一种酯化聚合两釜系统的制作方法_3

文档序号:9799058阅读:来源:国知局
膜管物料分配环;404.布液槽;405.集液槽;406.中间熔体输送栗;407.聚合反应器夹套;407a.聚合反应器夹套热媒进口 ;407b.聚合反应器夹套热媒出口 ; 408a.降膜管热媒进口 ; 408b.降膜管热媒出口 ; 409a.锥形头夹套热媒进口 ;409b.锥形头夹套热媒出口;410.出料螺旋;410a.聚合物出料口 ;411.聚合反应器热媒加热管;412.筒壁物料分配环;413.集液槽液位计接口; 414.锥形头液位计接
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【具体实施方式】
[0035]图1所示,本发明的酯化聚合两釜系统包括酯化预缩聚反应器和无搅拌聚合反应器4,酯化预缩聚反应器设有物料进口 Ia和预缩聚出料口 2c,无搅拌聚合反应器4设有聚合反应器进料口 40 Ia和聚合物出料口 410a,预缩聚出料口 2c通过预缩聚液位控制阀V2与预缩聚出料管G2相连,预缩聚出料管G2与聚合反应器进料口 401a相连接。
[0036]图2所示,本发明的酯化聚合两釜系统包括酯化预缩聚反应器和无搅拌聚合反应器4,酯化预缩聚反应器设有物料进口 Ia和预缩聚出料口 2c,无搅拌聚合反应器4设有聚合反应器进料口 401a和聚合物出料口 410a,预缩聚出料口 2c通过预缩聚恪体输送栗BI与预缩聚出料管G2相连,预缩聚出料管G2与聚合反应器进料口 401a相连接。
[0037]如图3和图4所示,无搅拌聚合反应器4包括立式设置且两端封闭的筒体,筒体内腔的上部设有水平状且将筒体横向隔断的布液盘402,布液盘402上设有布液孔402a,布液孔402a中设有降膜管403且两者共轴线。布液孔402a为上大下小的漏斗形,便于足够的物料流入布液孔402a中,布液孔402a的小端与降膜管403的间隙控制降膜的厚度。降膜管403竖直向下延伸,降膜管403的内腔插接有聚合反应器热媒加热管411,无搅拌聚合反应器4的筒体上部外壁设有聚合反应器进料口 401a和聚合反应器抽真空口 40 Ib,无搅拌聚合反应器4的下端设有锥形头,锥形头的下端设有出料螺旋410,出料螺旋410的下端设有聚合物出料口410ao
[0038]无搅拌聚合反应器4的筒体外周设有聚合反应器夹套407,聚合反应器夹套407的底部设有聚合反应器夹套热媒进口 407a,聚合反应器夹套407的顶部设有聚合反应器夹套热媒出口 407b ο热媒从聚合反应器夹套热媒进口 407a进入聚合反应器夹套407内,然后从聚合反应器夹套热媒出口 407b流出。
[0039]锥形头的外周设有锥形头夹套,锥形头夹套的底部设有锥形头夹套热媒进口409a,锥形头夹套的上部设有锥形头夹套热媒出口 409b。热媒从锥形头夹套热媒进口 409a进入锥形头夹套内,然后从锥形头夹套热媒出口 409b流出。
[0040]聚合反应器进料口401a位于布液盘402的下方,无搅拌聚合反应器4的筒体内壁与聚合反应器进料口 401a相应的部位设有环状的布液槽404,布液槽404的下端与筒体内壁之间留有均匀的环状缝隙;无搅拌聚合反应器4的下部内壁设有环状的集液槽405,集液槽405的上端开口且下端封闭;无搅拌聚合反应器4的外壁上设有与集液槽405的底部相通的中间熔体出口 401d,中间熔体出口 40Id与中间熔体输送栗406的入口连接,中间熔体输送栗406的出口与中间熔体进口40Ic连接,中间熔体进口40Ic位于筒体外壁上且位于布液盘402的上方。
[0041 ]中间熔体出口 401 d和中间熔体进口 401 c在无搅拌聚合反应器4的圆周上可以均匀设置有一组、两组或三组以上。
[0042]布液盘402上可以设有多个布液孔402a,各布液孔402a的中心分别设有降膜管403 ο降膜管403至少设置一组,且每组均设有聚合反应器热媒加热管411。
[0043]布液盘402的上方设有降膜管隔板401f,降膜管隔板401f的上方设有聚合反应器热媒加热管隔板401e,聚合反应器热媒加热管隔板401e和降膜管隔板401f分别将筒体横向隔断,聚合反应器热媒加热管隔板401e的上方设有聚合反应器上封头;降膜管403的上端口连接在降膜管隔板401f的管孔上,聚合反应器热媒加热管411的上端口连接在聚合反应器热媒加热管隔板401e的管孔上;聚合反应器上封头上连接有降膜管热媒进口 408a,降膜管隔板401f与聚合反应器热媒加热管隔板401e之间的筒体壁上连接有降膜管热媒出口 408b。
