專利名稱：立式無(wú)攪拌縮聚反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反應(yīng)裝置，特別涉及一種用于聚酯生產(chǎn)的反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，有一種用于聚酯生產(chǎn)的反應(yīng)裝置，其聚合過(guò)程分為多個(gè)步驟進(jìn)行，至少為兩個(gè)反應(yīng)器才可以完成，其中有一個(gè)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)主要包括有臥式設(shè)置的殼體和殼體內(nèi)設(shè)置的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括位于同一水平軸線上的前攪拌軸和后攪拌軸，前攪拌軸伸出殼體外與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，后攪拌軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在殼體內(nèi)，所述前攪拌軸與前花板相連，后攪拌軸與后花板相連，前花板與后花板相平行設(shè)置，兩者之間的外周經(jīng)若干筋板相連，筋板之間經(jīng)三角形斜撐焊接連接，形成鼠籠狀。工作時(shí)，殼體與真空抽氣裝置相連，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子可對(duì)進(jìn)入殼體內(nèi)的反應(yīng)物料進(jìn)行攪拌，促進(jìn)物料中的反應(yīng)副產(chǎn)物蒸發(fā)并不斷被真空抽氣裝置抽走。其不足之處在于對(duì)于聚合初期的物料效果不好，由于初期物料粘度低，流動(dòng)性好，反應(yīng)難于控制，同時(shí)設(shè)備內(nèi)的真空度不可以根據(jù)反應(yīng)過(guò)程形成真空梯度。該裝置在工作時(shí)，需要?jiǎng)恿ρb置驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，其能耗較高。一種縮聚反應(yīng)塔，申請(qǐng)?zhí)?00420109531. 6 申請(qǐng)日2004-11_23，CN2741645Y，
公開(kāi)日為2005年11月23日，該裝置包括由內(nèi)殼體和外殼體組成的雙層殼體，內(nèi)殼體和外殼體之間為夾套，外殼體上設(shè)有連通夾套的熱媒進(jìn)、出口，雙層殼體上設(shè)有連通內(nèi)殼體內(nèi)腔的蒸汽抽出口、進(jìn)料口和出料口，所述雙層殼體直立設(shè)置，進(jìn)料口設(shè)置于雙層殼體上部并伸入內(nèi)殼體內(nèi)，出料口設(shè)置于雙層殼體的底部，進(jìn)料口和出料口之間設(shè)有若干水平設(shè)置的塔盤(pán)，所述塔盤(pán)包括外框，外框內(nèi)設(shè)有若干漏料通道。物料在該裝置內(nèi)單向流動(dòng)，無(wú)返混和流動(dòng)死角，也不需要外界動(dòng)力驅(qū)動(dòng)物料攪拌。其不足之處在于該裝置內(nèi)，物料逐層下降，對(duì)物料在各層塔盤(pán)上的堆積高度難以控制。此外，通過(guò)夾套加熱的方式，其加熱效率相對(duì)較低，熱量不能及時(shí)傳遞給物料，導(dǎo)致反應(yīng)速度相對(duì)較慢，反應(yīng)效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種立式無(wú)攪拌縮聚反應(yīng)器，使聚酯生產(chǎn)的聚合過(guò)程可以通過(guò)一個(gè)反應(yīng)器完成，替代了原有的多個(gè)反應(yīng)器，同時(shí)由于采用無(wú)攪拌結(jié)構(gòu)，其能耗低，反應(yīng)效率高。