，进而提高了产品性能指标控制范围，提高酯化和缩聚的反应效率；

（2）本发明所述装置通过将反应釜中的物料与精馏塔中的物料进行循环利用反应，设置的精馏塔将反应釜气相带出的多元醇与水和其他副产物进行高效分离，多元醇在蒸馏塔中被高效分离后进入反应釜中继续反应，从而实现多元醇的循环使用，减少多元醇的损耗；

（3）本发明所述装置设置有反应釜和调和釡，本发明在进行聚酯多元醇系列产品合成的工艺步骤中合理设置反应和调和的操作参数，通过各个部件的配合进行生产操作，实现一条工艺路线生产多种性能的聚酯多元醇产品。

（4）本发明方法简单、效果好、转化率高，工艺路线原料适用性强，产品性能指标灵活可控。

附图说明

图1为为实施例1中所述聚酯多元醇系列产品合成的装置及流程示意图。

图中，V1-反应釜粉料进料斗，M1-静态混合器，R1-反应釜，R2-调和釜，T1-蒸馏塔，V2-除沫分离器，V3-气液分离罐，V4-调和釜粉料进料斗，E1-进料加热器，E2-聚酯多元醇一级冷却器，E3-聚酯多元醇二级冷却器，E4-气相全部冷凝器，P1-真空泵，P2-反应釜循环泵，1-有机二元羧酸，2-多元醇，3-进入进料加热器的物料，4-催化剂，5-进入反应釜的物料，6-进入反应釜的惰性气体，7-进入反应釜的粉料，8-出反应釜的液相物料，9-从反应釜返回到静态混合器的物料，10-进入聚酯多元醇一级冷却器的聚酯多元醇，11-进入聚酯多元醇二级冷却器的聚酯多元醇，12-离开聚酯多元醇二级冷却器的聚酯多元醇，13-添加剂，14-进入调和釜的粉料，15-进入调和釜的惰性气体，16-离开调和釜的聚酯多元醇产品，17-离开聚酯多元醇二级冷却器的聚酯多元醇产品，18-反应釜气相物料，19-回收的多元醇，20-蒸馏塔塔顶气相采出，21-离开气相全凝器的物料，22-离开除沫分离器回流到蒸馏塔的多元醇，23-离开除沫分离器的气相物料，24-进入真空泵的物料，25-直接进入焚烧系统的物料，26-气液分离罐塔顶不凝气，27-进入气液分离罐的物料，28-离开气液分离罐的液相物料，29-除沫分离器顶部采出的物料。

具体实施方式

下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：如图1所示，一种聚酯多元醇系列产品合成的装置，包括：静态混合器M1、进料加热器E1、反应釜R1、反应釜循环泵P2、反应釜粉料进料斗V1、调和釜R2、调和釡粉料进料斗V4、蒸馏塔T1、气相全部冷凝器E4、除沫分离器V2、真空泵P1、气液分离罐V3、聚酯多元醇一级冷却器E2和聚酯多元醇二级冷却器E3；

反应釜R1顶部设有粉料加料口、反应釜气相出口、反应釜惰性气体进口以及位于其底部的反应釜液相物料出口，反应釜R1的粉料加料口上设置有反应釜粉料进料斗V1，反应釜气相出口与蒸馏塔T1侧面进料口连接，侧面设有反应釜进料口和蒸馏塔返回物料进口，蒸馏塔返回物料进口与蒸馏塔T1塔釜采出口连接，反应釜加料口与进料加热器E1出料口连接，反应釜液相物料出口连接有反应釜循环泵P2，反应釜循环泵P2出口分别与聚酯多元醇一级冷却器E2和静态混合器M1连接，聚酯多元醇一级冷却器E2选用空冷式换热器，管程走工艺物料；聚酯多元醇二级冷却器E3选用板框式换热器，聚酯多元醇一级冷却器E2的进口与反应釜循环泵P2的出口相连，聚酯多元醇一级冷却器E2的出口与聚酯多元醇二级冷却器E3的进口相连，聚酯多元醇二级冷却器E3出口与调和釡R2侧面的物料进料口连接，静态混合器M1的出口与进料加热器E1的进口连接；静态混合器M1设置有机二元羧酸进料口和多元醇进料口，静态混合器M1采用夹套伴热形式，夹套上设有蒸汽进口和蒸汽凝液出口；进料加热器E1采用管壳式换热器，其管程设有混合物料进口和出料口，进料加热器E1出料口管线上设有催化剂入口；反应釜R1采用加热半管或者夹套形式加热，带有机械搅拌装置；

