一种PBT缩聚装置论文和设计-张跃胜

全文摘要

本实用新型涉及一种PBT缩聚装置，包括卧式的终缩聚反应釜，终缩釜筒体的左端底部设有终缩釜进料口，终缩釜筒体的右端底部设有终缩釜出料口，终缩釜筒体的顶部设有终缩釜气相口，终缩釜筒体的外周覆盖有终缩釜加热夹套，终缩釜筒体的内腔左部设有鼠笼搅拌转子，终缩釜筒体的内腔右部设有圆盘搅拌转子，鼠笼搅拌转子的中心设有鼠笼转子轴，圆盘搅拌转子的中心设有圆盘转子轴，鼠笼转子轴和圆盘转子轴的驱动端分别从终缩釜筒体两封头的中心伸出，鼠笼转子轴和圆盘转子轴的内端头分别通过轴承座支撑在釜内支撑架上；釜内支撑架位于终缩釜筒体的中段，终缩釜筒体顶部设有人孔，人孔位于釜内支撑架的正上方。PBT缩聚装置的终缩聚反应釜容积小，脱挥效果好，缩聚效率高。

主设计要求

1.一种PBT缩聚装置，包括卧式的终缩聚反应釜，终缩釜筒体的左端底部设有终缩釜进料口，所述终缩釜筒体的右端底部设有终缩釜出料口，所述终缩釜筒体的顶部设有终缩釜气相口，所述终缩釜筒体的外周覆盖有终缩釜加热夹套，其特征在于：所述终缩釜筒体的内腔左部设有鼠笼搅拌转子，所述终缩釜筒体的内腔右部设有圆盘搅拌转子，所述鼠笼搅拌转子的中心设有鼠笼转子轴，所述圆盘搅拌转子的中心设有圆盘转子轴，所述鼠笼转子轴和圆盘转子轴的驱动端分别从终缩釜筒体两封头的中心伸出，所述鼠笼转子轴和圆盘转子轴的内端头分别通过轴承座支撑在釜内支撑架上；所述釜内支撑架位于终缩釜筒体的中段，所述终缩釜筒体的顶部还设有人孔，所述人孔位于所述釜内支撑架的正上方。

设计方案

2.根据权利要求1所述的PBT缩聚装置，其特征在于：所述圆盘转子轴由多段依次嵌套并焊接而成，每段圆盘转子轴上分别设有一组圆盘，各圆盘分别通过辐条固定在圆盘转子轴上，每组圆盘的外缘通过连接销相互连为一体。

3.根据权利要求1所述的PBT缩聚装置，其特征在于：所述终缩釜加热夹套的底部设有终缩釜夹套热媒入口，所述终缩釜加热夹套的顶部设有终缩釜夹套热媒出口。

4.根据权利要求1或2或3所述的PBT缩聚装置，其特征在于：还包括立式的预缩聚反应釜，预缩聚反应釜的顶部中心设有预缩釜搅拌口，所述预缩釜搅拌口的一侧设有预缩釜气相口，所述预缩聚反应釜的底部中心设有预缩釜出料口，所述预缩釜出料口通过预缩聚出料管与所述终缩釜进料口相连，所述预缩聚反应釜的外周覆盖有预缩釜加热夹套，所述预缩聚反应釜的竖壁为上大下小的锥形，所述预缩聚反应釜的内腔被环形料槽分隔为外室和内室，所述环形料槽的顶部开口，所述环形料槽的底部向外向下倾斜且焊接在预缩聚反应釜的内壁，所述预缩聚反应釜的中段设有预缩釜进料口，所述预缩釜进料口的内端头与环形料槽的底部相通；所述预缩聚反应釜的底部中心为预缩搅拌区，所述预缩搅拌区外周的环状区域设有加热盘管，所述加热盘管的盘管热媒入口和盘管热媒出口从所述预缩聚反应釜的底部伸出。

5.根据权利要求4所述的PBT缩聚装置，其特征在于：所述预缩釜加热夹套包括预缩聚反应釜底部加热夹套、预缩聚反应釜竖壁加热夹套和预缩聚反应釜顶部加热夹套，各预缩釜加热夹套的底部设有预缩釜夹套热媒入口，各预缩釜加热夹套的顶部设有预缩釜夹套热媒出口。

