一种立式聚合反应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种立式聚合反应器，立式筒体的内腔上部设有将筒体分隔为上下室的物料分配板，上下室均设有抽真空口，物料分配板上设有物料分配漏斗，物料分配漏斗中设有降膜管且两者共轴线，降膜管竖直向下延伸，降膜管内腔插接有热媒加热管，筒体上部外壁设有进料口，筒体下端设有锥形头，锥形头下端设有出料螺旋，出料螺旋下端设有出料口，筒体外周设有筒体夹套，锥形头外周设有锥形头夹套，物料分配板上方的筒体内壁设有预聚合导流环槽，预聚合导流环槽的上端开口且下端封闭，进料口与预聚合导流环槽的下部相通，预聚合导流环槽中设有加热盘管。该聚合反应器采用无搅拌结构，电耗及故障率低，在筒体内腔进行了两次聚合，提高了反应效率。
【专利说明】
一种立式聚合反应器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种立式聚合反应器，属于PET、PBT等聚酯生产制造设备技术领域。
【背景技术】
[0002]传统的立式无搅拌聚合反应器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的物料分配板，物料分配板上设有物料分配漏斗，物料分配漏斗中设有两端封闭的降膜管且两者之间的间隙均匀，降膜管竖直向下延伸且上端伸出筒体的顶部外，降膜管的内腔设有热媒加热管，筒体的上部外壁设有进料口和抽真空口，筒体的锥形底部设有出料口，筒体的外周设有加热夹套。
[0003]PET或PBT熔体进入筒体内腔后，落在物料分配板上，从物料分配板上的物料分配漏斗与降膜管之间的缝隙向下流出，在降膜管的外壁形成挂壁降膜，在降膜管内热媒介质的加热下，熔体完成聚合后，落在筒体底部，再从筒体底部的出料口流出。反应过程中，抽真空系统通过抽真空口使筒体内保持真空状态。
[0004]PET或PBT熔体进入筒体内腔后，受加热的面积比较小，而且只进行一次聚合反应，反应速度慢，生产效率低;反应产生的小分子易在釜壁碳化，落入物料当中，产生黑点料，经常需要停车洗釜，产品质量不稳定，运行周期短。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种立式聚合反应器，反应速度快，生产效率高。
[0006]为解决以上技术问题，本实用新型的一种立式聚合反应器，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的物料分配板，所述物料分配板将筒体内腔分隔为上室和下室，上室和下室均设有抽真空口，所述物料分配板上设有物料分配漏斗，所述物料分配漏斗中设有降膜管且两者共轴线，所述降膜管竖直向下延伸，所述降膜管的内腔插接有热媒加热管，所述筒体的上部外壁设有进料口，所述筒体的下端设有锥形头，所述锥形头的下端设有出料螺旋，所述出料螺旋的下端设有出料口，所述筒体的外周设有筒体夹套，所述锥形头的外周设有锥形头夹套，所述物料分配板上方的筒体内壁设有预聚合导流环槽，所述预聚合导流环槽的上端开口且下端封闭，所述进料口与所述预聚合导流环槽的下部相通，所述预聚合导流环槽中设有加热盘管。
[0007]相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果:PET或I3BT熔体从进料口进入预聚合导流环槽，在预聚合导流环槽中一方面被加热盘管加热，另一方面被筒体夹套中的热媒加热，熔体升温得以预聚合，然后从预聚合导流环槽流出，落在物料分配板上，从物料分配板上的物料分配漏斗与降膜管之间的缝隙向下流出，在降膜管的外壁形成挂壁降膜，在降膜管内热媒介质的加热下，预聚合后的熔体进一步聚合完成，落入锥形斗，经出料螺旋从出料口排出，由于物料的粘度较大，出料螺旋有助于将物料快速排出。上室和下室分设抽真空口，真空可以根据工艺需要单独控制，有利于保持筒体内腔的真空度，及时抽出气相物质。该聚合反应器采用无搅拌结构，电耗及故障率低;在筒体内腔进行了两次聚合，提高了反应效率;在反应及出料过程中，筒体内腔始终保持在真空状态，不会造成熔体降解，产品品质稳定。
