一种降膜熔融缩聚反应器制造技术

本发明专利技术涉及一种降膜式熔融缩聚反应器。反应器塔体上方连接封头，下方连接底壳，封头与热媒室和物料室相连，物料室的下底板为物料分配板，分配板上有成排排列的物料降膜支撑管穿过，分配板上降膜支撑管的两侧分别配置有位于同排相邻降膜支撑管之间的布膜孔；降膜支撑管为套管结构，同排相邻两根降膜支撑管的管间距为4~60 mm，降膜支撑管直径为4~100 mm；底壳内设有搅拌器、螺杆和物料出口。本熔融缩聚反应器可提供较大的成膜面积，脱挥效率高，停留时间分布窄，适用于实施聚酯等物料的熔融缩聚反应。

【技术实现步骤摘要】
一种降膜熔融缩聚反应器
本专利技术涉及一种熔融缩聚反应器，特别涉及一种高黏物料降膜流动的熔融缩聚反应装置，属于聚合物生产设备

技术介绍
在缩聚反应制备聚酯、聚酰胺等聚合物材料过程中，熔融缩聚反应一般发生在卧式搅拌反应器内，在此类设备中物料的熔融缩聚达到一定阶段后产物分子量难以进一步提高，物料易受热不均，发生热氧化降解等副反应，停留时间分布宽；且这类设备占地面积大，投资成本高，设备的运行需要消耗大功率的外置动力，而装置产量也有限。近年来，熔融缩聚制备高黏物料也有采用管外降膜式熔融缩聚反应器，但物料在管外的布膜均匀性通常难以保证，因而降膜支撑件上物料的熔融缩聚反应的均匀性难以实现，由此对产品的均一性等造成不良影响，亟需提供一种物料成膜流动性能与反应进程匹配且物料流动状态与停留时间受控的高效降膜熔融缩聚反应装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种降膜熔融缩聚反应器，其结构设计巧妙，可使物料反应温度均匀，成膜流动性能好，成膜面积大，脱挥效率高，最终获得高品质聚合产品，为此，提出以下技术方案；一种降膜熔融缩聚反应器，包括塔体、与塔体上端相连的封头和与塔体下端相连的底壳，封头包括第一热媒室、第二热媒室和物料室，第一热媒室上有反应器热媒入/出口，第二热媒室上有反应器热媒出/入口，物料室的下底板为物料分配板；所述封头顶部有进料管，进料管下方连接有若干导流管，导流管与物料室连通；所述分配板上有成排排列的降膜支撑管穿过，每一排至少有两根；同排相邻两根降膜支撑管的管间距为4~60mm，降膜支撑管直径为4~100mm；所述分配板上设有布膜孔分属于各根降膜支撑管，每根降膜支撑管所属的布膜孔处在该降膜支撑管面向同排相邻两根降膜支撑管的两侧，分属相邻两根降膜支撑管的布膜孔不连通；所述降膜支撑管为套管结构，降膜支撑管的内管与第一热媒室相通，降膜支撑管的外管与第二热媒室相通。进一步地，降膜支撑管的外管为一段圆管或多段相连的圆管，多段相连的圆管的直径从上到下变小。作为本专利技术的进一步改进，同排相邻两根降膜支撑管之间有横向的支撑丝连接。作为本专利技术的进一步改进，每根降膜支撑管所属的布膜孔的数量、大小、形状及其与该降膜支撑管的相对位置与其它降膜支撑管完全一致，但每一排最外端的降膜支撑管例外，其外侧不设布膜孔；每根降膜支撑管所属的布膜孔内壁与该降膜支撑管外壁之间的最小距离小于5mm，分属相邻两根降膜支撑管的布膜孔不连通。进一步地，降膜支撑管所属的布膜孔紧贴于降膜支撑管管壁，相邻两根降膜支撑管所属的布膜孔不连通。作为本专利技术的进一步改进，每根降膜支撑管一侧的布膜孔可为一个或多个，降膜支撑管一侧的布膜孔为一个时，布膜孔位于同排降膜支撑管的轴心的连线上；降膜支撑管一侧的布膜孔为多个时，多个布膜孔以同排降膜支撑管的轴心连线对称分布。作为本专利技术的进一步改进，分配板上每根降膜支撑管一侧所属的布膜孔有效横截面积为1~200mm2，布膜孔的有效横截面积是指在分配板厚度方向可供高黏流体流动的最小横截面积。本专利技术中，布膜孔的形状可以是圆弧形、三角形、多边形等，并无特别限制；布膜孔在分配板的膜厚方向上的截面大小可以保持不变，如柱形，也可以变化，如锥形，并无特别限制。作为本专利技术的进一步改进，塔体垂直安装，塔体与上端的封头由封头法兰紧固件连接，塔体与下方的底壳由底壳法兰紧固件连接，塔体上端设有真空脱气口，塔体上有塔体夹套，塔体夹套上分别设有塔体夹套热媒入口和塔体夹套热媒出口；底壳为锥形，底壳的外面装有底壳夹套，底壳夹套上分别设有底壳夹套热媒入口和底壳夹套热媒出口，底壳内部装有螺杆，底壳底部还设有物料出口。作为本专利技术的进一步改进，底壳内部装有搅拌器，搅拌器可以是桨式、框式、锚式、螺带式等结构，并无特别限制。本专利技术通过巧妙设计布膜孔和降膜支撑管的组合结构，熔融物料从降膜支撑管两侧的布膜孔流出后，在成排排列的降膜支撑管之间形成稳定的管间降膜流动，可有效避免管外降膜流动进行缩聚反应时管外四周分布不均匀的流动现象，熔体在管间受到两侧降膜支撑管的双向支撑，不同区域降膜流动的速度分布范围小，停留时间分布窄；由于脱挥可在管间熔体膜的两面进行，与以往的管外降膜相比，熔融缩聚效率反而更高，且降膜流动被控制在相邻两降膜支撑管形成的固定轨道上，熔融缩聚反应的进程及熔体物性的变化和降膜流动的发展相匹配，物料整体停留时间可控，容易获得高质量的聚合产品。附图说明图1为本专利技术实施例1的结构示意图。图2为本专利技术实施例2的结构示意图。图3a为降膜支撑管一侧为两个方形布膜孔的分布示意图。图3b为降膜支撑管一侧为一个半圆形布膜孔的分布示意图。图4为分配板上的布膜孔分布示意图。图5为对照例1的管外降膜同心圆环缝式布膜孔结构示意图。图6为对照例2的管间降膜中相通狭缝式布膜孔结构示意图。附图标记说明：1-封头，2-第一热媒室，3-第二热媒室，4-物料室，4A-分配板，4A1-布膜孔，5-塔体夹套，5A-塔体夹套热媒入/出口，5B-塔体夹套热媒出/入口，6-塔体，7-塔体与底壳连接法兰，8-底壳夹套，8A-底壳夹套热媒入/出口，8B-底壳夹套热媒出/入口，9-底壳，10-螺杆，11-物料出口，12-搅拌器，13-降膜支撑管，13A-降膜支撑管的外管，13B-降膜支撑管的外管，14支撑丝，15-真空脱气口，16-塔体与封头连接法兰，17热媒出/入口，18-导流管，19-热媒入口/出口，20-进料管。具体实施方式以下结合具体实施方式对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术的管间降膜熔融缩聚反应器，包括塔体6、与塔体6上端相连的封头1和与塔体下端相连的底壳9，封头1由第一热媒室2、第二热媒室3和物料室4组成，第一热媒室2上有反应器热媒入/出口17，第二热媒室上有反应器热媒出/入口17，物料室4的下底板为物料分配板4A。封头顶部有进料管20，进料管20下方连接有若干导流管18，导流管18穿过第二热媒室3与物料室4连通。分配板4A上有成排排列的降膜支撑管13穿过，降膜支撑管13为套管结构，降膜支撑管的内管13B与第一热媒室2相通，降膜支撑管的外管13A与第二热媒室3相通，工作时热媒可从第一热媒室2上的反应器热媒入口19流入，进入降膜支撑管的内管13B，再从降膜支撑管的外管13A与降膜支撑管的内管13B之间的间隙流出至第二热媒室3，经第二热媒室3上的反应器热媒出口17流通至外界加热或冷却循环运行。降膜支撑管13成排排列，每一排至少有两根，同排相邻两根降膜支撑管13的管间距（L）为4~60mm，降膜支撑管13直径为4~100mm。分配板4A上设有布膜孔4A1分属于各根降膜支撑管13，每根降膜支撑管13所属的布膜孔4A1处在该降膜支撑管13面向同排相邻两根降膜支撑管的两侧。作为优选，如图1所示，降膜支撑管的外管13A可以采用直径不变的圆管。作为优选，如图2所示，降膜支撑管的外管13A还可以采用多段相连的圆管，在降膜流动方向上，分段的圆管从上至下管径变小。作为优选，每根降膜支撑管13所属的布膜孔的数量、大小、形状及其与该降膜支撑管的相对位置与其它降膜支撑管完全一致，但每一排最外端的降膜支撑管13例外，其外侧不设布膜孔4A1，如示意图4所示；每根降膜支撑管13所属的布膜孔4A1内壁与该降膜支撑管13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降膜熔融缩聚反应器，包括塔体（6）、与塔体（6）上端相连的封头（1）和与塔体（6）下端相连的底壳（9），反应器上设有进料管（20）、物料出口（11）和真空脱气口（15），其特征在于：所述封头（1）包括第一热媒室（2）、第二热媒室（3）和物料室（4），第一热媒室（2）上有反应器热媒入/出口（19），第二热媒室（3）上有反应器热媒出/入口（17），物料室（4）的下底板为物料分配板（4A）；所述进料管（20）与物料室（4）连通；所述分配板（4A）上有成排排列的降膜支撑管（13）穿过，每一排至少有两根，同排相邻两根降膜支撑管（13）的管间距（L）为4~60 mm，降膜支撑管（13）直径为4~100 mm；所述分配板（4A）上设有布膜孔（4A1）分属于各根降膜支撑管（13），每根降膜支撑管（13）所属的布膜孔（4A1）处在该降膜支撑管（13）面向同排相邻两根降膜支撑管的两侧，分属相邻两根降膜支撑管的布膜孔不连通；所述降膜支撑管（13）为套管结构，降膜支撑管的内管（13B）与第一热媒室（2）相通，降膜支撑管的外管（13A）与第二热媒室（3）相通。

【技术特征摘要】
1.一种降膜熔融缩聚反应器，包括塔体（6）、与塔体（6）上端相连的封头（1）和与塔体（6）下端相连的底壳（9），反应器上设有进料管（20）、物料出口（11）和真空脱气口（15），其特征在于：所述封头（1）包括第一热媒室（2）、第二热媒室（3）和物料室（4），第一热媒室（2）上有反应器热媒入/出口（19），第二热媒室（3）上有反应器热媒出/入口（17），物料室（4）的下底板为物料分配板（4A）；所述进料管（20）与物料室（4）连通；所述分配板（4A）上有成排排列的降膜支撑管（13）穿过，每一排至少有两根，同排相邻两根降膜支撑管（13）的管间距（L）为4~60mm，降膜支撑管（13）直径为4~100mm；所述分配板（4A）上设有布膜孔（4A1）分属于各根降膜支撑管（13），每根降膜支撑管（13）所属的布膜孔（4A1）处在该降膜支撑管（13）面向同排相邻两根降膜支撑管的两侧，分属相邻两根降膜支撑管的布膜孔不连通；所述降膜支撑管（13）为套管结构，降膜支撑管的内管（13B）与第一热媒室（2）相通，降膜支撑管的外管（13A）与第二热媒室（3）相通。2.如权利要求1所述的一种降膜熔融缩聚反应器，其特征在于：降膜支撑管的外管（13A）为一段圆管或多段相连的圆管，多段相连的圆管的直径从上到下变小。3.如权利要求1所述的一种降膜熔融缩聚反应器，其特征在于：同排相邻两根降膜支撑管（13）之间有横向的支撑丝（14）连接。4.如权利要求1所述的一种降膜熔融缩聚反应器，其特征在于：每根降膜支撑管（13）所属布膜孔的数量、大小、形状及其与该降膜支撑管的相对位置与其它降膜支撑管完全一致，但每一排最外端的降膜支撑管（13）例外，其外侧不设布膜孔（4A1）；每根降膜支撑管（13）所属的布...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文兴，陈世昌，张先明，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33