一种聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯聚合装置的制作方法

1.本实用新型涉及化合物生产制备技术领域，特别是涉及一种聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(pbat)聚合装置。


背景技术：

2.聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(pbat)是一种芳香族－脂肪族共聚酯，在分子主链上同时含有芳香族聚酯结构单元与脂肪族聚酯结构单元的共聚酯，具有优良的生物降解性和较好的力学性能，可广泛应用于食品、药品包装、农业生产等领域。酯化熔融缩聚工艺是先将1,4-丁二醇(bdo)分别与对苯二甲酸酸(pta)、己二酸(aa)进行酯化，然后再在高真空条件下进行熔融缩聚，最终生产出pbat切片，并副产四氢呋喃(thf)。
3.目前，酯化反应的催化剂一般从顶部加入酯化釜。但是，pta酯化的催化剂为可溶性过渡金属配合物，极易与氨基、羟基、羧基、酰胺等极性基团反应，容易水解失活。考虑酯化副产物水主要从酯化釜的顶部被抽吸走，若从酯化釜的顶部加入pta酯化反应的催化剂，会导致部分催化剂发生水解失活，酯化反应不够完全。
4.为节省设备采购成本，酯化产物输送泵和预聚物输送泵通常设计为单泵运行。但是，根据长期生产经验发现，酯化釜和预缩聚塔在长期运行后会脱落出碳化物，造成齿轮泵堵塞事故，必须中断生产进行检修。
5.目前现有的工业化装置中，一般从终缩聚工段才开始分为并列生产线，而终聚反应通过改变催化剂来控制反应的效果有限，难以得到不同的改性产品。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于一种聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(pbat)聚合装置，解决实际生产中部分催化剂水解失活、酯化物和预聚物出料泵易堵的问题，可以同时稳定生产出高质量的两种pbat切片产品。
7.为实现上述的目的，本实用新型采用如下的技术方案：一种聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(pbat)聚合装置，包括pta酯化釜、aa酯化釜、第二酯化釜、第一预缩聚塔、第二预缩聚塔，所述pta酯化釜、aa酯化釜分别连通有催化剂添加管线，所述pta酯化釜的上端物料出口和第二酯化釜的上端进口之间设置有pta酯化物齿轮泵和pta酯化物质量流量计，所述aa酯化釜的下端物料出口和第二酯化釜的上端进口之间设置有aa酯化物齿轮泵和aa酯化物质量流量计，所述第二酯化釜与所述第一预缩聚塔、第二预缩聚塔通过三通阀连接，所述第一预缩聚塔的下端出口设置有第一预聚物齿轮泵和第一预聚物质量流量计，所述第二预缩聚塔的下端出口设置有第二预聚物齿轮泵和第二预聚物质量流量计。
8.进一步的，上述的聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(pbat)聚合装置中，所述催化剂添加管线依次设置有质量流量计和调节阀，所述pta酯化釜催化剂添加管线与所述pta酯化釜的底端进料管线连通，aa酯化釜催化剂添加管线与所述aa酯化釜的上端进料管线连通。
9.进一步的，上述的聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(pbat)聚合装置中，所述pta酯化
物齿轮泵、pta酯化物质量流量计、aa酯化物齿轮泵、aa酯化物质量流量计、第一预聚物齿轮泵、第一预聚物质量流量计、第二预聚物齿轮泵和第二预聚物质量流量计均采用一用一备的设置方式，使得某一齿轮泵或质量流量计发生堵塞时切换使用。
10.进一步的，上述的聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(pbat)聚合装置中，所述预缩聚塔设置两条生产线，用于生产不同型号的产品。
11.进一步的，上述的聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(pbat)聚合装置中，所述第二酯化釜的下端物料出口与所述三通阀的进口通过管道连接，所述三通阀的第一出口与第一预缩聚塔的上端进口通过管道连接，并设置有第一预聚进料齿轮泵，所述三通阀的第二出口与第二预缩聚塔的上端进口通过管道连接，并设置有第二预聚进料齿轮泵。
12.本发明在预缩聚阶段开始设置两条并列生产线，可以通过三通阀来调节两条生产线的流量，并同时生产两种型号的pbat切片产品。
附图说明
13.图1为本实用新型图1为本实用新型聚合装置结构示意图；
