本实用新型涉及聚酯多元醇合成领域，具体涉及一种立式分段冷凝装置以及包括该装置的聚酯多元醇合成系统。
背景技术：
聚酯多元醇通常是多元醇和多元酸共缩聚而成的含活性端羟基的无规低聚物，其耐温、耐磨与耐油性能较为优秀，并且机械强度高。聚酯多元醇可以通过与异氰酸酯反应生成不同的聚氨酯制品，被广泛使用于聚氨酯合成革、橡胶等领域。而随着聚氨酯产业的不断发展，聚酯多元醇的应用也越来越广泛。
在现有的合成聚酯多元醇的系统中，通常将酸或酸酐与多元醇投入反应釜中合成聚酯多元醇，其反应会产生含有多元醇和水的副产物。现有的解决方案是在反应釜顶端直接依次连接分馏柱、立式冷凝器和卧式冷凝器，通过分馏柱的将水蒸气分离。但分馏柱分流效果较差，多元醇回收效率较低，且由于回收不充分，后续废水的处理难度也会相应增加。
技术实现要素：
为弥补现有技术的不足，本申请提供一种立式分段冷凝装置以及包括该装置的聚酯多元醇合成系统，该装置及该系统具有醇水分离效率高、分离彻底、能耗小、结构简单等优点。
本申请一方面在于提供一种立式分段冷凝装置，该装置包括：第一冷却段、第二冷却段和第三冷却段。第一冷却段包括：第一冷却腔体和第一冷却夹套，第一冷却夹套环绕设置在第一冷却腔体外侧。第二冷却段包括：第二冷却腔体和第二填充单元，第二填充单元设置在第二冷却腔体内。第三冷却段包括：第三冷却腔体和第三冷却夹套，第三冷却夹套环绕设置在第三冷却腔体外侧。第一冷却段、第二冷却段和第三冷却段自下而上依次设置，第一冷却腔体、第二冷却腔体和第三冷却腔体相互连通。
在一些实施例中，第一冷却夹套和/或第三冷却夹套为水冷式冷却夹套。
在一些实施例中，水冷式冷却夹套包括：进水口和出水口，进水口位于水冷式冷却夹套下方，出水口位于水冷式冷却夹套上方。
在一些实施例中，水冷式冷却夹套进一步包括进水控制装置和PLC控制柜，进水控制装置设置于水冷式冷却夹套进水口侧，PLC控制柜与进水控制装置相连接。
在一些实施例中，水冷式冷却夹套进一步包括测温装置，测温装置设置于水冷式冷却夹套出水口侧，测温装置与PLC控制柜之间有信号连接。
在一些实施例中，第二填充单元为不锈钢波纹管。
在一些实施例中，第二冷却腔体的上端和/或下端设有多孔隔板。
本申请另一方面在于提供一种聚酯多元醇合成系统，该系统包括：反应釜、立式分段冷凝装置和卧式冷凝器，立式分段冷凝装置下端与反应釜相连，立式分段冷凝装置上端与和卧式冷凝器入口端相连。
在一些实施例中，该系统进一步包括：收集装置和抽气装置，抽气装置设置在收集装置上，收集装置与卧式冷凝器出口端连通。
在一些实施例中，该系统进一步包括尾气排出管道，尾气排出管道与收集装置连通。
附图说明
通过结合附图对于本申请的实施方式进行描述，可以更好地理解本申请，在附图中：
图1为本申请的一个实施例中的一种立式分段冷凝装置的示意图；以及
图2为本申请的一个实施例中的一种聚酯多元醇合成系统的示意图。
附图标号说明：
110：第一冷却段；
111：第一冷却腔体；
112：第一冷却夹套；
120：第二冷却段；
121：第二冷却腔体；
122：第二填充单元；
130：第三冷却段；
131：第三冷却腔体；
132：第三冷却夹套；
210：反应釜；
220：立式分段冷凝装置；
230：卧式冷凝器；
240：收集装置；
250：抽气装置；以及
260：尾气排出管道。
具体实施方式
除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中列举的所有的从最低值到最高值之间的数值，是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时，最低值与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。
以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。
