CN219092048U - 一种酯化物补偿反应用预聚反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种酯化物补偿反应用预聚反应器，属于聚合工艺的技术领域。一种酯化物补偿反应用预聚反应器包括壳体、螺旋板、底板、搅拌轴以及换热管；本实用新型通过将壳体分为上腔室和下腔室，并于上腔室内设置螺旋板并形成连接进料口和的流通口的第一流通通道，在有限空间内延长了物料等流动行程，延长了反应时间，同时，于下腔室内设置底板和安装于底板上若干同轴且间隔布置的筒体，且筒体上设有连通孔，使下腔室被底板和筒体分隔为若干通过连通孔连通的分区，使得下腔室内物料流速低，通行时间长，同时，底板连接于搅拌轴上，上腔室和下腔室内均设置有换热管，不仅增加了搅拌效率，还能维持反应温度，反应效率高，利于后续的终缩聚反应。

Description

一种酯化物补偿反应用预聚反应器

技术领域

本实用新型涉及聚合工艺的技术领域，具体是涉及一种酯化物补偿反应用预聚反应器。

背景技术

预缩聚反应作为酯化反应和终缩聚反应之间的过渡阶段，是酯化反应的延伸以及缩聚反应的起始，将酯化反应的物料进一步缩聚，使得酯化物达到熔体物相关指标，为最后缩聚提供合格的物料，是聚酯生产的关键，而提升物料在预聚反应器内的反应时间对保证酯化反应率和聚合率起决定性影响。

目前，市面上现有的预聚反应器一般包括上腔室和下腔室，分别用于酯化反应和预缩聚反应的进行，但是，现有的结构中其内部用于物料通行的通道较短，从而导致物料在其中的反应时间较短，不利于酯化物和催化剂的充分反应，从而影响后续的生产。如专利CN101612544A公开了预缩聚反应器装置，其壳体内设有隔板，隔板将壳体分为上腔体和下腔体，隔板中间设有向上延伸的隔离筒体上部设有连通上腔体和下腔体的引导阀门，上腔体上部的气体通过引导阀门进入下腔体，隔离筒体下部或隔板主体上设有连通上腔体和下腔体的截留阀门，上腔体下部的液体通过截留阀门进入下腔体，同时，隔离筒体位于上腔体中央，使得上腔体形成一个环形空间，而挡板将环形空间隔断，使由挡板一侧的物料进口进入上腔体的物料沿该环形空间流动到挡板的另一侧后，不能继续向前流动，只能从引导阀门或截留阀门流入下腔体，使得物料从物料进口进入后，需要流过接近整个环形，才能进入相应的阀门，虽然能避免物流在上腔体内的直接流动，但是，由于形成的环形空间中最长的路径也仅为其周长所在的路径，因此，导致物料在其内部的通行路径极其有限，不利于酯化物和催化剂的充分反应。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种酯化物补偿反应用预聚反应器，以在壳体内设置隔板，隔板将壳体的内腔分为上腔室和下腔室，隔板的中部设置有环形筒，且环形筒的外侧绕设有一圈螺旋板，将环形筒和壳体之间的空间形成一螺旋型的第一流通通道，且进料口位于第一流通通道的一端，第一流通通道的另一端设置有贯穿隔板的流通口，使得物料需要沿螺旋型的第一流通通道呈螺旋线流动，流动时间延长，同时，于下腔室内设置有底板，底板的底部设置有若干同轴布置的筒体，且每一筒体内径均不同相同，并相互套设，形成若干圈环形的空间，同时，每一筒体上均开设有连通其内外侧的连通孔并将相邻两分区连通，既能保证物料在下腔室内的流动，又能限制其流通速度，并且，进料口与第一流通通道的连接处还设置有“S”形通道，有效限制了流体的流动方向及流速；采用从而延长物料的停留时间，并且，壳体上且从环形筒内延伸有一至下腔室内的搅拌轴，搅拌轴与底板连接，使得底板和其上安装的筒体均能作为搅拌叶片使用，实现了酯化物和催化剂的进一步均匀混合，从而使得酯化物和催化剂能充分反应，利于后续的终缩聚反应。

具体技术方案如下：

一种酯化物补偿反应用预聚反应器，具有这样的特征，包括：

壳体，壳体具有内腔，内腔中且位于其中部设置有一隔板并将内腔分为上腔室和下腔室，同时，壳体上设置有连通上腔室的进料口，壳体上设置有连通下腔室的出料口，同时，上腔室内且位于隔板的中部设置有一连通下腔室的环形筒，且隔板上且位于环形筒的外侧设置有连通下腔室的流通口；