14.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
15.1、pta催化剂流量计，2、pta催化剂调节阀，3、pta酯化釜，4、pta酯化物齿轮泵，5、pta酯化物流量计，6、aa催化剂流量计，7、aa催化剂调节阀，8、aa酯化釜，9、aa酯化物齿轮泵，10、aa酯化物流量计，11、第二酯化釜，12、三通阀，13、第一预聚进料齿轮泵，14、第一预缩聚塔，15、第一预聚物齿轮泵，16、第一预聚物质量流量计，17、第二预聚进料齿轮泵，18、第二预缩聚塔，19、第二预聚物齿轮泵，20第二预聚物质量流量计。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但不构成对本实用新型保护范围的限制。
17.参见图1，本实用新型提供一种聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(pbat)聚合装置，包括pta酯化釜3、aa酯化釜8、第二酯化釜11、第一预缩聚塔14、第二预缩聚塔18，其中，pta酯化釜3、aa酯化釜8分别连通有催化剂添加管线，pta酯化釜3的上端物料出口和第二酯化釜11的上端进口之间设置有pta酯化物齿轮泵4和pta酯化物质量流量计5，aa酯化釜8的下端物料出口和第二酯化釜11的上端进口之间设置有aa酯化物齿轮泵9和aa酯化物质量流量计10，第二酯化釜11与所述第一预缩聚塔14、第二预缩聚塔18通过三通阀12连接，第一预缩聚塔14的下端出口设置有第一预聚物齿轮泵15和第一预聚物质量流量计16，第二预缩聚塔18的下端出口设置有第二预聚物齿轮泵19和第二预聚物质量流量计20。
18.具体的，pta催化剂添加管线依次设置有pta催化剂流量计1和pta催化剂调节阀2，aa催化剂添加管线依次设置有aa催化剂流量计6和aa催化剂调节阀7，用于精确控制催化剂添加量。pta酯化釜3催化剂添加管线与pta酯化釜3底端进料管线连通，避免催化剂从顶部进入后遇水水解失活。aa酯化釜8催化剂添加管线与aa酯化釜8上端进料管线连通，上端进料管线内插入液面以下，减少催化剂水解失活。为了增强催化剂的分散效果和方便运营维护，催化剂添加管线尽量连在bdo进料管线上，并设置单向阀。
19.本实用新型中，对pta酯化釜3的出料口宜靠上设置，延长催化剂停留时间，提高酯
化反应转化率。
20.作为本实用新型的一个优选实施方式，pta酯化物齿轮泵4、pta酯化物质量流量计5、aa酯化物齿轮泵9、aa酯化物质量流量计10、第一预聚物齿轮泵15、第一预聚物质量流量计16、第二预聚物齿轮泵19和第二预聚物质量流量计20均采用一用一备的设置方式，使得某一齿轮泵或质量流量计发生堵塞时切换使用，提高工业化生产的稳定性。
21.具体的，在一个实施例中，第二酯化釜11的下端物料出口与三通阀12的进口通过管道连接，三通阀12的第一出口与第一预缩聚塔14的上端进口通过管道连接，并设置有第一预聚进料齿轮泵13，三通阀12的第二出口与第二预缩聚塔18的上端进口通过管道连接，并设置有第二预聚进料齿轮泵17。预缩聚分为两条并列生产线，通过改变预缩聚和终缩聚工段的助剂，可以同时生产两种型号的pbat切片产品。
22.作为本实用新型的一个优选实施方式，第一预聚进料齿轮泵13和第二预聚进料齿轮泵17采用单泵运行，降低设备成本。
23.实施例1
24.本实用新型装置的工作过程为：pta酯化的催化剂通过pta催化剂流量计1和pta催化剂调节阀2控制催化剂的添加量，aa酯化的催化剂通过aa催化剂流量计6和aa催化剂调节阀7控制催化剂的添加量，二者催化剂添加管线与bdo进料管线汇合；其中，pta浆料和bdo分别从顶部和底部加入pta酯化釜3中进行酯化反应，aa浆料和bdo均从顶部加入aa酯化釜8中进行酯化反应；pta酯化产物和aa酯化产物按照摩尔比1.005，分别由pta酯化物齿轮泵4和aa酯化物齿轮泵9输送至第二酯化釜11中继续进行酯化反应；酯化完成后，酯化产物由三通阀12分成两条生产线，一线通过第一预聚进料齿轮泵13输送至第一预缩聚塔14进行预缩聚反应，反应后的预聚物由第一预缩聚塔14的下端出口出料，通过第一预聚物齿轮泵15和第一预聚物质量流量计16计量输送至后续终缩聚釜；二线通过第二预聚进料齿轮泵17输送至第二预缩聚塔18进行预缩聚反应，反应后的预聚物由第二预缩聚塔18的下端出口出料，通过第二预聚物齿轮泵19和第二预聚物质量流量计20计量输送至后续终缩聚釜；预缩聚分为两条并列生产线后，通过控制两条线的助剂类别，可以同时生产两种型号的pbat切片产品。
25.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。