[发明专利]立式酯化预缩聚反应器和酯化预缩聚反应的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种立式酯化预缩聚反应器，本发明还涉及一种酯化预缩聚反应的方法，属于聚酯生产技术领域。

背景技术

现有技术中，聚酯生产时的酯化反应和缩聚反应一般在相互独立的反应塔或反应釜中进行，如公开号为CN101618304B的中国发明专利，公开了一种酯化反应器，由多块塔板组成，每块塔板上都安装一个降液管和一个升气管，升气管连接可旋转的气体分布器，气体分布器由引气管、扇片和喷嘴构成。每块塔板都保留一定液位的液体，液体中有固体催化剂。液相为含有羧酸的组分，在反应器中向下由一块酯化塔板流向下一块塔板，与上升的醇蒸汽逆流反应。

公开号为CN2741645的中国实用新型专利，公开了缩聚反应装置领域内的一种缩聚反应塔，包括由内壳体和外壳体组成的双层壳体，内壳体和外壳体之间为夹套，外壳体上设有连通夹套的热媒进、出口，双层壳体上设有连通内壳体内腔的蒸汽抽出口、进料口和出料口，所述双层壳体直立设置，进料口设置于双层壳体上部并伸入内壳体内，出料口设置于双层壳体的底部，进料口和出料口之间设有若干水平设置的塔盘，所述塔盘包括外框，外框内设有若干漏料通道。传统上酯化反应和缩聚反应分成两个反应釜进行，结构不够紧凑，占地面积大，生产效率低。

发明内容

本发明的首要目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种立式酯化预缩聚反应器，结构紧凑，占地面积小，生产效率高。

为解决以上技术问题，本发明的一种立式酯化预缩聚反应器，包括封闭的立式塔体，所述立式塔体内由弧形隔板分隔成酯化上室和预缩聚下室，所述酯化上室的筒壁外设有酯化加热夹套，所述预缩聚下室的筒壁外设有预缩聚加热夹套；所述酯化上室的顶部设有物料进口和酯化上室气相出口，所述弧形隔板的底部中心设有氮气进口，所述酯化上室的侧壁设有酯化物料出口；所述预缩聚下室的底部连接有酯化物料预热器，所述酯化物料预热器的下封头底部设有预热器进料口，所述酯化物料出口通过酯化液位控制阀和酯化物出料管与所述预热器进料口相连，所述酯化物出料管上连接有助剂进口，所述酯化物料预热器上端的预热器出料口与所述预缩聚下室的底部进口相连；所述预缩聚下室的内腔自下而上设有多层塔盘，所述预缩聚下室的上部筒壁上设有聚合物出料口，所述聚合物出料口通过预缩聚液位控制阀与聚合物出料管相连，所述聚合物出料口的上方设有抽真空口。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：PTA粉料和乙二醇混合打浆后从物料进口进入酯化上室，氮气从弧形隔板底部的氮气进口进入酯化上室，对物料进行搅拌使其混合均匀，在酯化上室的高温环境下，PTA粉料与乙二醇发生酯化反应，酯化上室的工作压力为0.5～2bar（表压），酯化反应产生的气相物质从酯化上室气相出口排出，酯化物料从酯化物料出口排出，通过酯化液位控制阀进入酯化物出料管，助剂通过助剂进口添加到酯化物出料管中；在位差和压差的作用下，酯化物料和助剂进入预热器进料口，在酯化物料预热器中，助剂中过量的乙二醇气化产生气泡，气泡由下而上运动给物料以推动力，同时起到搅拌作用；酯化物料被加热后向上进入预缩聚下室，继续进行部分酯化反应，同时进入缩聚过程；预缩聚下室的抽真空口位于最上端，越往上层真空度越高，预缩聚下室顶部的真空度为1～10kpa（绝对压力），物料在穿过层层塔盘时逐步进行聚合反应，使物料在由下而上的过程中聚合度逐步增大，最后从聚合物出料口排出。该反应器将酯化室和预缩聚室连为一体，结构紧凑，占地面积小，热损失少，无需额外动力物料即可从酯化上室流向预缩聚下室，无机械搅拌装置，节约了能耗，降低了故障率，提高了生产效率。

作为本发明的进一步改进，所述酯化上室的底部中心设有水平设置且呈中心对称的气旋搅拌盘，所述气旋搅拌盘为空心的圆柱盘，所述气旋搅拌盘的底部中心与所述氮气进口相连，所述气旋搅拌盘的圆周壁上均匀分布有多个氮气喷射口，各所述氮气喷射口的外侧分别设有使氮气沿切向射出的氮气导流弧形板，各所述氮气导流弧形板的根部分别连接在所述气旋搅拌盘的圆周壁上。氮气从气旋搅拌盘的底部中心进入气旋搅拌盘的内腔，从各个氮气喷射口喷出，经过氮气导流弧形板的导流，各处氮气均沿氮气导流弧形板顶圆的切线方向射出，在酯化上室的底部形成水平涡旋，可以充分地对物料进行搅拌，氮气射出后还要向上运动对物料形成二次搅拌，保证物料彻底混合均匀。