一种酯化反应系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种酯化反应系统，属于化工原料生产设备技术领域。
【背景技术】
[0002]传统酯化生产设备包括PTA粉料罐和酯化釜，酯化釜设有酯化釜加热夹套，酯化釜的顶部设有PTA进料口和酯化釜气相出口，酯化釜的底部设有酯化物料出口，PTA粉料罐的下部连接有PTA粉料管，PTA粉料管与酯化釜的PTA进料口连接。
[0003]在生产过程中需要将PTA粉料与乙二醇先进行混合打浆，然后从PTA进料口进入酯化釜内进行加热，反应过程中还要采用搅拌桨叶不断搅拌，工艺及设备复杂，能耗高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种酯化反应系统，结构简单，能耗低，生产效率高。
[0005]为解决以上技术问题，本发明的一种酯化反应系统，包括PTA粉料罐和酯化釜，所述PTA粉料罐的下部设有粉料罐出料口，所述酯化釜的壳体外周设有酯化釜加热夹套，酯化釜壳体的顶部设有PTA进料口和酯化釜气相出口，所述酯化釜壳体的下部设有酯化物料出口，所述酯化釜PTA进料口与PTA进料管的出口连接，所述PTA进料管的入口设有进料三通，所述进料三通的前端口与氮气管相连接，所述进料三通的上端口通过PTA出料阀与所述粉料罐出料口连接;所述酯化釜壳体的内壁下部设有沿周向延伸且上端开口的外导流筒，所述外导流筒与酯化釜壳体内壁之间形成出料环槽，所述外导流筒上设有外导流筒物料出口与所述出料环槽相通，所述出料环槽的底部与所述酯化物料出口相通;所述外导流筒的内腔设有与之共轴线的内导流筒，所述内导流筒的上端口低于外导流筒的上端口；所述酯化釜壳体的内腔设有沿轴线向下延伸至内导流筒下方的中心料管，所述中心料管的上端与所述PTA进料口连接，所述中心料管的下端与十字交叉管的中心连通，所述十字交叉管的四根支管位于同一个水平面内，四根支管的出口位于外导流筒与内导流筒之间环状空间的下方且以中心对称的方式向同一侧圆弧过渡折弯;所述酯化釜壳体的顶部还设有酯化釜乙二醇进口，所述酯化釜乙二醇进口对准所述外导流筒与内导流筒之间环状空间，所述酯化釜乙二醇进口通过乙二醇控制阀与乙二醇供给管相连。
[0006]相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果:乙二醇经乙二醇供给管及乙二醇控制阀，从酯化釜乙二醇进口进入酯化釜中，落入外导流筒与内导流筒之间环状空间；同时相应比例的PTA粉料从PTA粉料罐的粉料罐出料口及PTA出料阀流出，在氮气管中氮气的射流作用下进入PTA进料管，由于中心料管的下端深入到酯化釜底部，十字交叉管的四根支管呈田形连接，PTA粉料从十字交叉管的中心同时进入四根支管，由于四根支管的出口向同一侧折弯，随氮气喷出的PTA粉料在酯化釜内腔形成环流，在外导流筒与内导流筒之间环状空间与乙二醇形成搅拌状态，氮气流出后向上运动再形成二次搅拌，保证PTA粉料与乙二醇彻底混合均匀;在高温下PTA粉料与乙二醇发生酯化反应，物料在氮气射入釜内形成水平涡旋状，同时物料在氮气和加热盘管的热对流双重作用下内导流筒内部的物料下行，内导流筒与外导流筒之间的物料向上运动，形成内外循环的状态，随着物料不断的进入，反应完的物料从外导流筒的外导流筒物料出口进入出料环槽，在加热夹套中热媒的加热下流动过程中继续反应彻底，最后从出料环槽底部的酯化物料出口排出。该酯化釜省略了 PTA粉料与乙二醇预先混合打浆的工序，且自动实现搅拌，无需设置搅拌装置，简化了工艺，节约了能耗，降低了设备的故障率，提高了生产效率。
