一种PBT生产用酯化系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种PBT生产用酯化系统，酯化反应釜的顶部设有浆料进口、气相口、搅拌口和回流口，酯化反应釜的底部中心设有催化剂入口，酯化釜气相口与工艺塔的进气口相连，工艺塔的底部出口与酯化釜回流口相连；工艺塔顶部的工艺塔气相口与塔顶冷凝器的介质入口相连，塔顶冷凝器的介质出口与塔顶接收罐的入口相连，塔顶接收罐的底部出口与工艺塔上部的工艺塔回流口相连，塔顶接收罐的溢流口与四氢呋喃回收装置相连，塔顶冷凝器的气相出口通过酯化真空调节阀与缩聚机械真空泵的抽气口相连，酯化反应釜的顶部安装有压力变送器，酯化真空调节阀的开度受控于压力变送器所测定的釜内压力。该系统可以节省投资，减少水资源的消耗，且生产更加稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种PBT生产用酯化系统
本技术涉及一种PBT生产系统，尤其涉及一种PBT生产用酯化系统，属于聚酯生产设备

技术介绍
PBT，中文名为聚对苯二甲酸丁二醇酯，与其他材料相比，具有优异的耐热性、耐候性、耐药品性、化学稳定性、机械强度和电绝缘特性，广泛应用于改性工程塑料、抽丝、光缆等领域。酯化反应为PBT生产系统的第一道反应工序，酯化反应的稳定与否直接决定整个装置产品的好坏。在酯化反应釜中，对苯二甲酸(PTA)和1,4-丁二醇（BDO）浆料升温进行酯化，反应生成对苯二甲酸双羟基丁酯（BHBT）和更高分子的低聚物、水及BDO在高温下环化生成的四氢呋喃（THF）。酯化在一定温度压力下进行，反应釜采用列管加热和外夹套热媒加热，单独的二次热媒系统控制反应釜的温度，以满足反应的要求。DCS（集散控制系统）根据酯化釜出口物料的温度调节进入列管的液相热媒的流量，达到控制酯化温度的目的。传统上DCS通过调节出酯化反应釜的酯化蒸汽流量来控制酯化反应釜的压力，酯化反应釜顶部的压力变送器和调节阀门构成控制回路，来稳定酯化釜的压力，酯化反应需要的真空由酯化真空泵提供；这样的系统存在如下问题：1.酯化釜釜顶蒸汽出口处的蒸汽流量大，温度高，在此处安装压力调节阀对酯化蒸汽流量进行调节，需要的阀门口径大，价格昂贵，工作环境及调节性能差。2.酯化反应催化剂为钛系催化剂，价格昂贵，遇水容易水解，失去活性，同时生成钛的水合物，容易堵塞管道，影响催化剂的加入，进而影响生产的稳定性。3.酯化反应设置独立的真空系统，设备投资成本大。4.酯化真空为液环真空泵组，系统运行用于真空液的脱盐水置换量大，产生大量废水，增大四氢呋喃回收系统的压力，同时水消耗量大，浪费严重。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种PBT生产用酯化系统，可以节省投资，减少水资源的消耗，且生产更加稳定。为解决以上技术问题，本技术的一种PBT生产用酯化系统，包括酯化反应釜和工艺塔，酯化反应釜的顶部设有酯化釜浆料进口、酯化釜气相口、酯化釜搅拌口和酯化釜回流口，酯化反应釜的底部中心设有催化剂入口，酯化釜气相口与工艺塔的工艺塔进气口相连，工艺塔的底部出口与酯化釜回流口相连；工艺塔顶部的工艺塔气相口与塔顶冷凝器的介质入口相连，塔顶冷凝器的介质出口与塔顶接收罐的入口相连，塔顶接收罐的底部出口与工艺塔上部的工艺塔回流口相连，塔顶接收罐的溢流口与四氢呋喃回收装置相连；塔顶冷凝器的气相出口通过酯化真空调节阀与缩聚机械真空泵的抽气口相连，酯化反应釜的顶部安装有压力变送器，酯化真空调节阀的开度受控于压力变送器所测定的釜内压力。