阳离子可染聚酯装置的除杂方法和除杂系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种阳离子可染聚酯装置的除杂方法，还涉及一种采用该方法的阳离子可染聚酯装置的除杂系统，主要用于对阳离子可染聚酯装置中第二酯化反应器产生的混合蒸汽和缩聚单元产生的含水乙二醇进行除杂，去除其中所含低聚物及其他杂质，改善阳离子可染聚酯的产品品质，并获得可循环利用的乙二醇。
【背景技术】
[0002]阳离子可染聚酯装置主要由酯化单元和缩聚单元构成，原料PTA(精制对苯二甲酸)和EG(乙二醇)经过酯化和缩聚后，形成PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯，可简称为聚酯)，通常酯化单元由第一酯化反应器和第二酯化反应器组成，并在第二酯化反应器中加入用于实现阳离子染料可染性的三单体(例如5 —磺酸钠一 1.3 一间苯二甲酸羟乙基酯，SIPE)甚至四单体等，这些原料的加入，使反应过程更加复杂，副反应相对多一些，一部分低聚物及其他杂质将从第二酯化反应器及后序的缩聚反应器的气相混合物中夹带出来，其中第二酯化的混合蒸汽除主要包含的乙二醇外，还包含少于10wt%的水、少量二甘醇和乙醛以及少量低聚物，由缩聚反应的混合蒸汽冷凝形成的回用乙二醇中除主要包含的乙二醇外，还包括?3wt%的水、少量二甘醇和低聚物以及微量乙醛。
[0003]针对这种含有低聚物等杂质的乙二醇的回用，目前有两种技术路线，一部分装置通过单独设置乙二醇精制系统(主要由独立的乙二醇精制塔系统构成)，除去其中的杂质和水后将乙二醇回用于酯化单元；一部分装置则没有设置乙二醇精制系统，而是像第一酯化的混合蒸汽一样送入聚酯工艺塔(EG/H20分离塔)，仅仅分离出其中的水后就将乙二醇回用于酯化单元。相比之下，采用独立的乙二醇精制塔系统后制备出的阳离子可染聚酯的产品品质更好一些，但能耗也会高一些(能耗约增加19.2%)，而不设独立的乙二醇精制塔系统的，制备出的阳离子可染聚酯的产品品质相对差一点，且由于系统中低聚物和杂质在管道中循环和积累，管道容易堵塞，检修相对频繁，阳离子可染聚酯的生产除杂过程还是十分必要的。
[0004]目前，针对第二酯化的混合蒸汽和缩聚反应的回用乙二醇设置的乙二醇精制塔包括塔釜以及分别与塔釜顶部各自对应的开口联通的塔体和再沸器，塔釜的底部设有塔釜液采出口，塔釜液采出口与再沸器的管程进液口相连，塔体设有待精制物料入口和精制后物料出口，将第二酯化的混合蒸汽和所述缩聚反应的回用乙二醇作为待精制物料送入塔釜后，蒸汽进入塔体进行精制，重组分及回用乙二醇在塔釜中汇集，经塔釜出料栗送至再沸器加热，未蒸发的重组分流回塔釜，蒸发出的轻组分在塔釜顶部进入塔体进行精制，塔釜中的重组分粘度不断增加，间歇的将塔釜中的液体排至废液收集槽。经过塔体精制后的乙二醇由塔体中部的乙二醇侧线采出口采出，水蒸气等轻组分由塔体顶部出口蒸出进入塔顶冷凝器冷凝并部分由塔体上部回流口回流至塔体，回流比为8?10。
[0005]上述除杂技术的缺陷主要表现在:首先，这种方法需要的回流比较高，为8?10，因此能耗较大，并且应设置专门的塔体和塔顶冷凝回流系统也增加了设备投资。其次，在阳离子可染聚酯的连续生产中，因为三单体的加入，第二酯化的混合蒸汽中低聚物粘度较大，塔釜液体需要频繁间歇排出，因而塔中蒸汽量频繁发生较大的变化，使得塔的操作压力非常不稳定，不易操作。再次，塔的压力变化又会影响与之相连的第二酯化反应器内的压力，反应器中压力的变化对酯化产品的质量有不利的影响。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种阳离子可染聚酯装置的除杂方法和一种采用该方法的阳离子可染聚酯装置的除杂系统，以在实现除杂目的的同时，简化除杂的设备结构，降低能耗，且避免了对反应器的不利影响，有利于保证产品质量。
