專利名稱:臥式聚酯固相縮聚反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工設(shè)備，尤其是一種用于改變聚酯分子量大小的固相縮聚反應(yīng)器，具體地說(shuō)是一種臥式聚酯固相縮聚反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
目前，高粘度聚酯廣泛運(yùn)用于聚酯瓶、工業(yè)絲、片材等領(lǐng)域，而普通的小分子結(jié)構(gòu)的聚酯必須經(jīng)過(guò)催化反應(yīng)提高分子量后才能在上述工業(yè)領(lǐng)域加以應(yīng)用，而固相縮聚是提高聚酯分子量的主要生產(chǎn)方式。目前固相縮聚工藝中均采用塔式移動(dòng)床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，聚酯固體顆粒從上部進(jìn)入，緩慢地向下運(yùn)動(dòng)，惰性氣體氮?dú)鈴牡撞窟M(jìn)入，逆流向上運(yùn)動(dòng)。固相縮聚反應(yīng)是放熱反應(yīng)，聚酯顆粒在塔的軸向運(yùn)動(dòng)速度很慢，徑向幾乎不運(yùn)動(dòng)，顆粒與氣相間的傳熱系數(shù)小，造成反應(yīng)器內(nèi)溫度存在較大的差異。溫度又是固相縮聚反應(yīng)的敏感因素，溫度的差異又造成產(chǎn)品質(zhì)量的差異。目前高粘度聚酯需求的強(qiáng)勁增長(zhǎng)和生產(chǎn)成本降低迫切要求生產(chǎn)裝置的大型化，關(guān)鍵設(shè)備固相縮聚反應(yīng)器的大型化是技術(shù)革新的關(guān)鍵，而目前塔式移動(dòng)床反應(yīng)器的大型化會(huì)進(jìn)一步加大反應(yīng)器內(nèi)的溫度分布，惡化產(chǎn)品質(zhì)量，造成產(chǎn)品質(zhì)量均一性差，其次塔式運(yùn)動(dòng)床反應(yīng)器的長(zhǎng)徑比較大，一般在10以上，反應(yīng)器非常高，造成設(shè)備的制造、安裝及配套廠房的投資成本增加，同時(shí)需要增加輸送環(huán)節(jié)。因此新的固相縮聚反應(yīng)器的開發(fā)已成為固相縮聚工藝技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的塔式固相縮聚反應(yīng)器存在的反應(yīng)溫度均勻性差，高度高，投資大，制造安裝不便的問(wèn)題，發(fā)明一種可大大降低反應(yīng)器高度、明顯改善反應(yīng)溫度均勻性的臥式聚酯固相縮聚反應(yīng)裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種臥式聚酯固相縮聚反應(yīng)裝置，其特征是它包括一臥式布置的罐體8，該罐體8的上部設(shè)有進(jìn)料口1，其下部設(shè)有出料口3；在所述罐體8中安裝有呈傾斜狀布置的若干層流化床層板3，且相鄰層的流化床層板3的傾斜角度相反，每層流化床層板3上均開有通氣斜孔5，即第一層向右傾斜，則第二層向左傾斜，第三層又向右傾斜，以次類推，在每層流化床層板3的出料端均設(shè)有將顆粒狀聚酯導(dǎo)向相鄰的下層流化床層板3的導(dǎo)流板7，該導(dǎo)流板7和罐壁形成罐內(nèi)聚酯折流出口；每層流化床層板3通過(guò)分隔板4被分隔成若干流化室9，每層相對(duì)的流化室9形成一垂直分布的流化床列10，在罐體8中、每個(gè)流化床列10的最底部設(shè)有氮?dú)馐?1，該氮?dú)馐?1通過(guò)連接管道與氮?dú)鈿庠?相連，在罐體8中、每個(gè)流化床列10的最上部設(shè)有氮?dú)獬鰵馐?2，該氮?dú)獬鰵馐?2與氮?dú)獬鰵夤?相連。
流化床層板3上的通氣斜孔5的傾斜角度介于0-90度之間。
流化床層板3與水平面的夾角介于0-10度之間。
在分隔板4的下方、同層相鄰的流化室9的結(jié)合位置處設(shè)有高出流化床層板3的溢流堰6。
溢流堰6上也設(shè)有通氣斜孔5。
所述的通氣斜孔5為方形、矩形、半圓形或半橢圓形。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的每個(gè)小室是一個(gè)流化床，傳熱傳質(zhì)系數(shù)高，消除了顆粒間的溫度差異及外擴(kuò)散傳質(zhì)的影響。
2、顆粒在反應(yīng)罐內(nèi)所經(jīng)歷的溫度和時(shí)間歷程均相同，提高了產(chǎn)品質(zhì)量的均一性。
3、設(shè)備高度低，易于平面化布置，可省略現(xiàn)有工藝中的中間切片輸送工序。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的流化床層板上的通氣斜孔的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)構(gòu)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
