一種立式無攪拌聚合反應器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種立式無攪拌聚合反應器，筒體內(nèi)腔的上部設有布液盤，布液盤上設有布液孔，布液孔中設有降膜管，降膜管的內(nèi)腔插接有熱媒加熱管，筒體的上部外壁設有進料口和抽真空口，筒體的底部設有出料螺旋和出料口，筒體的外周設有筒體夾套，進料口位于布液盤的下方，筒體的內(nèi)壁與進料口相應的部位設有環(huán)狀的布液槽，布液槽的下端與筒體內(nèi)壁之間留有均勻的環(huán)狀縫隙；筒體的下部內(nèi)壁設有環(huán)狀的集液槽，集液槽的上端開口且下端封閉；筒體的外壁上設有與集液槽的底部相通的中間熔體出口，中間熔體出口與輸送泵的入口連接，輸送泵的出口與中間熔體進口連接，中間熔體進口位于筒體外壁上且位于布液盤的上方。該反應器生產(chǎn)效率高，能耗低。
【專利說明】
一種立式無攪拌聚合反應器
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種立式無攪拌聚合反應器，屬于PET、PBT等聚酯生產(chǎn)制造設備技術領域。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的立式無攪拌聚合反應器包括立式設置且兩端封閉的筒體，筒體內(nèi)腔的上部設有水平狀且將筒體橫向隔斷的布液盤，布液盤上設有布液孔，布液孔中設有兩端封閉的降膜管且兩者之間的間隙均勻，降膜管豎直向下延伸且上端伸出筒體的頂部外，降膜管的內(nèi)腔插接有熱媒加熱管，筒體的上部外壁設有進料口和抽真空口，筒體的下端設有錐形頭，錐形頭的下端設有出料螺旋，出料螺旋的下端設有出料口，筒體的外周設有筒體夾套，錐形頭的外周設有錐形頭夾套。
[0003]PET或PBT熔體進入筒體內(nèi)腔后，落在布液盤上，從布液盤上的布液孔與降膜管之間的縫隙向下流出，在降膜管的外壁形成掛壁降膜，在降膜管內(nèi)熱媒介質(zhì)的加熱下，熔體完成聚合后，落在筒體底部，再從筒體底部的出料口流出。反應過程中，抽真空系統(tǒng)通過抽真空口使筒體內(nèi)保持真空狀態(tài)。
[0004]PET或PBT熔體進入筒體內(nèi)腔后，受加熱的面積比較小，而且只進行一次聚合反應，反應速度慢，生產(chǎn)效率低。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種立式無攪拌聚合反應器，生產(chǎn)效率高。
[0006]為解決以上技術問題，本實用新型的一種立式無攪拌聚合反應器，包括立式設置且兩端封閉的筒體，筒體內(nèi)腔的上部設有水平狀且將筒體橫向隔斷的布液盤，所述布液盤上設有布液孔，所述布液孔中設有降膜管且兩者共軸線，所述降膜管豎直向下延伸，所述降膜管的內(nèi)腔插接有熱媒加熱管，所述筒體的上部外壁設有進料口和抽真空口，所述筒體的下端設有錐形頭，所述錐形頭的下端設有出料螺旋，所述出料螺旋的下端設有出料口，所述筒體的外周設有筒體夾套，所述錐形頭的外周設有錐形頭夾套，所述進料口位于所述布液盤的下方，所述筒體的內(nèi)壁與所述進料口相應的部位設有環(huán)狀的布液槽，所述布液槽的下端與筒體內(nèi)壁之間留有均勻的環(huán)狀縫隙；所述筒體的下部內(nèi)壁設有環(huán)狀的集液槽，所述集液槽的上端開口且下端封閉;所述筒體的外壁上設有與所述集液槽的底部相通的中間熔體出口，所述中間熔體出口與輸送栗的入口連接，所述輸送栗的出口與中間熔體進口連接，所述中間熔體進口位于筒體外壁上且位于所述布液盤的上方。