6.根据权利要求5所述的PBT缩聚装置，其特征在于：所述预缩釜加热夹套的内腔设有多道使热媒呈螺旋状流动的夹套导流板。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种PET生产系统，尤其涉及一种PBT缩聚装置，属于聚酯生产设备技术领域。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯简称PBT，属于聚酯系列，是由1,4-丁二醇（BDO）与对苯二甲酸(PTA)在酯化反应器中反应生成对苯二甲酸双羟基丁酯（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（THF），然后再进入缩聚反应，缩聚反应包括预缩聚和终缩聚。

预缩聚反应釜和终缩聚反应釜是聚酯生产中所需的主要设备之一，从酯化反应器来的BHBT和更高分子的低聚物进入预缩聚反应釜，预缩聚反应釜的主要作用是在真空、高温环境下，进行初步缩聚反应。采用抽真空的方式，抽出物料中的生成的BDO、水和低聚物，进入预缩聚刮板冷凝器。结构为上下室，上室不设置搅拌，利用压力骤变，物料闪蒸特性，沸腾翻转，推动物料混合；下室设置搅拌器，通过搅拌使物料混合均匀。上下室均设置有热媒盘管，以保证物料反应需要的温度。

从预缩聚反应釜出来的物料连续送入终缩聚反应釜，终缩聚反应釜的操作条件为温度240～250℃，真空度1～2mbar，停留时间2～4小时。低聚物和反应生成的BDO、水及BDO在高温下环化生成的四氢呋喃，在真空状态下被抽出进入终缩聚刮板冷凝器。考虑到终缩后的物料粘度比较大，为避免搅拌转子的转动阻力过大，传统的终缩聚反应釜通常采用圆盘搅拌转子，对釜壁加热的物料进行更新并且使挥发分脱离。但是由于刚进入终缩聚反应釜的物料粘度还比较低，圆盘搅拌转子的搅拌强度低，对稀物料的脱挥效果差，使得终缩聚反应釜需要更大的容积和长度。

此外，传统的预缩聚反应釜也存在如下不足之处：1. 上下筒径一样，搅拌占了大半空间，不利于脱出小分子生成物，以便反应向正方向进行。2. 上下室气相空间独立，下室预缩釜气相口设置在上室，搅拌也经过上室，占用了大量上室空间。3.上下室分别对应一套刮板喷淋系统，配套设备多，系统复杂，投资大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种PBT缩聚装置，终缩聚反应釜的容积小，脱挥效果好，缩聚效率高。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种PBT缩聚装置，包括卧式的终缩聚反应釜，终缩釜筒体的左端底部设有终缩釜进料口，所述终缩釜筒体的右端底部设有终缩釜出料口，所述终缩釜筒体的顶部设有终缩釜气相口，所述终缩釜筒体的外周覆盖有终缩釜加热夹套，所述终缩釜筒体的内腔左部设有鼠笼搅拌转子，所述终缩釜筒体的内腔右部设有圆盘搅拌转子，所述鼠笼搅拌转子的中心设有鼠笼转子轴，所述圆盘搅拌转子的中心设有圆盘转子轴，所述鼠笼转子轴和圆盘转子轴的驱动端分别从终缩釜筒体两封头的中心伸出，所述鼠笼转子轴和圆盘转子轴的内端头分别通过轴承座支撑在釜内支撑架上；所述釜内支撑架位于终缩釜筒体的中段，所述终缩釜筒体的顶部还设有人孔，所述人孔位于所述釜内支撑架的正上方。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：考虑终缩聚进口端和出口端物料粘度相差太大，进口端粘度只有350mPaS，而出口端粘度高达500PaS，所以终缩聚反应釜搅拌分为两段，靠近进口端采用鼠笼搅拌转子，提高搅拌强度，提高入口段的脱挥效果；靠近出口端采用圆盘搅拌转子，以降低搅拌阻力。鼠笼转子轴的外端头从终缩釜筒体的左封头中心伸出，圆盘转子轴的外端头从终缩釜筒体的右封头中心伸出，由各自的驱动机构驱动，可以设置不同的旋转速度以满足工艺要求。

作为本实用新型的改进，所述圆盘转子轴由多段依次嵌套并焊接而成，每段圆盘转子轴上分别设有一组圆盘，各圆盘分别通过辐条固定在圆盘转子轴上，每组圆盘的外缘通过连接销相互连为一体。使得圆盘搅拌转子易于制造且整体强度高。