如圖1所示。
一種臥式聚酯固相縮聚反應(yīng)裝置，它包括一臥式布置的罐體8，該罐體8的上部設(shè)有進(jìn)料口1，其下部設(shè)有出料口3；在所述罐體8中安裝有呈傾斜狀布置的若干層流化床層板3，每層流化床層板3上均開有通氣斜孔5，該通氣斜孔5的傾斜角度介于0-90度之間選擇，孔的形狀可為方形、矩形、半圓形或半橢圓形中的一種或其結(jié)合(通氣斜孔5的結(jié)構(gòu)如圖2所示)。相鄰流化床層板3的傾斜角度相反，即第一層向右傾斜，則第二層向左傾斜，第三層又向右傾斜，以次類推，其傾斜角度可根據(jù)產(chǎn)量和罐體的長(zhǎng)度、氮?dú)鈿鈮旱燃右源_定，其傾斜角度一般為與水平面的夾角介于0-10度之間，在每層流化床層板3的出料端均設(shè)有將顆粒狀聚酯導(dǎo)向相鄰的下層流化床層板3的導(dǎo)流板7，該導(dǎo)流板7和罐壁形成罐內(nèi)聚酯折流出口；每層流化床層板3通過(guò)分隔板4被分隔成若干流化室9，在分隔板4的下方、同層相鄰的流化室9的結(jié)合位置處設(shè)有高出流化床層板3的溢流堰6；每層相對(duì)的流化室9形成一垂直分布的流化床列10，在罐體8中、每個(gè)流化床列10的最底部設(shè)有氮?dú)馐?1，該氮?dú)馐?1通過(guò)連接管道與氮?dú)鈿庠?相連，在罐體8中、每個(gè)流化床列10的最上部設(shè)有氮?dú)獬鰵馐?2，該氮?dú)獬鰵馐?2與氮?dú)獬鰵夤?相連。具體實(shí)施時(shí)氮?dú)馐?1與氮?dú)鈿庠?的連接方式以及氮?dú)獬鰵馐?2與氮?dú)獬鰵夤?的連接方式可根據(jù)需要加以變通，但這不改變本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容，將反應(yīng)罐臥式布置，并在其中安裝若干層流化床，通過(guò)隔板將每層流化床分隔成一個(gè)個(gè)小的流化室使它們連接成一個(gè)流程很長(zhǎng)的依靠載氣和重力使聚酯顆粒均勻流動(dòng)以充分反應(yīng)，保護(hù)溫度均勻性從而獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良且一致的大分子聚酯是本發(fā)明的關(guān)鍵之所在。
采用多個(gè)流化床串連的設(shè)計(jì)思路是本發(fā)明的關(guān)鍵，采用臥式流化床結(jié)構(gòu)，室內(nèi)有多個(gè)折流床層板，每個(gè)床層板又分成多個(gè)小室，每個(gè)小室是一個(gè)流化床，傳熱傳質(zhì)系數(shù)高，消除了顆粒間的溫度差異及外擴(kuò)散傳質(zhì)的影響。通過(guò)多個(gè)小室的串連實(shí)現(xiàn)了PET顆粒整體流動(dòng)接近平推流，消除了顆粒間的停留時(shí)間差異。通過(guò)這兩個(gè)方面的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了顆粒在反應(yīng)器內(nèi)所經(jīng)歷的溫度和時(shí)間歷程均相同，提高了產(chǎn)品質(zhì)量的均一性。聚酯顆粒從反應(yīng)器的上部一端進(jìn)入到上部床層板上，在載氣的推動(dòng)下向床層另一端移動(dòng)，再進(jìn)入到下一個(gè)床層板上，再在載氣的推動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng)，從而在床層板上形成折流流動(dòng)。每個(gè)床層板均分成多個(gè)小室，小室之間有隔板，惰性氣體從床層板的底部進(jìn)入從上部排出，聚酯顆粒從分隔板與床層板的間隙處進(jìn)入下一個(gè)室中，隔板起到分隔氣體的作用。床層板上開有小孔，孔的方向與切片的流動(dòng)方向呈0～90度，同時(shí)床層板小角度向下傾斜，聚酯顆粒在重力及載氣合力的分力推動(dòng)及下向前移動(dòng)。聚酯顆粒5充滿分隔板與溢流堰6的間隙，并在重力的作用下流入下一個(gè)室中，隔板起到分隔氣體的作用。床層板小角度向下傾斜，并開有魚鱗孔，板上有導(dǎo)流孔5，導(dǎo)流孔與顆粒流動(dòng)方向呈0-90°(如圖2)，孔的截面形狀可以是方形、矩形、半圓形、半橢圓形等形狀?？椎拇笮『兔芏热Q于顆粒大小、流態(tài)化特性、床層板上顆粒層的厚度。顆粒在重力及氣體合力分力的推動(dòng)下，以接近平推流式向前移動(dòng)。上層折流板上的PET顆粒經(jīng)導(dǎo)流板7進(jìn)入到下一層的流化床層板3上，流化床層板3與垂直方向成0-80度(即與水平面成0-10度的夾角)。本發(fā)明的反應(yīng)裝置后接有冷卻器，對(duì)出料口出來(lái)的PET產(chǎn)品進(jìn)行冷卻，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備平面布置縮短流程的目的。