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種立式無(wú)攪拌縮聚反應(yīng)器，包括立式設(shè)置的塔體，塔體上設(shè)有進(jìn)料口和氣相出口，塔體底部還設(shè)有出料口，塔體由上向下分別設(shè)有預(yù)縮聚段和增粘段，所述預(yù)縮聚段包括至少兩層預(yù)縮聚單元，所述預(yù)縮聚單元包括水平設(shè)置在塔體內(nèi)的隔板，隔板上方設(shè)有加熱盤(pán)管，上一層預(yù)縮聚單元的隔板上設(shè)有通氣管和降液管插入到下一層預(yù)縮聚單元的隔板上方；所述進(jìn)料口設(shè)置在最上一層預(yù)縮聚單元的隔板上方；最下一層隔板上設(shè)有溢流管接通最下一層隔板的上、下空間；所述通氣管的上管口位置高于本層降液管的上管口位置，通氣管的下管口位置低于下一層降液管的上管口位置；所述溢流管的上管口位置高于最下一層通氣管的下管口位置；所述氣相出口設(shè)置在最下一層隔板的下方和增粘段上方之間在的塔體側(cè)面。該裝置工作時(shí)，反應(yīng)物料從進(jìn)料口進(jìn)入塔體內(nèi)，先進(jìn)入最上層預(yù)縮聚單元的隔板上，與該層的加熱盤(pán)管熱交換后，從降液管溢流進(jìn)入下一層預(yù)縮聚單元的隔板上，與該層加熱盤(pán)管進(jìn)行熱交換后，再?gòu)谋緦拥慕狄汗苤鸺?jí)下降，最后從最下層預(yù)縮聚單元所對(duì)應(yīng)的溢流管向下流到增粘段，經(jīng)過(guò)增粘段后，物料充分反應(yīng)，粘度增大，縮聚反應(yīng)后的物料最終從出料口離開(kāi)裝置。上述過(guò)程中，通過(guò)氣相出口不斷對(duì)裝置抽真空，在最上層預(yù)縮聚單元的上方，蒸發(fā)出來(lái)的氣體隨壓力的增加會(huì)從通氣管進(jìn)入下一層預(yù)縮聚單元內(nèi)，氣體從所述下一層預(yù)縮聚單元內(nèi)的液面下進(jìn)入，形成氣泡再上行，這樣逐層下降，最后從溢流管進(jìn)入最下一層預(yù)縮聚單元的隔板下方，進(jìn)而從氣相出口排出。由于氣泡形成在液面下，氣泡上行時(shí)，可對(duì)反應(yīng)物料進(jìn)行充分?jǐn)嚢?。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)反應(yīng)物料反應(yīng)時(shí)蒸發(fā)的氣體自行調(diào)節(jié)隔板上物料高度，避免物料堆積過(guò)多，同時(shí)，物料可與加熱盤(pán)管充分接觸吸收熱量，其熱效率高。通氣管的設(shè)置，可以在塔體內(nèi)部形成真空梯度，避免由于真空度過(guò)高引起的爆沸、帶料嚴(yán)重的情況發(fā)生。由于整個(gè)裝置內(nèi)無(wú)需采用動(dòng)力進(jìn)行攪拌，其能耗低。該裝置可用于PET、PBT等多種聚酯材料的生產(chǎn)中。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述預(yù)縮聚單元的隔板上設(shè)置導(dǎo)流板，導(dǎo)流板呈螺旋形固定在隔板上，上一層預(yù)縮聚單元的來(lái)料位置和本層預(yù)縮聚單元的出料位置分別位于螺旋形的起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置。導(dǎo)流板的設(shè)置，使得物料呈螺旋形流動(dòng)，一方面減少流動(dòng)死區(qū)，另一方面增加了物料與加熱盤(pán)管之間的換熱機(jī)會(huì)，促進(jìn)聚合反應(yīng)的進(jìn)行。其進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述通氣管的下管口開(kāi)口位置位于通氣管側(cè)面并朝向反應(yīng)物料流動(dòng)方向。氣體從通氣管向下一層預(yù)縮聚單元流動(dòng)時(shí)，氣流可推動(dòng)物料運(yùn)動(dòng)，同時(shí)起良好的攪拌作用。為保證加熱效率高，所述加熱盤(pán)管呈與導(dǎo)流板相對(duì)應(yīng)的螺旋形設(shè)置，加熱盤(pán)管與導(dǎo)流板之間留有間隙。加熱盤(pán)管可伴隨物料加熱，提高了加熱效率。為保證物料能均勻進(jìn)入增粘段，所述溢流管下方并位于氣相出口上方設(shè)有物料均布盤(pán)，物料均布盤(pán)上設(shè)有若干通孔，所述通孔包括氣流通孔和液流通孔，氣流通孔的孔徑大于液流通孔的孔徑，氣流通孔的上口邊緣高于液流通孔的上口邊緣。