[0008]作为本实用新型的改进，所述预聚合导流环槽的内腔设有径向导流隔板，所述预聚合导流环槽的内壁设有面向筒体轴线的导流环槽物料出口，所述导流环槽物料出口沿预聚合导流环槽内壁的全高度方向延伸，且所述导流环槽物料出口与所述进料口分别位于所述径向导流隔板的两侧。径向导流隔板将进料口与导流环槽物料出口隔开，可以防止预聚合导流环槽中的物料发生短流，使物料在预聚合导流环槽中具有最大的行程，熔体进入预聚合导流环槽后呈平推流的形式，沿筒体内壁环绕一周，熔体前进过程中，先闪蒸脱除游离态的二元醇，物料不断被加热盘管加热，然后从导流环槽物料出口流出，该结构延长了熔体在预聚合导流环槽中的加热时间。
[0009]作为本实用新型的改进，所述预聚合导流环槽的上方设有降膜管隔板，所述降膜管隔板的上方设有热媒加热管隔板，所述降膜管隔板和所述热媒加热管隔板分别将筒体横向隔断，所述热媒加热管隔板的上方设有筒体上封头;所述降膜管的上端口连接在所述降膜管隔板的管孔上，所述热媒加热管的上端口连接在所述热媒加热管隔板的管孔上;所述筒体上封头上连接有降膜管热媒进口，所述降膜管隔板与热媒加热管隔板之间的筒体壁上连接有降膜管热媒出口。热媒介质例如导热油从降膜管热媒进口进入筒体上封头与热媒加热管隔板之间的进油腔，然后沿热媒加热管直接下到热媒加热管底部，流出热媒加热管后向上进入降膜管与热媒加热管之间的环状空腔，沿该环状空腔上行，从降膜管的上端口进入降膜管隔板与热媒加热管隔板之间的出油腔，最后从降膜管热媒出口流出。物料刚进入物料分配漏斗时温度较低，形成降膜后沿降膜管向下流动，不断受到降膜管内热媒的加热，温度逐渐升高，到达降膜管底部时物料的温度达到最高。温度最高的热媒首先下到降膜管底部，因为热媒加热管的外周为返程的热媒，温度较高，沿热媒加热管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，温度最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。
[0010]作为本实用新型的改进，所述筒体的下部内壁设有环状的废料收集槽，所述废料收集槽的上端开口且下端封闭;所述筒体的外壁上设有与所述废料收集槽的底部相通的废料排放口。在降膜聚合过程中，一些小分子容易粘在筒体内壁上，在加热夹套内高温热媒的加热下，容易结焦炭化，采用废料收集槽将这些杂质收集起来，通过废料排放口排出筒体夕卜，避免杂质进入筒体的锥形底部，对出料造成污染。
[0011]作为本实用新型的改进，所述物料分配漏斗在所述物料分配板上均匀设有多个，各所述物料分配漏斗的中心分别设有所述降膜管。设置的降膜管越多，降膜加热的面积越大，产量越高。
[0012]作为本实用新型的改进，所述筒体夹套的底部外壁设有聚合段筒体夹套热媒进口，所述物料分配板下方的夹套外壁设有聚合段筒体夹套热媒出口 ；所述物料分配板上方的夹套外壁设有预聚合段筒体夹套热媒入口，所述降膜管隔板下方的夹套外壁设有预聚合段筒体夹套热媒出口。在预聚合段，高温导热油从下方的预聚合段筒体夹套热媒入口进入筒体夹套内，对预聚合熔体放热后，从上方的预聚合段筒体夹套热媒出口排出。在聚合段，高温导热油从下方的聚合段筒体夹套热媒入口进入筒体夹套内，对下室起到保温作用放热后，从上方的聚合段筒体夹套热媒出口排出。
[0013]作为本实用新型的改进，所述锥形头夹套的底部设有锥形头夹套热媒进口，所述锥形头夹套的上部设有锥形头夹套热媒出口。高温导热油从下方的锥形头夹套热媒进口进入锥形头夹套内，放热后从上方的锥形头夹套热媒出口排出。
