專利名稱：高效、簡化組合式預縮聚反應器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種化工反應裝置，更具體地說，涉及一種生產聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)預聚物熔體的高效、簡化組合預縮聚反應器。
背景技術：
生產聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的常規縮聚方法包括有酯化物的預縮聚和終縮聚兩個階段。其中預縮聚階段是物料從酯化階段到終縮聚階段的過渡階段，它將使酯化階段生成的齊聚物完全完成酯化反應，使其酯化率提高到99％以上，與此同時開始進行縮聚反應。由于預縮聚反應過程中壓力變化是從正壓到真空的減壓過程，因此目前大多采用兩個獨立的反應器來完成預縮聚過程，也有的采用管道反應器，或塔式反應器來處理這種減壓工藝過程。
但是采用兩個獨立的預縮聚反應器來實現預縮聚過程存在有流程冗長、控制點多、占地面積大、日常操作費用增加及投資大等問題。
而采用管道反應器或塔式反應器來實現預縮聚過程從反應原理上講是合理的，但是從工業實踐中可知此類反應器消耗的金屬材料多，反應過程長，停車時損失的未反應物料多(排廢料多)，因此同樣導致存在一次投資多、消耗大、成本高等問題。
為此，本實用新型中的創作人憑借其多年從事相關行業的經驗與實踐，并經潛心研究與開發，終于創造出一種在可簡化預縮聚流程、節省投資、節省能源，節省日常操作費用、易于操作控制、產品質量優良的高效、簡化組合式預縮聚反應器。
發明內容
本實用新型的主要目的在于提供一種高效、簡化組合式預縮聚反應器，該反應器可以解決目前采用兩個獨立預縮聚反應器、管道反應器或塔式反應器所存在的流程冗長、控制點多、占地面積大、日常操作費用增加及投資大等問題。
本實用新型中的高效、簡化組合式預縮聚反應器包括有一上腔體和一下腔體，在所述下腔體內部設有由外力驅動的攪拌裝置，其中所述上腔體與下腔體通過一隔離筒體組合在一密閉的殼體內，所述上腔體設有一物料進口，并在該上腔體內部設有加熱盤管；所述下腔體的上部設有延伸出所述殼體外的排氣通道、底部設有與所述上腔體底部連通的管道及預聚物出口，同時在該下腔體的內部設有加熱盤管；在所述隔離筒體上開設有一狹縫，且該狹縫處往下腔體內部延伸設置有彎弧板，該彎弧板與所述隔離筒體形成一用于連通所述上腔體與下腔體的彎曲漩流通道，并在所述狹縫處設有一用于調節狹縫大小的調節閥。
在連通所述上腔體與下腔體底部之間的管道上設有調節閥。
所述上腔體內部位于狹縫的一側設有一導流板。
所述攪拌裝置通過軸與設在所述殼體頂部的驅動裝置連接。
所述加熱盤管的出、入口均與液相熱媒加熱總管連接。
所述殼體在其外側包覆有一具有保溫功能的夾套。
本實用新型中的高效、簡化組合式預縮聚反應器具有結構新穎、工藝簡捷、成本低廉、預縮聚反應器出口特性粘度可達0.22～0.28，滿足預縮聚過程要求等優點。
圖1是本實用新型中反應器的縱向剖視示意圖；圖2是本實用新型中反應器的橫向剖視示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型中的具體實施例作進一步詳細說明。
如圖1和圖2所示，本實用新型中的高效、簡化組合式預縮聚反應器包括有一密閉的殼體1，該殼體1在其內部通過一隔離筒體2分隔成呈常壓狀態的上腔體3與呈真空狀態的下腔體4，其中上腔體3圍設在下腔體4外側的頂部，并在下腔體4內部設有一攪拌裝置8，該攪拌裝置8由軸80與設在殼體1頂部的驅動裝置81驅動。
上腔體3在其下部的壁上設有一物料進口30和一物料出口31，其中物料進口30通過管道與聚酯酯化反應器(圖中未示出)相連通，同時在上腔體3的內底部設置有一組加熱盤管5，該加熱盤管5的進、出口51、52分別與外界的液相熱媒加熱管(圖中未示出)連通。
下腔體4在其下部的壁上設有一預聚物料出口40及一物料進口41，其中預聚物料出口40通過管道與終縮聚反應器(圖中未示出)相連通，物料進口41通過管道6與上腔體3底部的物料出口31相連通，并在該管道6上設置有一調節閥7，用于控制從上腔體3輸入下腔體4中物料的流量，從而控制上、下腔體3、4中的液位差，使反應器生產平穩。下腔體4在其上部設有一延伸出殼體1外的排氣通道42，如圖1所示，使下腔體4及上腔體3中反應產生的氣體通過該排氣通道42輸入到尾氣處理裝置中，同時在隔離筒體2上開設有一用于連通上、下腔體3、4的狹縫20，并在該狹縫20處往隔離筒體2的內部延伸有一彎弧板21，如圖2所示，該彎弧板21與隔離筒體2內壁形成一由小到大的彎曲漩流通道22，另在狹縫20處設有一用于控制狹縫20大小的調節閥23，進一步用于控制上、下腔體3、4之間的壓力。該調節閥23延伸出殼體1頂部，并設在殼體1的頂部，其中其與殼體1頂部的連接處為密封連接，由于調節閥23與密封連接處的結構為現有技術，不再此詳細說明。
