一種酯化反應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種酯化反應(yīng)系統(tǒng)，屬于化工原料生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)酯化生產(chǎn)設(shè)備包括PTA粉料罐和酯化釜，酯化釜設(shè)有酯化釜加熱夾套，酯化釜的頂部設(shè)有PTA進(jìn)料口和酯化釜?dú)庀喑隹?，酯化釜的底部設(shè)有酯化物料出口，PTA粉料罐的下部連接有PTA粉料管，PTA粉料管與酯化釜的PTA進(jìn)料口連接。
[0003]在生產(chǎn)過程中需要將PTA粉料與乙二醇先進(jìn)行混合打漿，然后從PTA進(jìn)料口進(jìn)入酯化釜內(nèi)進(jìn)行加熱，反應(yīng)過程中還要采用攪拌槳葉不斷攪拌，工藝及設(shè)備復(fù)雜，能耗高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種酯化反應(yīng)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，能耗低，生產(chǎn)效率高。
[0005]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的一種酯化反應(yīng)系統(tǒng)，包括PTA粉料罐和酯化釜，所述PTA粉料罐的下部設(shè)有粉料罐出料口，所述酯化釜的殼體外周設(shè)有酯化釜加熱夾套，酯化釜?dú)んw的頂部設(shè)有PTA進(jìn)料口和酯化釜?dú)庀喑隹?，所述酯化釜?dú)んw的下部設(shè)有酯化物料出口，所述酯化釜PTA進(jìn)料口與PTA進(jìn)料管的出口連接，所述PTA進(jìn)料管的入口設(shè)有進(jìn)料三通，所述進(jìn)料三通的前端口與氮?dú)夤芟噙B接，所述進(jìn)料三通的上端口通過PTA出料閥與所述粉料罐出料口連接;所述酯化釜?dú)んw的內(nèi)壁下部設(shè)有沿周向延伸且上端開口的外導(dǎo)流筒，所述外導(dǎo)流筒與酯化釜?dú)んw內(nèi)壁之間形成出料環(huán)槽，所述外導(dǎo)流筒上設(shè)有外導(dǎo)流筒物料出口與所述出料環(huán)槽相通，所述出料環(huán)槽的底部與所述酯化物料出口相通;所述外導(dǎo)流筒的內(nèi)腔設(shè)有與之共軸線的內(nèi)導(dǎo)流筒，所述內(nèi)導(dǎo)流筒的上端口低于外導(dǎo)流筒的上端口；所述酯化釜?dú)んw的內(nèi)腔設(shè)有沿軸線向下延伸至內(nèi)導(dǎo)流筒下方的中心料管，所述中心料管的上端與所述PTA進(jìn)料口連接，所述中心料管的下端與十字交叉管的中心連通，所述十字交叉管的四根支管位于同一個(gè)水平面內(nèi)，四根支管的出口位于外導(dǎo)流筒與內(nèi)導(dǎo)流筒之間環(huán)狀空間的下方且以中心對(duì)稱的方式向同一側(cè)圓弧過渡折彎;所述酯化釜?dú)んw的頂部還設(shè)有酯化釜乙二醇進(jìn)口，所述酯化釜乙二醇進(jìn)口對(duì)準(zhǔn)所述外導(dǎo)流筒與內(nèi)導(dǎo)流筒之間環(huán)狀空間，所述酯化釜乙二醇進(jìn)口通過乙二醇控制閥與乙二醇供給管相連。
[0006]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明取得了以下有益效果:乙二醇經(jīng)乙二醇供給管及乙二醇控制閥，從酯化釜乙二醇進(jìn)口進(jìn)入酯化釜中，落入外導(dǎo)流筒與內(nèi)導(dǎo)流筒之間環(huán)狀空間；同時(shí)相應(yīng)比例的PTA粉料從PTA粉料罐的粉料罐出料口及PTA出料閥流出，在氮?dú)夤苤械獨(dú)獾纳淞髯饔孟逻M(jìn)入PTA進(jìn)料管，由于中心料管的下端深入到酯化釜底部，十字交叉管的四根支管呈田形連接，PTA粉料從十字交叉管的中心同時(shí)進(jìn)入四根支管，由于四根支管的出口向同一側(cè)折彎，隨氮?dú)鈬姵龅腜TA粉料在酯化釜內(nèi)腔形成環(huán)流，在外導(dǎo)流筒與內(nèi)導(dǎo)流筒之間環(huán)狀空間與乙二醇形成攪拌狀態(tài)，氮?dú)饬鞒龊笙蛏线\(yùn)動(dòng)再形成二次攪拌，保證PTA粉料與乙二醇徹底混合均勻;在高溫下PTA粉料與乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)，物料在氮?dú)馍淙敫獌?nèi)形成水平渦旋狀，同時(shí)物料在氮?dú)夂图訜岜P管的熱對(duì)流雙重作用下內(nèi)導(dǎo)流筒內(nèi)部的物料下行，內(nèi)導(dǎo)流筒與外導(dǎo)流筒之間的物料向上運(yùn)動(dòng)，形成內(nèi)外循環(huán)的狀態(tài)，隨著物料不斷的進(jìn)入，反應(yīng)完的物料從外導(dǎo)流筒的外導(dǎo)流筒物料出口進(jìn)入出料環(huán)槽，在加熱夾套中熱媒的加熱下流動(dòng)過程中繼續(xù)反應(yīng)徹底，最后從出料環(huán)槽底部的酯化物料出口排出。該酯化釜省略了 PTA粉料與乙二醇預(yù)先混合打漿的工序，且自動(dòng)實(shí)現(xiàn)攪拌，無需設(shè)置攪拌裝置，簡化了工藝，節(jié)約了能耗，降低了設(shè)備的故障率，提高了生產(chǎn)效率。