[0007]相對于現(xiàn)有技術，本實用新型取得了以下有益效果:熔體從進料口進入布液槽，隨布液槽在筒體內(nèi)壁的圓周上均勻分布，然后從布液槽下端的環(huán)狀縫隙流出，在筒體內(nèi)壁上形成均勻的降膜，在流動過程中，在夾套中熱媒的加熱下，熔體升溫得以預聚合成為預聚合中間熔體，然后流入筒體內(nèi)壁下部的集液槽中，然后從中間熔體出口流出，再由輸送栗送入筒體上部的中間熔體進口，從中間熔體進口進入筒體內(nèi)腔后，落在布液盤上，從布液盤上的布液孔與降膜管之間的縫隙向下流出，在降膜管的外壁再次形成掛壁降膜，在降膜管內(nèi)熱媒介質(zhì)的加熱下，預聚合中間熔體進一步聚合完成，從筒體底部的出料口流出。該聚合反應器采用無攪拌結構，電耗及故障率低；在筒體內(nèi)腔采用環(huán)狀布液槽布液，形成的降膜均勻，且在筒體內(nèi)腔進行了兩次聚合，提高了反應效率;在反應及出料過程中，通過抽真空口抽氣，筒體內(nèi)腔始終保持在真空狀態(tài)，不會造成熔體降解，產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定。
[0008]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述布液孔為上大下小的漏斗形。布液孔的上端口較大，便于足夠的物料流入布液孔中，布液孔的小端與降膜管的間隙控制降膜的厚度。
[0009]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述中間熔體出口和所述中間熔體進口在筒體的圓周上均勻設置有一組、兩組或三組以上。中間熔體出口和中間熔體進口的組數(shù)越多，越利于熔體在布液盤上均勻分配。
[0010]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述布液盤上設有多個布液孔，各所述布液孔的中心分別設有所述降膜管。設置的降膜管越多，降膜加熱的面積越大，產(chǎn)量越高。
[0011]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述抽真空口位于所述布液盤的下方。
[0012]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述筒體夾套的底部設有筒體夾套熱媒進口，所述筒體夾套的頂部設有筒體夾套熱媒出口。熱媒從筒體夾套熱媒進口進入筒體夾套內(nèi)，然后從筒體夾套熱媒出口流出。
[0013]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述錐形頭夾套的底部設有錐形頭夾套熱媒進口，所述錐形頭夾套的上部設有錐形頭夾套熱媒出口。熱媒從錐形頭夾套熱媒進口進入錐形頭夾套內(nèi)，然后從錐形頭夾套熱媒出口流出。
[0014]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述布液盤的上方設有降膜管隔板，所述降膜管隔板的上方設有熱媒加熱管隔板，所述降膜管隔板和所述熱媒加熱管隔板分別將筒體橫向隔斷，所述熱媒加熱管隔板的上方設有筒體上封頭;所述降膜管的上端口連接在所述降膜管隔板的管孔上，所述熱媒加熱管的上端口連接在所述熱媒加熱管隔板的管孔上;所述筒體上封頭上連接有降膜管熱媒進口，所述降膜管隔板與熱媒加熱管隔板之間的筒體壁上連接有降膜管熱媒出口。熱媒介質(zhì)例如導熱油從降膜管熱媒進口進入筒體上封頭與熱媒加熱管隔板之間的進油腔，然后沿熱媒加熱管直接下到熱媒加熱管底部，流出熱媒加熱管后向上進入降膜管與熱媒加熱管之間的環(huán)狀空腔，沿該環(huán)狀空腔上行，從降膜管的上端口進入降膜管隔板與熱媒加熱管隔板之間的出油腔，最后從降膜管熱媒出口流出。物料剛進入布液孔時溫度較低，形成降膜后沿降膜管向下流動，不斷受到降膜管內(nèi)熱媒的加熱，溫度逐漸升高，到達降膜管底部時物料的溫度達到最高。溫度最高的熱媒首先下到降膜管底部，因為熱媒加熱管的外周為返程的熱媒，溫度較高，沿熱媒加熱管下行的熱媒熱量損失很小;返程上行的熱媒由于不斷對物料降膜進行放熱，溫度逐漸下降。因此降膜管外物料的溫度自上而下逐漸遞增，降膜管內(nèi)的熱媒溫度自下而上逐漸遞減，溫度最低的物料與溫度較低的熱媒進行換熱，溫度最高的物料與溫度最高的熱媒進行換熱，換熱雙方始終保持較大的溫差，換熱效率高。