有机二元羧酸1和多元醇2分别通过静态混合器M1的有机二元羧酸进料口和多元醇进料口进入静态混合器M1，从静态混合器M1出口进入进料加热器的物料3在进料加热器E1中加热，催化剂4通过进料加热器E1出料口管线上设有催化剂入口进入装置，进入反应釜的物料5从反应釜R1的反应釜进料口进入反应釜，进入反应釜的惰性气体6从反应釜R1的反应釜惰性气体进口进入釜体内，进入反应釜的粉料7从反应釜粉料进料斗V1进入釜体内，出反应釜的液相物料8通过反应釜循环泵P2分别流向聚酯多元醇一级冷却器E2和静态混合器M1，从反应釜返回到静态混合器的物料9进入静态混合器M1中，进入聚酯多元醇一级冷却器的聚酯多元醇10从聚酯多元醇一级冷却器E2至进入聚酯多元醇二级冷却器的聚酯多元醇11，离开聚酯多元醇二级冷却器的聚酯多元醇12进入调和釡R2中或者成为离开聚酯多元醇二级冷却器的聚酯多元醇产品17。

调和釡R2顶部设有添加剂进口、惰性气体进口和粉料加料口，侧面设有物料进料口，物料进料口与冷却装置出口连接，调和釡R2的粉料加料口设置有调和釡粉料进料斗V4，调和釡R2底部设有聚酯多元醇产品出料口，调和釡R2采用加热保管或者夹套形式加热，带有机械搅拌装置；

添加剂13通过调和釡R2添加剂进口进入调和釡R2中，进入调和釜的粉料14通过调和釡粉料进料斗V4进入调和釡R2中，进入调和釜的惰性气体15通过调和釡R2惰性气体进口进入调和釡R2，从调和釡R2底部的聚酯多元醇产品出料口采出离开调和釜的聚酯多元醇产品16。

蒸馏塔T1塔釜底部设有多元醇出料口，该多元醇出料口与反应釜R1侧面蒸馏塔返回物料进口连接，蒸馏塔T1塔釜底部侧面设有气相进料口，蒸馏塔T1气相进料口与反应釜R1气相出口连接，蒸馏塔T1顶部设有气相出口，其顶部侧面设有回流口，蒸馏塔T1气相出口与除沫分离器V2的气相物料进口连接，蒸馏塔T1气相出口与除沫分离器V2的气相物料进口之间设置有气相全部冷凝器E4；除沫分离器V2底部的返回蒸馏塔T1口与蒸馏塔T1回流口连接；

反应釜气相物料18进入蒸馏塔T1塔釜内，从蒸馏塔T1塔釜采出口回收的多元醇19通过反应釜R1的蒸馏塔返回物料进口进入反应釜R1，蒸馏塔塔顶气相采出20进入气相全部冷凝器E4，离开气相全凝器的物料21通过除沫分离器V2的气相物料进口进入除沫分离器V2，离开除沫分离器回流到蒸馏塔的多元醇22通过蒸馏塔T1的回流口进入蒸馏塔T1。

除沫分离器V2顶部设有气相出口，该气相出口与真空泵P1进料口连接，真空泵P1为液环真空泵，除沫分离器V2底部设有返回蒸馏塔T1口和物料出口，除沫分离器V2内部靠上位置设有除沫装置；除沫分离器V2下部侧面设有气相物料进口和返回物料进口，返回物料进口与气液分离罐V3底部液相物料出口连接；