工作時(shí)，液體物料攤布在物料均布盤(pán)上，再?gòu)囊毫魍字芯鶆蛄鞒?，可形成較大的增發(fā)面，促進(jìn)反應(yīng)副產(chǎn)物蒸發(fā)，同時(shí)，物料可分散進(jìn)入增粘段內(nèi)；預(yù)縮聚段的氣體可從氣流通孔中進(jìn)入物料均布盤(pán)下方。為保證氣相出口不會(huì)將物料抽出，氣相出口所對(duì)應(yīng)的塔體內(nèi)內(nèi)側(cè)設(shè)有擋板，所述擋板上部與塔體內(nèi)壁密封連接，擋板下側(cè)留有氣流通道。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述增粘段包括至少一層增粘單元，增粘單元包括水平設(shè)置在塔體內(nèi)的上管板和下管板，上管板和下管板上密封連接有若干列管，塔體上設(shè)有接通上管板和下管板之間空間的加熱介質(zhì)出口和加熱介質(zhì)入口。利用加熱介質(zhì)可對(duì)穿過(guò)列管的物料進(jìn)一步加熱，使物料中的氣體和部分水分蒸發(fā)，物料粘度進(jìn)一步增加。其進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述列管上口連接有溢流下料管，溢流下料管上方設(shè)有傘帽，傘帽下側(cè)連接有套置在溢流下料管外的擋管。該方案使得物料沿列管的內(nèi)壁流下，而在列管中心位置仍能留下氣流通道，方便了氣體最終被從氣相出口抽走。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A-A向視圖。圖3為圖1的B-B向視圖。圖4為列管上部的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為物料均布盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5中C的局部放大圖。其中，I出料口，2下管板，3加熱介質(zhì)入口，4列管，5上管板，6擋管，7傘帽，8物料均布盤(pán)，9溢流管，10隔板，11通氣管下管口，12通氣管，13進(jìn)料口，14塔體，15加熱盤(pán)管，16降液管，17擋板，18氣相出口，19加熱介質(zhì)出口，20導(dǎo)流板，21溢流下料管，22氣流通孔，23液流通孔。
具體實(shí)施例方式如圖所示，為一種立式無(wú)攪拌縮聚反應(yīng)器，包括立式設(shè)置的塔體14，塔體14上設(shè)有進(jìn)料口 13和氣相出口 18，塔體14底部還設(shè)有出料口 1，塔體14由上向下分別設(shè)有預(yù)縮聚段和增粘段，所述預(yù)縮聚段包括至少兩層預(yù)縮聚單元，預(yù)縮聚單元包括水平設(shè)置在塔體14內(nèi)的隔板10，隔板10上方設(shè)有加熱盤(pán)管15，上一層預(yù)縮聚單元的隔板10上設(shè)有通氣管12和降液管16插入到下一層預(yù)縮聚單元的隔板10上方；所述進(jìn)料口 13設(shè)置在最上一層預(yù)縮聚單元的隔板10上方；最下一層隔板10上設(shè)有溢流管9接通最下一層隔板10的上、下空間；所述通氣管12的上管口位置高于本層降液管16的上管口位置，通氣管12的下管口位置低于下一層降液管16的上管口位置；所述溢流管9的上管口位置高于最下一層通氣管12的下管口位置；氣相出口 18設(shè)置在最下一層隔板10的下方和增粘段上方之間在的塔體14側(cè)面，氣相出口 18所對(duì)應(yīng)的塔體14內(nèi)內(nèi)側(cè)設(shè)有擋板17，所述擋板17上部與塔體14內(nèi)壁密封連接，擋板17下側(cè)留有氣流通道。預(yù)縮聚單元的隔板10上設(shè)置導(dǎo)流板20，導(dǎo)流板20呈螺旋形固定在隔板10上，上一層預(yù)縮聚單元的來(lái)料位置和本層預(yù)縮聚單元的出料位置分別位于螺旋形的起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置。加熱盤(pán)管15呈與導(dǎo)流板20相對(duì)應(yīng)的螺旋形設(shè)置，加熱盤(pán)管15與導(dǎo)流板20之間留有間隙。