螺旋板，螺旋板呈螺旋形布置且设置于上腔室内，螺旋板绕设于环形筒外且螺旋板的底部安装于隔板上，螺旋板在隔板上形成一条螺旋形的第一流通通道，且第一流通通道的一端与进料口连通，另一端与流通口连通，并且，进料口和第一流通通道的连接处还设置有“S”型通道；

底板，底板设置于下腔室内，底板的底部设置有若干个内径均不同的筒体，若干筒体同轴布置且间隔套设，每一筒体的上端均与底板连接，相邻两筒体之间形成环形空间，同时，每一筒体上均开设有连通孔并将筒体两侧的环形空间连通；

搅拌轴，搅拌轴包括驱动器和转轴，驱动器安装于壳体外，转轴的一端与驱动器连接，转轴的另一端伸入至下腔室内并与底板连接；

换热管，上腔室和下腔室内均设置有换热管。

上述的一种酯化物补偿反应用预聚反应器，其中，底板靠近隔板一侧的顶部呈锥形布置，且流通口位于底板的锥面范围内。

上述的一种酯化物补偿反应用预聚反应器，其中，每一筒体的内壁上均设置有若干突出至环形空间内的搅拌板。

上述的一种酯化物补偿反应用预聚反应器，其中，沿转轴的转动方向上，搅拌板沿转动方向的后方倾斜布置。

上述的一种酯化物补偿反应用预聚反应器，其中，上腔室内的换热管呈螺旋线布置且设置于第一流通通道内。

上述的一种酯化物补偿反应用预聚反应器，其中，下腔室的换热管呈环形布置，且每一环形空间内均设置有一换热管，且每一环形空间内的换热管的两端均分别连接于一进口管和一出口管上，同时，进口管和出口管均位于筒体背离底板的一侧，同时，进口管和出口管均延伸至壳体外并与外界热媒设备连接。

上述的一种酯化物补偿反应用预聚反应器，其中，驱动器设置于壳体的顶部，转轴从环形筒中穿过后延伸至下腔室内。

上述的一种酯化物补偿反应用预聚反应器，其中，壳体外设置有夹套，夹套包裹于壳体的外侧，夹套为保温层或加热盘管。

上述的一种酯化物补偿反应用预聚反应器，其中，底板的中部区域呈镂空布置，流通口位于底板的镂空区域的上方。

上述技术方案的积极效果是：

上述的酯化物补偿反应用预聚反应器，通过中部设置有环形筒的隔板将壳体分为上腔室和下腔室，并于上腔室内且位于环形筒的外侧绕设有一圈螺旋板，将环形筒和壳体之间的空间形成一螺旋型的第一流通通道，且进料口位于第一流通通道的一端并于两者之间设置有“S”型通道，第一流通通道的另一端设置有贯穿隔板的流通口，使得物料在上腔室内流动时需要沿第一流通通道呈螺旋线流动，同时，通过“S”型通道限制流动方向和流速，在有限的空间内增加了流动行程，延长了流动时间，同时，于下腔室内设置有底板，底板的底部设置有若干同轴且相互套设布置的筒体而形成若干圈环形的空间，且于每一筒体上均开设有连通其内外侧空间连通的连通孔，在保证物料在下腔室内的流动的同时，有效限制了物料的流通速度，进一步延长了物料的停留时间，并且，底板直接与搅拌轴连接，使得底板和其上安装的筒体均能作为搅拌叶片使用，有效促进了酯化物和催化剂的均匀混合，使得酯化物和催化剂能充分反应，利于后续的终缩聚反应。

附图说明

图1为本实用新型的一种酯化物补偿反应用预聚反应器的实施例的结构图；

图2为本实用新型一较佳实施例的上腔室的截面图；

图3为本实用新型一较佳实施例的下腔室的截面图；

图4为本实用新型一较佳实施例的底板的结构图。

附图中：1、壳体；11、上腔室；12、下腔室；13、进料口；14、出料口；2、隔板；21、环形筒；22、流通口；3、螺旋板；31、第一流通通道；4、底板；5、筒体；51、搅拌板；52、连通孔；6、搅拌轴；61、驱动器；62、转轴；7、换热管；71、进口管；72、出口管；8、夹套。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图4对本实用新型提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本实用新型的限定。