离开除沫分离器的气相物料23分为进入真空泵的物料24和直接进入焚烧系统的物料25，进入真空泵的物料24进入真空泵P1中，直接进入焚烧系统的物料25直接进入焚烧系统进行焚烧，直接从除沫分离器顶部采出的物料29。

气液分离罐V3顶部设有不凝气相出口，气液分离器底部设有液相物料出口，该液相物料出口与除沫分离器返回物料进口连接，气液分离器上部侧面设有气相物料进口，气液分离器的气相物料进口与真空泵P1物料出口相连。

从气液分离罐V3不凝气相出口采出的气液分离罐塔顶不凝气26直接进入焚烧系统进行焚烧，进入真空泵的物料24通过真空泵P1作用变成进入气液分离罐的物料27，进入气液分离罐的物料27通过气液分离罐V3气相物料进口进入气液分离罐V3中，从气液分离罐液相物料出口采出的离开气液分离罐的液相物料通过除沫分离器返回物料进口进入除沫分离器V2中。

本实施例中，采用上述装置进行聚酯多元醇系列产品合成的工艺步骤为：

1.1、首先用氮气吹扫整个系统，吹扫完成后开始加入二乙二醇，加入量为380kg，开启反应釜循环泵P2，二乙二醇经进料加热器E1加热至150℃，此时开始加入预热到140℃的邻苯二甲酸酐（PA），加入量200kg，通过反应釜粉料进料斗V1加入50g间苯二甲酸（PTA）粉料，开启反应釜搅拌装置，通过进料加热器E1和反应釜R1自身加热系统将反应釜R1内物料温度维持在210℃下反应10h，此时反应釜R1压力为微正压，10h后开启液环真空泵P1，将反应釜R1压力保持在40kPa，此时加入320g催化剂—钛酸正丁酯（TBT），继续反应6h后反应釜R1中液相物料进反应釜循环泵P2抽出；

1.2、将步骤1.1中反应釜循环泵P2抽出的聚酯多元醇依次送入聚酯多元醇一级冷却器E2和聚酯多元醇二级冷却器E3，聚酯多元醇一级冷却器E2为空冷器，聚酯多元醇二级冷却器E3采用板框式换热器，聚酯多元醇一级冷却器E2温度为140℃，出聚酯多元醇二级冷却器E3出口温度为50℃，出聚酯多元醇二级冷却器E3的聚酯多元醇被送入调和釜R2中，调和釜R2采用氮气保护保持微正压，开启调和釜搅拌装置，通过调和釜粉料进料斗V4加入50g三羟甲基丙烷，通过添加剂管路加入80g己二酸，调和釜R2通过伴热管线保持釜内物料温度为50℃，混合均匀后从调和釜R2采出700kg聚酯多元醇产品，对过分析得到该批聚酯多元醇产品的羟值为240mgKOH/g，酸值为0.8mgKOH/g，粘度（25℃）为4000mPa•s，水分≤0.15wt%；

1.3、步骤1.1中的反应釜R1气相物质从反应釜R1顶部气相出口进入蒸馏塔T1中，蒸馏塔T1理论板数10，塔顶温度80℃，回流比1.2，蒸馏塔T1塔釜采出的液相物料通过蒸馏塔返回物料进料口返回到反应釜R1中继续反应，塔顶气相采出口采出的气相经气相全部冷凝器E4冷却到47℃，在蒸馏塔T1中未完全冷凝下来的多元醇经过气相全部冷凝器E4后被进一步冷凝，与水和其他低沸点物质进入到除沫分离器V2，从除沫分离器V2底部采出富含多元醇的液相返回到蒸馏塔T1中，顶部气相一部分被真空泵P1抽入，一部分不凝气相直接送入焚烧系统，从真空泵P1排出的气液混合物进入气液分离罐V3进行气液分离，液相返回除沫分离器V2继续循环，不凝气相直接送入焚烧系统。

