新型气相空间结构的缩聚反应器制造技术

本发明专利技术涉及一种新型气相空间结构的缩聚反应器，包括卧式的筒体，所述筒体的两端均设有端盖，所述筒体和各所述端盖均采用夹套结构并连接热媒循环系统，所述筒体的内腔的横截面为顶部向上凸起的非圆形，所述筒体内设有转轴，所述转轴上固定安装有若干圆盘，所述筒体的内壁的底部设有分别位于各组圆盘之间的隔板，所述筒体的气相出口位于所述筒体的上部，所述筒体内设有位于所述气相出口的内侧方向上的一个或多个气相挡板。本发明专利技术能够增大脱挥气体流道的过流面积，降低脱挥气速，减小薄膜被冲破的概率，减少脱挥气体中夹带的低聚物,降低真空系统堵塞的风险，提高反应器的脱挥效率，主要可用于聚丁二酸丁二醇酯生产的聚合反应或其他类似场合。

【技术实现步骤摘要】
新型气相空间结构的缩聚反应器
本专利技术涉及一种缩聚反应器，特别是一种新型的设有气相空间结构的缩聚反应器，主要可用于聚丁二酸丁二醇酯（PBS）生产过程中的聚合反应或其他类似场合，属化工
技术背景反应器是一种实现反应过程的设备，其筒体内设有用于容纳反应物料的空间，用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。现有反应器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。当反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在反应器内设置换热面，或者通过外循环进行换热。在聚丁二酸丁二醇酯（PBS）生产中，首先在一定温度下将丁二酸（SA）和丁二醇（BDO）酯化，然后在缩聚反应器内合成聚丁二酸丁二醇酯（PBS）。缩聚反应阶段是可逆过程，反应是通过及时将生成的小分子移除（亦称脱挥）来向正向推动的，当聚合生产在缩聚后期阶段，聚合物分子量已经较大，表现出来的粘度也很高，单纯靠小分子自动脱除已经难以实现，因此需要设置有助于小分子脱除的装置。例如，现有常用的圆形截面卧式圆盘反应器，反应器内设置若干沿轴向分布的圆盘，通过主轴带动圆盘旋转，从薄膜表面脱离的小分子通过圆盘顶部边缘与反应器相应内壁间的缝隙流道快速流动，实现脱挥。但由于缩聚反应过程中需要脱挥气量较大，而缝隙流道相对较小，因此造成脱挥气速高，造成不利影响，主要表现在：①高气速将部分圆盘上薄膜冲破，造成低聚物夹带，同时也在一定程度上减少了脱挥表面积。②由于脱挥气体气速很高，其夹带的低聚物很难在短时间沉降下来，被带到后续真空冷凝系统，增加堵塞的风险。
技术实现思路
为了解决所述问题，本专利技术提供了一种新型的设有气相空间结构的缩聚反应器，以增大脱挥气体流道的过流面积，降低脱挥气速，减小薄膜被冲破的概率，减少脱挥气体中夹带的低聚物,降低真空系统堵塞的风险，提高反应器的脱挥效率。本专利技术的技术方案是：一种新型气相空间结构的缩聚反应器，包括卧式的筒体，所述筒体的两端均设有端盖，所述筒体的内腔的横截面为顶部向上凸起的非圆形，所述筒体内设有转轴，所述转轴上固定安装有若干圆盘，所述筒体的进料侧设有物料进口，出料侧设有物料出口和气相出口，所述气相出口位于所述筒体的上部，用于连接真空系统。由于筒体内空间的顶部向上凸起，所述圆盘顶部与筒体内壁之间的间距大于所述圆盘两侧与筒体内壁之间的间距，形成筒体内的气相空间，该气相空间构成脱挥流道，从液相中脱出的小分子气体向上流，汇集在气相空间内并在外部真空系统和/或筒体内压力的作用下从气相出口流出。所述筒体的内腔的横截面可以呈左右镜像对称的梨形，其主体部分（除顶部向上凸起部分之外的部分）为圆形，所述转轴的轴线位于所述主体部分的圆心处。所述筒体的内腔的横截面可以呈左右镜像对称和上下镜像对称的长圆形，其竖向尺寸大于横向尺寸，所述转轴的轴线位于所述横截面的中心的下方。所述筒体的内腔的横截面的上部边缘和下部边缘可以为曲率相同的圆弧，中部边缘为连接上下部边缘的圆滑过渡曲线，所述转轴的轴线位于所述下部边缘的圆心处。所述转轴可以通过相应侧的轴承旋转安装在相应侧的端盖上，当转轴穿过端盖时，所述转轴和相应端盖之间还设有密封装置以实现所需的密封，可以依据现有技术设置相应的轴承座或转轴支撑装置等。所述转轴的转轴驱动装置通常可以位于所述筒体的外面，所述转轴的驱动连接端延伸在相应侧的端盖外，连接所述转轴驱动装置的输出轴。所述转轴驱动装置可以设置在筒体的出料侧的外侧，也可以设置在筒体进料侧的外侧。所述转轴驱动装置可以包括电机及其减速机，所述电机减速机可以采用齿轮减速机或其他现有技术。所述筒体和各所述端盖均优选采用夹套结构并连接热媒循环系统。所述圆盘可以分为若干组，每组圆盘中的圆盘数量可以为一个或多个。所述筒体的内壁的底部优选设有分别位于各组圆盘之间的隔板。所述隔板上优选设有熔体流通缺口。所述物料进口和物料出口可以分别设置在相应侧筒体底部的近端盖处。所述气相出口可以设置在出料侧的端盖上。所述筒体内优选设有位于所述气相出口的内侧方向上的气相挡板，所述气相挡板的数量可以为一个或多个（气相挡板组），所述气相挡板与出料侧的端盖之间留有间距，所述气相挡板上开有流通缺口和/或通孔，以进行液气分离，分离出的液体返回筒体内的液相反应体系，由此减小了脱挥气流对低聚物等的夹带量。本专利技术的有益效果为：由于筒体内腔的横截面呈顶部向上凸起的非圆形，筒体内壁与圆盘的顶部边缘之间留有较大的间隙，可以依据脱挥流道过流面积的需要设置该间隙的大小，由此有效地增大了脱挥气流的过流面积，有效地降低了脱挥气流速度，进而有效地减轻甚至消除了脱挥气流对圆盘上薄膜的冲击和破坏，有效地保持了脱挥界面面积，有利于提高脱挥效率，有利于充分的聚合反应，大幅度减少了脱挥气流中夹带的低聚物等，有效地防止因低聚物夹带过多导致的后续设备堵塞。附图说明图1是本专利技术的一个实施例的结构示意图；图2是图1的A-A剖视图。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的说明。参照图1和图2所示实施例，本专利技术的缩聚反应器包括转轴1、密封装置2、端盖3、筒体4、圆盘5、夹套结构6、气相挡板组7、气相出口8、转轴支撑装置9、物料出口10、隔板11和物料进口12。本实例中，筒体4两端连接端盖3，端盖与筒体构成密闭空间（可称为筒体内空间）；所述筒体一端设有物料进口12，另一端设有物料出口10，本实例中，所述物料进口设置在筒体底部，以减少反应器内残存物料给后续生产带来影响；所述物料出口一端的端盖上方设有气相出口8，气相出口与真空泵（真空系统）连接；所述筒体内设有转轴1，转轴上设有多组圆盘5；所述转轴的一端（驱动连接端）从物料进口的端盖伸出，连接减速机，该端盖与转轴之间设有密封装置2，另一侧的端盖内侧设有转轴支撑装置9等用于转轴支承和旋转连接；所述筒体底部在相邻圆盘组的间隔处设有隔板11以防止物料返混，隔板上设有熔体流通缺口。所述筒体与圆盘为偏心结构（如图2所示），筒体内顶部与圆盘的间隙提供了可供气体流通的气相空间。PBS熔体由物料进口12进入反应器，在出料泵作用下，逐级穿过圆盘5及隔板11轴向流动，随着熔体内小分子不断析出、反应副产物被及时抽走，缩聚反应进一步进行，物料熔体粘度逐渐增大，最终，熔体从物料出口10离开反应器。气相出口8连接真空系统，反应器运转过程中，真空系统通过气相出口不断地从反应器内抽出小分子气体，以保证缩聚反应的正向进行。圆盘在转轴1带动下，持续旋转并从熔体池中抽出，圆盘表面的熔体薄膜析出的小分子气体汇集成气流，经筒体顶部的气相空间流向气相出口。圆盘的搅动提高了熔体内小分子的脱出速度，达到迅速脱出小分子的目的，使得缩聚反应在高粘度情况下能够顺利进行。在反应过程中，通过夹套6中流动的热媒控制反应器内温度维持在聚合反应所需温度。反应器筒体内顶部邻近气相出口处，设置有气相挡板组7，筒体顶部的气相挡板开有流通缺口。气相挡板会承受气流的冲击，在冲击过程中，气流夹带的低聚物会因惯性作用而粘附在挡板上，从而减少了气体夹带的低聚物。本专利技术中缩聚反应器不仅适用于聚丁二酸丁二醇酯（PBS）缩聚反应，同样适用于其他聚酯的缩聚反应。本专利技术公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型气相空间结构的缩聚反应器，包括卧式的筒体，所述筒体的两端均设有端盖，其特征在于所述筒体的内腔的横截面为顶部向上凸起的非圆形，所述筒体内设有转轴，所述转轴上固定安装有若干圆盘，所述筒体的进料侧设有物料进口，出料侧设有物料出口和气相出口，所述气相出口位于所述筒体的上部。

