CN216756438U - Pbat酯化及其催化剂系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种PBAT酯化及其催化剂系统，新鲜催化剂与BOD进入催化剂配制罐中搅拌加热，再经过催化剂成品罐的搅拌加热，催化剂溶液通过催化剂计量泵一及催化剂注入阀一注入酯化一回流管中进入酯化一反应釜中；酯化一反应釜的底部出口经高温离心泵与酯化二进料管相连，催化剂溶液还通过催化剂计量泵二及催化剂注入阀二注入酯化二进料管进入酯化二反应釜中。该系统的催化剂添加十分精确，避免与水接触，不会发生水解或堵塞管道，且酯化物产品的质量品质及输送效率高，可保证后续装置的稳定生产。

Description

PBAT酯化及其催化剂系统

技术领域

本实用新型涉及一种PBAT生产系统，尤其涉及一种PBAT酯化及其催化剂系统，属于PBAT生产设备技术领域。

背景技术

聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯（PBAT）作为一种生物可降解材料，其制品废弃物在泥土或者水中能够很快地降解，降解产物无毒，应用广泛，可制得一次性购物袋、农用薄膜、生物医用高分子材料、包装瓶等。可有效解决白色污染，使用越来越广。

PBAT生产反应过程分为酯化反应和缩聚反应，酯化反应以对苯二甲酸、己二酸、1,4丁二醇（BDO）为原料生成酯化物和水。酯化反应用的催化剂为钛系催化剂，遇水容易水解，水解物容易沉淀，导致催化剂效能下降，使用量增加，又容易堵塞管道，造成催化剂输送不了。

目前使用的酯化系统及其催化剂配置系统由酯化一反应釜、酯化物输送泵、酯化二反应釜、酯化工艺塔、塔顶冷凝器、酯化真空泵、催化剂罐和催化剂输送泵等构成。酯化催化剂用桶泵打到催化剂罐，然后由催化剂输送泵输送与工艺塔回流高温BDO混合预热进入反应釜。酯化一到酯化二物料输送采用的齿轮泵。

现有的PBAT酯化及其催化剂系统存在如下不足之处：1.酯化反应所需的催化剂量为PPM级，量非常小，用泵直接送到反应釜使用，很难精确计量，而酯化反应对催化剂的量要求很精准，这样导致实际生产时多时少，酯化率不一样，影响产品质量；

2.工艺塔过来的高温BDO虽然水含量少，但仍有水，与催化剂混合会造成催化剂水解，催化剂失去活性，同时生成钛的水合物，容易堵塞管道，影响催化剂的加入。催化剂水解造成需要增加催化剂的使用量，催化剂成本极高，会造成装置生产成本的升高，同时有堵塞管道的风险；

3.反应釜内为真空，催化剂过来容易发生闪蒸，部分催化剂汽化带到工艺塔系统，导致使用量增加，也影响装置的平衡；

4.酯化物粘度极低，使用齿轮泵输送容易打滑，进入齿轮泵的酯化物时有时无，影响装置生产；

5.催化剂全部进入酯化一反应釜，如酯化一反应不好，后续酯化率都没有办法提高，只能导致这一批量达不到质量要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种PBAT酯化及其催化剂系统，催化剂的添加十分精确，不会发生水解或堵塞管道，且酯化物产品的质量品质及输送效率高，可保证后续装置的稳定生产。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种PBAT酯化及其催化剂系统，包括新鲜催化剂管、酯化一反应釜和酯化二反应釜，所述新鲜催化剂管与催化剂配制罐的顶部入口相连，所述催化剂配制罐的顶部入口还与新鲜BOD管相连，所述催化剂配制罐的底部出口与催化剂成品罐的顶部入口相连，所述催化剂配制罐及催化剂成品罐各自设有搅拌装置，所述催化剂成品罐的底部出口分别通过手动阀一与催化剂计量泵一的入口相连，通过手动阀二与催化剂计量泵二的入口相连；催化剂计量泵一的出口连接有催化剂注入管一，催化剂计量泵二的出口连接有催化剂注入管二；所述酯化一反应釜的底部出口与高温离心泵的入口相连，所述高温离心泵的出口与手动阀三及手动阀四的入口相连；手动阀三的出口连接有酯化一回流管，酯化一回流管的出口与催化剂注入阀一的主入口相连，所述催化剂注入管一的出口与所述催化剂注入阀一的三通入口相连，所述催化剂注入阀一的出口与所述酯化一反应釜的顶部入口相连；手动阀四的出口连接有酯化二进料管，酯化二进料管的出口与催化剂注入阀二的主入口相连，所述催化剂注入管二的出口与所述催化剂注入阀二的三通入口相连，所述催化剂注入阀二的出口与所述酯化二反应釜的下部入口相连。

