[实用新型]一种制备聚合级乙二醇用光催化螺旋盘管式反应器

说明书

本实用新型公开了一种制备聚合级乙二醇用光催化螺旋盘管式反应器，包括立式管状且密封的金属壳体，金属壳体的底部设有冷却循环水的进水口，金属壳体的顶部设有冷却循环水的出水口，金属壳体内部设有低压紫外汞灯，低压紫外汞灯电连接有控制器，低压紫外汞灯外部密封有石英密封套管，石英密封套管外壁套设有低吸光度石英材质的螺旋盘管，螺旋盘管的进料端贯穿金属壳体底部且通过四氟管与进料泵连通，螺旋盘管的出料端贯穿金属壳体的顶部且通过四氟管与出料泵连通，出料泵通过管道连通有产品储存罐；该方案具有紫外透光率高、工艺简单、成本低且产品收率高的有益效果。

技术领域

本实用新型涉及制备聚合级乙二醇用反应设备，具体的涉及一种制备聚合级乙二醇用光催化螺旋盘管式反应器。

背景技术

乙二醇是一种重要的有机化工原料，广泛用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、汽车防冻液、非离子表面活性剂、增塑剂等。利用乙二醇生产聚酯的聚合级乙二醇不仅占据总产量的90%以上，而且产品质量规格需达到国家标准《工业用乙二醇》中规定的优级品。近年来，随着国内外市场对聚酯产品需求的迅速增长，乙二醇的生产规模和生产技术均得到了飞速的发展，其技术要求也明显提高。目前，美国材料与试验协会(ASTM)制定的《聚合级乙二醇规格》标准，该标准明确规定了聚合级乙二醇的纯度要求，尤其在紫外分光光度计中要求其在波长220nm处的透过率要高于70%，此要求是针对聚合级乙二醇在合成反应等工段中，避免由于吸光度造成的噪声干扰导致产品质量的不可控。

目前乙二醇的生产方法主要是石油乙烯法，即乙烯氧化为环氧乙烷再水解的工艺路线，此方法制备得到的产品纯度较高且反应的转化率较高。然而，所得的产品的紫外透过率较低，经过普通纯化工艺（精馏、萃取、吸附等）后，虽然GC纯度较高且透过率有所增加，但是仍旧无法满足聚合级乙二醇的标准。而已报道的纯化方法往往是3种工艺以上组合，其中包括了精馏、多步反应、电化学法等等，这导致过程复杂、成本较高、过程产生大量废物且产品收率大大降低。因此，亟需设计一种紫外透光率高、工艺简单、成本低且产品收率高的制备聚合级乙二醇用反应器。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种紫外透光率高、工艺简单、成本低且产品收率高的制备聚合级乙二醇用光催化螺旋盘管式反应器。

为解决上述问题，本实用新型提供了如下技术方案：一种制备聚合级乙二醇用光催化螺旋盘管式反应器，包括立式管状且密封的金属壳体，金属壳体的底部设有冷却循环水的进水口，金属壳体的顶部设有冷却循环水的出水口，金属壳体内部设有低压紫外汞灯，低压紫外汞灯电连接有控制器，低压紫外汞灯外部密封有石英密封套管，石英密封套管外壁套设有低吸光度石英材质的螺旋盘管，螺旋盘管的进料端贯穿金属壳体底部且通过四氟管与进料泵连通，螺旋盘管的出料端贯穿金属壳体的顶部且通过四氟管与出料泵连通，出料泵通过管道连通有产品储存罐。

需要说明的是，本实用新型是以环氧乙烷水合法乙二醇精馏液为原料，通过光催化工艺，制备聚合级乙二醇；本实用新型的工作原理为原料经螺旋盘管的进料端进入螺旋盘管，原料沿螺旋盘管螺旋上升，在上升过程中，通过低压紫外汞灯的光照进行光催化，在光催化过程中，通过位于螺旋盘管外部的冷却循环水冷却因光催化而发热的物料以控制产品质量，经光催化后的物料经螺旋盘管的出料端送入密封的产品储存罐，整个工艺过程简单、成本低、产品收率高且聚合级乙二醇产品的紫外透光率高。

作为优选，为适应不同尺寸的螺旋盘管，本实用新型的技术方案还包括，所述金属壳体的内径为0.25-4m，高度为3-20m。

本实用新型的技术方案还包括，所述石英密封套管内径为0.2-3.3m，厚度为2-6mm；石英密封套管的作用是对低压紫外汞灯进行密封，防止金属壳体内循环水对紫外发射器产生损坏或者短路，同时石英材质也可以保证紫外线穿透后其光强和波长损失较小。

为更好的适应物料处理量、光源和物料流速，作为优选，本实用新型的技术方案还包括，所述螺旋盘管的总长为10-120m，螺旋直径为0.2-3m，螺距为5-50mm。