通氣管12的下管口開(kāi)口位置位于通氣管12側(cè)面并朝向反應(yīng)物料流動(dòng)方向。溢流管9下方并位于氣相出口 18上方設(shè)有物料均布盤(pán)8，物料均布盤(pán)8上設(shè)有若干通孔，所述通孔包括氣流通孔22和液流通孔23，氣流通孔22的孔徑大于液流通孔23的孔徑，氣流通孔22的上口邊緣高于液流通孔23的上口邊緣。增粘段由兩層增粘單元組成，增粘單元包括水平設(shè)置在塔體14內(nèi)的上管板5和下管板2，上管板5和下管板2上密封連接有若干列管4，塔體14上設(shè)有接通上管板5和下管板2之間空間的加熱介質(zhì)出口 19和加熱介質(zhì)入口 3。列管4上口連接有溢流下料管21，溢流下料管21上方設(shè)有傘帽7，傘帽7下側(cè)連接有套置在溢流下料管21外的擋管6。該裝置進(jìn)行聚酯生產(chǎn)時(shí)，混合后的液態(tài)反應(yīng)物料從進(jìn)料口 13進(jìn)入，首先物料進(jìn)入最上層預(yù)縮聚單元的隔板10上方，與該層的加熱盤(pán)管15熱交換后，物料繞過(guò)導(dǎo)流板20從降液管16溢流進(jìn)入下一層預(yù)縮聚單元的隔板10上，再與該下一層預(yù)縮聚單元的加熱盤(pán)管15進(jìn)行熱交換后，然后從溢流管9向下流到物料均布盤(pán)8上，物料穿過(guò)液流通孔23向下均勻分散進(jìn)入增粘段；在傘帽7阻擋下，反應(yīng)物料繞過(guò)擋管6從列管4內(nèi)壁自流向下，在列管4中心形成氣流上行通道；物料自流向下時(shí)，與加熱介質(zhì)再次進(jìn)行熱交換。經(jīng)過(guò)兩層增粘單元后，物料從出料口 I離開(kāi)。上述過(guò)程中，縮聚反應(yīng)產(chǎn)生的氣體可從氣相出口 18被抽真空裝置抽走，具體而言，上一層預(yù)縮聚單元中產(chǎn)生的氣體在內(nèi)部壓力作用下，從通氣管12下行進(jìn)入下一層預(yù)縮聚單元的液面下，對(duì)物料進(jìn)行攪拌，通氣管下管口 11方向的設(shè)置，可推行物料流動(dòng)；氣體逐級(jí)下降后，經(jīng)溢流管9、氣流通道從氣相出口 18離開(kāi)；增粘段中蒸發(fā)出的氣體可從列管4中心形成的氣流上行通道上行，最后匯集到氣相出口 18離開(kāi)裝置。物料在下行過(guò)程中吸熱，縮聚反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，物料的粘度也逐漸變大，完成反應(yīng)后的物料最終從出料口 I離開(kāi)本裝置。本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，在本發(fā)明公開(kāi)的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開(kāi)的技術(shù)內(nèi)容，不需要?jiǎng)?chuàng)造性的勞動(dòng)就可以對(duì)其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，預(yù)縮聚段可包括至少兩層預(yù)縮聚單元，增粘單元也可以是一層或多層，這些替換和變形均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種立式無(wú)攪拌縮聚反應(yīng)器，包括立式設(shè)置的塔體，塔體上設(shè)有進(jìn)料口和氣相出口， 塔體底部還設(shè)有出料口，塔體由上向下分別設(shè)有預(yù)縮聚段和增粘段，其特征在于所述預(yù)縮聚段包括至少兩層預(yù)縮聚單元，所述預(yù)縮聚單元包括水平設(shè)置在塔體內(nèi)的隔板，隔板上方設(shè)有加熱盤(pán)管，上一層預(yù)縮聚單元的隔板上設(shè)有通氣管和降液管插入到下一層預(yù)縮聚單元的隔板上方；所述進(jìn)料口設(shè)置在最上一層預(yù)縮聚單元的隔板上方；最下一層隔板上設(shè)有溢流管接通最下一層隔板的上、下空間；所述通氣管的上管口位置高于本層降液管的上管口位置，通氣管的下管口位置低于下一層降液管的上管口位