[0007]作为本发明的改进，所述十字交叉管的四根支管出口的轴线分别与所连接支管的轴线呈90°，各所述支管出口分别被过中心料管轴线的竖直平面所截形成斜向切口。PTA粉料沿中心料管向下进入十字交叉管的中心，再从十字交叉管的中心同时四个方向流入四根支管，然后转向沿同一圆周的切线方向喷出，使料流的圆周运动与氮气的向上运动相交叉，可以起到最好的搅拌效果。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述外导流筒物料出口沿所述外导流筒的全高度方向竖向向下延伸，所述出料环槽的内腔设有径向导流隔板，所述外导流筒物料出口与所述酯化物料出口分别位于所述径向导流隔板的两侧。径向导流隔板将酯化物料出口与外导流筒物料出口隔开，可以防止出料环槽中的物料发生短流，使物料在出料环槽中具有最大的行程，物料进入出料环槽后呈平推流的形式，沿筒体内壁环绕一周，物料在前进过程中继续被酯化釜加热夹套加热，最后从酯化物料出口流出，该结构延长了物料在酯化釜中的加热时间。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述外导流筒与内导流筒之间环状空间设有多组酯化釜加热盘管，每组热媒加热盘管分别设有酯化釜加热盘管热媒进口和酯化釜加热盘管热媒出口 ITA粉料与乙二醇在外导流筒与内导流筒之间环状空间中一边搅拌，一边被酯化釜加热盘管加热，并且可以根据工艺需要决定投入加热的酯化釜加热盘管的组数。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述酯化釜气相出口通过酯化釜排气管与分离塔下部的分离塔入口相连接，所述分离塔的下部设有分离塔加热盘管，所述分离塔的底部设有分离塔乙二醇出口，所述分离塔的顶部设有分离塔气相出口，所述分离塔的上部设有分离塔回流口；所述分离塔乙二醇出口与乙二醇栗的入口相连，所述乙二醇栗的出口与所述酯化釜壳体顶部的酯化釜乙二醇回流口相连，所述酯化釜乙二醇回流口对准所述外导流筒与内导流筒之间环状空间；所述乙二醇栗的出口还通过乙二醇回用阀与乙二醇回用管相连。
[0011]酯化釜内的气相物质包括水蒸汽、氮气和乙二醇气体从酯化釜气相出口流出，从分离塔入口进入分离塔内，酯化釜排气管的上端高于下端且持续向上倾斜，以便沿途冷凝的液态乙二醇流回酯化釜，且保持气路畅通。分离塔加热盘管使分离塔内的温度保持在水的沸点以上及乙二醇的沸点以下，液态乙二醇聚集在分离塔的底部，通过乙二醇栗输送至酯化釜乙二醇回流口，继续参与酯化反应。乙二醇回用阀的开度决定回到酯化釜及进入乙二醇回用管的比例。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述分离塔气相出口通过分离塔排气阀与第一冷凝器一端顶部的第一冷凝器入口相连接，所述第一冷凝器的另一端底部设有第一冷凝器排液口，所述第一冷凝器排液口与回流罐顶部的回流罐入口连接，所述回流罐底部的回流罐酯化水出口通过U形弯及分离塔回流控制阀与所述分离塔回流口相连接。氮气和水蒸汽从分离塔气相出口排出，经分离塔排气阀进入第一冷凝器的第一冷凝器入口，在第一冷凝器中被冷媒介质冷却，水蒸汽重新成为液态，从第一冷凝器排液口流出，再从回流罐入口进入回流罐，通过U形弯及分离塔回流控制阀从分离塔回流口流回分离塔。该系统控制一定的回流比尽可能降低酯化水中乙二醇含量，节约了资源消耗，降低了生产成本，且减少了污染物排放。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述第一冷凝器的另一端顶部设有第一冷凝器