CN220900367U - 预缩聚反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预缩聚反应器，该反应器包括壳体，壳体上设有物料进口、物料出口和汽相出口，壳体中至少设有一层环形筛板，以将壳体内的空间分为一个下腔室和至少一个上腔室，筛板的中部为向上延伸的隔离筒体，物料进口位于筛板的上方，上腔室中设有上热媒管，隔离筒体的一侧设有溢流堰筒，筛板的漏料量小于其上物料的进料量、大于或等于溢流堰筒的漏料量。本实用新型中大部分物料在上腔室中从筛板上的通孔中以液滴或降膜的形式往下落，增加的物料的蒸发面积，使得物料中的水和未反应的小分子如二元醇快速逸散移除，加快了聚合正向反应，较快达到所需酯化率，缩短反应停留时间的同时，降低反应器容积和搅拌器功率，以及项目投资和运行成本。

Description

预缩聚反应器

技术领域

本实用新型涉及聚合反应装置，具体地，涉及一种反应速率高的预缩聚反应器。

背景技术

在聚酯生产过程中，预缩聚反应器通常作为酯化反应向缩聚反应的过渡设备，任务是将酯化反应器送来的酯化物最终完成酯化反应并进行缩聚反应，使聚酯的聚合度达到一定指标，从而保证终缩聚反应器能够生产出合格的产品。

目前，国内外聚酯材料生产中，二元酸二元醇预缩聚反应器通常有如下三种：

（1）一个全混反应器，配置了一套刮板冷凝器及真空系统；

（2）分上下室反应器，虽然外观是一个反应釜，实为第一预缩和第二预缩两个反应器，配置了一套或两套刮板冷凝器及真空系统；

（3）独立两个反应器，第一预缩是全混反应器，第二预缩是圆盘反应器，配置了两套刮板冷凝器及真空系统；

第一种反应器的反应时间长，反应器设计容积大，项目投资及运行成本高。第二种反应器相对于第一种反应器多了一个反应器，项目投资高。第三种反应器相对于第一种反应器多了一个反应器和一套刮板冷凝器及真空系统等，项目投资及运行成本高。

实用新型内容

针对上述预缩聚反应器反应速率低和生产成本高的问题，本实用新型提供了一种预缩聚反应器，该反应器可在一个反应器条件下，大大增加了蒸发面积，使酯化物中水分和未反应的小分子快速移除，加快了聚合正向反应，较快达到所需聚合度的同时，降低项目投资和运行成本。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种预缩聚反应器，该反应器包括壳体，所述壳体上设有物料进口、物料出口和汽相出口，所述壳体中至少设有一层环形筛板，以将所述壳体内的空间分为一个下腔室和至少一个上腔室，所述筛板的中部为向上延伸的隔离筒体，所述物料进口位于所述筛板的上方，所述上腔室中设有上热媒管，所述隔离筒体的一侧设有溢流堰筒，所述筛板的漏料量小于其上物料的进料量、大于或等于所述溢流堰筒的漏料量。

优选地，所述筛板上的通孔为圆形通孔或长条形通孔。

具体地，所述上腔室和所述下腔室的侧壁上设有用于放置温度计的温度计套管。

优选地，所述筛板的漏料量为其上物料的进料量的50~80%。

优选地，所述壳体中设有两层以上所述筛板，从上至下，所述筛板的内圆直径逐渐减小，并且上层的所述溢流堰筒的溢流口位于下层所述筛板的正上方。

优选地，所述壳体中从上到下依次设有第一筛板和第二筛板，所述第一筛板的内圆直径大于所述第二筛板的内圆直径；位于上层的所述溢流堰筒的溢流口所在面为倾斜的扇形，位于下层的所述溢流堰筒为位于所述隔离筒体一侧内部的带底筒体，其溢流口位于所述隔离筒体的侧壁上，漏料口位于该带底筒体的底部。

优选地，所述下腔室中设有导流筒、搅拌器和下热媒管，所述搅拌器与所述导流筒同轴设置，并且从其内部延伸，所述下热媒管位于所述导流筒的外部周围。

优选地，所述搅拌器包括位于所述导流筒内部的螺旋叶片和位于所述导流筒下方的垂直设置的分散叶片。

进一步地，所述螺旋叶片和所述分散叶片之间的搅拌轴上设有轴下支撑，所述轴下支撑固定在所述导流筒内或者导流筒外。

优选地，所述导流筒的侧壁上形成有用于容置液位计的液位计腔室。

通过上述技术方案，本实用新型实现了以下有益效果：

1、本实用新型中大部分物料在上腔室中从筛板上的通孔中以液滴或降膜的形式往下落，增加的物料的蒸发面积，使得物料中的水和未反应的小分子如二元醇等快速逸散移除，加快了聚合正向反应，较快达到所需酯化率，缩短反应停留时间的同时，降低反应器容积和搅拌器功率，以及项目投资和运行成本。

