CN1687178A - 新型无搅拌多层聚酯预缩聚釜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无搅拌多层聚酯预缩聚釜，多层环状分隔板和一根中央管将釜内空间分割为多层反应区及一个中央蒸汽通道区；釜底以上各反应层环状隔板上设导流螺旋环板或多圈导流环板，多圈导流环板或导流螺旋环板间设加热盘管。釜底反应区上方设锥形伞板，熔体沿锥形伞板降膜至釜壁再降膜，在底层反应区呈平推流动，绝无沟流或死角。与现有带搅拌多层预缩聚釜比较，既简化结构又提高反应驱动力，且增大EG蒸出界面，一举三得。中央蒸汽通道巧妙地设计成旋风分离器，有效除去离釜蒸汽雾沫夹带。

Description

新型无搅拌多层聚酯预缩聚釜

技术领域

本发明涉及一种聚酯装置预缩聚反应釜，更具体地说是一种新型无搅拌多层聚酯预缩聚反应釜。

技术背景

聚酯生产过程，预缩聚阶段要求物料呈平推流动，前期真空度较低以保证酯化完全，后期真空度较高且具备较大脱挥面积以利于分子链增长。为此，预缩聚阶段通常串联两台反应釜。近年来，德国吉玛、瑞士英文塔及中国纺织工业设计院等相继推出单台釜底设置搅拌的多层预缩聚釜。搅拌增加设备制造和运行成本，且与平推流设计原则相悖。但是，按常规进出料方式，如无搅拌，底层物料将产生严重沟流及死角，设置搅拌是不得已而为之。此外，提高预缩聚后期脱挥面积和减少离釜蒸汽中雾沫夹带也是现有多层预缩聚釜需要解决的重要课题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种新型无搅拌多层预缩聚釜。

本发明提供的一种新型无搅拌多层预缩聚釜(简称新预缩聚釜)包括釜体、釜内区域分隔板和各区域内构件。

所述釜体包含上封头1，外筒体2，下封头3和夹套4；下封头3通常做成锥形以利于物料流动。

所述区域分隔板包含n块(通常为1-4块)环状隔板5。1至5。n和一根中央管6，它们将釜内空间分割成n+1层反应区及一个中央蒸汽通道区。第一层反应区以上封头1为顶，第一层环状隔板5.1为底；中间第i层反应区以第i-1层环状隔板5.(i-1)为顶，第i层环状隔板5.i为底，第1至n层反应区均以其顶和底之间的外筒体2和中央管6为本区域外壁和内壁。釜底反应区以第n层环状隔板为顶，以下封头3为底，以其顶和底之间的外筒体2下段为外壁。

所述各区域内构件包括：釜底以上的各层反应区各自底部环状隔板5上设置如图2所示的导流螺旋板7或如图3所示多圈导流环板8；导流螺旋板7或多圈导流环板8之间设加热盘管9。釜底反应区上方设锥形伞板10，锥形伞板面上开多个菱形或橄榄型孔(如图4)；为将锥形伞板10固定在下封头3上，设3或4根立柱11；伞板锥顶设小挡圈12，小挡圈底部和伞板间有环状间隙；伞板边缘设若干根导流针13；锥形伞板面上开设的多个菱形或橄榄型孔和其上方第n层环状隔板间设折流通道14。中央蒸汽通道区域的中央管6内设内管15，6和15组成一台旋风分离器。

本发明的新预缩聚釜含以下工艺管口：

每层反应区设物料进口a，物料出口b。进料管通常伸进釜内，除底层反应区外，每层反应区物料从导流螺旋板的螺旋内端或多圈导流环板的内环上方流入，从导流螺旋板外端或多圈导流环板外环最低处流出；亦可让物料从导流螺旋板外端或多圈导流环板外环上方流入，从导流螺旋板内端或多圈导流环板内环底部流出。釜底层进料管伸进釜内从上方进入伞板锥顶档圈内，出料口b设在下封头底部。

除釜底以上的各层反应区均在中央管6管壁处开蒸汽入口c，c口设一导向管引导蒸汽从切线方向进入6和15的环隙，首层蒸汽入口c₁设有阻尼阀K，上封头顶部设蒸汽出口d。

各层反应区开设一对或数对加热盘管热媒进口e，出口f。

釜体夹套设一对或数对热媒进口g，出口h。

此外，新预缩聚釜还开设有温度、压力、液位等仪表接口以及入孔和其它必要的附加管口。

现以设置两块环形隔板含三层反应区的典型结构为例说明本发明的新预缩聚釜工作过程。

来自酯化釜的齐聚物用泵或靠位差喂入新预缩聚釜首层反应区物料进口a₁，顺导流螺旋板或多圈导流环板流动，从物料出口b₁流出，通过外部接管进入第二层反应区物料进口a₂，顺导流螺旋板或多圈导流环板流动，从物料出口b₂流出，通过外部接管进入釜底反应区物料进口a₃，流进伞板锥顶挡圈，穿过挡圈底部和伞板间环隙或越过挡圈顶溢流，均匀地沿伞板降膜，至伞板边缘处被导流针引向釜壁均匀降膜，在釜底反应区由上向下、由四周向中央呈平推流流动，最后从下封头物料出口b₃流出。