作为本实用新型的进一步改进，所述终缩釜加热夹套的底部设有终缩釜夹套热媒入口，所述终缩釜加热夹套的顶部设有终缩釜夹套热媒出口。

作为本实用新型的进一步改进，还包括立式的预缩聚反应釜，预缩聚反应釜的顶部中心设有预缩釜搅拌口，所述预缩釜搅拌口的一侧设有预缩釜气相口，所述预缩聚反应釜的底部中心设有预缩釜出料口，所述预缩釜出料口通过预缩聚出料管与所述终缩釜进料口相连，所述预缩聚反应釜的外周覆盖有预缩釜加热夹套，所述预缩聚反应釜的竖壁为上大下小的锥形，所述预缩聚反应釜的内腔被环形料槽分隔为外室和内室，所述环形料槽的顶部开口，所述环形料槽的底部向外向下倾斜且焊接在预缩聚反应釜的内壁，所述预缩聚反应釜的中段设有预缩釜进料口，所述预缩釜进料口的内端头与环形料槽的底部相通；所述预缩聚反应釜的底部中心为预缩搅拌区，所述预缩搅拌区外周的环状区域设有加热盘管，所述加热盘管的盘管热媒入口和盘管热媒出口从所述预缩聚反应釜的底部伸出。环形料槽将传统的上室和下室改为内室和外室，物料从预缩釜进料口先进入环形料槽及外室加热，然后落入内室的底部，内室的底部中心设有搅拌桨叶，加热盘管对物料进行加热，保证物料反应需要的温度。该预缩聚反应釜的内室和外室共用一个预缩釜气相口，结构简单，节省出空间，且只需配制一套刮板喷淋系统，减少设备投资。预缩聚反应釜的竖壁为上大下小的锥形，增大了上部的气相空间，有利于小分子的移出，提高脱挥效果，保证反应向正反应进行。同时上部筒径大，有利于保证外室的容积及停留时间；下部筒径小，在有效反应时间内，物料更能淹没加热盘管，保证加热的有效性。

作为本实用新型的进一步改进，所述预缩釜加热夹套包括预缩聚反应釜底部加热夹套、预缩聚反应釜竖壁加热夹套和预缩聚反应釜顶部加热夹套，各预缩釜加热夹套的底部设有预缩釜夹套热媒入口，各预缩釜加热夹套的顶部设有预缩釜夹套热媒出口。易于分段制造及拼接后焊接为一体。

作为本实用新型的进一步改进，所述预缩釜加热夹套的内腔设有多道使热媒呈螺旋状流动的夹套导流板。夹套导流板使热媒环绕预缩聚反应釜呈螺旋状前进，可以延长热媒在预缩釜加热夹套中的行程，避免发生短流，提高换热效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型PBT缩聚装置的流程图。

图2为图1中预缩聚反应釜的剖视图。

图3为图1中终缩聚反应釜的剖视图。

图4为图3中圆盘搅拌转子的局部放大图。

图5为图4中沿A-A的剖视图。

图6为图4中鼠笼搅拌转子中间部位的剖视图。

图7为图4中鼠笼搅拌转子两端的剖视图。

图中：1.预缩聚反应釜；1a.预缩釜进料口；1b.预缩釜出料口；1c.预缩釜气相口；1d.预缩釜搅拌口；1e.环形料槽；1f.预缩釜加热夹套；1f1.预缩釜夹套热媒入口；1f2.预缩釜夹套热媒出口；1f3.夹套导流板；1g.加热盘管；1g1.盘管热媒入口；1g2.盘管热媒出口；2.终缩聚反应釜；2a.终缩釜进料口；2b.终缩釜出料口；2c.终缩釜气相口；2d.鼠笼搅拌转子；2d1.鼠笼转子轴；2e.圆盘搅拌转子；2e1.圆盘转子轴；2e2.圆盘；2e3.辐条；2e4.连接销；2f.釜内支撑架；2g.人孔；2h.终缩釜加热夹套；2h1.终缩釜夹套热媒入口；2h2.终缩釜夹套热媒出口；G1a.预缩聚进料管；G1b.预缩聚出料管。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型的PBT缩聚装置包括立式的预缩聚反应釜1和卧式的终缩聚反应釜2，预缩聚反应釜1的顶部中心设有预缩釜搅拌口1d，预缩釜搅拌口1d的一侧设有预缩釜气相口1c，预缩聚反应釜的底部中心设有预缩釜出料口1b，预缩釜出料口1b通过预缩聚出料管G1b与终缩釜进料口2a相连，预缩聚反应釜的外周覆盖有预缩釜加热夹套1f，预缩聚反应釜的竖壁为上大下小的锥形，预缩聚反应釜的内腔被环形料槽1e分隔为外室和内室，环形料槽1e的顶部开口，环形料槽1e的底部向外向下倾斜且焊接在预缩聚反应釜的内壁，预缩聚反应釜的中段设有预缩釜进料口1a，预缩釜进料口1a与预缩聚进料管G1a相连，预缩釜进料口1a的内端头与环形料槽1e的底部相通；预缩聚反应釜的底部中心为预缩搅拌区，预缩搅拌区外周的环状区域设有加热盘管1g，加热盘管1g的盘管热媒入口1g1和盘管热媒出口1g2从预缩聚反应釜的底部伸出。