2、在本实用新型的一个优选技术方案中，搅拌器包括位于导流筒内部的螺旋叶片和位于导流筒下方的垂直设置的分散叶片，螺旋叶片将导流筒中的物料边搅拌边传输至导流筒外，然后由分散叶片将物料向两边分散，使得物料经过下热媒管后再从导流筒的顶部进入其中进行反应，如此循环，使物料能够充分接触反应，并确保物料始终具有足够的反应温度，使聚合反应更加彻底。

附图说明

图1是本实用新型所述预缩聚反应器一种优选实施方式的结构示意图；

图2是图1的A-A向视图；

图3是图1的B-B向视图；

图4是图1中C处放大示意图；

图5是本实用新型中所述筛板的一种实施方式示意图；

图6是本实用新型中所述筛板的另一种实施方式示意图；

附图标记说明

1壳体、2物料进口、3物料出口、4筛板、41第一筛板、42第二筛板、5下腔室、6上腔室、61上热媒管、62溢流堰筒、7温度计套管、71密封圈、72温度计套管支架、8导流筒、9搅拌器、91螺旋叶片、92分散叶片、93轴下支撑、10下热媒管、11液位计腔室、12驱动电机、13汽相出口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

首先需要说明的是，在下文的描述中为清楚地说明本实用新型的技术方案而涉及的一些方位词，例如“外”、“内”、“上”、“下”等均是按照预缩反应器中零部件正常所指的方位类推所具有的含义，例如，物料所经过的部位为内部，与之相对的部位则为外部，汽相出口所在位置为上，物料出口所在位置为下，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量，因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-图3所示，本实用新型所述的预缩聚反应器包括壳体1，所述壳体1上设有物料进口2、物料出口3和汽相出口13，所述壳体1中至少设有一层环形筛板4，以将所述壳体1内的空间分为一个下腔室5和至少一个上腔室6，所述筛板4的中部为向上延伸的隔离筒体，所述物料进口2位于所述筛板4的上方，所述上腔室6中设有上热媒管61，所述隔离筒体的一侧设有溢流堰筒62，所述筛板4的漏料量小于其上物料的进料量、大于或等于所述溢流堰筒62的漏料量。

本实用新型在使用时，物料中物料进口2进入壳体1中的上腔室6，因筛板4的漏料量小于其上物料的进料量，筛板4上将会逐渐布满物料并且物料漫过上热媒管61，一部分物料从筛板上4的通孔向下落下，另一部分从溢流堰筒62向下落下。物料从筛板上4的通孔中以液滴的形式往下落，相对于整体通过溢流或者管道往下落的形式，增加的物料的蒸发面积，使得物料中的水和未反应的小分子如乙二醇等快速逸散移除，加快了聚合正向反应，较快达到所需聚合度的同时降低项目投资和运行成本。

如图5和图6所示，所述筛板4上布满圆形通孔或长条形通孔。当筛板4有多个时，可以所有筛板4均开设圆形通孔，也可以所有筛板4均开设长条形通孔，或者一部分筛板4开设圆形通孔，另一部分筛板4开设长条形通孔。

优选地，所述筛板4的漏料量为其上物料的进料量的50~80%，以使得大部分物料以滴落或降膜形式下落，确保较大的蒸发面积。

各腔室的反应温度要求不同，为了方便获取各腔室的温度，并控制反应温度，所述上腔室6和所述下腔室5的侧壁上设有用于放置温度计的温度计套管7。

具体地，如图1所示，可以在各腔室相应的壳体1上开设供温度计套管7通过的通孔，通孔的内壁上设密封圈71，而为了确保温度计套管7放置可靠，可在壳体1的外壁上设置温度计套管支架72，温度计套管支架72上亦设供温度计套管7通过的通孔，温度计套管7依次通过温度计套管支架72上的通孔和壳体1上的通孔，通过多点支撑，实现可靠放置。

温度计插设在温度计套管7中。为了确保温度计测定结果可靠，温度计套管7采用导热性好的材料如不锈钢制备。

作为本实用新型的优选实施方式，所述壳体1中设有两层以上所述筛板4，从上至下，所述筛板4的内圆直径逐渐减小，并且上层的所述溢流堰筒62的溢流口位于下层所述筛板4的正上方，使得上层腔室中的物料能够全部落到下层的筛板4上，然后在下层的筛板4上积累，部分从下层的筛板4的通孔滴落，另一部分从下层的溢流堰筒62的溢流口通过下落。此外，优选地，上层的溢流堰筒62和下层的溢流堰筒62相对设置，以使得上层的溢流堰筒62溢流下来的物料需经过积累后才会经过下层的溢流堰筒62的溢流口，以延长其路径，进而延长蒸发时间。