[0014]作为本实用新型的改进，所述预聚合导流环槽底部的筒体外壁设有与所述加热盘管的下端相连的加热盘管热媒进口，所述预聚合导流环槽上部的筒体外壁设有与所述加热盘管的上端相连的加热盘管热媒出口。高温导热油从下方的加热盘管热媒进口进入加热盘管内，沿加热盘管盘旋数周对熔体进行加热，然后上方的加热盘管热媒出口排出。
[0015]作为本实用新型的改进，所述上室和下室的筒体上分别设有真空检测接口。便于分别控制筒体内腔的真空度。
[0016]所述预聚合导流环槽的底部和所述锥形头的下部分别设有液位计接口。以便控制聚合反应器内部物料的液位。
【附图说明】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。
[0018]图1为本实用新型立式聚合反应器的结构示意图。
[0019]图2为图1的局部放大图。
[0020]图3为预聚合导流环槽的物料流向图。
[0021 ]图中:1.筒体；Ia.进料口； Ib.上室抽真空口； Ic.下室抽真空口； Id.上室真空检测接口； Ie.热媒加热管隔板;If.降膜管隔板;Ig.废料排放口； Ih.下室真空检测接口； 2.物料分配板;2a.物料分配漏斗;3.降膜管;4.预聚合导流环槽;4a.径向导流隔板;4b.导流环槽物料出口； 5.废料收集槽;6.热媒加热管;7.筒体夹套;7a.预聚合段筒体夹套热媒入口； 7b.预聚合段筒体夹套热媒出口； 7c.聚合段筒体夹套热媒进口； 7d.聚合段筒体夹套热媒出口 ；8a.降膜管热媒进口； 8b.降膜管热媒出口； 9.锥形头夹套;9a.锥形头夹套热媒进口； 9b.锥形头夹套热媒出口； 10.出料螺旋；1a.出料口； 11.加热盘管；I Ia.加热盘管热媒进口； I Ib.加热盘管热媒出口； 12a.上室液位计接口； 12b.下室液位计接口。
【具体实施方式】
[0022]如图1至图3所示，本实用新型立式聚合反应器包括立式设置且两端封闭的筒体I，筒体内腔的上部设有水平状的物料分配板2，物料分配板2将筒体内腔分隔为上室和下室，上室设有上室抽真空口 Ib，下室设有下室抽真空口 Ic。物料分配板2上设有物料分配漏斗2a，物料分配漏斗2a中设有降膜管3且两者共轴线，降膜管3竖直向下延伸，降膜管3的内腔插接有热媒加热管6，筒体的上部外壁设有进料口 la，筒体的下端设有锥形头，锥形头的下端设有出料螺旋1，出料螺旋1的下端设有出料口 I Oa，筒体的外周设有筒体夹套7，锥形头的外周设有锥形头夹套9，物料分配板2上方的筒体内壁设有预聚合导流环槽4，预聚合导流环槽4的上端开口且下端封闭，进料口 Ia与预聚合导流环槽4的下部相通，预聚合导流环槽4中设有加热盘管11。
[0023]PET或I3BT熔体从进料口 Ia进入预聚合导流环槽4，在预聚合导流环槽4中一方面被加热盘管11加热，另一方面被筒体夹套7中的热媒加热，熔体升温在真空条件下得以预聚合，然后从预聚合导流环槽4的导流环槽物料出口 4b流出，落在物料分配板2上，从物料分配板2上的物料分配漏斗2a与降膜管3之间的缝隙向下流出，在降膜管3的外壁形成挂壁降膜，在降膜管3内热媒介质的加热下，预聚合后的熔体进一步聚合完成，落入锥形斗，经出料螺旋10从出料口 1a排出，由于物料的粘度较大，出料螺旋10有助于将物料快速排出。上室和下室分设抽真空口，真空可以根据工艺需要单独控制，有利于保持筒体内腔的真空度，及时抽出气相物质。该聚合反应器采用无搅拌结构，电耗及故障率低;在筒体内腔进行了两次聚合，提高了反应效率;在反应及出料过程中，筒体内腔始终保持在真空状态，不会造成熔体降解，产品品质稳定。