首层反应区产生的蒸汽经阻尼阀k由该层c₁沿切线方向进入中央管6和其内管15之间的环状空间，即旋风分离器外圈上段；阻尼阀k控制首层和第二层反应区压差；第二层反应区产生的蒸汽经该层c₂沿切线方向进中央管6和其内管15间的环状空间，即旋风分离器外圈中段，蒸汽在旋风分离器中除去夹带雾沫后沿中央内管15上升从d离釜。底层反应区产生的蒸汽穿过伞板上诸菱形或橄榄形孔经折流通道14除雾沫后直接进入中央旋风分离器内管15。

联接上层反应区b和下层反应区a的外部接管可设置调节阀以控制各层反应区液位。各层反应区加热盘管热媒进口或出口可设调节阀分别控制各层反应区操作温度。

本发明提供的新型无搅拌多层聚酯预缩聚釜特点：

与串联两台预缩聚釜技术方案比，新预缩聚釜反应器台数少，占用空间小，制造费用及运行成本低。

与釜底设置搅拌的现有多层釜比，新预缩聚釜取消了搅拌，制造费用和运行成本低，预聚物熔体顺伞板和釜壁降膜，脱挥面积大，加快熔体中EG脱除，釜底反应区保持平推流动，优化了工艺过程。

此外，新预缩聚釜巧妙地设置中央旋风分离器及折流通道除去蒸汽中夹带雾沫，装置操作稳定。

附图说明：

图1是新型无搅拌多层聚酯预缩聚釜结构示意图。

图2是物料沿导流螺旋板流动示意图。

图3是物料沿多圈导流环板流动示意图。

图4是锥形伞板俯视图。

具体实施方式

本发明用下列具体实施方案结合附图来进一步说明，但本发明的保护范围并不限于下列具体实施方案。

新预缩聚釜设置两块环状隔板5，含三层反应区，第一、第二层反应区底部的环状隔板上设两圈导流螺旋板7。来自酯化釜的齐聚物用泵或靠液位差经进料口a₁进入首层反应区，如图2所示，从导流螺旋板内端上方流入，顺导流螺旋板由内向外流动，吸收加热盘管热量维持工艺设定温度，从b₁流出，通过外部接管进入第二层反应区a₂，同样如图2所示，从导流螺旋板内端上方流入，顺导流螺旋板由内向外流动，吸收加热盘管热量维持工艺设定温度，从b₂流出，通过外部接管进入底层反应区a₃，流进锥形伞板10锥顶挡圈12，穿过挡圈底部和锥形伞板间环隙或越过挡圈顶溢流，均匀地沿锥形伞板降膜，至锥形伞板边缘处被导流针13引向釜壁均匀降膜，在釜底反应区由上向下、由四周向中央呈平推流流动，最后从下封头b₃流出。

首层反应区产生的蒸汽经阻尼调节阀k由该层c₁切线方向进入由中央管6及其内管15组成的中央旋风分离器外圈上段，阻尼调节阀k控制首层和第二层反应区压差；第二层反应区产生的蒸汽经该层c₂沿切线方向进入旋风分离器外圈中段，蒸汽在旋风分离器中除去夹带雾沫后沿中央内管15上升从d离釜。底层反应区产生的蒸汽穿过锥形伞板上诸菱形孔经折流通道14除雾沫后直接进入中央旋风分离器内管，从d离反应釜。

联接上层反应区b和下层反应区a的外部接管设置调节阀控制各层反应区液位。各层反应区加热盘管热媒进口或出口设调节阀分别控制各层反应区操作温度。

首层反应区操作温度268～272℃，压力15～18kPa；

第二层反应区操作温度272～276℃，压力0.8～1.2kPa；

底层反应区操作温度275～280℃，压力0.8～1.2kPa；

物料在釜内停留总时间为90～120分钟；

预聚物熔体IV 0.26～0.30。

Claims (4)

1、一种新型无搅拌多层聚酯预缩聚釜，包括釜体、釜内区域分隔板及各区域内构件，所述釜体包含上封头(1)，外筒体(2)，下封头(3)和夹套(4)，其特征在于釜内区域分隔板包含n块环状隔板(5)和一根中央管(6)，将釜内空间分割成n+1层反应区及一个中央蒸汽通道区；所述区域内构件为除底层反应区外的各层反应区的底部环状隔板(5)上设置导流螺旋板(7)或多圈导流环板(8)，导流螺旋板或多圈导流环板之间设加热盘管(9)；釜底反应区上方设锥形伞板(10)，设3或4根立柱(11)将锥形伞板固定在下封头(3)上，锥形伞板面上开设多个菱形或橄榄型孔，菱形或橄榄型孔的上方和底层环状隔板间设折流通道(14)；伞板锥顶设小挡圈(12)，伞板边缘设若干根导流针(13)。

2、根据权利要求1的新型无搅拌多层聚酯预缩聚釜，其特征在于中央蒸汽通道区域的中央管(6)内设内管(15)，中央管和内管组成一台旋风分离器。

3、根据权利要求1的新型无搅拌多层聚酯预缩聚釜，其特征在于下封头(3)为锥形。

4、根据权利要求1的新型无搅拌多层聚酯预缩聚釜，其特征在于所述n块环状隔板为1-4块环状隔板。

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