专利名称：预缩聚反应器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生产聚对苯二曱酸乙二醇酯(PET)预聚物熔体的 预缩聚反应器装置。
背景技术：
生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的常规缩聚方法包括有预缩 聚和终缩聚两个阶段.其中预缩聚是将使酯化阶段生成的齐聚物完全 完成酯化反应，使其酯化率提高到99%以上，与此同时开始进行缩聚 反应。
预缩聚反应处于正压到负压的转换过程，目前大多数采用两个独 立的反应器来完成预缩聚反应，还有一部分工厂为完成这种巧妙的转 换过程采用了管道反应器或塔式反应器，但是效果均不是特别的理 想，两个独立的预缩聚反应器导致工艺流程较长、占地面积大、成本 樣入大且日常维护复杂，管道反应器或塔式反应器同样存在工艺流程 长、 一次性投资较大的问题，同时，停车时损失的未反应物料多，浪 费量较大。
采用两个独立的反应器或者集合到一个反应器中的装置部分采 用液相物料外循环，为了防止物料在外部循环中的热量损失，必须在 循环管道外部包裹大量的保温层或保温夹套，提高了生产成本，同时 难以维持恒定的物料温度。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种预缩聚反应器装置。采用这种反应器，可以有效的完成预缩聚反应中正压(或微负压)反 应向负压反应环境的顺利转换，提高了熔体的酯化率，有利于降低能 量消耗和生产成本。
本发明是通过以下技术方案实现的
一种预缩聚反应器装置，包括壳体，所述壳体内设有隔板，所迷 隔板将所述壳体分为上腔体和下腔体，所述隔板中部设有向上延伸的 隔离筒体，所述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所述引导阀门进入所述下腔体，所述隔离筒体 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 的液体通过所述截留阀门进入所述下腔体，所述壳体上设有物料进 口，所迷上腔体内设有挡板，所述挡板两側分别连接所述壳体内壁和 所述隔离筒体的外壁，并封闭该壳体内壁和隔离筒体外壁之间的通 道，所述物料进口位于所述挡板的一側，所述引导阀门和截留阀门位 于所述挡板的另一侧。
在隔板中部设有所述的隔离筒体时，可以将隔板;f见为呈环形板状 的隔板主体和连接在隔板主体上的隔离筒体两部分，隔板主体下部空 间和隔离筒体内部的空间相互连通为一体，构成所述的下腔体，而外 壳、隔板主体和隔离筒体围成的空间构成所述的上腔体。
所述下腔体内可以设有由搅拌装置。
所述隔离筒体上可以设有分别位于所述引导阀门两侧的导流板， 以^使引导气流顺利流动，减少湍流和阻力。
所述各导流板均可以呈弯曲形，以形成弯曲的介质流通道，所述狭缝两侧设有与所述阀塞配合的狭缝侧壁。
所述引导阀门可以是能够调节流量的调节阀。
所述调节阀可以包括设置在所述隔离筒体侧壁上的竖向狭缝和 可上下移动的阀塞，所述阀塞下部为可与所述狭缝构成密封副的光 杆，上部为螺杆，所述螺杆延伸至所述密封壳体外，并设有与其螺紋 配合的螺母，所述螺母与所述壳体固定连接。通过调节岡塞在狭缝中 的插入深度，就可以控制气体穿过狭缝的截面积的大小，由此调节气 体流量以及引导阀门两侧(上腔体和下腔体)的压力差。
所述截留阀门可以包括设置在隔板主体上用于介质流过的通道 孔以及与该通道孔配合的阀板，所述阀板通常可以通过截留阀传动机 构连接截留阀阀杆，所述截留阀阀杆的外端延伸到所述密封壳体外。 所述通道孔可以直接开设在隔板主体上，也可以在隔板主体上开一个 孔，然后在该这个孔上安装一个设置介质流通道的阀体，该阀体上的 介质流通道即构成所述的通道孔。
所述截留阀传动机构可以包括一个螺杆螺母副，所述螺母固定安 装在所述隔板上，所述螺杆连接所述阀板，带动阀板移动，所述阀杆 上设有螺旋齿，所述螺母外側设有与所述螺旋齿啮合的斜齿，与所述 阀杆构成蜗杆副。旋转阀杆，带动螺母转动，进而带动螺杆转动，使 连接在螺杆一端的阀板移动，当阀板完全覆盖或封闭所述通道孔时， 该截留阀门关闭，当阀板完全离开所述通道孔时，该截留岡门完全开 启，当阀板挡住通道孔的部分面积时，该截留阀门不完全开启。
所述通道孔横向宽度超过所述阀板主体宽度的1/2,以保证介质流的均匀，减小死角；所述截留阀阀杆的外端可以连接有手动控制设备。
所述上腔体的一侧可设有物料进口 ，所述下腔体的上部可设有延 伸至所述壳体外的排气通道，所述下腔体底部可以设有预聚物出口 ， 所述上腔体内底部和所述下腔体内底部通常可以设有若干加热装置。