实施例2：本实施例中，采用与实施例1相同的装置进行聚酯多元醇系列产品合成，其工艺步骤为：

2.1、首先用氮气吹扫整个系统，吹扫完成后开始加入二乙二醇，加入量为410kg，开启反应釜循环泵P2，二乙二醇经进料加热器E1加热至150℃，此时开始加入预热到140℃的邻苯二甲酸酐（PA），加入量250kg，通过反应釜粉料进料斗V1加入25g对苯二甲酸（PIA）粉料，开启反应釜搅拌装置，通过进料加热器E1和反应釜R1自身加热系统将反应釜R1内物料温度维持在220℃下反应8h，此时反应釜R1压力为微正压，8h后开启液环真空泵P1，将反应釜R1压力保持在30kPa，此时加入340g催化剂—钛酸正丁酯（TBT），继续反应6h后反应釜R1中液相物料进反应釜R1循环泵P2抽出；

2.2、将步骤1.1中反应釜循环泵P2抽出的聚酯多元醇依次送入聚酯多元醇一级冷却器E2和聚酯多元醇二级冷却器E3，聚酯多元醇一级冷却器E2为空冷器，聚酯多元醇二级冷却器E3采用板框式换热器，聚酯多元醇一级冷却器E2温度为130℃，出二聚酯多元醇二级冷却器E3出口温度为50℃，出聚酯多元醇二级冷却器E3的聚酯多元醇被送入调和釜R2中，调和釜R2采用氮气保护保持微正压，开启调和釜搅拌装置，通过调和釜粉料进料斗V4加入35g三羟甲基丙烷，通过添加剂管路加入50g1,4—丁二醇，调和釜R2通过伴热管线保持釜内物料温度为50℃，混合均匀后从调和釜R2采出700kg聚酯多元醇产品，对过分析得到该批聚酯多元醇产品的羟值为320mgKOH/g，酸值为2.5mgKOH/g，粘度（25℃）为1500mPa•s，水分≤0.10wt%；

2.3、步骤1.1中的反应釜R1气相物质从反应釜顶部气相出口进入蒸馏塔T1中，蒸馏塔T1理论板数10，塔顶温度78℃，回流比1.2，蒸馏塔T1塔釜采出的液相物料通过蒸馏塔T1返回物料进料口返回到反应釜R1中继续反应，塔顶气相采出口采出的气相经气相全部冷凝器E4冷却到47℃，在蒸馏塔T1中未完全冷凝下来的多元醇经过气相全部冷凝器E4后被进一步冷凝，与水和其他低沸点物质进入到除沫分离器V2，从除沫分离器V2底部采出富含多元醇的液相返回到蒸馏塔T1中，顶部气相一部分被真空泵P1抽入，一部分不凝气相直接送入焚烧系统，从真空泵P1排出的气液混合物进入气液分离罐V3进行气液分离，液相返回除沫分离器V2继续循环，不凝气相直接送入焚烧系统。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (10)

1.一种聚酯多元醇系列产品合成的装置，其特征在于，包括反应釜、蒸馏塔、进料加热器、静态混合器、调和釡、除沫分离器以及气液分离罐；所述反应釜顶部设有粉料加料口、反应釜气相出口、反应釜惰性气体进口以及位于其底部的反应釜液相物料出口，所述反应釜气相出口与蒸馏塔侧面进料口连接，侧面设有反应釜进料口和蒸馏塔返回物料进口，所述蒸馏塔返回物料进口与蒸馏塔塔釜采出口连接，所述反应釜加料口与进料加热器出料口连接，所述反应釜液相物料出口连接有反应釜循环泵，所述反应釜循环泵出口分别与冷却装置和静态混合器连接，所述冷却装置与调和釡侧面的物料进料口连接，所述静态混合器的出口与进料加热器的进口连接；所述静态混合器设置有机二元羧酸进料口和多元醇进料口，所述反应釜采用加热半管或者夹套形式加热，带有机械搅拌装置；

