CN204122110U - 用于固相缩聚的氮气循环装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气体循环装置，尤其涉及一种用于固相缩聚的氮气循环装置，包括主反应器、冷却装置、风机、纯化装置和氮气桶，所述主反应器、冷却装置、风机和纯化装置依次按照氮气循环流动方向通过管路构成循环回路，氮气桶通过管路连通在主反应器与纯化装置之间，所述冷却装置由冷却器并联组成，所述纯化装置由分子筛并联组成。本实用新型冷却效果更好，水分除去更完全，进而减少分子筛的吸附负担，延长分子筛的使用时间，减少氮气损耗，具有较高的实用价值，便于推广应用。

Description

用于固相缩聚的氮气循环装置

技术领域

本实用新型涉及一种气体循环装置，尤其涉及一种用于固相缩聚的氮气循环装置。

背景技术

固相缩聚在反应时需要产生反应副产物：水和乙二醇以及其他一些小分子化合物，这些副产物需要通入氮气来带出，保证系统内副产物浓度不会超标，以利于聚合反应向正方向发展。一般来说，氮气的成本比较高，在生产过程中，任何厂家都不可能也没有必要全部采用新鲜氮气进行生产，而是采用部分氮气循环使用、辅以不断添加适量新鲜氮气的方式进行生产。夹带副产物的氮气需要通过除水以及纯化后再次重复使用，以利于节能。实际生产中冷却器在使用一段时间后管壁上的聚合副产物会逐渐增多，造成冷却效果变差，出冷却器的氮气温度也会逐渐变高，管程压力增大，造成氮气循环变差，这样直接影响到聚合质量以及氮气耗用量，所以在使用一段时间后就要对原冷却器进行清洗，并且切换后把备用冷却器投入使用，而现有技术中冷却器对氮气的冷却效果不佳，进而导致分子筛更换频繁。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于固相缩聚的氮气循环装置，可循环使用氮气，对氮气的净化效率高，减少能耗。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：用于固相缩聚的氮气循环装置，包括主反应器、冷却装置、风机、纯化装置和氮气桶，所述主反应器、冷却装置、风机和纯化装置依次按照氮气循环流动方向通过管路构成循环回路，氮气桶通过管路连通在主反应器与纯化装置之间，所述冷却装置由冷却器并联组成，所述纯化装置由分子筛并联组成。

上述技术方案，所述冷却器数量为三个，所述分子筛数量为两个。

上述技术方案，所述冷却装置包括相互并联的冷却器一、冷却器二和冷却器三以及与冷却器一串联并设置在所在支路前端的闸阀一、与冷却器二串联并设置在所在支路前端的闸阀二和与冷却器三串联并设置在所在支路前端的闸阀三。

上述技术方案，所述风机与纯化装置之间的管路设置有冷却器四。

上述技术方案，所述冷却器一、冷却器二、冷却器三、冷却器四均为列管式冷却器。

上述技术方案，所述纯化装置包括相互并联的分子筛以及与分子筛串联并设置在分子筛所在支路前端的闸阀四。

上述技术方案，所述用于固相缩聚的氮气循环装置还包括测温装置，测温装置设置在冷却装置与风机之间的管路上。

上述技术方案，所述测温装置为热电阻温度传感器或热电偶温度传感器。

上述技术方案，所述风机为罗茨风机。

采用上述技术方案后，本实用新型具有以下积极效果：

(1)本实用新型的用于固相缩聚的氮气循环装置在冷却装置中采用三个冷却器并联方式，使用过程中，两个冷却器同时对氮气冷却，一个冷却器备用，相较于现有技术中采用一个冷却器冷却的方式，此种改进冷却效果更好，水分除去更完全，进而减少分子筛的吸附负担，延长分子筛的使用时间，减小分子筛的切换频率，减少氮气的损耗，减少电能损耗；

(2)本实用新型在罗茨风机与纯化装置间加装一个冷却器四，因从罗茨风机中通过的氮气温度会稍有回升，此种改进有效保证氮气温度保持在特定范围内，更进一步减少进入纯化装置前的氮气中水分含量；

(3)本实用新型用于固相缩聚的氮气循环，经过一个循环回路，有效去除氮气中夹杂的副产物，使氮气循环使用，去除氮气中的副产物更完全，氮气损耗量少，节约电能，结构合理，设计巧妙，简单易行，具有较高的实用价值，便于推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的用于固相缩聚的氮气循环装置结构示意图；

其中：1、主反应器，21、闸阀一，22、冷却器一，31、闸阀二，32、冷却器二，41、闸阀三，42、冷却器三，5、测温装置，6、罗茨风机，7、冷却器四，8、闸阀四，9、分子筛，10、氮气桶；

图1中→表示氮气运行方向。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，为本实用新型的用于固相缩聚的氮气循环装置，包括主反应器1、冷却装置、风机6、纯化装置和氮气桶10，所述主反应器1、冷却装置、风机6和纯化装置依次按照氮气循环流动方向通过管路构成循环回路，氮气桶10通过管路连通在主反应器1与纯化装置之间。所述冷却装置由冷却器并联组成，所述纯化装置由分子筛并联组成。