所述壳体壁可以开有若干热媒介质输入管道的进口和热媒介质 输出管道的出口 ，若千所述热媒介质输入管道与热媒介质输出管道分 别连接所述上腔体加热装置和所述下腔体加热装置，所有所述热^^某介 质输入管道在所述壳体外通过组件相连汇成一条管道后或各自与热 媒源相连，所有所述热媒介质输出管道在所述壳体外通过组件相连汇 成一条管道后或各自与热々某源相连。
所述壳体通常可以在其外侧包覆有具有保温功能的夹套。
本发明的有益效果由于将正压(或微负压)的上腔体和负压的下 腔体设置在同一个壳体内，由此简化了设备结构；由于设置了用于气 体通过的引导阀门和用于液体通过的截留阀门，由此可以通过调节各 阀门的开度方便地实现对流量以及上腔体和下腔体压力的调节，方便 了工艺控制；由于气体和液体均在壳体内流动，避免了装置外流动的 热量损失，也节省了保温夹套的制作成本和架设管道的成本。由于隔 离筒体将位于上腔体中央，使上腔体形成一个环形空间，而挡板将该 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，即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，避免了由物料进口到阀门之间的"短路"， 保证了物料上腔体充分反应和蒸发。
图1是本发明装置的俯视结构示意图； 图2是本发明装置的A-A旋转剖面示意图； 图3是本发明装置的B-B旋转剖面示意图。
具体实施例方式
. 参见图l至图3，本发明提供了一种预缩聚反应器装置，该装置 包括封闭壳体20,所述封闭壳体被隔板3分隔为上腔体1和下腔体2， 所述隔板中部向上延伸成隔离筒体4。
所述隔离筒体4的上部开有引导阀门7,所述引导阀门为调节阀， 所述调节阀包括_没置在隔离筒体上的竖向狭缝，塞入狹缝可以上下移 动的阀塞6，狭缝两侧设有与所述阀塞配合的狭缝侧壁5，所述阀塞下 部为可与所述狭缝构成密封副的光杆，上部为螺杆，所述螺杆延伸至 所述密封壳体外，并设有与其螺紋配合的螺母，所述螺母与所述壳体 固定连接。
所述隔离筒体在所述引导阀门两侧分别设有导流板，所述导流板 为弯曲形，以形成弯曲的介质流通道，方便介质流动不出现死角现象， 处于正压(或微负压)的上腔体的气体物料由上腔体经导流板、狭缝 状引导阀门和下腔体导流板逐步ii7v下腔体，气相物料在空间突然扩 大、流速减小的情况下进行汽液分离，气体从穿过上腔体的出口排出， 液相物料落入下腔体内继续进行负压状态的缩聚反应。所述隔离筒体下部或隔板上开有截留阀门，所述截留阀门可以包 括设置在隔离筒体或隔板上用于液体物料流过的流通孔和与该流通
孔配合的阀板8。
所述流通孔为细长形，所述通道孔的横向宽度超过所述阀板宽度 的1/2,以保证介质流动均勻，减少死角。
挡板25将环形上腔体的一个断面隔断各阀门位于挡板的一侧， 物料进口位于挡板的另一侧，使上腔体内的物料无法循环流动，也无 法逆向流动。
所述阀板通常可以通过截留阀传动才几构9连接截留阀阀杆10， 所述截留阀阀杆的外端延伸到所述密封壳体外，并连接有控制设备 11 ，所述控制设备可以为手动也可以为其他的控制方式。
所迷截留阀传动机构可以包括一个螺杆螺母副，所述螺母固定安 装在所述隔板上，所述螺杆连接所述阀板，带动阀板移动，所述阀杆 上设有螺旋齿，所述螺母外侧设有与所述螺旋齿啮合的斜齿，与所述 阀杆构成蜗杆副。
所述上腔体的侧壁开有物料进口 12。
所述下腔体的底部开有预聚物出口 14，所述下腔体的侧壁开有 排气通道13,所述排气通道延伸至所述壳体外部，用于排出上腔体 和下腔体反应中生产的废气，所述下腔体内底部设有搅拌装置，所述 搅拌装置可以包括搅拌电机19、搅拌轴18和搅拌桨17,由于上腔体 在反应时依靠物料自身沸腾进行搅拌，所以搅拌器只要作用于下腔体 即可，因此搅拌装置设在下腔底部。所述上腔体和所述下腔体内均设有加热装置15，该加热装置可 以采用一组现有加热盘管或其他加热器，加热盘管分别连有热媒介质 输入管道和输出管道，所述输入管道或输出管道从所述密闭壳体内部 延伸至壳体外，分别或者并联到一个总的输入管道或输出管道后，连 接到热媒源16。
所述壳体在其外侧包覆有一具有保温功能的夹套21。
该装置内保持密封状态。
本发明中预缩聚反应器的具体工作流程如下