图1为本实用新型的一种酯化物补偿反应用预聚反应器的实施例的结构图。如图1所示，本实施例提供的酯化物补偿反应用预聚反应器包括：壳体1、隔板2、螺旋板3、底板4、搅拌轴6以及换热管7。

具体的，壳体1具有内腔，此时，内腔中且位于其中部设置有一隔板2，隔板2将内腔分隔为上腔室11和下腔室12，分别作为酯化反应和预缩聚反应进行空间。并且，于壳体1上设置有连通上腔室11的进料口13，物料和催化剂等可通过进料口13进入至上腔室11内，同时，于壳体1上设置有连通下腔室12的出料口14，使得后续下腔室12内的酯化物能通过出料口14排出，实现物料在壳体1内的流动。同时，上腔室11内且位于隔板2的中部设置有一连通下腔室12的环形筒21，此时，环形筒21的下端与下腔室12连通，环形筒21的上端延伸至壳体1的顶部并与外界连通，既为后续搅拌轴6提供了安装和运动空间，还能作为排气通道，便于反应过程中产生的气体的排出，另外，环形筒21的上端开设有连通上腔室11的排气孔，使得上腔室11内反应产生的气体也能通过环形筒21形形成的排气通道排出，结构设计更合理。并且，于隔板2上且位于环形筒21的外侧设置有连通下腔室12的流通口22，使得从进料口13进入至上腔室11中的物料等能通过流通口22进入至下腔室12内，实现物料等在上腔室11和下腔室12中的流动，满足预缩聚反应需求。值得指出的是，进料口13与酯化反应器连通，出料口14与终缩聚反应器连通。

图2为本实用新型一较佳实施例的上腔室的截面图。如图1和图2所示，螺旋板3设置于上腔室11内，此时，螺旋板3呈螺旋形布置并安装于隔板2上，同时，螺旋板3绕设于环形筒21外侧，使得螺旋板3将环形筒21和壳体1的内壁之间的空间划分为一条呈螺旋线布置的第一流通通道31，即在有限的空间内延长了流通通道的长度，为后续延长物料在上腔室11内的停留时间提供了条件。优选的，第一流通通道31的一端与进料口13连通，而另一端与流通口22连通，并且，进料口13和第一流通通道31的连接处还设置有“S”型通道，即在物料等从进料口13进入至上腔室11内时，先经过“S”型通道，通过“S”型通道限制物料的流动方向和流速，在物料进入第一流通通道31内后，沿着第一流通通道31流动至流通口22处，通过流通口22流入至下腔室12内，即实现了物料等在上腔室11内的螺旋线流动，在有限的空间内延长了流通通道，从而延长了停留时间，为充分酯化反应而达到酯化率提供了条件。值得指出的是，流通口22位于靠近环形筒21的位置，即流通口22位于靠近隔板2中部的位置，为后续从流通口22流出至下腔室12内的物料等能先进入至下腔室12的中心位置，为后续物料等从下腔室12的中部先外侧流动而达到延长流动时间的目的提供了条件。优选的，“S”型通道为弯折为“S”型的管件，结构简单，加工方便。

图3为本实用新型一较佳实施例的下腔室的截面图。如图1和图3所示，下腔室12内设置有底板4，此时，底板4的底部设置有若干个内径均不同的筒体5，且每一筒体5的上端均与底板4固定连接，从而使得若干筒体5能通过底板4形成一整体结构，为后续底板4和筒体5在搅拌轴6的作用下转动提供了条件。另外，若干筒体5同轴布置且间隔套设，使得相邻两筒体5之间形成环形空间，即实现了对下腔室12的分区布置，并且，每一筒体5上均开设有连通孔52并将筒体5两侧的环形空间连通，即相邻两环形空间能通过连通孔52进行连通，从而使得物料能通过连通孔52从一个环形空间流动至另一环形空间内，从而延缓了物料的停留时间，为物料与催化剂的充分反应提供了条件。

具体的，搅拌轴6又包括驱动器61和转轴62，此时，驱动器61为旋转驱动器61且安装于壳体1外，同时，转轴62的一端与驱动器61动力连接，即通过驱动器61能带动转轴62转动，并且，转轴62的另一端伸入至下腔室12内并与底板4连接，即通过转轴62能带动底板4在下腔室12内转动，使得驱动器61能通过转轴62带动底板4在下腔室12内转动，从而实现底板4和筒体5在下腔室12内的转动，实现对下腔室12内物料等的搅拌，混合更均匀，反应更充分。