[0015]作為本實用新型進一步的優(yōu)選方案，所述筒體內(nèi)壁設有螺旋向下延伸的筒壁物料分配環(huán)，所述筒壁物料分配環(huán)的上端位于所述布液槽的出口下方，所述筒壁物料分配環(huán)的下端位于所述集液槽的上端口上方，所述筒壁物料分配環(huán)為半圓形截面且平面連接在所述筒體內(nèi)壁上。熔體從布液槽下端的環(huán)狀縫隙流出，沿筒體內(nèi)壁向下流動形成降膜后，需要越過多道半圓形截面的筒壁物料分配環(huán)，在越過筒壁物料分配環(huán)時受到阻滯，使筒體內(nèi)壁整個圓周方向及高度方向的降膜厚度更加均勻;半圓形截面表面光滑使得熔體流動非常均勻平緩，又不存在物料死角，避免物料停滯導致過熱。
[0016]作為本實用新型進一步的優(yōu)選方案，所述布液孔以下的降膜管外壁均勻設有至少一道降膜管物料分配環(huán)，所述降膜管物料分配環(huán)的截面呈兩頭小中間大的鼓形。中間熔體從布液盤上的布液孔與降膜管之間的縫隙向下流出，在降膜管的外壁再次形成掛壁降膜后，在向下流動過程中需要越過多道鼓形的降膜管物料分配環(huán)，在越過降膜管物料分配環(huán)時受到阻滯，使降膜管外壁整個圓周方向及高度方向的降膜厚度更加均勻；降膜管物料分配環(huán)的表面光滑弧形過渡使得熔體流動非常均勻平緩，又不存在物料死角，避免物料停滯導致過熱。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明，附圖僅提供參考與說明用，非用以限制本實用新型。
[0018]圖1為本實用新型立式無攪拌聚合反應器的結構示意圖。
[0019]圖2為圖1中A部位的放大圖。
[0020]圖中:1.筒體;Ia.進料口；Ib.抽真空口； Ic.中間熔體進口； Id.中間熔體出口； Ie.熱媒加熱管隔板；If.降膜管隔板；2.布液盤;2a.布液孔;3.降膜管；3a.降膜管物料分配環(huán);4.布液槽;5.集液槽;6.輸送栗;7.筒體夾套;7a.筒體夾套熱媒進口； 7b.筒體夾套熱媒出口； 8a.降膜管熱媒進口； 8b.降膜管熱媒出口； 9a.錐形頭夾套熱媒進口； 9b.錐形頭夾套熱媒出口； 10.出料螺旋；1a.出料口； 11.熱媒加熱管；12.筒壁物料分配環(huán)；13.集液槽液位計接口； 14.錐形頭液位計接口。
【具體實施方式】
[0021]如圖1和圖2所示，本實用新型的立式無攪拌聚合反應器包括立式設置且兩端封閉的筒體I，筒體內(nèi)腔的上部設有水平狀且將筒體橫向隔斷的布液盤2，布液盤2上設有布液孔2a，布液孔2a中設有降膜管3且兩者共軸線。布液孔2a為上大下小的漏斗形，便于足夠的物料流入布液孔2a中，布液孔2a的小端與降膜管3的間隙控制降膜的厚度。降膜管3豎直向下延伸，降膜管3的內(nèi)腔插接有熱媒加熱管11，筒體I的上部外壁設有進料口 Ia和抽真空口 Ib，筒體I的下端設有錐形頭，錐形頭的下端設有出料螺旋1，出料螺旋1的下端設有出料口1a0
[0022]筒體I的外周設有筒體夾套7，筒體夾套7的底部設有筒體夾套熱媒進口7a，筒體夾套7的頂部設有筒體夾套熱媒出口 7b。熱媒從筒體夾套熱媒進口 7a進入筒體夾套7內(nèi)，然后從筒體夾套熱媒出口 7b流出。
[0023]錐形頭的外周設有錐形頭夾套，錐形頭夾套的底部設有錐形頭夾套熱媒進口9a，錐形頭夾套的上部設有錐形頭夾套熱媒出口 ％。熱媒從錐形頭夾套熱媒進口 9a進入錐形頭夾套內(nèi)，然后從錐形頭夾套熱媒出口 9b流出。