首先将来自酯化反应器的酯化产物凭借压力差通过物料进口送 入上腔体，在上腔体内由加热管进行加热，并且由于反应器逐渐减压 的条件下设计，使物料进入上腔体后呈沸腾状态，靠物料自身沸腾进 行混合，并在气泡发生过程进行搅拌，此时酯化产物中的乙二醇被气 化，产生液相物料与气相物料，其中液相物料通过截留阀的控制流入 下腔体，其中所述截留阀用于控制液体流量以及上下腔体内的液面 差。而气化后的气相物料借助于上腔体与下腔体间压力差的作用以极 高的速度经引导阀门的狭缝，进入下腔体，其中引导阀门即调节阀， 该调节阀可以根据实际生产的需要调节狭缝的大小，气体物料部分变 为液体滴入液体物料中与进入下腔体的液体物料一起继续坤皮下腔体 内底部的加热管进行加热，并在搅拌装置的作用下进行搅拌缩聚反 压，该下腔体的温度在272-276。C之间，到达停留时间(约1. 5小时) 后物料从下腔体的预聚物出口排出；反应中上腔体和下腔体缩聚反应 产生的乙二醇蒸汽和水蒸气及其他气体从下腔体的排气通道一同排入尾气处理系统。
权利要求
1、一种预缩聚反应器装置，其特征在于包括壳体，所述壳体内设有隔板，所述隔板将所述壳体分为上腔体和下腔体，所述隔板中部为向上延伸的隔离筒体，所述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所述引导阀门进入所述下腔体，所述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所述截留阀门进入所述下腔体，所述壳体上设有物料进口，所述上腔体内设有挡板，所述挡板两侧分别连接所述壳体内壁和所述隔离筒体的外壁，并封闭该壳体内壁和隔离筒体外壁之间的通道，所述物料进口位于所述挡板的一侧，所述引导阀门和截留阀门位于所述挡板的另一侧。
2、 根据权利要求1所述预缩聚反应器装置，其特征在于所述调节阀包括设置在所述隔离筒体侧壁上的竖向狭缝和可上下移动的阀塞，所述阀塞下部为可与所述狭缝构成密封副的光杆，上部为螺杆，所述螺杆延伸至所述密封壳体外，并设有与其螺紋配合的螺母，所述 螺母与所述壳体固定连接。
3、 根据权利要求2所述预缩聚反应器装置，其特征在于所述隔 离筒体上设有分别位于所述引导阀门两侧的导流板，所述引导阀门为 调节阀，所述下腔体内设有搅拌装置。
4、 根据权利要求3所述预缩聚反应器装置，其特征在于所述各 导流板均呈弯曲形，所述狭缝两侧设有与所述阀塞配合的狭缝侧壁。
5 、 根据权利要求1 、 2 、 3或4所述预缩聚反应器装置，其特征在于所述截留阀门包括设置在隔板上用于介质流过的通道孔以及与 该通道孔配合的阀板，所述阀板通过截留阀传动机构连接截留阀阀 杆，所述截留阀阀杆的外端延伸到所述密封壳体外。
6、 根据权利要求5所述预缩聚反应器装置，其特征在于所述截 留阀传动机构包括一个螺杆螺母副，所述螺母固定安装在所述隔板 上，所述螺杆连接所述阀板，带动阀板移动，所述阀杆上设有螺旋齿， 所述螺母外侧设有与所述螺旋齿啮合的斜齿，与所述阀杆构成蜗杆副。
7、 根据权利要求6所述预缩聚反应器装置，其特征在于所述通 道孔横向宽度超过所述阀板宽度的1/2;所述截留阀岡杆的外端连接 有控制设备。
8、 根据权利要求7所述预缩聚反应器装置，其特征在于所述下 腔体的上部设有延伸至所述壳体外的排气通道，所述下腔体底部设有 预聚物出口 ，所述上腔体内底部和所迷下腔体内底部i殳有若干加热装置。
9、 根据权利要求8所述预缩聚反应器装置，其特征在于所述壳 体壁开有若干热媒介质输入管道的进口和热々某介质输出管道的出口 ， 若干所述热媒介质输入管道与热媒介质输出管道分别连接所述上腔 体加热装置和所述下腔体加热装置，所有所述热媒介质输入管道在所 迷壳体外通过组件相连汇成一条管道后或各自与热媒源相连，所有所 述热媒介质输出管道在所述壳体外通过组件相连汇成一条管道后或 各自与热媒源相连。
10、根据权利要求9所述预缩聚反应器装置，其特征在于所述壳
全文摘要
本发明涉及一种预缩聚反应器装置，包括壳体，所述壳体内设有隔板，所述隔板将所述壳体分为上腔体和下腔体，所述隔板中部设有向上延伸的隔离筒体，所述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所述引导阀门进入所述下腔体，所述隔离筒体下部或隔板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所述截留阀门进入所述下腔体，由此通过调节各阀门的开度可以方便地实现对流量以及上腔体和下腔体压力的调节。本发明结构简单，控制方便，成本低，主要可以用于聚酯的生产。
文档编号B01J19/00GK101612544SQ20091008529
公开日2009年12月30日 申请日期2009年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者周其圭, 周秀恒, 莼 张, 张慧书, 罗文德 申请人:中国纺织工业设计院