相对于现有技术，本技术取得了以下有益效果：新鲜浆料落入酯化釜内筒的内腔，在酯化釜内筒中与釜内物料一边搅拌至均匀，一边向下流动，从酯化釜内筒的下缘流出后进入酯化釜加热列管，一边加热反应一边向上流动，酯化釜加热列管加热形成的热动力，维持物料在酯化釜内筒内外的自然循环。酯化反应温度可达260℃，压力30~50KPa(绝压)。在酯化反应釜中PTA和BDO反应生成对苯二甲酸双羟基丁酯简称BHBT和更高分子的低聚物和水及BDO在高温下环化生成的四氢呋喃简称THF；物料经酯化反应器反应后的酯化率可达99%。酯化过程中生成的水及THF等从酯化釜气相口进入工艺塔中进行精馏，工艺塔底部采用液体热媒加热，工艺塔在真空度30~50KPa(A)下操作，塔釜温度180℃。塔底出料的回收BDO用塔底出料泵经BDO过滤器过滤后送回酯化反应器的酯化釜回流口。塔顶蒸出的水和THF经塔顶冷凝器冷凝后进入塔顶接收罐，一部分作为工艺塔的回流，其余部分进入四氢呋喃回收装置。塔顶冷凝器的排气经酯化真空调节阀被缩聚机械真空泵抽出。该系统将酯化真空调节阀的安装位置从酯化釜气相口移至塔顶冷凝器的气相出口，通过调节塔顶冷凝器的排气量对酯化反应釜的反应压力进行调节，塔顶冷凝器气相出口的介质温度低，尾气量小，酯化真空调节阀可以使用常温小口径调节阀，大大节省了投资，且工作环境更好，不易损坏，酯化反应釜的真空度十分稳定，波动小。此外，由于塔顶冷凝器的尾气量小，利用后道的缩聚机械真空泵就可以达到真空度要求，本系统取消了独立的液环泵组，不但可以节省投资，还减少水资源的消耗，减少污染物的处理和排放量。作为本技术的改进，酯化反应釜的内腔被酯化釜环形挡板分隔成酯化釜外室和酯化釜内室，酯化釜外室的底部设有酯化釜出料口，酯化釜内室的下部中心设有酯化釜内筒，酯化釜内筒外周的环状空间中分布有酯化釜加热列管；酯化釜内筒的下方设有氮气环吹管，氮气环吹管的半径小于酯化釜内筒的半径且两者共轴线，沿氮气环吹管的下部圆周均匀分布有吹向釜底的喷孔，氮气环吹管的气源管道穿过所述酯化釜加热列管并向上从酯化反应釜的顶部伸出。催化剂钛酸四丁酯遇水容易水解，因此催化剂入口设置在釜底，尽量避免催化剂与水接触。由于酯化反应会在酯化反应釜中产生大量的水，水的密度小于PBT的密度；在催化剂入口的上方设置一圈氮气环吹管，利用氮气分压，及时脱除水分，同时起到鼓泡搅拌作用，使进入釜内的催化剂与酯化物迅速混合，加快催化剂在酯化物中的溶解速度，避免与水接触，减少催化剂的使用量。作为本技术的进一步改进，酯化反应釜的底部及上部外周设有酯化釜夹套，高温热媒供给管通过高温热媒进料调节阀与热媒循环泵的入口管相连，热媒循环泵的出口管与酯化釜加热列管及酯化釜夹套的下部入口相连，酯化釜加热列管及酯化釜夹套的上部出口均通过高温热媒回流阀与高温热媒回流管相连；酯化反应釜的底部安装有探测物料温度的物料温度变送器，物料温度变送器的信号线与物料温控单元信号连接；热媒循环泵的出口管上安装有探测热媒温度的热媒温度变送器，热媒温度变送器的信号线与热媒温控单元连接；热媒温控单元受控于物料温控单元的温度信号，热媒调节阀及高温热媒进料调节阀的开度受控于热媒温控单元的温度信号。