圖1是其中的一個(gè)典型結(jié)構(gòu)，反應(yīng)罐罐體8內(nèi)的流化床層板3共有三層，傾斜角與水平方向的夾角為3度，通氣斜孔上的導(dǎo)流板流化床層板的的夾角為45度，且與聚酯顆粒的流動(dòng)方向相同。氮?dú)獾目账馑贋?.5m/s。特性粘度為0.62dl/g聚酯切片為原料，反應(yīng)器內(nèi)溫度控制在210℃，停留時(shí)間10小時(shí)，產(chǎn)品特性粘度0.82dl/g。其余部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
權(quán)利要求
1.一種臥式聚酯固相縮聚反應(yīng)裝置，其特征是它包括一臥式布置的罐體(8)，該罐體(8)的上部設(shè)有進(jìn)料口(1)，其下部設(shè)有出料口(3)；在所述罐體(8)中安裝有呈傾斜狀布置的若干層流化床層板(3)，且相鄰層的流化床層板(3)的傾斜角度相反，每層流化床層板(3)上均開有通氣斜孔(5)，在每層流化床層板(3)的出料端均設(shè)有將顆粒狀聚酯導(dǎo)向相鄰的下層流化床層板(3)的導(dǎo)流板(7)，該導(dǎo)流板(7)和罐壁形成罐內(nèi)聚酯折流出口；每層流化床層板(3)通過(guò)分隔板(4)被分隔成若干流化室(9)，每層相對(duì)的流化室(9)形成一垂直分布的流化床列(10)，在罐體(8)中、每個(gè)流化床列(10)的最底部設(shè)有氮?dú)馐?11)，該氮?dú)馐?11)通過(guò)連接管道與氮?dú)鈿庠?2)相連，在罐體(8)中、每個(gè)流化床列(10)的最上部設(shè)有氮?dú)獬鰵馐?12)，該氮?dú)獬鰵馐?12)與氮?dú)獬鰵夤?4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的臥式聚酯固相縮聚反應(yīng)裝置，其特征是流化床層板(3)上的通氣斜孔(5)的傾斜角度介于0-90度之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的臥式聚酯固相縮聚反應(yīng)裝置，其特征是流化床層板(3)與水平面的夾角介于0-10度之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的臥式聚酯固相縮聚反應(yīng)裝置，其特征是在分隔板(4)的下方、同層相鄰的流化室(9)的結(jié)合位置處設(shè)有高出流化床層板(3)的溢流堰(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的臥式聚酯固相縮聚反應(yīng)裝置，其特征是溢流堰(6)上也設(shè)有通氣斜孔(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的臥式聚酯固相縮聚反應(yīng)裝置，其特征是所述的通氣斜孔(5)為方形、矩形、半圓形或半橢圓形。
專利摘要
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的塔式固相縮聚反應(yīng)器存在的反應(yīng)溫度均勻性差，高度高，投資大，制造安裝不便的問(wèn)題，公開了一種可大大降低反應(yīng)器高度、明顯改善反應(yīng)溫度均勻性的臥式聚酯固相縮聚反應(yīng)裝置，它包括一臥式布置的罐體(8)，該罐體(8)的上部設(shè)有進(jìn)料口(1)，其下部設(shè)有出料口(3)；在所述罐體(8)中安裝有呈傾斜狀布置的若干層流化床層板(3)，并通過(guò)隔板(4)形成若干列流化室(9)，相鄰層間的流化室(9)形成流化室列(10)，每個(gè)流化床列(10)的最底部設(shè)有氮?dú)馐?11)，其最上部設(shè)有氮?dú)獬鰵馐?12)。本發(fā)明的固相縮聚反應(yīng)裝置具有傳熱傳質(zhì)系數(shù)高，顆粒間的溫度差異小，產(chǎn)品均一性好以及設(shè)備高度低，易于平面化布置的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08G63/80GK1995093SQ200610161641
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月29日
發(fā)明者沈希軍, 張軍 申請(qǐng)人:中國(guó)石化儀征化纖股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan