一种全混流和平推流组合式酯化反应系统技术方案

本发明专利技术公开了一种全混流和平推流组合式酯化反应系统，属于化工设备技术领域。包括，第一釜体，所述第一釜体为顶端具有开口的敞口容器，所述第一釜体底壁设有进料口，所述第一釜体内部构成全混流反应室；第二釜体，所述第二釜体罩设在所述第一釜体上部外周，所述第二釜体底壁设有出料口；所述第二釜体侧壁与所述第一釜体侧壁之间的环形区域构成环形平推流反应室，所述第二釜体内在所述第一釜体开口上方的区域构成气相空间，所述第二釜体顶壁设有气相出口。本发明专利技术将第一釜体和第二釜体一体式设计，完成酯化反应全过程，并通过第二釜体内的环形平推流反应室，增大物料表面更新速度，提高酯化副产物蒸汽蒸发脱挥效率，强化酯化反应程度。程度。程度。

【技术实现步骤摘要】
一种全混流和平推流组合式酯化反应系统


[0001]本专利技术属于化工设备领域，具体地说，涉及一种全混流和平推流组合式酯化反应系统。

技术介绍

[0002]目前，聚酯类聚合物，如PET、PBT、PTT、PBS、PBST和PBAT，连续聚合生产过程，通常由酯化反应工序、预缩聚反应工序和终缩聚反应工序组成。酯化反应器是承担酯化反应工序的主要设备。传统酯化反应器通常为全混流反应器，如立式全混流反应器、卧式多分室全混流反应器等，存在物料返混程度大、短路等问题，导致酯化反应速率降低、副反应速度增大。
[0003]申请号为CN202011591519.3的中国专利公开了一种可生物降解共聚酯的连续生产系统及制备方法和共聚酯，其中，可生物降解共聚酯的连续生产系统，包括酯化系统和缩聚系统，所述酯化系统包括依次相连的第一酯化釜和第二酯化釜；所述第一酯化釜内部由低于釜腔高度且与釜腔同轴设置的环形隔板分离为内外室结构，内室中的反应物自隔板顶部溢流至外室，并由外室向第二酯化釜输送；所述第二酯化釜内部由与釜腔高度相同且同轴设置的环形隔板分离为内外腔结构，内腔的反应物经设于环形隔板上的导流孔送至外腔，并由外腔向釜外输送。该专利中的酯化反应器通过环形隔板将酯化反应器分隔成内外室，物料通过环形隔板从全混流内室溢流进入环形外室实现平推流流动。该专利的酯化反应器可有效解决物料短路、降低物料返混程度，但是进入环形外室内的物料因表面更新速度慢导致酯化反应速度因酯化副产物的脱挥受到抑制而显著降低。
[0004]有鉴于此特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种全混流和平推流组合式酯化反应系统，本专利技术旨在解决现有技术的酯化反应器的物料由内室溢流至外室因表面更新速度慢导致酯化反应速度因酯化副产物的脱挥受到抑制而显著降低的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：
[0007]一种全混流和平推流组合式酯化反应系统，包括，
[0008]第一釜体，所述第一釜体为顶端具有开口的敞口容器，所述第一釜体底壁设有进料口，所述第一釜体内部构成全混流反应室；
[0009]第二釜体，所述第二釜体罩设在所述第一釜体上部外周，所述第二釜体底壁设有出料口；
[0010]所述第二釜体侧壁与所述第一釜体侧壁之间的环形区域构成环形平推流反应室，所述第二釜体内在所述第一釜体开口上方的区域构成气相空间，所述第二釜体顶壁设有气相出口。
[0011]通过上述设计，本专利技术的物料在第一釜体的全混流反应室内进行高效酯化反应后
溢流到第二釜体侧壁与所述第一釜体侧壁构成的环形平推流反应室，经过所述平推流反应室平推流动增加物料表面面积分离出酯化反应副产物蒸汽，分离出的酯化反应副产物蒸汽通过增大的气相空间排出所述酯化反应系统，进而提高酯化反应程度和速度。
[0012]进一步的，所述平推流反应室内设有降膜单元，所述出料口设置在所述平推流反应室底部靠近所述第一釜体，物料通过所述降膜单元降膜后由所述出料口排出；
[0013]优选的，所述降膜单元包括降膜塔盘和环形堰板，所述环形堰板设置在所述降膜塔盘边缘朝向所述第二釜体顶部延伸，所述降膜塔盘靠近所述环形堰板内侧均匀设置有漏液孔。
[0014]通过上述设计，本专利技术在第二釜体中设置所述平推流反应室，物料在所述平推流反应室中平推流动，增大物料表面更新速度，使得物料中的副产物蒸汽得到充分挥发，避免副产物蒸汽降低酯化反应速度；所述漏液孔使得物料可以无死角的流出降膜塔盘。
[0015]进一步的，所述气相空间内设置有旋流板除沫器，所述旋流板除沫器为中心朝向所述第一釜体底部凸出的倒锥形状。
[0016]通过上述设计，采用倒锥形状的旋流板除沫器，增加了所述旋流板除沫器表面积，进而增加了酯化反应副产物蒸汽与所述旋流板除沫器的接触面积，提高副产物蒸汽脱除效率，间接提高酯化率。
[0017]进一步的，所述旋流板除沫器的锥角为90～175
°
。
[0018]通过上述设计，采用上述范围锥角的旋流板涂抹器，可以增加旋流板涂抹器的应用范围，应用于不同尺寸的酯化反应系统中。
[0019]进一步的，所述旋流板除沫器外周端部与所述第二釜体内壁之间的环形夹缝的宽度为1～20cm，和所述旋流板除沫器内周端部与所述第二釜体内搅拌器之间的环形夹缝的宽度为5～20cm。
[0020]通过上述设计，所述旋流板除沫器采用上述安装间隙，不影响所述旋流板除沫器的气液分离效果的同时，防止了副产物蒸汽对物料的夹带对气相管道及分离塔的堵塞，适应不同的酯化反应系统。
[0021]进一步的，还包括，搅拌器，所述搅拌器一端设置在所述第二釜体顶壁中部，另一端延伸至所述第一釜体内的全混流反应室。
[0022]通过上述设计，通过所述搅拌器使物料在所述全混流反应室混合均匀，提高物料在全混流反应室的反应速度，所述搅拌器设置在中部，使得所述搅拌器更稳定。
[0023]进一步的，所述全混流反应室包括，
[0024]上部全混区，所述上部全混区具有开口，物料通过所述开口溢流进入所述平推流反应室；
[0025]中部加热区，所述第二釜体罩设至上部全混区底部不超过所述中部加热区上端，所述中部加热区对物料进行加热；
[0026]底部全混区，所述进料口设置在所述底部全混区底壁中部；
[0027]优选的，所述搅拌器的另一端延伸至中部加热区。
[0028]通过上述设计，物料由底部全混区的进料口进入所述第一釜体，通过中部加热区及搅拌器的搅拌使得物料在强循环作用下充分反应，充分反应后的酯化物由上部全混区溢流到平推流反应室。
[0029]进一步的，所述第一釜体的中部加热区侧壁设有换热管、热媒进口和热媒出口；
[0030]优选的，所述换热管为换热管列管或盘管。
[0031]通过上述设计，本专利技术针对不同的酯化反应可以采用不同的加热方式，提供不同的加热温度，节省材料和成本，使得酯化反应更加灵活。
[0032]进一步的，所述底部全混区底壁至少部分、中部加热区外壁周向和所述第二釜体外壁周向至少部分设有半管夹套；
[0033]或所述第一釜体的中部加热区、底部全混区外壁和所述第二釜体外壁设有夹套；
[0034]优选的，所述第二釜体内所述气相空间和所述平推流反应室交界处外壁设置半管夹套。
[0035]通过上述设计，所述第一釜体和所述第二釜体外壁部分设置半管夹套或所述第一釜体和所述第二釜体外壁设置夹套，以针对不同的物料，实现不同的加热，节省材料和成本，使得本专利技术应用灵活，使用范围更广。
[0036]进一步的，所述第一釜体的长径比1～1.5，所述第二釜体的长径比0.5～2，所述第二釜体的直径大于所述第一釜体的直径；
[0037]优选的，所述第二釜体的直径是所述第一釜体直径的1～3倍；
[0038]优选的，所述第二釜体的长度是所述第一釜体长本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全混流和平推流组合式酯化反应系统，其特征在于：包括，第一釜体，所述第一釜体为顶端具有开口的敞口容器，所述第一釜体底壁设有进料口，所述第一釜体内部构成全混流反应室；第二釜体，所述第二釜体罩设在所述第一釜体上部外周，所述第二釜体底壁设有出料口；所述第二釜体侧壁与所述第一釜体侧壁之间的环形区域构成环形平推流反应室，所述第二釜体内在所述第一釜体开口上方的区域构成气相空间，所述第二釜体顶壁设有气相出口。2.根据权利要求1所述的一种全混流和平推流组合式酯化反应系统，其特征在于：所述平推流反应室内设有降膜单元，所述出料口设置在所述平推流反应室底部靠近所述第一釜体，物料通过所述降膜单元降膜后由所述出料口排出；优选的，所述降膜单元包括降膜塔盘和环形堰板，所述环形堰板设置在所述降膜塔盘边缘朝向所述第二釜体顶部延伸，所述降膜塔盘靠近所述环形堰板内侧均匀设置有漏液孔。3.根据权利要求1或2所述的一种全混流和平推流组合式酯化反应系统，其特征在于：所述气相空间内设置有旋流板除沫器，所述旋流板除沫器为中心朝向所述第一釜体底部凸出的倒锥形状。4.根据权利要求3所述的一种全混流和平推流组合式酯化反应系统，其特征在于：所述旋流板除沫器的锥角为90～175
°
。5.根据权利要求4所述的一种全混流和平推流组合式酯化反应系统，其特征在于：所述旋流板除沫器外周端部与所述第二釜体内壁之间的环形夹缝的宽度为1～20cm，和所述旋流板除沫器内周端部与所述第二釜体内搅拌器之间的环形夹缝的宽度为5～20cm。6.根据权利要求1至5任意一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾振宇，邱志成，李永生，宋凯卓，金剑，
申请(专利权)人：中国纺织科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：