本实用新型的用于固相缩聚的氮气循环装置还包括冷却器四7，冷却器四7设置于风机6与纯化装置之间的管路上，经过冷却装置的氮气在风机6的作用下被输送到冷却器四7，因氮气在经过风机6的过程中温度会稍有提升，此时冷却器四7对流经的氮气进行冷却，进一步去除氮气中的水分，减少纯化装置中分子筛的负担。所述冷却装置包括三个相互并联的冷却器，分别为冷却器一22、冷却器二32、冷却器三42，每个冷却器所在支路前端分别串联有闸阀，所在支路由闸阀控制开闭，其中冷却器一22与闸阀一21串联，冷却器二32与闸阀二31串联，冷却器三42与闸阀三41串联，在使用时，其中一个冷却器备用，其余两个冷却器通冷却水使用，主要用于对从主反应器中流出并夹带水蒸气的氮气进行冷却，水蒸气在此液化降温，从而达到去除水分的目的。例如，闸阀一21关闭，冷却器一22备用，闸阀二31与闸阀三41开启，待冷却的氮气分别从已通冷却水的冷却器二32与冷却器三42通过，在此水蒸气液化冷却去除，由于两个冷却器一起使用，大大提高了水蒸气的去除率，减少下一环节纯化装置的负担，使用一段时间后，冷却器二32或冷却器三42的管壁上由于聚合副产物的聚集，造成冷却效果变差，需对冷却器二32或冷却器三42进行清洗，若对冷却器二32清洗，闸阀二31关闭，闸阀一21开启，冷却器一22投入使用。上面只是举例说明，也可以是冷却器一22与冷却器二32一起使用或冷却器一22与冷却器三42一起使用。冷却器一22、冷却器二32、冷却器三42、冷却器四7均为列管式冷却器，冷却效果好，清洗方便。

上述实施例，本实用新型的用于固相缩聚的氮气循环装置还包括测温装置5，测温装置5连通于冷却装置与风机6之间的管路上，测温装置5优选的为热电阻温度传感器，测量温度敏感，有效测量从冷却装置中出来的氮气的温度，当测出温度偏高时，即提醒工作人员需要对冷却器进行清洗或增大冷却器中冷却水流通速率，确保系统安全。风机6优选的为罗茨风机。所述纯化装置用以去除氮气中还夹带着的微量水分、乙二醇及其他小分子化合物，从而达到纯化氮气的目的，所述纯化装置包括两个相互并联的分子筛，每个分子筛由分别与之串联的闸阀控制开闭，在使用时，一个分子筛再生备用，另外一个分子筛通气使用，两个分子筛交替工作，不影响对氮气的纯化。

因在循环回路中氮气会有损耗，氮气桶10补充新鲜氮气，与经纯化的氮气汇集从主反应器1底部流入，继续使用。

上述实施例，所述冷却装置可以包括三个以上冷却器并联使用；所述纯化装置可以包括两个以上分子筛并联使用；测温装置5也可以是热电偶温度传感器，装配简单，耐压性能好。

本实用新型的用于固相缩聚的氮气循环装置使用时，氮气通入主反应器1，将反应副产物带出，此时带有副产物的氮气温度在190℃左右，经管路流入冷却装置，在此去除夹杂的水分，随后从冷却装置流出的氮气经过测温装置5，测出温度，已被降至18℃以下，氮气经罗茨风机6被鼓入冷却器四7，冷却器四7对经过罗茨风机6后温度稍有提升的氮气进一步冷却，经过管路氮气流入纯化装置，在此去除夹杂的少量水分、乙二醇以及其他小分子化合物，经过处理的氮气随后从主反应器1底部流入，再次使用，氮气桶10可以不时补充回路中损耗的氮气。本实用新型采用至少三个冷却器一起并联使用的方式，其中两个投入使用，较一个冷却器投入使用的技术方案来说，延长了分子筛的使用时间，分子筛的切换从一个冷却器投入使用时的20小时切换一次延长到80小时切换一次，由于氮气循环效果好，主反应器1内聚合反应质量提高，新鲜氮气耗用量减少，聚合反应生产过程中氮气吨耗下降15m³/t，电量吨耗也下降40kW·h/t，大大的节约材料，降低能耗，具有较高的实用价值。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于固相缩聚的氮气循环装置，其特征在于：包括主反应器(1)、冷却装置、风机(6)、纯化装置和氮气桶(10)，所述主反应器(1)、冷却装置、风机(6)和纯化装置依次按照氮气循环流动方向通过管路构成循环回路，氮气桶(10)通过管路连通在主反应器(1)与纯化装置之间，所述冷却装置由冷却器并联组成，所述纯化装置由分子筛并联组成。

2.根据权利要求1所述的用于固相缩聚的氮气循环装置，其特征在于：所述冷却器数量为三个，所述分子筛数量为两个。

3.根据权利要求1或2所述的用于固相缩聚的氮气循环装置，其特征在于：所述冷却装置包括相互并联的冷却器一(22)、冷却器二(32)和冷却器三(42)以及与冷却器一(22)串联并设置在所在支路前端的闸阀一(21)、与冷却器二(32)串联并设置在所在支路前端的闸阀二(31)和与冷却器三(42)串联并设置在所在支路前端的闸阀三(41)。

4.根据权利要求3所述的用于固相缩聚的氮气循环装置，其特征在于：风机(6)与纯化装置之间的管路设置有冷却器四(7)。

5.根据权利要求4所述的用于固相缩聚的氮气循环装置，其特征在于：所述冷却器一(22)、冷却器二(32)、冷却器三(42)、冷却器四(7)均为列管式冷却器。

6.根据权利要求1或2所述的用于固相缩聚的氮气循环装置，其特征在于：所述纯化装置包括相互并联的分子筛(9)以及与分子筛(9)串联并设置在分子筛(9)所在支路前端的闸阀四(8)。

7.根据权利要求1所述的用于固相缩聚的氮气循环装置，其特征在于：还包括测温装置(5)，测温装置(5)设置在冷却装置与风机(6)之间的管路上。

8.根据权利要求7所述的用于固相缩聚的氮气循环装置，其特征在于：测温装置(5)为热电阻温度传感器或热电偶温度传感器。

9.根据权利要求1所述的用于固相缩聚的氮气循环装置，其特征在于：风机(6)为罗茨风机。