[0024]预聚合导流环槽4的内腔设有径向导流隔板4a，预聚合导流环槽4的内壁设有面向筒体轴线的导流环槽物料出口 4b，导流环槽物料出口 4b沿预聚合导流环槽内壁的全高度方向延伸，且导流环槽物料出口4b与进料口 Ia分别位于径向导流隔板4a的两侧。径向导流隔板4a将进料口 Ia与导流环槽物料出口4b隔开，使得熔体进入预聚合导流环槽4后呈平推流的形式，沿筒体内壁环绕一周，熔体前进过程中，不断被加热盘管11加热，然后从导流环槽物料出口 4b流出，该结构延长了恪体在预聚合导流环槽4中的加热时间。
[0025]预聚合导流环槽4的上方设有降膜管隔板If，降膜管隔板If的上方设有热媒加热管隔板Ie，降膜管隔板If和热媒加热管隔板Ie分别将筒体横向隔断，热媒加热管隔板Ie的上方设有筒体上封头；降膜管3的上端口连接在降膜管隔板If的管孔上，热媒加热管6的上端口连接在热媒加热管隔板Ie的管孔上;筒体上封头上连接有降膜管热媒进口 8a，降膜管隔板If与热媒加热管隔板Ie之间的筒体壁上连接有降膜管热媒出口8b。
[0026]热媒介质例如导热油从降膜管热媒进口8a进入筒体上封头与热媒加热管隔板Ie之间的进油腔，然后沿热媒加热管6直接下到热媒加热管底部，流出热媒加热管后向上进入降膜管3与热媒加热管6之间的环状空腔，沿该环状空腔上行，从降膜管3的上端口进入降膜管隔板If与热媒加热管隔板Ie之间的出油腔，最后从降膜管热媒出口Sb流出。物料刚进入物料分配漏斗2a时温度较低，形成降膜后沿降膜管3向下流动，不断受到降膜管3内热媒的加热，温度逐渐升高，到达降膜管底部时物料的温度达到最高。温度最高的热媒首先下到降膜管底部，因为热媒加热管6的外周为返程的热媒，温度较高，沿热媒加热管6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，温度最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。
[0027]筒体的下部内壁设有环状的废料收集槽5，废料收集槽5的上端开口且下端封闭；筒体的外壁上设有与废料收集槽5的底部相通的废料排放口 lg。在降膜聚合过程中，一些小分子容易粘在筒体内壁上，在加热夹套内高温热媒的加热下，容易结焦炭化，采用废料收集槽5将这些杂质收集起来，通过废料排放口 Ig排出筒体外，避免杂质进入筒体的锥形底部，对出料造成污染。
[0028]物料分配漏斗2a在物料分配板2上均匀设有多个，各物料分配漏斗2a的中心分别设有降膜管3。每组降膜管中均设有热媒加热管6，设置的降膜管越多，降膜加热的面积越大，产量越高。
[0029]筒体夹套7的底部外壁设有聚合段筒体夹套热媒进口7c，物料分配板2下方的夹套外壁设有聚合段筒体夹套热媒出口 7d;物料分配板2上方的夹套外壁设有预聚合段筒体夹套热媒入口 7a，降膜管隔板If下方的夹套外壁设有预聚合段筒体夹套热媒出口 7b。在预聚合段，高温导热油从下方的预聚合段筒体夹套热媒入口 7a进入筒体夹套7内，对预聚合熔体放热后，从上方的预聚合段筒体夹套热媒出口 7b排出。在聚合段，高温导热油从下方的聚合段筒体夹套热媒入口进入筒体夹套内，对下室起到保温作用放热后，从上方的聚合段筒体夹套热媒出口 7d排出。
[0030]锥形头夹套9的底部设有锥形头夹套热媒进口9a，锥形头夹套9的上部设有锥形头夹套热媒出口 ％。高温导热油从下方的锥形头夹套热媒进口 9a进入锥形头夹套9内，放热后从上方的锥形头夹套热媒出口9b排出。
[0031]预聚合导流环槽4底部的筒体外壁设有与加热盘管11的下端相连的加热盘管热媒进口 11a，预聚合导流环槽4上部的筒体外壁设有与加热盘管11的上端相连的加热盘管热媒出口 lib。高温导热油从下方的加热盘管热媒进口 Ila进入加热盘管11内，沿加热盘管11盘旋数周对熔体进行加热，然后上方的加热盘管热媒出口 Ilb排出。
[0032]物料分配板2上方的上室筒壁上设有上室真空检测接口ld，物料分配板2下方的下室筒壁上设有下室真空检测接口 lh，以便分别控制筒体内腔的真空度。