【技术特征摘要】
1.一种新型气相空间结构的缩聚反应器，包括卧式的筒体，所述筒体的两端均设有端盖，其特征在于所述筒体的内腔的横截面为顶部向上凸起的非圆形，所述筒体内设有转轴，所述转轴上固定安装有若干圆盘，所述筒体的进料侧设有物料进口，出料侧设有物料出口和气相出口，所述气相出口位于所述筒体的上部。2.如权利要求1所述的缩聚反应器，其特征在于所述筒体的内腔的横截面呈左右镜像对称的梨形，其主体部分为圆形，所述转轴的轴线位于所述主体部分的圆心处，或者，所述筒体的内腔的横截面呈左右镜像对称和上下镜像对称的长圆形，其竖向尺寸大于横向尺寸，所述转轴的轴线位于所述横截面的中心的下方。3.如权利要求1所述的缩聚反应器，其特征在于所述筒体的内腔的横截面的上部边缘和下部边缘为曲率相同的圆弧，中部边缘为连接上下部边缘的圆滑过渡曲线，所述转轴的轴线位于所述下部边缘的圆心处。4.如权利要求1所述的缩聚反应器，其特征在于所述转轴通过相应侧的轴承旋转安装在相应侧的端盖上，当转轴穿过端盖时，所述转轴和相应端盖之间还...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈施光，陈襄颐，陈强，张宇航，高东平，赵倩茹，张艺澄，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国昆仑工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11