一种用于瓶级聚酯切片固相缩聚的方法和设备与流程

本发明属于化工设备，具体涉及一种用于瓶级聚酯切片固相缩聚的方法和设备。

背景技术：

1、固相缩聚(solid state polycondensation，简称ssp)是指单体或预聚体在固态条件下的缩聚反应，将单体或分子量较低的预聚体加热至玻璃化温度以上、熔点以下进行缩合反应的过程，通过固相缩聚将分子量提高、去除残留物、优化分子量分布、提高力学性能。目前，固相缩聚已应用在高质量聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)等的生产中。

2、固相缩聚反应主要在主反应器内进行，经预热的pet切片进入主反应器内进行缩聚反应，该过程中产生的乙醛、水等副产物由氮气带出，其中，氮气通过环形氮气分布器进入主反应器的底部。在实际使用过程中发现，从主反应器底部出料的产品，部分发黄，色值稳定性较差。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种用于瓶级聚酯切片固相缩聚的方法和设备，以解决产品色值稳定性差的问题。

2、为了达到上述目的，本发明的方案为：一种用于瓶级聚酯切片固相缩聚的方法，所述方法采用的主反应器由上至下包括第一区、第二区、第三区、第四区、第五区、第六区、第七区、第八区、第九区和第十区，所述第一区至第九区呈圆柱状，第十区呈圆锥状；聚酯切片原料自第一区掉落至第十区，经过第九区与第十区的衔接处时，聚酯切片在主反应器的径向上受到由内向外和由外向内的横吹氮气气流。

3、本发明还提供一种用于瓶级聚酯切片固相缩聚的设备，包括主反应器，所述主反应器由上至下包括第一区、第二区、第三区、第四区、第五区、第六区、第七区、第八区、第九区和第十区，所述第一区至第九区呈圆柱状，第十区呈圆锥状；所述第九区和第十区内设有圆锥体、复合锥体、环形耳板和若干分流片ⅰ，若干分流片ⅰ沿圆锥体的周向固定连接于圆锥体的外壁上，圆锥体的内部设有空腔ⅰ，分流片ⅰ的内部设有空腔ⅱ，空腔ⅱ与空腔ⅰ连通，空腔ⅰ内设有横向封板，横向封板上开设有若干气孔，横向封板的底面设有内环形筒，内环形筒的周壁上开设有若干送风孔ⅰ；所述复合椎体的底端设有支撑片，支撑片远离复合椎体的一端与第十区的内周壁固定连接，复合锥体的顶端穿过内环形筒并探入空腔ⅰ内，内环形筒的内周壁、横向封板的底面和复合锥体的外周壁之间形成气室ⅰ，复合锥体外周设有外环形筒，外环形筒的周壁上开设有若干送风孔ⅱ，送风孔ⅰ和送风孔ⅱ均水平设置，外环形筒的外周壁、环形耳板的底面和主反应器的内周壁之间形成气室ⅱ，所述环形耳板的内部设有空腔ⅲ，空腔ⅲ与气室ⅱ连通，所述空腔ⅲ和空腔ⅱ均连通有氮气输送管。

4、本方案的工作原理及有益效果在于：本方案中，氮气分为两股气流进入主反应器内，一股氮气经空腔ⅱ进入空腔ⅰ，再经气孔进入气室ⅰ，并经送风孔ⅰ流出，在主反应器的径向上形成由内向外吹的横吹氮气气流；另一股氮气则经空腔ⅲ进入气室ⅱ，再经送风孔ⅱ流出，在主反应器的径向上形成由外向内吹的横吹氮气气流。如此，两组横吹氮气气流作用于聚酯切片，实现对聚酯切片的冷却，并带走乙醛、水等副产物。

5、更为重要的是，传统主反应器中仅通过环形氮气分布器向主反应器内输入氮气(具体地，传统主反应器内的氮气气流初始时是向下吹送的)，氮气气流在向下输送的过程中温度升高，遇到主反应器内的锥面后形成斜向上的气流，在这个过程中部分区域易形成涡流，从而导致部分聚酯切片长时间悬浮、反应时间延长而使产品色值变差、发黄。而本方案中，由内向外的氮气气流与由外向内的氮气气流横向吹出形成横吹氮气气流，改变了氮气气流的输送方向，避免了氮气形成涡流，聚酯切片能够顺利地在重力作用下掉落，有效减少了聚酯切片在第九区和第十区交界处的悬浮，避免长时间反应，从而获得质量稳定的聚酯切片，提高产品质量稳定性。