作为本实用新型的改进，所述催化剂计量泵一的出口管道上安装有流量计一，所述催化剂计量泵一的转速受控于流量计一所探测的流量；所述催化剂计量泵二的出口管道上安装有流量计二，所述催化剂计量泵二的转速受控于流量计二所探测的流量。

作为本实用新型的进一步改进，所述酯化二进料管上安装有调节阀五，所述调节阀五位于手动阀四与所述催化剂注入阀二之间，所述手动阀四的出口与所述调节阀五的入口之间安装有流量计三，所述调节阀五的开度受控于所述流量计三所探测的流量。

作为本实用新型的进一步改进，所述催化剂配制罐及催化剂成品罐的下部外周分别设有加热夹套，所述加热夹套的上部入口与水蒸气管相连，所述加热夹套的底部出口与冷凝水管相连。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：1、催化剂与新鲜BDO按比例在催化剂配制罐先进行配制，变成溶液后的输送量成倍级提高，可以选到精确计量的计量泵和质量流量计；

2、酯化物输送采用高温离心泵，可以有效连续输送酯化物，保证装置的稳定生产；

3、催化剂与回流酯化物混合后进入酯化釜一，催化剂被酯化物包裹住，可以避免接触水分发生催化剂水解，同时又可以预热催化剂，避免催化剂突然遇热蒸发；

4、催化剂既可以进入酯化一反应釜，又可以进入酯化二反应釜，一旦酯化一的酯化率不足，可以通过酯化二得到补充，装置连续生产的产品质量品质高且稳定，提升了市场竞争力。

附图说明

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的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型PBAT酯化及其催化剂系统的流程图。

图中：1．催化剂配制罐；2.催化剂成品罐；3.酯化一反应釜；4.酯化二反应釜；V1.手动阀一；V2.手动阀二；V3.手动阀三；V4.手动阀四；V5.调节阀五；V6.催化剂注入阀一；V7.催化剂注入阀二；P1.催化剂计量泵一；P2.催化剂计量泵二；P3.高温离心泵；F1.流量计一；F2.流量计二；F3.流量计三；G1.新鲜催化剂管；G2.新鲜BOD管；G3.催化剂注入管一；G4.催化剂注入管二；G5.酯化一回流管；G6.酯化二进料管；G7.水蒸气管；G8.冷凝水管。

具体实施方式

在本实用新型的以下描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指装置必须具有特定的方位。

如图1所示，本实用新型的PBAT酯化及其催化剂系统包括新鲜催化剂管G1、酯化一反应釜3和酯化二反应釜4，新鲜催化剂管G1与催化剂配制罐1的顶部入口相连，催化剂配制罐1的顶部入口还与新鲜BOD管G2相连，催化剂配制罐1的底部出口与催化剂成品罐2的顶部入口相连，催化剂配制罐1及催化剂成品罐2各自设有搅拌装置。催化剂配制罐1及催化剂成品罐2的下部外周分别设有加热夹套，加热夹套的上部入口与水蒸气管G7相连，加热夹套的底部出口与冷凝水管G8相连。

催化剂成品罐2的底部出口分别通过手动阀一V1与催化剂计量泵一P1的入口相连，通过手动阀二V2与催化剂计量泵二P2的入口相连；催化剂计量泵一P1的出口连接有催化剂注入管一G3，催化剂计量泵二P2的出口连接有催化剂注入管二G4；酯化一反应釜3的底部出口与高温离心泵P3的入口相连，高温离心泵P3的出口与手动阀三V3及手动阀四V4的入口相连。

手动阀三V3的出口连接有酯化一回流管G5，酯化一回流管G5的出口与催化剂注入阀一V6的主入口相连，催化剂注入管一G3的出口与催化剂注入阀一V6的三通入口相连，催化剂注入阀一V6的出口与酯化一反应釜3的顶部入口相连。

手动阀四V4的出口连接有酯化二进料管G6，酯化二进料管G6的出口与催化剂注入阀二V7的主入口相连，催化剂注入管二G4的出口与催化剂注入阀二V7的三通入口相连，催化剂注入阀二V7的出口与酯化二反应釜4的下部入口相连。

在搅拌状态下，催化剂从新鲜催化剂管G1注入催化剂配制罐1中，新鲜BDO从新鲜BOD管G2注入催化剂配制罐1中配制成溶液，溶液中催化剂的体积百分比为5%~20%。配制好后进入催化剂成品罐2短暂储存，并搅拌升温。