[0033]预聚合导流环槽的底部连接有上室液位计接口12a，锥形头的下部连接有下室液位计接口 12b，以便控制聚合反应器内部物料的液位。
[0034]以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，例如热媒可以为导热油，也可以为其它热载体等。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。
【主权项】
1.一种立式聚合反应器，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的物料分配板，所述物料分配板将筒体内腔分隔为上室和下室，上室和下室均设有抽真空口，所述物料分配板上设有物料分配漏斗，所述物料分配漏斗中设有降膜管且两者共轴线，所述降膜管竖直向下延伸，所述降膜管的内腔插接有热媒加热管，所述筒体的上部外壁设有进料口，所述筒体的下端设有锥形头，所述锥形头的下端设有出料螺旋，所述出料螺旋的下端设有出料口，所述筒体的外周设有筒体夹套，所述锥形头的外周设有锥形头夹套，其特征在于:所述物料分配板上方的筒体内壁设有预聚合导流环槽，所述预聚合导流环槽的上端开口且下端封闭，所述进料口与所述预聚合导流环槽的下部相通，所述预聚合导流环槽中设有加热盘管。2.根据权利要求1所述的立式聚合反应器，其特征在于:所述预聚合导流环槽的内腔设有径向导流隔板，所述预聚合导流环槽的内壁设有面向筒体轴线的导流环槽物料出口，所述导流环槽物料出口沿预聚合导流环槽内壁的全高度方向延伸，且所述导流环槽物料出口与所述进料口分别位于所述径向导流隔板的两侧。3.根据权利要求1所述的立式聚合反应器，其特征在于:所述预聚合导流环槽的上方设有降膜管隔板，所述降膜管隔板的上方设有热媒加热管隔板，所述降膜管隔板和所述热媒加热管隔板分别将筒体横向隔断，所述热媒加热管隔板的上方设有筒体上封头;所述降膜管的上端口连接在所述降膜管隔板的管孔上，所述热媒加热管的上端口连接在所述热媒加热管隔板的管孔上;所述筒体上封头上连接有降膜管热媒进口，所述降膜管隔板与热媒加热管隔板之间的筒体壁上连接有降膜管热媒出口。4.根据权利要求1所述的立式聚合反应器，其特征在于:所述筒体的下部内壁设有环状的废料收集槽，所述废料收集槽的上端开口且下端封闭；所述筒体的外壁上设有与所述废料收集槽的底部相通的废料排放口。5.根据权利要求1所述的立式聚合反应器，其特征在于:所述物料分配漏斗在所述物料分配板上均匀设有多个，各所述物料分配漏斗的中心分别设有所述降膜管。6.根据权利要求3所述的立式聚合反应器，其特征在于:所述筒体夹套的底部外壁设有聚合段筒体夹套热媒进口，所述物料分配板下方的夹套外壁设有聚合段筒体夹套热媒出口 ；所述物料分配板上方的夹套外壁设有预聚合段筒体夹套热媒入口，所述降膜管隔板下方的夹套外壁设有预聚合段筒体夹套热媒出口。7.根据权利要求1所述的立式聚合反应器，其特征在于:所述锥形头夹套的底部设有锥形头夹套热媒进口，所述锥形头夹套的上部设有锥形头夹套热媒出口。8.根据权利要求1所述的立式聚合反应器，其特征在于:所述预聚合导流环槽底部的筒体外壁设有与所述加热盘管的下端相连的加热盘管热媒进口，所述预聚合导流环槽上部的筒体外壁设有与所述加热盘管的上端相连的加热盘管热媒出口。9.根据权利要求1至8中任一项所述的立式聚合反应器，其特征在于:所述上室和下室的筒体上分别设有真空检测接口。10.根据权利要求1至8中任一项所述的立式聚合反应器，其特征在于:所述预聚合导流环槽的底部和所述锥形头的下部分别设有液位计接口。
【文档编号】B01J19/32GK205462258SQ201620089815
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】景辽宁
【申请人】扬州惠通化工技术有限公司