6、可选地，所述环形耳板远离主反应器的内周壁的一端固定连接有挡板。

7、本方案中，挡板能够阻止聚酯切片经送风孔ⅱ进入气室ⅱ。

8、可选地，所述挡板的高度小于或等于送风孔ⅱ高度的一半。

9、本方案中，限制挡板的高度，避免挡板对经送风孔ⅱ吹出的氮气气流方向造成较大影响，确保经送风孔ⅱ吹出的氮气气流保持横向。

10、可选地，所述第一区至第八区内均设有分流构件，分流构件包括圆筒和若干分流片ⅱ，若干分流片ⅱ沿圆筒的周向分布，相邻两个分流构件中的分流片ⅱ在竖向上交错设置。

11、本方案中，分流构件用于分散从主反应器顶部送入的聚酯切片，使得聚酯切片具有良好的分散性以及均匀流动性。

12、可选地，所述主反应器的顶端连通有负压抽吸管，负压抽吸管远离主反应器的一端连接有氮气净化装置。

13、本方案中，利用负压抽吸管和氮气净化装置将主反应器内的氮气抽吸出来，并将乙醛、水等副产物带走，促使固相缩聚反应正向进行，实现了主动排气，并实现氮气的回收。

14、可选地，所述氮气输送管上安装有气体流量计和温度计。

15、本方案中，氮气输送管上的气体流量计用于显示氮气流量，温度计用于显示氮气温度，为工作人员调节氮气流量及氮气温度提供数据支持。

技术特征：

1.一种用于瓶级聚酯切片固相缩聚的方法，其特征在于：所述方法采用的主反应器由上至下包括第一区、第二区、第三区、第四区、第五区、第六区、第七区、第八区、第九区和第十区，所述第一区至第九区呈圆柱状，第十区呈圆锥状；聚酯切片原料自第一区掉落至第十区，经过第九区与第十区的衔接处时，聚酯切片在主反应器的径向上受到由内向外和由外向内的横吹氮气气流。

2.一种用于瓶级聚酯切片固相缩聚的设备，包括主反应器，其特征在于：所述主反应器由上至下包括第一区、第二区、第三区、第四区、第五区、第六区、第七区、第八区、第九区和第十区，所述第一区至第九区呈圆柱状，第十区呈圆锥状；所述第九区和第十区内设有圆锥体、复合锥体、环形耳板和若干分流片ⅰ，若干分流片ⅰ沿圆锥体的周向固定连接于圆锥体的外壁上，圆锥体的内部设有空腔ⅰ，分流片ⅰ的内部设有空腔ⅱ，空腔ⅱ与空腔ⅰ连通，空腔ⅰ内设有横向封板，横向封板上开设有若干气孔，横向封板的底面设有内环形筒，内环形筒的周壁上开设有若干送风孔ⅰ；所述复合椎体的底端设有支撑片，支撑片远离复合椎体的一端与第十区的内周壁固定连接，复合锥体的顶端穿过内环形筒并探入空腔ⅰ内，内环形筒的内周壁、横向封板的底面和复合锥体的外周壁之间形成气室ⅰ，复合锥体外周设有外环形筒，外环形筒的周壁上开设有若干送风孔ⅱ，送风孔ⅰ和送风孔ⅱ均水平设置，外环形筒的外周壁、环形耳板的底面和主反应器的内周壁之间形成气室ⅱ，所述环形耳板的内部设有空腔ⅲ，空腔ⅲ与气室ⅱ连通，所述空腔ⅲ和空腔ⅱ均连通有氮气输送管。

3.根据权利要求2所述的用于瓶级聚酯切片固相缩聚的设备，其特征在于：所述环形耳板远离主反应器的内周壁的一端固定连接有挡板。

4.根据权利要求3所述的用于瓶级聚酯切片固相缩聚的设备，其特征在于：所述挡板的高度小于或等于送风孔ⅱ高度的一半。

5.根据权利要求2所述的用于瓶级聚酯切片固相缩聚的设备，其特征在于：所述第一区至第八区内均设有分流构件，分流构件包括圆筒和若干分流片ⅱ，若干分流片ⅱ沿圆筒的周向分布，相邻两个分流构件中的分流片ⅱ在竖向上交错设置。

6.根据权利要求2所述的用于瓶级聚酯切片固相缩聚的设备，其特征在于：所述主反应器的顶端连通有负压抽吸管，负压抽吸管远离主反应器的一端连接有氮气净化装置。

7.根据权利要求2所述的用于瓶级聚酯切片固相缩聚的设备，其特征在于：所述氮气输送管上安装有气体流量计和温度计。

技术总结
本发明属于化工设备技术领域，具体涉及一种用于瓶级聚酯切片固相缩聚的方法和设备，所述设备包括主反应器，主反应器内设有内环形筒和外环形筒，内环形筒的周壁上开设有若干送风孔Ⅰ，外环形筒的周壁上开设有若干送风孔Ⅱ，送风孔Ⅰ和送风孔Ⅱ水平设置；通过送风孔Ⅰ在主反应器的径向上形成由内向外的横吹氮气气流，通过送风孔Ⅱ在主反应器的径向上形成由外向内的横吹氮气气流。本发明的方法采用双侧横吹氮气技术，由内向外的横吹氮气气流和由外向内的横吹氮气气流作用于聚酯切片，避免氮气形成涡流，能够有效减少聚酯切片的悬浮，避免长时间反应，从而避免聚酯切片发黄、色值变差，从而获得质量稳定的聚酯切片。

技术研发人员：录翰武,臧红辉,张文乐,舒文兵,宋礼
受保护的技术使用者：重庆万凯新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/6