[0024]進料口Ia位于布液盤2的下方，筒體I的內(nèi)壁與進料口 Ia相應的部位設有環(huán)狀的布液槽4，布液槽4的下端與筒體內(nèi)壁之間留有均勻的環(huán)狀縫隙；筒體I的下部內(nèi)壁設有環(huán)狀的集液槽5，集液槽5的上端開口且下端封閉；筒體I的外壁上設有與集液槽5的底部相通的中間熔體出口 I d，中間熔體出口 I d與輸送栗6的入口連接，輸送栗6的出口與中間熔體進口 I c連接，中間熔體進口 Ic位于筒體外壁上且位于布液盤2的上方。
[0025]中間熔體出口Id和中間熔體進口 Ic在筒體I的圓周上可以均勻設置有一組、兩組或三組以上。
[0026]布液盤2上可以設有多個布液孔2a，各布液孔2a的中心分別設有降膜管3。降膜管3至少設置一組，且每組均設有熱媒加熱管11。
[0027]布液盤2的上方設有降膜管隔板If，降膜管隔板If的上方設有熱媒加熱管隔板Ie，熱媒加熱管隔板Ie和降膜管隔板If分別將筒體橫向隔斷，熱媒加熱管隔板Ie的上方設有筒體上封頭;降膜管3的上端口連接在降膜管隔板If的管孔上，熱媒加熱管11的上端口連接在熱媒加熱管隔板Ie的管孔上;筒體上封頭上連接有降膜管熱媒進口 8a，降膜管隔板If與熱媒加熱管隔板I e之間的筒體壁上連接有降膜管熱媒出口 8b。
[0028]抽真空口Ib位于布液盤2的下方，在反應及出料過程中，通過抽真空口 Ib抽氣，筒體內(nèi)腔始終保持在真空狀態(tài)。
[0029]筒體上與集液槽5的下端對應的部位設有集液槽液位計接口13，錐形頭的下端設有錐形頭液位計接口 14，以便控制聚合反應器內(nèi)部物料的液位。
[0030]熔體從進料口Ia進入布液槽4，隨布液槽4在筒體內(nèi)壁的圓周上均勻分布，然后從布液槽4下端的環(huán)狀縫隙流出，在筒體內(nèi)壁上形成均勻的降膜，在流動過程中，在筒體夾套中熱媒的加熱下，熔體升溫得以預聚合成為預聚合中間熔體，然后流入筒體內(nèi)壁下部的集液槽5中，然后從中間熔體出口 Id流出，再由輸送栗6送入筒體上部的中間熔體進口 Ic，從中間熔體進口 I c進入筒體內(nèi)腔后，落在布液盤2上，從布液盤2上的布液孔2a與降膜管3之間的縫隙向下流出，在降膜管3的外壁再次形成掛壁降膜，在降膜管3內(nèi)熱媒介質(zhì)的再次加熱下，預聚合中間熔體進一步聚合完成，從筒體底部的錐形頭進入出料螺旋10，再從出料螺旋10下端的出料口 1a排出。
[0031]熱媒介質(zhì)例如導熱油從降膜管熱媒進口8a進入筒體上封頭與熱媒加熱管隔板Ie之間的進油腔，然后沿熱媒加熱管11直接下到熱媒加熱管11底部，流出熱媒加熱管11后向上進入降膜管3與熱媒加熱管11之間的環(huán)狀空腔，沿該環(huán)狀空腔上行，從降膜管3的上端口進入降膜管隔板If與熱媒加熱管隔板Ie之間的出油腔，最后從降膜管熱媒出口 Sb流出。
[0032]物料剛進入布液孔2a時溫度較低，形成降膜后沿降膜管3向下流動，不斷受到降膜管3內(nèi)熱媒的加熱，溫度繼續(xù)升高，到達降膜管3底部時物料的溫度達到最高。而溫度最高的熱媒首先下到降膜管3底部，因為熱媒加熱管11的外周為返程的熱媒，溫度較高，沿熱媒加熱管11下行的熱媒熱量損失很小；返程上行的熱媒由于不斷對物料降膜進行放熱，溫度逐漸下降。因此降膜管外物料的溫度自上而下逐漸遞增，降膜管內(nèi)的熱媒溫度自下而上逐漸遞減，溫度較低的物料與溫度較低的熱媒進行換熱，溫度最高的物料與溫度最高的熱媒進行換熱，換熱雙方始終保持較大的溫差，換熱效率高。該聚合反應器在筒體內(nèi)腔采用環(huán)狀布液槽4布液，在降膜管3外采用布液孔2a布液，形成的降膜都十分均勻，且在筒體內(nèi)腔進行了兩次聚合，增大了換熱面積，提高了反應效率。
