专利名称：混合式聚酯酯化反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种混合式聚酯酯化反应器，主要涉及生产聚对苯二
曱酸乙二醇酯(PET,俗称聚酯)技术领域。
背景技术：
聚酯的生产是将酯化反应原料乙二醇(EG)和对苯二甲酸 (PTA)在酯化反应器中以一定的比例配合，加以适当的温度、压 力条件，保持足够时间从而完成酯化反应，生成对苯二曱酸乙二 醇酯(BHET)，然后再进一步对生成的苯二曱酸乙二醇酯做缩聚处 理，生成聚对苯二甲酸乙二醇酯。酯化过程一般是在一个带搅拌 的全混釜中完成的，这种带搅拌器的酯化反应器的缺陷是结构复 杂，混合效果不够理想。
针对此问题，目前也有依靠热动力循环和外动力搅拌循环相 结合的反应器，这种反应器在一个循环系统中，在蒸发反应区的 出口设有搅拌器，用于进行物料的输送，同时利用加热反应区的 热循环动力作用实现物料在整体系统中的循环，尽管通过这种方 式可以是酯化反应在乙二醇/对苯二曱酸的摩尔比1. O-l. 70: 1下 进行，但是结构比较复杂，大量物料从进料口处进入加热反应区 的过程中没有得到4艮好的混匀，影响酯化效率的提高，同时对物 料流的控制也比较麻烦。 发明内容本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种混合式聚 酯酯化反应器，以4吏结构更为简单，混合效果更好，酯化效率高，并 且更易于控制。
本发明是通过以下技术方案实现的
一种混合式聚酯酯化反应器，包括加热反应罐和蒸发反应罐，所 述加热反应罐的出口位于其上部，与所述蒸发反应罐的入口连通，所 述蒸发反应罐的出口通过管道与所述加热反应罐的入口连通，其特征 在于连接所述蒸发反应罐的出口和所述加热反应罐的入口的管道上 设有动力泵和与所述动力泵配套的文丘里管，所述文丘里管的入口连 接所述动力泵的出口 ，所述文丘里管的出口连接所述加热反应罐的入 口 。
所述文丘里管的吸入口通常连接进料管口 。
所述加热反应罐下部可以为锥型壳体，所述文丘里管的出口连接 所述加热反应罐的入口的管道可以为等径管道。
所述锥型壳体内部通常可以设有分布器。 k所述分布器可以采用孔4反结构或由中心向四周延伸出的竖向叶 片结构。
所述加热反应罐内可设有加热器。
所述蒸发反应罐的顶部可i殳有气相出口 。
所述加热器可以采用立式盘管或立式列管结构。
通常，可以在所述蒸发反应罐下部侧面或底面设有出料口。
所述加热反应罐和所述蒸发反应罐的外壳均可采用夹套结构，并连接有热媒进、出口，用于连接各部分的管道上均可以设有保温层。 所述热媒优选为气相热々某。
本发明利用了文丘里管在吸入浆料的同时进行料浆的混合，有效 地提高了混合效果，同时将动力泵和加热动力相结合，有效地形成料 浆的循环，使反应器的整体结构更为简单，操作更为简便，物料混合 更加均匀，更有利于酯化反应。
图l是本发明的装置结构示意图。
具体实施例方式
如图l所示， 一种混合式聚酯酯化反应器，包括有加热反应罐l
和蒸发反应罐2，所述加热反应罐出.口与蒸发反应罐入口连通，其还 包括构成动力混合段3的管道，所述构成动力混合段的管道上设有文 丘里管4和与所述文丘里管配套的动力泵5，该管道的入口和出口分 别连接所述蒸发反应罐出口和所述加热反应罐入口 ，由此形成循环系统。
所述加热反应罐下部设有锥型壳体6，所述文丘里管通过与所述 锥型壳体入口等径的管道7与所述加热反应罐相连通。所述锥型壳体 内部设有分布器9。所述分布器采用孔板结构或由中心向四周延伸出 的竖向叶片结构。通过这些方式可以优化物料的流动和分布，平衡各 部分的流速，并减小阻力。
所述文丘里管的吸入口连接进料管口 11，所述进料管口设有控 制进料流速的阀门，由此控制物料的进入流量，并使被吸入的文丘里管的新物料迅速地与原有物料混合，混合效果好。
通常在所述蒸发反应罐下部侧面或底面"^殳有出料口 10，所述出
料口设有控制出料流速的阀门，由此控制混合后的料浆输出。
所述加热反应罐内设有加热器12，所述加热器采用立式盘管或 立式列管结构，物料加热后形成向上的流动，由此减小物料流动的动 力消耗。
所述蒸发反应罐的顶部设有气相出口 16，所述蒸发反应罐为一 弯闭壳体13，该壳体内腔的上部为蒸发区14，而下部为酯化反应区15。