置；所述溢流管的上管口位置高于最下一層通氣管的下管口位置；所述氣相出口設(shè)置在最下一層隔板的下方和增粘段上方之間在的塔體側(cè)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式無(wú)攪拌縮聚反應(yīng)器，其特征在于所述預(yù)縮聚單元的隔板上設(shè)置導(dǎo)流板，導(dǎo)流板呈螺旋形固定在隔板上，上一層預(yù)縮聚單元的來(lái)料位置和本層預(yù)縮聚單元的出料位置分別位于螺旋形的起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立式無(wú)攪拌縮聚反應(yīng)器，其特征在于所述加熱盤(pán)管呈與導(dǎo)流板相對(duì)應(yīng)的螺旋形設(shè)置，加熱盤(pán)管與導(dǎo)流板之間留有間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立式無(wú)攪拌縮聚反應(yīng)器，其特征在于所述通氣管的下管口開(kāi)口位置位于通氣管側(cè)面并朝向反應(yīng)物料流動(dòng)方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的立式無(wú)攪拌縮聚反應(yīng)器，其特征在于所述溢流管下方并位于氣相出口上方設(shè)有物料均布盤(pán)，物料均布盤(pán)上設(shè)有若干通孔，所述通孔包括氣流通孔和液流通孔，氣流通孔的孔徑大于液流通孔的孔徑，氣流通孔的上口邊緣高于液流通孔的上口邊緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的立式無(wú)攪拌縮聚反應(yīng)器，其特征在于氣相出口所對(duì)應(yīng)的塔體內(nèi)內(nèi)側(cè)設(shè)有擋板，所述擋板上部與塔體內(nèi)壁密封連接，擋板下側(cè)留有氣流通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的立式無(wú)攪拌縮聚反應(yīng)器，其特征在于所述增粘段包括至少一層增粘單元，增粘單元包括水平設(shè)置在塔體內(nèi)的上管板和下管板，上管板和下管板上密封連接有若干列管，塔體上設(shè)有接通上管板和下管板之間空間的加熱介質(zhì)出口和加熱介質(zhì)入口。
8.根據(jù)權(quán)利要求根據(jù)權(quán)利要求7所述的立式無(wú)攪拌縮聚反應(yīng)器，其特征在于所述列管上口連接有溢流下料管，溢流下料管上方設(shè)有傘帽，傘帽下側(cè)連接有套置在溢流下料管外的擋管。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了聚酯生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域內(nèi)的一種立式無(wú)攪拌縮聚反應(yīng)器，包括塔體，塔體上設(shè)有進(jìn)料口和氣相出口，塔體底部還設(shè)有出料口，塔體由上向下分別設(shè)有預(yù)縮聚段和增粘段，所述預(yù)縮聚段包括至少兩層預(yù)縮聚單元，預(yù)縮聚單元包括水平設(shè)置在塔體內(nèi)的隔板，隔板上方設(shè)有加熱盤(pán)管，上一層預(yù)縮聚單元的隔板上設(shè)有通氣管和降液管插入到下一層預(yù)縮聚單元的隔板上方；所述進(jìn)料口設(shè)置在最上一層預(yù)縮聚單元的隔板上方；最下一層隔板上設(shè)有溢流管接通最下一層隔板的上、下空間；氣相出口位于最下一層隔板和增粘段之間在的塔體側(cè)面。反應(yīng)生成的氣體，可對(duì)反應(yīng)物料進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，其熱效率高、能耗低。該裝置可用于PET、PBT等聚酯的生產(chǎn)中。
文檔編號(hào)C08G63/78GK103041763SQ20131001715
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者景遼寧 申請(qǐng)人:揚(yáng)州惠通化工技術(shù)有限公司