作为本实用新型的一个具体实施方式，如图1所示，所述壳体1中从上到下依次设有第一筛板41和第二筛板42，所述第一筛板41的内圆直径大于所述第二筛板42的内圆直径；如图2所示，位于上层的所述溢流堰筒62的溢流口所在面为倾斜的扇形，如图3和图4所示，位于下层的所述溢流堰筒62为位于所述隔离筒体一侧内部的带底筒体，其溢流口位于所述隔离筒体的侧壁上，漏料口位于该带底筒体的底部。

在上述技术方案的基础上，所述下腔室5中设有导流筒8、搅拌器9和下热媒管10，所述搅拌器9与所述导流筒8同轴设置，并且从其内部延伸，所述下热媒管10位于所述导流筒8的外部周围。上腔室6中的物料最终流入下腔室5的导流筒8中，由搅拌器9对其进行搅拌，进而进行充分彻底的反应。

作为一种优选实施方式，所述搅拌器9包括位于所述导流筒8内部的螺旋叶片91和位于所述导流筒8下方的垂直设置的分散叶片92。螺旋叶片91将导流筒8中的物料边搅拌边传输至导流筒8外，由分散叶片92将物料向两边分散，经过下热媒管10后再从导流筒8的顶部进入其中进行反应，如此循环，使物料能够充分接触反应，并确保物料始终具有足够的反应温度，使聚合反应更加彻底。

搅拌器9的驱动电机12优选位于壳体1的顶部，搅拌轴从壳体1顶部向下延伸，为了使得搅拌器9的搅拌轴在搅拌过程中不会晃动，所述螺旋叶片91和所述分散叶片92之间的搅拌轴上设有轴下支撑93，所述轴下支撑93固定在所述导流筒8内或者导流筒8外。

此外，所述导流筒8的侧壁上形成有用于容置液位计的液位计腔室11，以便获取导流筒8中的液面情况。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种预缩聚反应器，包括壳体（1），其特征在于，所述壳体（1）上设有物料进口（2）、物料出口（3）和汽相出口（13），所述壳体（1）中至少设有一层环形筛板（4），以将所述壳体（1）内的空间分为一个下腔室（5）和至少一个上腔室（6），所述筛板（4）的中部为向上延伸的隔离筒体，所述物料进口（2）位于所述筛板（4）的上方，所述上腔室（6）中设有上热媒管（61），所述隔离筒体的一侧设有溢流堰筒（62），所述筛板（4）的漏料量小于其上物料的进料量、大于或等于所述溢流堰筒（62）的漏料量。

2.根据权利要求1所述的预缩聚反应器，其特征在于，所述筛板（4）上的通孔为圆形通孔或长条形通孔。

3.根据权利要求1所述的预缩聚反应器，其特征在于，所述上腔室（6）和所述下腔室（5）的侧壁上设有用于放置温度计的温度计套管（7）。

4.根据权利要求1所述的预缩聚反应器，其特征在于，所述筛板（4）的漏料量为其上物料的进料量的50~80%。

5.根据权利要求1所述的预缩聚反应器，其特征在于，所述壳体（1）中设有两层以上所述筛板（4），从上至下，所述筛板（4）的内圆直径逐渐减小，并且上层的所述溢流堰筒（62）的溢流口位于下层所述筛板（4）的正上方。

6.根据权利要求1所述的预缩聚反应器，其特征在于，所述壳体（1）中从上到下依次设有第一筛板（41）和第二筛板（42），所述第一筛板（41）的内圆直径大于所述第二筛板（42）的内圆直径；位于上层的所述溢流堰筒（62）的溢流口所在面为倾斜的扇形，位于下层的所述溢流堰筒（62）为位于所述隔离筒体一侧内部的带底筒体，其溢流口位于所述隔离筒体的侧壁上，漏料口位于该带底筒体的底部。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的预缩聚反应器，其特征在于，所述下腔室（5）中设有导流筒（8）、搅拌器（9）和下热媒管（10），所述搅拌器（9）与所述导流筒（8）同轴设置，并且从其内部延伸，所述下热媒管（10）位于所述导流筒（8）的外部周围。

8.根据权利要求7所述的预缩聚反应器，其特征在于，所述搅拌器（9）包括位于所述导流筒（8）内部的螺旋叶片（91）和位于所述导流筒（8）下方的垂直设置的分散叶片（92）。

9.根据权利要求8所述的预缩聚反应器，其特征在于，所述螺旋叶片（91）和所述分散叶片（92）之间的搅拌轴上设有轴下支撑（93），所述轴下支撑（93）固定在所述导流筒（8）内或者导流筒（8）外。

10.根据权利要求7所述的预缩聚反应器，其特征在于，所述导流筒（8）的侧壁上形成有用于容置液位计的液位计腔室（11）。