[0044]聚合反应器抽真空口401b位于布液盘402的下方,在反应及出料过程中,通过聚合反应器抽真空口 401b抽气,聚合反应器内腔始终保持在真空状态。
[0045]聚合反应器上与集液槽405的下端对应的部位设有集液槽液位计接口413,锥形头的下端设有锥形头液位计接口414,以便控制聚合反应器内部物料的液位。
[0046]熔体从聚合反应器进料口40 Ia进入布液槽404,随布液槽404在筒体内壁的圆周上均匀分布,然后从布液槽404下端的环状缝隙流出,在筒体内壁上形成均匀的降膜,在流动过程中,在聚合反应器夹套中热媒的加热下,熔体升温得以预聚合成为预聚合中间熔体,然后流入筒体内壁下部的集液槽405中,然后从中间熔体出口 401d流出,再由中间熔体输送栗406送入聚合反应器上部的中间熔体进口401c,从中间熔体进口401c进入聚合反应器内腔后,落在布液盘402上,从布液盘402上的布液孔402a与降膜管403之间的缝隙向下流出,在降膜管403的外壁再次形成挂壁降膜,在降膜管403内热媒介质的再次加热下,预聚合中间熔体进一步聚合完成,从聚合反应器底部的锥形头进入出料螺旋410,再从出料螺旋410下端的聚合物出料口 41 Oa排出。聚合物出料口 41 Oa的酯化率大于99%,聚合度大于100。
[0047]热媒介质例如导热油从降膜管热媒进口408a进入聚合反应器上封头与聚合反应器热媒加热管隔板401e之间的进油腔,然后沿聚合反应器热媒加热管411直接下到聚合反应器热媒加热管411底部,流出聚合反应器热媒加热管411后向上进入降膜管403与聚合反应器热媒加热管411之间的环状空腔,沿该环状空腔上行,从降膜管403的上端口进入降膜管隔板401f与聚合反应器热媒加热管隔板401e之间的出油腔,最后从降膜管热媒出口 408b流出。
[0048]物料刚进入布液孔402a时温度较低,形成降膜后沿降膜管403向下流动,不断受到降膜管403内热媒的加热,温度继续升高,到达降膜管403底部时物料的温度达到最高。而温度最高的热媒首先下到降膜管403底部,因为聚合反应器热媒加热管411的外周为返程的热媒,温度较高,沿聚合反应器热媒加热管411下行的热媒热量损失很小;返程上行的热媒由于不断对物料降膜进行放热,温度逐渐下降。因此降膜管外物料的温度自上而下逐渐递增,降膜管内的热媒温度自下而上逐渐递减,温度较低的物料与温度较低的热媒进行换热,温度最高的物料与温度最高的热媒进行换热,换热双方始终保持较大的温差,换热效率高。该聚合反应器在聚合反应器内腔采用环状布液槽404布液,在降膜管403外采用布液孔402a布液,形成的降膜都十分均匀,且在聚合反应器内腔进行了两次聚合,增大了换热面积,提高了反应效率。
[0049 ]筒体内壁设有螺旋向下延伸的筒壁物料分配环412,筒壁物料分配环412的上端位于布液槽404的出口下方,筒壁物料分配环412的下端位于集液槽405的上端口上方,筒壁物料分配环412为半圆形截面且平面连接在筒体内壁上。熔体从布液槽404下端的环状缝隙流出,沿筒体内壁向下流动形成降膜后,需要越过多道半圆形截面的筒壁物料分配环412,在越过筒壁物料分配环412时受到阻滞,使筒体内壁整个圆周方向及高度方向的降膜厚度更加均匀;半圆形截面表面光滑使得熔体流动非常均匀平缓,又不存在物料死角,避免物料停滞导致过热。
[0050]布液孔以下的降膜管403外壁均匀设有至少一道降膜管物料分配环403a,降膜管物料分配环403a的截面呈两头小中间大的鼓形。中间熔体从布液盘402上的布液孔与降膜管403之间的缝隙向下流出,在降膜管403的外壁再次形成挂壁降膜后,在向下流动过程中需要越过多道鼓形的降膜管物料分配环403a,在越过降膜管物料分配环403a时受到阻滞,使降膜管外壁整个圆周方向及高度方向的降膜厚度更加均匀;降膜管物料分配环403a的表面光滑弧形过渡使得熔体流动非常均匀平缓,又不存在物料死角,避免物料停滞导致过热。
[0051]如图5至图10所示,酯化预缩聚反应器包括封闭的立式塔体,立式塔体内由弧形隔板分隔成酯化上室I和预缩聚下室2,酯化上室I的筒壁外设有酯化加热夹套,预缩聚下室2的筒壁外设有预缩聚加热夹套;酯化上室I的顶部设有物料进口 Ia和酯化上室气相出口 I
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