所述调和釡顶部设有添加剂进口、惰性气体进口和粉料加料口，侧面设有物料进料口，所述物料进料口与冷却装置出口连接，调和釡底部设有聚酯多元醇产品出料口，所述调和釡采用加热保管或者夹套形式加热，带有机械搅拌装置；

所述蒸馏塔塔釜底部设有多元醇出料口，该多元醇出料口与反应釜侧面蒸馏塔返回物料进口连接，所述蒸馏塔塔釜底部侧面设有气相进料口，所述蒸馏塔气相进料口与反应釜气相出口连接，所述蒸馏塔顶部设有气相出口，其顶部侧面设有回流口，所述蒸馏塔气相出口与除沫分离器的气相物料进口连接，所述蒸馏塔气相出口与除沫分离器的气相物料进口之间设置有气相全部冷凝器；所述除沫分离器底部的返回蒸馏塔口与蒸馏塔回流口连接；

所述除沫分离器顶部设有气相出口，该气相出口与真空泵进料口连接，所述除沫分离器底部设有返回蒸馏塔口和物料出口，所述除沫分离器内部靠上位置设有除沫装置；所述除沫分离器下部侧面设有气相物料进口和返回物料进口，所述返回物料进口与气液分离罐底部液相物料出口连接；

所述气液分离罐顶部设有不凝气相出口，所述气液分离器底部设有液相物料出口，该液相物料出口与除沫分离器返回物料进口连接，所述气液分离器上部侧面设有气相物料进口，所述气液分离器的气相物料进口与真空泵物料出口相连。

2.根据权利要求1所述一种聚酯多元醇系列产品合成的装置，其特征在于，所述冷却装置包括聚酯多元醇一级冷却器和聚酯多元醇二级冷却器，所述聚酯多元醇一级冷却器选用空冷式换热器，管程走工艺物料；所述聚酯多元醇二级冷却器选用板框式换热器，所述聚酯多元醇一级冷却器的进口与反应釜循环泵的出口相连，所述聚酯多元醇一级冷却器的出口与聚酯多元醇二级冷却器的进口相连，所述聚酯多元醇二级冷却器出口与调和釡侧面的物料进料口连接。

3.根据权利要求1所述一种聚酯多元醇系列产品合成的装置，其特征在于，所述静态混合器采用夹套伴热形式，夹套上设有蒸汽进口和蒸汽凝液出口；所述进料加热器采用管壳式换热器，其管程设有混合物料进口和出料口，所述进料加热器出料口管线上设有催化剂入口。

4.根据权利要求1所述一种聚酯多元醇系列产品合成的装置，其特征在于，所述反应釜的粉料加料口上设置有反应釜粉料进料斗；所述调和釡的粉料加料口设置有调和釡粉料进料斗；所述真空泵为液环真空泵。

5.一种采用权利要求1所述装置进行聚酯多元醇系列产品合成的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1）首先采用惰性气体吹扫整个装置系统，包括反应釜、调和釜、蒸馏塔以及真空系统等，吹扫气送至焚烧系统；多元醇按照设定的加入量依次通过静态混合器、进料加热器后进入反应釜，开启反应釜循环泵，多元醇经进料加热器加热至70-150℃后，开始加入有机多元羧酸或者酸酐，有机多元羧酸或者酸酐在加入前预热到100-180℃，加入反应釜的总的多元醇与有机多元羧酸或者酸酐的摩尔比根据聚酯多元醇产品的分子量计算得到一个理论计算值后，考虑多元醇的损失，实际醇/酸摩尔比比理论计算值多5%-30%；通过粉料加料斗加入PTA、PET或者己二酸等粉料，开启反应釜搅拌装置，反应釜在常压或者微正压情况下，反应温度维持在200-250℃，反应时间8-14h，然后开启真空系统，将反应釜压力维持在5-50kPa绝压进行减压反应，此时加入催化剂，反应时间6-12h；