更加具体的，壳体1内的上腔室11和下腔室12内均设置有换热管7，且换热管7与外界热媒设备通过管道连接，为物料等在上腔室11和下腔室12内反应提供了温度保障，加快了反应速率，反应更充分。

图4为本实用新型一较佳实施例的底板的结构图。如图1、图4所示，底板4靠近隔板2一侧的顶部呈锥形布置，使得底板4的中部较高，边沿较低，从而使得底板4的顶面呈斜坡布置，并且，流通口22位于底板4的锥面范围内，使得从流通口22流出的物料等即使掉落至底板4的顶面上，也会沿着斜面自动滑下，避免了底板4的顶部残留物料等的问题，结构设计更合理。

更加具体的，每一筒体5的内壁上均设置有若干突出至环形空间内的搅拌板51，此时，搅拌板51能跟随筒体5转动，即通过搅拌板51能在转轴62带动筒体5转动时，搅动对应的环形空间内的物料等，从而使得搅拌效果更好，反应更充分。

更加具体的，沿转轴62的转动方向上，筒体5上的搅拌板51沿转动方向的后方倾斜布置，即既能作为突出的结构对物料等进行搅拌，且能使得搅拌板51和筒体5的连接转角处位于转动方向的后方，更好地适应转动方向，防止转动阻力过大而导致搅拌板51和筒体5的连接转角处应力过大而折断的问题，结构设计更合理。

更加具体的，设置于上腔室11内的换热管7呈螺旋线布置，优选的，上腔室11内的换热管7在中部对向折叠形成两端部位于同一端时，再将该结构螺旋弯曲，使得上腔室11内的换热管7的两端的接口位于同一位置，方便后续的管道连接。并且，将成螺旋线布置的换热管7设置于第一流通通道31内，使得上腔室11内的换热管7的形状与第一流通通道31的形状一致，从而使得物料等在第一流通通达内流动时均能被换热管7持续加热，从而保证了反应温度，加快反应效率。

更加具体的，设置于下腔室12内的换热管7呈环形布置，即若干筒体5形成的每一环形空间内均设置有一环形的换热管7，为处于环形空间内的物料等提供热量，确保每一环形空间内均有热量交换，保证了反应环境的一致。并且，每一环形空间内均设置有一换热管7，且每一环形空间内的换热管7的两端均分别连接于一进口管71和一出口管72上，即每一换热管7均能通过进口管71和出口管72连通两端，从而实现热媒的正常供应。同时，进口管71和出口管72均位于筒体5背离底板4的一侧，由于筒体5的顶部与底板4固定连接，为保证筒体5和底板4的正常旋转，则筒体5的底部与壳体1的内腔的底部之间设置有间隔，此时，进口管71和出口管72设置于该间隔内，既为进口管71和出口管72提供了安装空间，又防止了进口管71和出口管72阻挡筒体5转动的问题，结构设计更合理。同时，进口管71和出口管72均延伸至壳体1外并与外界热媒设备连接，即通过进口管71和出口管72实现了换热管7与外界热媒设备的连接，实现热媒供应。值得指出的是，设置于上腔室11内的换热管7的两端均延伸至壳体1外并与进口管71和出口管72连通，从而也实现了与外界热媒设备的连接，保证热媒的正常供应。

更加具体的，搅拌轴6中的驱动器61设置于壳体1的顶部，此时，转轴62从环形筒21中穿过后延伸至下腔室12内，即充分利用了环形筒21的内部空间，为转轴62提供了安装和运动空间，避免了需要另外设置安装通道的问题，结构设计更合理。

更加具体的，于壳体1上还设置有夹套8，此时，夹套8包裹于壳体1的外侧，并且，夹套8优选为保温层或加热盘管，在夹套8为保温层时，能延缓壳体1内物料温度的下降速度，避免了能量的浪费，且成本更低；当夹套8为加热盘管时，能通入热媒来对壳体1的外部进行加热，即实现了壳体1内部和外部的双重加热，保证了物料等在壳体1中处于温度分布均匀的环境中，反应更充分。

更加具体的，底板4的中部区域呈镂空布置，此时，隔板2上的流通口22位于底板4的镂空区域的上方，从而使得从流通口22中流出的物料等能从镂空区域进入至底板4的中部区域，从而大量进入至最内层的环形空间内，使得物料能从中心向外侧扩散，进一步延缓了流动时间，增加物料等在下腔室12内的反应时间，提升反应效果。