配制好的催化剂成品经手动阀一V1进入催化剂计量泵一P1，由催化剂计量泵一P1送入催化剂注入管一G3；酯化一反应釜3中反应生成的酯化物由高温离心泵P3送出，经手动阀三V3进入酯化一回流管G5，再经催化剂注入阀一V6回到酯化一反应釜3中循环。从催化剂注入管一G3输出的催化剂成品通过催化剂注入阀一V6的三通注入口添加进回流的酯化物中，催化剂被酯化物包裹并预热后进入酯化一反应釜3中，促进酯化反应。

高温离心泵P3送出的酯化物还通过手动阀四V4进入酯化二进料管G6，进而进入酯化二反应釜4中进行进一步反应。如果酯化一反应釜3反应后的酯化率不足，

催化剂成品经手动阀二V2进入催化剂计量泵二P2，由催化剂计量泵二P2送入催化剂注入管二G4，从催化剂注入管二G4输出的催化剂成品通过催化剂注入阀二V7的三通注入口添加进酯化二进料管G6中，催化剂被酯化物包裹并预热后进入酯化二反应釜4中，促进进一步的酯化反应。

催化剂配制成溶液后，输送量大大增加，有利于精确控制添加比例。催化剂计量泵一P1的出口管道上安装有流量计一F1，根据流量计一F1所探测的流量控制催化剂计量泵一P1的转速，实现酯化一反应釜3的催化剂精确添加。

催化剂计量泵二P2的出口管道上安装有流量计二F2，根据流量计二F2所探测的流量控制催化剂计量泵二P2的转速，实现酯化二反应釜4的催化剂精确添加。

酯化二进料管G6上安装有调节阀五V5，调节阀五V5位于手动阀四V4与催化剂注入阀二V7之间，手动阀四V4的出口与调节阀五V5的入口之间安装有流量计三F3，调节阀五V5的开度受控于流量计三F3所探测的流量，以精确控制酯化二进料管G6中的流量。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (4)

1.一种PBAT酯化及其催化剂系统，包括新鲜催化剂管、酯化一反应釜和酯化二反应釜，其特征在于：所述新鲜催化剂管与催化剂配制罐的顶部入口相连，所述催化剂配制罐的顶部入口还与新鲜BOD管相连，所述催化剂配制罐的底部出口与催化剂成品罐的顶部入口相连，所述催化剂配制罐及催化剂成品罐各自设有搅拌装置，所述催化剂成品罐的底部出口分别通过手动阀一与催化剂计量泵一的入口相连，通过手动阀二与催化剂计量泵二的入口相连；催化剂计量泵一的出口连接有催化剂注入管一，催化剂计量泵二的出口连接有催化剂注入管二；所述酯化一反应釜的底部出口与高温离心泵的入口相连，所述高温离心泵的出口与手动阀三及手动阀四的入口相连；

手动阀三的出口连接有酯化一回流管，酯化一回流管的出口与催化剂注入阀一的主入口相连，所述催化剂注入管一的出口与所述催化剂注入阀一的三通入口相连，所述催化剂注入阀一的出口与所述酯化一反应釜的顶部入口相连；

手动阀四的出口连接有酯化二进料管，酯化二进料管的出口与催化剂注入阀二的主入口相连，所述催化剂注入管二的出口与所述催化剂注入阀二的三通入口相连，所述催化剂注入阀二的出口与所述酯化二反应釜的下部入口相连。

2.根据权利要求1所述的PBAT酯化及其催化剂系统，其特征在于：所述催化剂计量泵一的出口管道上安装有流量计一，所述催化剂计量泵一的转速受控于流量计一所探测的流量；所述催化剂计量泵二的出口管道上安装有流量计二，所述催化剂计量泵二的转速受控于流量计二所探测的流量。

3.根据权利要求1所述的PBAT酯化及其催化剂系统，其特征在于：所述酯化二进料管上安装有调节阀五，所述调节阀五位于手动阀四与所述催化剂注入阀二之间，所述手动阀四的出口与所述调节阀五的入口之间安装有流量计三，所述调节阀五的开度受控于所述流量计三所探测的流量。

4.根据权利要求1或2或3所述的PBAT酯化及其催化剂系统，其特征在于：所述催化剂配制罐及催化剂成品罐的下部外周分别设有加热夹套，所述加热夹套的上部入口与水蒸气管相连，所述加热夹套的底部出口与冷凝水管相连。

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