所述加热反应罐和所述蒸发反应罐的外壳采用夹套结构17，并 连接有热媒进、出口，所述热媒为气相热媒，所述动力混合段的管道 上设有保温层，由此可以4艮好为物料进行加热和保温。 , 所述加热反应罐和所述蒸发反应罐可以是各自独立的罐体，并通 过相应的管道连接，也可以制成一个相互连通的环形结构，该环形结 构中位于左右两侧的区域的直径(或横截面积)较大，分别构成所述 的加热反应罐和所述的蒸发反应罐，连接左右两侧的通道的直径(或 牙黄截面积)较小，构成相应的连^"管道。
首先将原料乙二醇(EG)和对苯二曱酸(PTA)按一定的摩尔比配 ,成新鲜的浆料，将所述浆料通过动力泵与文丘里管的配合吸入进料 口，并且在此处与循环物料一起推入动力混合段混匀，通过与所述锥 型壳体入口等径的管道进入加热反应罐中，通过加热器迅速加热，温
度升高，发生反应，在酯化反应的同时部分乙二醇和7jc发生气化，因此在加热反应罐上部形成密度校低的气液混合相，从而由低密度气液 混合勃与较高密度的液相物料形成密度差，此部分密度差转化成热循 环动力，在所述热循环动力的推动下，物料经由加热反应罐的出口管 进入蒸发反应罐的蒸发区，并发生气液分离，浆料和未气化的乙二醇 发生酯化反应，生成酯化物和水。水和多余的乙二醇在高温下部分气 化，乙二醇和水的气相由蒸发反应罐顶部的气相出口排出，而液相进 入蒸发反应罐下部的蒸发区，在停留的时问里，继续进行反应和气液 分离，气体通过上部的气相出口排除，而液体部分经过动力泵引入管 道中，部分已完成酯化的物料从出料口导入下一反应器，而大部分物 料通过动力泵与文丘里管的相互配合，又与新鲜的浆料混合后进入下 一次循环。
酯化反应可以在低乙二醇/对苯二曱酸的摩尔比为1.0-1.60: 1 下顺利进行，按本发明制造的酯化反应器的能耗为原来反应器能耗的 约5分之一，日产可达600 ~ 1500 p屯或以上。
权利要求
1、一种混合式聚酯酯化反应器，包括加热反应罐和蒸发反应罐，所述加热反应罐的出口位于其上部，与所述蒸发反应罐的入口连通，所述蒸发反应罐的出口通过管道与所述加热反应罐的入口连通，其特征在于连接所述蒸发反应罐的出口和所述加热反应罐的入口的管道上设有动力泵和与所述动力泵配套的文丘里管，所述文丘里管的入口连接所述动力泵的出口，所述文丘里管的出口连接所述加热反应罐的入口。
2、 如权利要求1所述的混合式聚酯酯化反应器，其特征在于所 述文丘里管的吸入口连接进料管口 。
3、 如权利要求2所述的混合式聚酯酯化反应器，其特征在于所 述加热反应罐下部为锥型壳体，所述文丘里管的出口连接所述加热反 应罐的入口的管道为等径管道。
4、 如权利要求3所述的混合式聚酯酯化反应器，其特征在于所 述锥型壳体内部设有分布器。
5、 如权利要求4所述的混合式聚酯酯化反应器，其特征在于所 述分布器采用孔板结构或由中心向四周延伸出的竖向叶片结构。
6、 如权利要求l、 2、 3、 4或5所述的混合式聚酯酯化反应器， 其特征在于所述加热反应罐内设有加热器，所述蒸发反应罐的顶部设 有气相出口。
7、 如权利要求6所述的混合式聚酯酯化反应器，其特征在于所 述加热器采用立式盘管或立式列管结构。
8、 如权利要求1所述的混合式聚酯酯化反应器，其特征在于所述蒸发反应罐下部侧面或底面设有出料口 。
9、 如权利要求8所述的混合式聚酯酯化反应器，其特征在于所 述加热反应罐和所述蒸发反应罐的外壳均采用夹套结构，并连接有热 媒进、出口，连接各部分的管道上均设有保温层。
10、 如权利要求9所述的混合式聚酯酯化反应器，其特征在于所 述热媒为气相热媒。
全文摘要
本发明涉及一种混合式聚酯酯化反应器，包括加热反应罐和蒸发反应罐，还包括动力混合段，所述加热反应罐出口与蒸发反应罐入口连通，所述动力混合段设有文丘里管和与所述文丘里管配套的动力泵，动力混合段的入口和出口分别连接所述蒸发反应罐出口和所述加热反应罐入口，由此物料的形成循环通道，所述文丘里管上设有吸入口，用于引入新浆料。本发明利用了文丘里管在吸入浆料同时进行料浆的混合，有效地提高了混合效果，同时将动力泵和加热动力相结合，有效地形成料浆的循环，使反应器的整体结构更为简单，操作更为简便，物料混合更加均匀，更有利于酯化反应。本发明主要用于聚酯的酯化反应工艺。
文档编号C08G63/00GK101613467SQ20091008529
公开日2009年12月30日 申请日期2009年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者周其圭, 莼 张, 张慧书, 罗文德, 顾爱军, 黄志恭 申请人:中国纺织工业设计院