本实施例提供的酯化物补偿反应用预聚反应器，包括壳体1、螺旋板3、底板4、搅拌轴6以及换热管7；通过将壳体1分为上腔室11和下腔室12，并于上腔室11内设置螺旋板3并形成连接进料口13和的流通口22的第一流通通道31，且进料口13和第一流通通道31之间设置有“S”型通道，在有限的空间内延长了物料等流动的行程，延长了反应时间，同时，于下腔室12内设置底板4和安装于底板4上若干同轴且间隔布置的筒体5，且筒体5上设置有连通孔52，使得下腔室12被底板4和筒体5分隔为若干通过连通孔52连通的分区，延缓了物料在下腔室12内的流动速度，延长了反应时间，同时，底板4连接于搅拌轴6上，上腔室11和下腔室12内均设置有换热管7，不仅增加了搅拌效率，还能维持反应温度，保证了反应效率，利于后续的终缩聚反应。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种酯化物补偿反应用预聚反应器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有内腔，所述内腔中且位于其中部设置有一隔板并将所述内腔分为上腔室和下腔室，同时，所述壳体上设置有连通所述上腔室的进料口，所述壳体上设置有连通所述下腔室的出料口，同时，所述上腔室内且位于所述隔板的中部设置有一连通所述下腔室的环形筒，且所述隔板上且位于所述环形筒的外侧设置有连通所述下腔室的流通口；

螺旋板，所述螺旋板呈螺旋形布置且设置于所述上腔室内，所述螺旋板绕设于所述环形筒外且所述螺旋板的底部安装于所述隔板上，所述螺旋板在所述隔板上形成一条螺旋形的第一流通通道，且所述第一流通通道的一端与所述进料口连通，另一端与所述流通口连通，并且，所述进料口和所述第一流通通道的连接处还设置有“S”型通道；

底板，所述底板设置于所述下腔室内，所述底板的底部设置有若干个内径均不同的筒体，若干所述筒体同轴布置且间隔套设，每一所述筒体的上端均与所述底板连接，相邻两所述筒体之间形成环形空间，同时，每一所述筒体上均开设有连通孔并将所述筒体两侧的所述环形空间连通；

搅拌轴，所述搅拌轴包括驱动器和转轴，所述驱动器安装于所述壳体外，所述转轴的一端与所述驱动器连接，所述转轴的另一端伸入至所述下腔室内并与所述底板连接；

换热管，所述上腔室和所述下腔室内均设置有换热管。

2.根据权利要求1所述的酯化物补偿反应用预聚反应器，其特征在于，所述底板靠近所述隔板一侧的顶部呈锥形布置，且所述流通口位于所述底板的锥面范围内。

3.根据权利要求1所述的酯化物补偿反应用预聚反应器，其特征在于，每一所述筒体的内壁上均设置有若干突出至所述环形空间内的搅拌板。

4.根据权利要求3所述的酯化物补偿反应用预聚反应器，其特征在于，沿所述转轴的转动方向上，所述搅拌板沿转动方向的后方倾斜布置。

5.根据权利要求1所述的酯化物补偿反应用预聚反应器，其特征在于，所述上腔室内的所述换热管呈螺旋线布置且设置于所述第一流通通道内。

6.根据权利要求1所述的酯化物补偿反应用预聚反应器，其特征在于，所述下腔室的所述换热管呈环形布置，且每一所述环形空间内均设置有一所述换热管，且每一所述环形空间内的所述换热管的两端均分别连接于一进口管和一出口管上，同时，所述进口管和所述出口管均位于所述筒体背离所述底板的一侧，同时，所述进口管和所述出口管均延伸至所述壳体外并与外界热媒设备连接。

7.根据权利要求1所述的酯化物补偿反应用预聚反应器，其特征在于，所述驱动器设置于所述壳体的顶部，所述转轴从所述环形筒中穿过后延伸至所述下腔室内。

8.根据权利要求1所述的酯化物补偿反应用预聚反应器，其特征在于，所述壳体外设置有夹套，所述夹套包裹于所述壳体的外侧，所述夹套为保温层或加热盘管。

9.根据权利要求1所述的酯化物补偿反应用预聚反应器，其特征在于，所述底板的中部区域呈镂空布置，所述流通口位于所述底板的镂空区域的上方。

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