聚对苯二甲酸丙二醇酯制备装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种聚对苯二甲酸丙二醇酯制备装置，包括反应器，反应器的上部设有对苯二甲酸投料斗、对苯二甲酸投料管、丙二醇进料管、催化剂溶液进料管、氮气进气管、出气管、混合蒸汽出口管和安全阀泄放管，底部设有出料口，所述出料口上设有底阀，所述反应器内设有搅拌器，所述混合蒸汽出口管分为两路，一路连接分离塔，另一路连接喷淋塔，所述分离塔的塔顶出口连接酯化水冷凝器，所述分离塔塔釜连接丙二醇收集槽，所述喷淋塔连接液环泵为缩聚反应形成真空，所述反应器底阀连接切粒系统。本实用新型专利技术占地面积小，操作方便，能够在生产过程中检测和判断反应程度，可用于苯二甲酸丙二醇酯间歇装置的生产，也可以用于其他需要类似工艺的间歇生产。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种间隙式的聚对苯二甲酸丙二醇酯制备装置，属化工

技术介绍
聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是一种相对较新的半结晶状热塑性聚酯，与聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯相比，它具有独特的螺旋状结构而具有优异的性能，兼具尼龙的柔软性、腈纶的蓬松性和涤纶的抗污性，加上本身固有的弹性、适中的玻璃化转变温度和良好的加工性能，把各种纤维的优良性能集于一体。目前已成为当前国际上最热门的高分子新材料之一，不仅应用于合成纤维领域，也向工程塑料等领域迅速发展。在“十二五”发展规划中，聚对苯二甲酸丙二醇酯是新材料和化纤工业发展的重点，在国家发展和改革委员会发布的《产业结构调整指导目录(2011年本)》中属于第一鼓励类。然而，生产聚对苯二甲酸丙二醇酯的催化剂则是制约聚对苯二甲酸丙二醇酯大力发展的一个重大因素。聚对苯二甲酸丙二醇酯生产过程中使用的催化剂不仅影响酯化和缩聚的反应速率，而且会导致副反应的发生进而影响产品的色相、特性粘度等重要指标。目前可用于生产聚对苯二甲酸丙二醇酯的催化剂有锡系催化剂、锑系催化剂、稀土催化剂、钛系催化剂。锡系催化剂催化活性高，但锡系催化剂有强烈的神经毒性，对眼睛和皮肤有强烈的刺激性，对环境也有危害，容易引起水体污染；锑系催化剂虽然价格便宜，但活性较低，而且锑系催化剂中常含有砷而使其有较大的毒性；稀土催化剂活性较高，但是价格昂贵，不适合工业化的应用。钛系催化剂催化活性高，无毒，价格便宜，但由于其催化活性太高，使反应难以控制从而使产品泛黄，特性粘度也难以达到满意的状况。为进行各种催化剂及制备工艺的实验，需要占地小、易于操作和控制、并且能够方便且准确地判断反应程度的设备，由于目前用于化工实验的通用设备功能相对单一，需要若干设备和仪器的配备才能够实现聚对苯二甲酸丙二醇酯的主工艺流程，也不能在制备过程中随时了解和准确判断反应程度，因此，需要针对聚对苯二甲酸丙二醇酯制备的工艺要求和检测与控制要求的间歇式制备装置。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本技术提供了一种苯二甲酸丙二醇酯制备装置，这种设备占地面积小，操作方便，能够在生产过程中检测和判断反应程度，可用于苯二甲酸丙二醇酯制备工艺的实验以及间歇生产，也可以用于其他需要类似工艺的间歇生产。本技术的技术方案为:一种聚对苯二甲酸丙二醇酯制备装置，包括反应器，所述反应器的上部设有对苯二甲酸投料斗、丙二醇进料管、催化剂溶液进料管、氮气进气管、出气管、混合蒸汽出口管和安全阀泄放管，底部设有出料口，所述出料口上设有底阀，所述反应器内设有搅拌器，所述搅拌器的轴穿过所述反应釜的顶壁延伸到反应釜的上方并连接搅拌器驱动电机，所述混合蒸汽出口管分为两路，一路连接分离塔，另一路连接喷淋塔。优选的，所述反应器为立式并带热媒夹套，所述对苯二甲酸投料斗通过对苯二甲酸投料管连接所述反应器，所述对苯二甲酸投料管上设有手阀，所述驱动电机设有通过反应器液位进行连锁控制的电机控制装置。优选的，所述丙二醇进料管上设有流量计和开关阀，所述催化剂溶液进料管上设有流量计和开关阀，所述氮气进气管上设有开关阀。优选的，反应在酯化阶段，所述反应器的混合蒸汽出口连接喷淋塔管线上的开关阀呈关闭状态，所述反应器的混合蒸汽出口连接分离塔管线上的开关阀自动打开，混合蒸汽进入分离塔，反应器内压力由进入分离塔管线上的调节阀控制。