酯化反应釜需要升温时，高温热媒进料调节阀和高温热媒回流阀打开，高温导热油有热媒循环泵同时送入酯化釜加热列管和酯化釜夹套中，对物料进行加热后，经高温热媒回流阀从高温热媒回流管流出。根据酯化反应釜需要的温度，可以精确调整进入酯化釜加热列管和酯化釜夹套的热媒温度，根据热媒的温度需求，精确控制高温热媒进料调节阀的开度，使反应釜中的物料温度严格按设定的升温曲线变化。作为本技术的进一步改进，所述酯化釜环形挡板的圆周上设有沿竖向延伸的出料缝，所述酯化釜环形挡板与酯化釜内壁之间设有酯化釜出料隔板，所述出料缝与所述酯化釜出料口分别位于酯化釜出料隔板的两侧。物料从出料缝进入酯化釜环形挡板的外侧空间，沿圆周流动一周后，从酯化釜出料口流出，可以延长物料在酯化反应釜中的停留时间。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本技术。图1为本技术PBT生产用酯化系统的流程图。图2为图1中酯化反应釜的主视图。图3为图2中酯化釜环形挡板部位的横截面图。图4为图2中酯化釜加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PBT生产用酯化系统，包括酯化反应釜和工艺塔，酯化反应釜的顶部设有酯化釜浆料进口、酯化釜气相口、酯化釜搅拌口和酯化釜回流口，酯化反应釜的底部中心设有催化剂入口，酯化釜气相口与工艺塔的工艺塔进气口相连，工艺塔的底部出口与酯化釜回流口相连；工艺塔顶部的工艺塔气相口与塔顶冷凝器的介质入口相连，塔顶冷凝器的介质出口与塔顶接收罐的入口相连，塔顶接收罐的底部出口与工艺塔上部的工艺塔回流口相连，塔顶接收罐的溢流口与四氢呋喃回收装置相连，其特征在于：塔顶冷凝器的气相出口通过酯化真空调节阀与缩聚机械真空泵的抽气口相连，酯化反应釜的顶部安装有压力变送器，酯化真空调节阀的开度受控于压力变送器所测定的釜内压力。/n

【技术特征摘要】
1.一种PBT生产用酯化系统，包括酯化反应釜和工艺塔，酯化反应釜的顶部设有酯化釜浆料进口、酯化釜气相口、酯化釜搅拌口和酯化釜回流口，酯化反应釜的底部中心设有催化剂入口，酯化釜气相口与工艺塔的工艺塔进气口相连，工艺塔的底部出口与酯化釜回流口相连；工艺塔顶部的工艺塔气相口与塔顶冷凝器的介质入口相连，塔顶冷凝器的介质出口与塔顶接收罐的入口相连，塔顶接收罐的底部出口与工艺塔上部的工艺塔回流口相连，塔顶接收罐的溢流口与四氢呋喃回收装置相连，其特征在于：塔顶冷凝器的气相出口通过酯化真空调节阀与缩聚机械真空泵的抽气口相连，酯化反应釜的顶部安装有压力变送器，酯化真空调节阀的开度受控于压力变送器所测定的釜内压力。


2.根据权利要求1所述的PBT生产用酯化系统，其特征在于：酯化反应釜的内腔被酯化釜环形挡板分隔成酯化釜外室和酯化釜内室，酯化釜外室的底部设有酯化釜出料口，酯化釜内室的下部中心设有酯化釜内筒，酯化釜内筒外周的环状空间中分布有酯化釜加热列管；酯化釜内筒的下方设有氮气环吹管，氮气环吹管的半径小于酯化釜内筒的半径且两者共轴线，沿氮气环吹管的下部圆周均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾庆，要永，姚忆双，万露寒，郁超楠，
申请(专利权)人：扬州惠通科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32