[0007]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述十字交叉管的四根支管出口的軸線分別與所連接支管的軸線呈90°，各所述支管出口分別被過中心料管軸線的豎直平面所截形成斜向切口。PTA粉料沿中心料管向下進(jìn)入十字交叉管的中心，再從十字交叉管的中心同時(shí)四個(gè)方向流入四根支管，然后轉(zhuǎn)向沿同一圓周的切線方向噴出，使料流的圓周運(yùn)動(dòng)與氮?dú)獾南蛏线\(yùn)動(dòng)相交叉，可以起到最好的攪拌效果。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述外導(dǎo)流筒物料出口沿所述外導(dǎo)流筒的全高度方向豎向向下延伸，所述出料環(huán)槽的內(nèi)腔設(shè)有徑向?qū)Я鞲舭?，所述外?dǎo)流筒物料出口與所述酯化物料出口分別位于所述徑向?qū)Я鞲舭宓膬蓚?cè)。徑向?qū)Я鞲舭鍖Ⅴセ锪铣隹谂c外導(dǎo)流筒物料出口隔開，可以防止出料環(huán)槽中的物料發(fā)生短流，使物料在出料環(huán)槽中具有最大的行程，物料進(jìn)入出料環(huán)槽后呈平推流的形式，沿筒體內(nèi)壁環(huán)繞一周，物料在前進(jìn)過程中繼續(xù)被酯化釜加熱夾套加熱，最后從酯化物料出口流出，該結(jié)構(gòu)延長了物料在酯化釜中的加熱時(shí)間。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述外導(dǎo)流筒與內(nèi)導(dǎo)流筒之間環(huán)狀空間設(shè)有多組酯化釜加熱盤管，每組熱媒加熱盤管分別設(shè)有酯化釜加熱盤管熱媒進(jìn)口和酯化釜加熱盤管熱媒出口 ITA粉料與乙二醇在外導(dǎo)流筒與內(nèi)導(dǎo)流筒之間環(huán)狀空間中一邊攪拌，一邊被酯化釜加熱盤管加熱，并且可以根據(jù)工藝需要決定投入加熱的酯化釜加熱盤管的組數(shù)。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述酯化釜?dú)庀喑隹谕ㄟ^酯化釜排氣管與分離塔下部的分離塔入口相連接，所述分離塔的下部設(shè)有分離塔加熱盤管，所述分離塔的底部設(shè)有分離塔乙二醇出口，所述分離塔的頂部設(shè)有分離塔氣相出口，所述分離塔的上部設(shè)有分離塔回流口；所述分離塔乙二醇出口與乙二醇栗的入口相連，所述乙二醇栗的出口與所述酯化釜?dú)んw頂部的酯化釜乙二醇回流口相連，所述酯化釜乙二醇回流口對(duì)準(zhǔn)所述外導(dǎo)流筒與內(nèi)導(dǎo)流筒之間環(huán)狀空間；所述乙二醇栗的出口還通過乙二醇回用閥與乙二醇回用管相連。
[0011]酯化釜內(nèi)的氣相物質(zhì)包括水蒸汽、氮?dú)夂鸵叶細(xì)怏w從酯化釜?dú)庀喑隹诹鞒?，從分離塔入口進(jìn)入分離塔內(nèi)，酯化釜排氣管的上端高于下端且持續(xù)向上傾斜，以便沿途冷凝的液態(tài)乙二醇流回酯化釜，且保持氣路暢通。分離塔加熱盤管使分離塔內(nèi)的溫度保持在水的沸點(diǎn)以上及乙二醇的沸點(diǎn)以下，液態(tài)乙二醇聚集在分離塔的底部，通過乙二醇栗輸送至酯化釜乙二醇回流口，繼續(xù)參與酯化反應(yīng)。乙二醇回用閥的開度決定回到酯化釜及進(jìn)入乙二醇回用管的比例。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述分離塔氣相出口通過分離塔排氣閥與第一冷凝器一端頂部的第一冷凝器入口相連接，所述第一冷凝器的另一端底部設(shè)有第一冷凝器排液口，所述第一冷凝器排液口與回流罐頂部的回流罐入口連接，所述回流罐底部的回流罐酯化水出口通過U形彎及分離塔回流控制閥與所述分離塔回流口相連接。氮?dú)夂退羝麖姆蛛x塔氣相出口排出，經(jīng)分離塔排氣閥進(jìn)入第一冷凝器的第一冷凝器入口，在第一冷凝器中被冷媒介質(zhì)冷卻，水蒸汽重新成為液態(tài)，從第一冷凝器排液口流出，再從回流罐入口進(jìn)入回流罐，通過U形彎及分離塔回流控制閥從分離塔回流口流回分離塔。該系統(tǒng)控制一定的回流比盡可能降低酯化水中乙二醇含量，節(jié)約了資源消耗，降低了生產(chǎn)成本，且減少了污染物排放。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一冷凝器的另一端頂部設(shè)有第一冷凝器