优选的，反应进入预缩聚和终缩聚阶段，所述反应器的混合蒸汽出口连接分离塔管线上的开关阀自动关闭，所述反应器的混合蒸汽出口连接喷淋塔管线上的开关阀自动打开，混合蒸汽进入喷淋塔，反应器内压力由进入喷淋塔管线上的调节阀控制。优选的，所述分离塔塔釜设有热媒加热盘管，所述分离塔塔顶出口连接酯化水冷凝器，所述酯化水冷凝器的出口一路回流至塔顶，另一路接入酯化水收集槽，所述分离塔塔釜连接第一丙二醇收集槽。优选的，所述喷淋塔内喷淋液为喷淋液循环槽注入的丙二醇，所述喷淋塔塔顶出口连接液环栗，所述喷淋塔的塔釜液接入喷淋液循环槽，所述喷淋液循环槽内丙二醇进入喷淋液循环栗，再通过喷淋液冷却器冷却后进入所述喷淋塔。优选的，所述液环栗进气管道为喷淋塔塔顶出气管道，液环栗尾气管道排至安全点放空，所述液环栗液相管线接入第二丙二醇收集槽，所述液环栗进气管道与所述液环栗尾气管道之间设置跨接管道，所述跨接管道上设置调节阀以控制在预缩聚阶段和终缩聚阶段不同的真空度。优选的，所述液环栗循环液为加入的丙二醇，冷却介质为循环冷却水或循环冷冻水，所述液环栗连接循环冷却水和循环冷冻水供回管道，当反应进入预缩聚阶段，所述循环冷却水供回管道上的手阀打开，当反应进入终缩聚状态，所述循环冷却水供回管道上的手阀关闭，所述循环冷冻水供回管道上的手阀打开。优选的，所述反应器底阀通过熔体管道连接铸带头，熔体进入切粒系统被切成均匀颗粒并打包。优选的，所述间歇装置设有热媒加热系统，所述热媒加热系统的热媒循环管路上设有热媒循环栗，所述热媒栗出口热媒温度由一次热媒管路上的调节阀控制，所述热媒加热系统为所述反应器和所述分离塔提供热量，所述热媒加热系统为所述夹套管、所述铸带头内熔体保温，所述反应器内温度和所述分离塔塔釜温度由其热媒供管道上的调节阀控制。优选的，所述热媒循环管路放气管线接入热媒膨胀槽，所述一次热媒供管道和所述热媒膨胀槽之间连有定压管，所述热媒膨胀槽设有连接热媒收集罐的溢流管。本技术的有益效果是:在相应的管道和设备架构下，可以将打浆、酯化、预缩聚、终缩聚等反应步骤都在同一个反应器中进行，由此简化了设备，减少了占地面积；在不同的工艺过程中，可以方便地控制反应器混合蒸汽出口排出的混合蒸汽进入相应的设备，便于操作；由于将酯化反应过程中产生的混合蒸汽送入分馏塔进行分离，将酯化反应中产生的酯化水通过酯化水冷凝器进行冷凝，一部分回流，另一部分送入带有刻度的酯化水收集槽中，在一定的回流比下可以根据酯化水量是否达到理论值或工艺标准值方便且准确地进行酯化反应终点的判断及相应工艺切换的控制；由于设有喷淋塔，可以反应釜所排混合蒸汽中的丙二醇成分分离出来；由于设置了液环栗，可以实现预缩聚和终缩聚阶段所需的不同的真空度；由于设置了热媒循环管路和温控系统，可以方便的调节不同反应阶段反应器所需温度。【附图说明】图1本技术的结构示意图。【具体实施方式】所述反应器I内设有搅拌器，反应器上设有对苯二甲酸投料斗33和对苯二甲酸投料管，将计量后的对苯二甲酸通过投料斗送入反应器，关闭对苯二甲酸投料管上手阀，反应器的上部设有丙二醇进料管31和催化剂溶液进料管25，丙二醇进料管和催化剂溶液进料管上设有流量计和开关阀，流量计检测达到添加量立即连锁关闭开关阀。在反应器内完成打浆、酯化和缩聚(预缩聚和终缩聚)的全部反应过程，反应器的上方设有搅拌器驱动电机，依据工艺需要驱动搅拌器工作。在一种优选的实施方式下，可以通过搅拌器驱动电机的电流判断缩聚反应的终点，这种判断方式简单、便捷且有效，并且便于自动化控制。搅拌器的轴承部位应设置轴封并配有轴封系统，通过轴封系统的轴封平衡罐实现可靠的轴封。反应器的上部设有混合蒸汽出口管2，混合蒸汽出口管分为两路，一路连接分离塔3，另一路连接喷淋塔6。反应在酯化阶段，反应器的混合蒸汽出口连接喷淋塔管线上的开关阀呈关闭状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚对苯二甲酸丙二醇酯制备装置，包括反应器，其特征在于所述反应器的上部设有对苯二甲酸投料斗、丙二醇进料管、催化剂溶液进料管、氮气进气管、出气管、混合蒸汽出口管和安全阀泄放管，底部设有出料口，所述出料口上设有底阀，所述反应器内设有搅拌器，所述搅拌器的轴穿过所述反应釜的顶壁延伸到反应釜的上方并连接搅拌器驱动电机，所述混合蒸汽出口管分为两路，一路连接分离塔，另一路连接喷淋塔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周华堂，顾爱军，许贤文，吕陈秋，朱文祥，周雪松，张宇航，陈久波，李春成，
申请(专利权)人：中国昆仑工程公司，中国纺织工业设计院，
类型：新型
国别省市：北京;11