2）将步骤1）从反应釜采出的液相聚酯多元醇经反应釜循环泵依次通过冷却装置，冷却到40-80℃后，一部分进入产品储罐，剩下进入调和釜，调和釜操作压力为常压或者微正压，温度在40-120℃，根据不同聚酯多元醇产品指标要求，添加一部分粉料和添加剂，开启调和釜搅拌装置搅拌均匀后满足要求后送入储罐，调和釜采用惰性气体保护，并采用加热半管或者夹套加热；

3）将步骤1）所述反应釜中的气相混合物，主要是水、未反应的多元醇和其他低沸点物进入蒸馏塔中，经过精馏分离，大部分多元醇、少量水和低沸物从蒸馏塔塔底采出返回到反应釜中，少量多元醇、大量水和低沸点物质从蒸馏塔塔顶采出进入气相全部冷凝器中，冷却到60-100℃的气液混合物进入除沫分离器，在蒸馏塔中未完全冷凝下来的多元醇经过气相全部冷凝器后被进一步冷凝，与水和其他低沸点物质进入到除沫分离器，从除沫分离器底部采出富含多元醇的液相返回到蒸馏塔中，顶部气相一部分被真空泵抽入，一部分不凝气相直接送入焚烧系统，从真空泵排出的气液混合物进入气液分离罐进行气液分离，液相返回除沫分离器继续循环，不凝气相直接送入焚烧系统。

6.根据权利要求5所述的一种进行聚酯多元醇系列产品合成的工艺，其特征在于，所述步骤1）所述的惰性气体优选为氮气，所述有机多元羧酸或者酸酐与多元醇摩尔比为1.05-1.35，反应釜和调和釜添加粉料主要为对苯二甲酸、己二酸、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸二丁酯或者三羟甲基丙烷中的一种或者多种；所述催化剂选自下列化合物：钛酸异丙酯、钛酸正丁酯、乙二醇钛、三氧化二锑、醋酸锌、醋酸锑、乙二醇锑、二氧化锗、月桂酸二丁基锡、磷钨酸中的一种或多种，优选钛酸异丙酯和钛酸正丁酯；所述催化剂浓度不超过加入原料总量的0.1%wt，优选浓度为0.03-0.06%wt。

7.根据权利要求5所述的一种进行聚酯多元醇系列产品合成的工艺，其特征在于，所述步骤1）所述的所述有机多元羧酸或者酸酐由邻苯二甲酸或者酸酐、间苯二甲酸或者酸酐、己二酸、对苯二甲酸或者酸酐、聚对苯二甲酸乙二醇酯下脚料（PET）或者残渣、聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）中一种或者多种构成；所述多元醇由乙二醇、二甘醇、聚乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、一缩二丙二醇、1，4-丁二醇和新戊二醇中的一种或者多种构成。

8.根据权利要求5所述的一种进行聚酯多元醇系列产品合成的工艺，其特征在于，所述添加剂包括抗氧化剂、酸值和羟值调整剂；所述抗氧剂为酸性抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂；所述酸值和羟值调整剂为富含羟值或者羧值的酸类物质、富含羟值或者羧值的醇类物质。

9.根据权利要求5所述的一种进行聚酯多元醇系列产品合成的工艺，其特征在于，所述蒸馏塔的理论塔板数为8-20块，操作压力为0.04-0.08Mpa，回流比为1.1-2。

10.根据权利要求5所述的一种进行聚酯多元醇系列产品合成的工艺，其特征在于， 所述聚酯多元醇产品的羟值在200-500mgKOH/g，酸值≤5mgKOH/g，水分≤0.2%，粘度（25℃）在2000-8000mPa•s。