环形料槽1e将传统的上室和下室改为内室和外室，物料从预缩釜进料口1a先进入环形料槽1e及外室加热，然后落入内室的底部，内室的底部中心设有搅拌桨叶，加热盘管1g对物料进行加热，保证物料反应需要的温度。该预缩聚反应釜的内室和外室共用一个预缩釜气相口1c，结构简单，节省出空间，且只需配制一套刮板喷淋系统，减少设备投资。预缩聚反应釜的竖壁为上大下小的锥形，增大了上部的气相空间，有利于小分子的移出，提高脱挥效果，保证反应向正反应进行。同时上部筒径大，有利于保证外室的容积及停留时间；下部筒径小，在有效反应时间内，物料更能淹没加热盘管1g，保证加热的有效性。

预缩釜加热夹套1f包括预缩聚反应釜底部加热夹套、预缩聚反应釜竖壁加热夹套和预缩聚反应釜顶部加热夹套，各预缩釜加热夹套1f的底部设有预缩釜夹套热媒入口1f1，各预缩釜加热夹套1f的顶部设有预缩釜夹套热媒出口1f2。

预缩釜加热夹套1f的内腔设有多道使热媒呈螺旋状流动的夹套导流板1f3，夹套导流板1f3使热媒环绕预缩聚反应釜呈螺旋状前进，可以延长热媒在预缩釜加热夹套1f中的行程，避免发生短流，提高换热效果。

如图3至图7所示，终缩釜进料口2a位于终缩聚反应釜2的筒体左端底部，终缩釜筒体的右端底部设有终缩釜出料口2b，终缩釜筒体的顶部设有终缩釜气相口2c，终缩釜筒体的外周覆盖有终缩釜加热夹套2h，终缩釜筒体的内腔左部设有鼠笼搅拌转子2d，终缩釜筒体的内腔右部设有圆盘搅拌转子2e，鼠笼搅拌转子2d的中心设有鼠笼转子轴2d1，圆盘搅拌转子2e的中心设有圆盘转子轴2e1，鼠笼转子轴2d1和圆盘转子轴2e1的驱动端分别从终缩釜筒体两封头的中心伸出，鼠笼转子轴2d1和圆盘转子轴2e1的内端头分别通过轴承座支撑在釜内支撑架2f上；釜内支撑架2f位于终缩釜筒体的中段，终缩釜筒体的顶部还设有人孔2g，人孔2g位于釜内支撑架2f的正上方。

考虑终缩聚进口端和出口端物料粘度相差太大，进口端粘度只有350mPaS，而出口端粘度高达500PaS，所以终缩聚反应釜搅拌分为两段，靠近进口端采用鼠笼搅拌转子2d，提高搅拌强度，提高入口段的脱挥效果；靠近出口端采用圆盘搅拌转子2e，以降低搅拌阻力。鼠笼转子轴2d1的外端头从终缩釜筒体的左封头中心伸出，圆盘转子轴2e1的外端头从终缩釜筒体的右封头中心伸出，由各自的驱动机构驱动，可以设置不同的旋转速度以满足工艺要求。

圆盘转子轴2e1由多段依次嵌套并焊接而成，每段圆盘转子轴2e1上分别设有一组圆盘，各圆盘2e2分别通过辐条2e3固定在圆盘转子轴2e1上，每组圆盘2e2的外缘通过连接销2e4相互连为一体。使得圆盘搅拌转子2e易于制造且整体强度高。

终缩釜加热夹套2h的底部设有终缩釜夹套热媒入口2h1，终缩釜加热夹套2h的顶部设有终缩釜夹套热媒出口2h2。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

设计图

一种PBT缩聚装置论文和设计

一种PBT缩聚装置论文和设计-张跃胜

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