[发明专利]四釜聚合装置及其工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种四釜聚合装置及其工艺，属于高分子聚合技术领域。

背景技术

PET切片或熔体是由原料对苯二甲酸和乙二醇经过酯化脱水后缩聚形成的高分子聚合物，其在加工过程依次包括酯化一、酯化二、预缩聚一、预缩聚二和终缩聚构成，其中的预缩聚是在两个反应釜中进行的。这种方式的优势在于反应较为平稳、方便操作，但缺点在于其两步预缩聚中对特性粘度控制要求较高，如预缩聚一特性粘度达到0.15dl/g左右才能进入预缩聚二中，然后再经过终缩聚，将特性粘度提高至0.68dl/g左右，然后再通过固相增粘将特性粘度提高至1.0dl/g左右。     目前成熟的聚酯工艺有吉玛、伊文达、钟纺采用五釜聚合流程和杜邦采用的三釜聚合流程，其中五釜流程采用低摩尔比[n(EG)：n(PTA)=1.10-1.20:1]、低温常压的温和条件，反应时间长，产品性能指标稳定，二甘醇含量低，色值低且稳定，是主流的聚合装置；杜邦三釜流程采用高摩尔比[n(EG)：n(PTA)=1.80-2.00:1]，高温、高真空的反应条件，其缺点在于，EG过量会使反应过程中二甘醇的含量升高，而且高温长时间的反应会使熔体b值升高，反应流程过短使得产品质量波动大，生产过程中调整的窗口窄。是否可以将二者的优点结合起来，开发一种低摩尔比，温和而且较短的工艺流程，使得产品质量稳定，生产过程易控制是聚酯行业内的目标。     基于此，做出本申请案。

发明内容

为了克服常规酯化方式所存在的工艺流程长、工序复杂，本发明提供一种酯化特性粘度高、反应稳定、加工周期短的四釜聚合装置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

四釜聚合装置，包括酯化釜一、酯化釜二、预缩聚釜和终缩聚釜，所述酯化釜一由釜体、设置于釜体内的套筒以及盘管一构成，盘管一从釜体的底部向上延伸并环绕于套筒与釜体之间，套筒壁上设置多个通孔，釜体与套筒通过通孔连通，套筒内设置搅拌器一；所述酯化釜二由外室、内室以及设置于内室中的盘管二构成，外室与内室底部不通，内室侧壁上设置孔洞，外室与内室通过孔洞连通，外室与内室之间设置有支撑杆，以支撑内室筒体，内室中设置搅拌器二；所述预缩聚釜为立式结构，包括上室和下室，上室与下室不通，所述的上室通过螺旋挡板分割为多个环形隔间，隔间内设置盘管三，上室最中心的隔间处设置有连通管，上室中的熔体经连通管送入下室，该连通管中设置温度计，预缩聚釜中设置有搅拌器三，搅拌器三位于下室中，下室中设置盘管四；所述终缩聚釜由鼠笼式搅拌器一和鼠笼式搅拌器二构成，在鼠笼式搅拌器一和鼠笼式搅拌器二均设置有多个相互平行的网盘，网盘通过转轴安装于终缩聚釜框架内，且鼠笼式搅拌器一中网盘分布密度较鼠笼式搅拌器二中网盘分布密度大；酯化釜一的物料入口位于釜体顶部，酯化釜一的底部通过连接管一连通到酯化釜二的外室中部，酯化釜二的底部通过连接管二连通到预缩聚釜上室中最外层螺旋挡板所形成的隔间中，预缩聚釜底部连通过连接管三连通到终缩聚釜的鼠笼式搅拌器一下部，并经鼠笼式搅拌器二的下部排出物料。

进一步的，作为优选：

所述的酯化釜一中，盘管一为双进双出，由下而上依次设置有五组，第一组为两层，第二组为三层，第三组为四层，第四组为五层，第五组为六层，共二十层。更为优选的，每组盘管一之间的间距为10cm-50cm。

所述的酯化釜二中，盘管二设置有十组，其具体设置方式为层叠状排列。

所述的预缩聚釜中，下室中盘管设置有六层，其具体设置方式为双进双出、以层叠状排列；上室中，液位计采用鼓泡液位计，下室中，液位计采用放射源液位计。

预缩聚釜中，依据对预缩聚釜特性粘度的要求及釜体直径的大小，隔板可设置为2-8圈，隔板上设置有倒刺板，以增加流体形成环流过程中的混合效果。

所述的网盘由外框、网条、网孔以及内环构成，内环与外框同轴心设置，网条交错设置于外框与内环之间，交错的网条形成网孔，网盘通过内环与转轴；所述的终缩聚釜中，相邻两片网盘的网条呈交错状态，以提高搅拌时的表面更新效率。其中，网条与网条之间可以为相互垂直的交错设置，也可以为呈一定角度交错设置，相邻网条之间可以为固定的某一个间距，也可以是渐变或不定的某一间距，以适应不同搅拌需求。

本发明的第二目的是提供一种采用上述四釜聚合装置进行PET酯化反应的工艺，该工艺具体如下：