[0007]本发明所采用的技术方案是:
一种阳离子可染聚酯装置的除杂方法，将第二酯化的混合蒸汽和缩聚反应的回用乙二醇送入除杂器除杂，所述除杂器不设置用于进行水和乙二醇分离的独立的分离塔，仅相当于一个蒸发器使用，加热使水和乙二醇为气相并聚集在除杂器内腔的上部，在送入聚酯工艺塔之前不对所形成的水和乙二醇混合气进行水和乙二醇的分离，低聚物和其他所要除去的杂质为液相并聚集在除杂器内腔的下部，进而通过连续或间歇的方式排出除杂器，水和乙二醇混合气送入用于水和乙二醇分离的聚酯工艺塔，与第一酯化的混合蒸汽均在聚酯工艺塔中进行水和乙二醇的分离，水及乙醛等轻组分杂质由聚酯工艺塔的塔顶蒸出，液相的乙二醇从聚酯工艺塔的塔底采出，作为回用于酯化反应器的精制乙二醇。
[0008]所述除杂器可以采用釜式结构的除杂釜并设有除杂器再沸器，通过除杂器再沸器对液相再次加热蒸发，进一步汽化出其中所含的水和乙二醇。
[0009]可以对除杂器顶部输出的水和乙二醇混合气进行乙二醇喷淋，捕集其中夹带的三单体及其他杂质。
[0010]用于乙二醇喷淋的乙二醇可以为缩聚反应的回用乙二醇，喷淋后的液相流入除杂器。
[0011]当除杂器采用间歇方式排渣时，除杂器的液位或温度可以由除杂器的加热热源来控制，例如，采用用于除杂器加热的一次热媒的流量来控制除杂器的液位，或采用用于除杂器加热的一次热媒流量来实现除杂器的升温曲线，从而实现除杂器液位的相对稳定，实现除杂系统的稳定操作。
[0012]当除杂器采用连续方式排渣时，除杂器的液位可以由排渣流量来控制，除杂器的操作温度可以由加热热源来控制，例如，采用用于除杂器加热的一次热媒的流量来控制除杂器的温度，从而实现除杂系统的稳定操作。
[0013]一种阳离子可染聚酯装置的除杂系统，包括除杂器和用于水和乙二醇分离的聚酯工艺塔，所述除杂器不设置用于水和乙二醇分离的独立分离塔，仅相当于一个蒸发器使用，所述除杂器连接第二酯化的混合蒸汽输出管道和缩聚反应的回用乙二醇输出管道，由此接入第二酯化的混合蒸汽和缩聚反应的回用乙二醇并进行加热蒸发，使其中的水和乙二醇为气相，聚集在除杂器内腔的上部，低聚物和其他应除去的杂质为液相并聚集在除杂器内腔的下部，所述除杂器的顶部设有混合气出口，底部设有排渣口，所述聚酯工艺塔连接第一酯化的混合蒸汽输出管道和所述除杂器的混合气出口，接入第一酯化的混合蒸汽和除杂器输出的水和乙二醇混合气并进行加热蒸发，使其中的水及乙醛等轻组分杂质为气相，乙二醇为液相，所述聚酯工艺塔的塔顶设有水蒸气出口，塔底设有精制乙二醇出口。
[0014]所述除杂器可以采用釜式结构的除杂釜并可以设有除杂器再沸器，所述除杂器再沸器位于所述除杂器的顶部，其顶部设有物料进口，所述除杂器的底部设有物料出口，所述除杂器再沸器的物料出口通过所述除杂器顶部的相应开口直接连通所述除杂器的内腔，所述除杂器再沸器的物料进口通过除杂器循环管道连接所述除杂器的排渣口，所述除杂器循环管道上设有除杂器循环栗。
[0015]位于所述除杂器循环栗与所述除杂器再沸器的物料进口之间的所述除杂器循环管道上可以连接有废液采出管，所述废液采出管的外端接入废液收集槽，以定期将除杂器中粘度过大的液相排入所述废液收集槽。
[0016]所述除杂器的混合气出口处可以设有乙二醇喷淋装置，所述乙二醇喷淋装置设有带有喷嘴的喷淋管，所述喷嘴的喷射方向优选为逆向(与水和乙二醇混合气的流出方向相反)。
[0017]所述喷淋管可以连接所述缩聚反应的回用乙二醇输出管道，以缩聚反应的回用乙二醇作为喷淋用的乙二醇并由此构成所述除杂器连接所述缩聚反应的回用乙二醇输出管道的一种方式。
[0018]所述除杂器的侧面可以设有回用乙二醇进口，所述回用乙二醇进口连接所述缩聚反应的回用乙二醇输出管道并设有调节阀，由此构成所述除杂器连接所述缩聚反应的回用乙