图1为本申请的一个实施例中的一种立式分段冷凝装置的示意图。如图1所示，该立式分段冷凝装置包括：第一冷却段110、第二冷却段120和第三冷却段130。
第一冷却段110包括：第一冷却腔体111和第一冷却夹套112，第一冷却夹套112环绕设置在第一冷却腔体111外侧。
第二冷却段120包括：第二冷却腔体121和第二填充单元122，第二填充单元设置在第二冷却腔体内。在一些实施例中，第二填充单元为不锈钢波纹管。在另一些实施例中，第二冷却腔体的上端和/或下端设有多孔隔板，所述多孔隔板可以用于控制反应的快慢。
第三冷却段130包括：第三冷却腔体131和第三冷却夹套132，第三冷却夹套132环绕设置在第三冷却腔体131外侧。
第一冷却段110、第二冷却段120和第三冷却段130自下而上依次设置。第一冷却腔体111、第二冷却腔体121和第三冷却腔体131相互连通。在一些实施例中，第一冷却腔体111、第二冷却腔体121和第三冷却腔体131可以是一个完整的冷却腔体的不同区域或不同段。
在一些实施例中，第一冷却夹套112和/或第三冷却夹套132为水冷式冷却夹套。在另一些实施例中，水冷式冷却夹套包括：进水口和出水口，进水口位于水冷式冷却夹套下方，出水口位于水冷式冷却夹套上方。
在另一些实施例中，水冷式冷却夹套进一步包括进水控制装置和PLC控制柜。进水控制装置设置于水冷式冷却夹套进水口侧，所述进水控制装置可以是节流阀，用以控制进水速度的快慢和流量的大小。PLC控制柜与进水控制装置相连接，用以控制进水控制装置的开闭。在另一些实施例中，水冷式冷却夹套还进一步包括测温装置。在一些实施例中，测温装置设置于水冷式冷却夹套出水口侧，该测温装置用以测量水冷式冷却夹套出口处的水温。测温装置与PLC控制柜之间有信号连接，所述PLC控制柜可以通过测温装置传入的信号决定冷却所需的进水速度和流量，并通过进水控制装置实施控制。
图2为本申请的一个实施例中的一种聚酯多元醇合成系统的示意图。该系统包括：反应釜210、立式分段冷凝装置220和卧式冷凝器230，立式分段冷凝装置220下端与反应釜210相连，立式分段冷凝装置220上端与和卧式冷凝器230入口端相连。
在一些实施例中，该系统进一步包括：收集装置240和抽气装置250，抽气装置250设置在收集装置240上，收集装置240与卧式冷凝器230出口端连通。收集装置240用于收集经卧式冷凝器230冷凝而成的液体。而抽气装置250用于使收集装置240内产生负压或真空环境，使经卧式冷凝器230冷凝而成的液体能顺畅的流入收集装置240。
在一些实施例中，该系统进一步包括：尾气排出管道260，尾气排出管道260与收集装置240连通。在另一些实施例中，尾气排出管道260与抽气装置250相连通。该尾气排出管道260的另一端可以连接尾气处理系统，在此不做赘述。
在一些聚酯多元醇合成的示范性实施例中，在聚酯多元醇生产的过程中会产生含有水和多元醇的气体。其中，水的沸点通常为100℃。而多元醇，由于其分子间氢键数目多，导致其沸点比水更高，如乙二醇沸点为197℃，正辛醇沸点为195℃，二甘醇的沸点为245℃。在此以含有二甘醇和水的气体为例进行说明，该含有二甘醇和水的气体从反应釜顶端流出，流入立式分段冷凝装置，所述立式分段冷凝装置的第一冷却段在测温装置、进水控制装置和PLC控制柜的联合作用下，使第一冷却段的温度控制在180℃到215℃之间，使含有二甘醇和水的气体中的大部分二甘醇凝聚成液体回落至下方的反应釜中，而剩余的含有少量二甘醇和水的气体则通过第二冷却段中的填充单元上升到第三冷却段。而第三冷却段在测温装置、进水控制装置和PLC控制柜的联合作用下，使第三冷却段的温度控制在120℃到150℃之间。在这个温度区间内，剩余的含有少量二甘醇和水的气体中的二甘醇进一步的凝聚成液体并回落至下方的反应釜中，而水则保持气态。剩余的气体则进一步的流入后续的卧式冷凝器进行后续处理。
本说明书用具体实施例来描述本申请，包括最佳模式，并且可以帮助任何熟悉本发明工艺的人进行实验操作，但不旨在限制其保护范围。