[发明专利]预缩聚反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工反应装置，尤其涉及一种生产聚对苯二甲酸乙二醇脂（PET）预聚物熔体的预缩聚反应器。

背景技术

聚酯生产的四釜流程，包括第一酯化反应器、第二酯化反应器、预缩聚反应器和终缩聚反应器，其中预缩聚反应器通常作为酯化反应向缩聚反应的过渡设备，不仅要保证物料的酯化反应率，更需要达到一定的聚合率要求，因此，物料在预缩聚反应器中的反应时间和反应效率显得尤为重要。

通常的预缩聚反应器包括上腔室和下腔室，对应于聚酯反应区和聚合反应区，分别用于酯化反应和预缩聚反应的进行，该种结构的设置的不足之处在于物料在聚合反应区的流道过短，物料在聚合反应区的穿流时间较短，且存在较严重的物料返混问题，往往不能满足聚合反应的要求，尤其是对于大型化设备而言更是如此，为了保证需要的聚合率，通常需要延长总反应时间或者增大聚合反应区的面积，即使如此也往往无法满足要求，还容易因面积过大导致加热困难，且不利于物料的均匀，搅拌难度较大，不利于进一步扩大预缩聚反应器的规模。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种预缩聚反应器，通过结构的改进，将聚合空间分成不同的区域，并在不同的区域内采用不同的加热和新型搅拌，达到最佳的反应效果。

本发明采用的技术方案为：一种预缩聚反应器，包括壳体，所述壳体内设有上下两层隔板，所述上下两层隔板将所述壳体分隔为上腔室、中腔室和下腔室，所述下腔室通过同心设置的若干个环形隔板分隔成多个环形分区，同心设置的若干个所述环形隔板的中心线与所述壳体的中心线重合，所述环形隔板上设有连通其两侧的所述环形分区的通道孔，每个环形分区内均设有加热盘管。

所述上层隔板的中部可以为向上延伸的隔离筒体，所述隔离筒体的上部优选设有连通所述上腔室和中腔室的引导阀门，所述上腔室上部的气体通过所述引导阀门进入所述中腔室，所述隔离筒体的下部或所述上层隔板的主体上优选设有连通所述上腔室和中腔室的管道，所述管道上可以设有节流阀，所述上腔室下部的液体通过所述管道进入所述中腔室。

所述下层隔板上优选设有连通所述中腔室和下腔室的溢流孔，轴向位置可以位于所述下腔室的最内侧的所述环形分区的上方，径向位置可以位于所述管道与所述中腔室连通的进料口的对面。

所述下腔室内的最内侧的所述环形隔板的通道孔的径向位置优选位于所述溢流孔的对面，其余的所述环形隔板的通道孔的径向位置优选均位于其内侧的所述环形隔板的通道孔的对面。

所述引导阀门可以包括设置在所述隔离筒体侧壁上的竖向狭缝和可用于调节所述狭缝大小的调节阀，所述狭缝处可以设有向所述中腔室内部延伸的导流板，所述导流板优选呈弯弧形，所述弯弧形导流板与所述隔离筒体使连通所述上腔室与中腔室的通道呈弯曲旋流通道。

所述下腔室内可以设有由外力驱动的搅拌装置，所述搅拌装置优选为耙式搅拌器，可以通过驱动轴和设置在所述壳体顶部的驱动装置驱动，优选地，所述驱动轴与所述壳体的中心线重合，所述耙式搅拌器的耙齿插入所述环形分区，每个所述环形分区内至少包括一个所述耙齿。

所述上腔室的侧壁上可以设有物料进口，所述中腔室的上部可以设有延伸出所述壳体外的排气通道，所述下腔室的最外侧环形分区的底部可以设有物料出口。

优选地，所述上腔室和中腔室内均设有加热盘管。

所述壳体的侧壁上可以开设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室、中腔室和下腔室内的加热盘管，所有所述热媒介质输入管道可以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可以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。

所述壳体的外侧可以包覆有具有保温功能的夹套。

本发明的有益效果为：由于本发明的预缩聚反应器的聚合反应区采用了多分区串联的结构，使得聚合反应区被狭长化，有效延长了聚合反应区的流道长度，尤其是狭长的反应槽的设置更有助于流道长度的延长，在同等流速条件下，物料在聚合反应区的流动时间延长，在不增加生产的时间成本和预缩聚反应器直径的情况下，有效延长了聚合反应的总反应时间，显著提高了最终产物的聚合度；