在下腔體4的內底部設有一組加熱盤管9，該加熱盤管9的進、出口91、92分別上腔體3中加熱盤管5的進、出口合并后與外界的液相熱媒加熱管(圖中未示出)連通，即由液相熱媒加熱管輸來的液相熱媒分別進入反應器上、下腔體3、4的加熱盤管5和9中，經換熱后，再回到熱媒系統。
如圖2所示，在上腔體3內部位于狹縫20的一側設置有一導流板32，利用該導流板32可以使上腔體3內部的氣體沿給定方向流動，并進入彎曲漩流通道22內，利用該導流板32與彎曲漩流通道22的設置，可以有效增強氣相與液相的分離，使氣相通過排氣通道42排入尾氣處理裝置，而液相則落入下腔體中進行縮聚反應。
攪拌裝置8采用市售成熟產品，對其結構與功能不再另行詳細描述，該攪拌裝置8通過軸80樞設在下腔體4的內底部，而軸80延伸出殼體1的頂部，并通過減速機、聯軸節與電機連接，其中在軸80與殼體1的連接處為密封連接，由于此攪拌裝置8、驅動攪拌裝置的軸、電機等均采用市售成熟產品，且作為本技術領域的普通技術人員在不經任何創造性勞動就能實現，因此對于在下腔體4內部如何設置攪拌裝置8的具體結構不再另行詳細說明。
如圖1所示，殼體1在其外壁設置有一具有保溫功能的夾套10，同時在各管道及加熱盤管的出、入口管道外均套置有具有保溫功能的夾套(圖中未示出)，由于夾套的結構與設置是現有技術，因此也不再另行說明。
本實用新型中高效、簡化組合式預縮聚反應器的具體工作流程如下首先將來自酯化反應器的酯化產物憑借壓力差通過物料進口30送入上腔體3，在上腔體3內由加熱盤管5進行加熱，并且由于反應器逐漸減壓的條件下設計，使物料進入上腔體3后呈沸騰狀態，靠物料自身沸騰進行混合，并在氣泡發生過程進行攪拌，此時酯化產物中的乙二醇被氣化，產生液相物料與氣相物料，其中液相物料通過物料出口31、管道6并在調節閥7的控制下流入下腔體4，而氣化后的氣相物料借助于上腔體3與下腔體4間20～40mbar左右壓力差的作用以極高的速度經狹縫20、彎曲漩流通道22旋轉進入下腔體4內，該氣相物料中含有的液滴落入下腔體4的液體中。
進入下腔體4中的液相物料繼續被設在下腔體4內部的加熱盤管進行加熱，并在攪拌裝置8的作用下進行縮聚反應，該下腔體4的溫度在272～276℃之間，到達停留時間(約1.5小時)后物料從預聚物出口40排出，進入終縮聚反應器。在下腔體4中物料反應產生的氣體連同上腔體3的氣體，一同從排氣通道42排入尾氣處理系統。
綜上所述，本實用新型中的高效、簡化組合式預縮聚反應器具有下述優點1.由于僅利用一個設備就可完成目前采用兩個獨立的反應器所完成的預縮聚過程，因此具有簡化設備、減化工藝、降低成本、節省能源，易于操作控制、產品質量優良等優點；2.借助于上腔體內的導流板的設置，使得反應過程氣相與液相的充分分離，從而提高了反應機率。
3.借助于調節閥對物料流量的控制，具有生產平穩、控制簡單的優點。
權利要求1.一種高效、簡化組合式預縮聚反應器，包括有一上腔體和一下腔體，在所述下腔體內部設有由外力驅動的攪拌裝置，其特征在于所述上腔體與下腔體通過一隔離筒體組合在一密閉的殼體內，所述上腔體設有一物料進口，并在該上腔體內部設有加熱盤管；所述下腔體的上部設有延伸出所述殼體外的排氣通道、底部設有與所述上腔體底部連通的管道及預聚物出口，同時在該下腔體的內底部設有加熱盤管；在所述隔離筒體上開設有一狹縫，且該狹縫處往所述下腔體內部延伸設置有彎弧板，該彎弧板與所述隔離筒體形成一用于連通所述上腔體與下腔體的彎曲漩流通道，并在所述狹縫處設有一用于調節狹縫大小的調節閥。
2.根據權利要求1中所述的高效、簡化組合式預縮聚反應器，其特征在于在連通所述上腔體與下腔體底部之間的管道上設有調節閥。
3.根據權利要求1中所述的高效、簡化組合式預縮聚反應器，其特征在于所述上腔體內部位于狹縫的一側設有一導流板。
4.根據權利要求1中所述的高效、簡化組合式預縮聚反應器，其特征在于所述攪拌裝置通過軸與設在所述殼體頂部的驅動裝置連接。
5.根據權利要求1中所述的高效、簡化組合式預縮聚反應器，其特征在于所述加熱盤管的出、入口均與液相熱媒加熱管連接。
6.根據權利要求1中所述的高效、簡化組合式預縮聚反應器，其特征在于所述殼體在其外側包覆有一具有保溫功能的夾套。
專利摘要本實用新型公開了一種高效、簡化組合式預縮聚反應器，該反應器包括有一上腔體、一下腔體，設在下腔體內部由外力驅動的攪拌裝置。上腔體與下腔體通過一隔離筒體組合在一密閉的殼體內，其中上腔體設有一物料進口，并在該上腔體內部設有加熱盤管；下腔體的上部設有延伸出殼體外的排氣通道、底部設有與上腔體底部連通的管道及預聚物出口，同時在該下腔體的內底部設有加熱盤管。在隔離筒體上開設有一狹縫，且在該狹縫處往下腔體內部延伸設置有彎弧板，該彎弧板與隔離筒體形成一用于連通上腔體與下腔體的彎曲漩流通道，并在狹縫處設有一用于調節狹縫大小的調節閥。
文檔編號C08G63/00GK2707759SQ20042006471
公開日2005年7月6日 申請日期2004年6月2日 優先權日2004年6月2日
發明者周華堂, 張慧書, 周琪圭, 周秀姮 申請人:中國紡織工業設計院