[0033 ]筒體內(nèi)壁設有螺旋向下延伸的筒壁物料分配環(huán)12，筒壁物料分配環(huán)12的上端位于布液槽4的出口下方，筒壁物料分配環(huán)12的下端位于集液槽5的上端口上方，筒壁物料分配環(huán)12為半圓形截面且平面連接在筒體內(nèi)壁上。熔體從布液槽4下端的環(huán)狀縫隙流出，沿筒體內(nèi)壁向下流動形成降膜后，需要越過多道半圓形截面的筒壁物料分配環(huán)12，在越過筒壁物料分配環(huán)12時受到阻滯，使筒體內(nèi)壁整個圓周方向及高度方向的降膜厚度更加均勻；半圓形截面表面光滑使得熔體流動非常均勻平緩，又不存在物料死角，避免物料停滯導致過熱。
[0034]布液孔以下的降膜管3外壁均勻設有至少一道降膜管物料分配環(huán)3a，降膜管物料分配環(huán)3a的截面呈兩頭小中間大的鼓形。中間熔體從布液盤2上的布液孔與降膜管3之間的縫隙向下流出，在降膜管3的外壁再次形成掛壁降膜后，在向下流動過程中需要越過多道鼓形的降膜管物料分配環(huán)3a，在越過降膜管物料分配環(huán)3a時受到阻滯，使降膜管外壁整個圓周方向及高度方向的降膜厚度更加均勻;降膜管物料分配環(huán)3a的表面光滑弧形過渡使得熔體流動非常均勻平緩，又不存在物料死角，避免物料停滯導致過熱。
[0035]以上所述僅為本實用新型之較佳可行實施例而已，非因此局限本實用新型的專利保護范圍。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式，例如熱媒可以為導熱油，也可以為其它熱載體等。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍內(nèi)。本實用新型未經(jīng)描述的技術特征可以通過或采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)，在此不再贅述。
【主權項】
1.一種立式無攪拌聚合反應器，包括立式設置且兩端封閉的筒體，筒體內(nèi)腔的上部設有水平狀且將筒體橫向隔斷的布液盤，所述布液盤上設有布液孔，所述布液孔中設有降膜管且兩者共軸線，所述降膜管豎直向下延伸，所述降膜管的內(nèi)腔插接有熱媒加熱管，所述筒體的上部外壁設有進料口和抽真空口，所述筒體的下端設有錐形頭，所述錐形頭的下端設有出料螺旋，所述出料螺旋的下端設有出料口，所述筒體的外周設有筒體夾套，所述錐形頭的外周設有錐形頭夾套，其特征在于:所述進料口位于所述布液盤的下方，所述筒體的內(nèi)壁與所述進料口相應的部位設有環(huán)狀的布液槽，所述布液槽的下端與筒體內(nèi)壁之間留有均勻的環(huán)狀縫隙;所述筒體的下部內(nèi)壁設有環(huán)狀的集液槽，所述集液槽的上端開口且下端封閉；所述筒體的外壁上設有與所述集液槽的底部相通的中間熔體出口，所述中間熔體出口與輸送栗的入口連接，所述輸送栗的出口與中間熔體進口連接，所述中間熔體進口位于筒體外壁上且位于所述布液盤的上方。2.根據(jù)權利要求1所述的立式無攪拌聚合反應器，其特征在于:所述布液孔為上大下小的漏斗形。3.根據(jù)權利要求1所述的立式無攪拌聚合反應器，其特征在于:所述中間熔體出口和所述中間熔體進口在筒體的圓周上均勻設置有一組、兩組或三組以上。4.根據(jù)權利要求1所述的立式無攪拌聚合反應器，其特征在于:所述布液盤上設有多個布液孔，各所述布液孔的中心分別設有所述降膜管。5.根據(jù)權利要求1所述的立式無攪拌聚合反應器，其特征在于:所述抽真空口位于所述布液盤的下方。6.根據(jù)權利要求1所述的立式無攪拌聚合反應器，其特征在于:所述筒體夾套的底部設有筒體夾套熱媒進口，所述筒體夾套的頂部設有筒體夾套熱媒出口。7.根據(jù)權利要求1所述的立式無攪拌聚合反應器，其特征在于:所述錐形頭夾套的底部設有錐形頭夾套熱媒進口，所述錐形頭夾套的上部設有錐形頭夾套熱媒出口。8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的立式無攪拌聚合反應器，其特征在于:所述布液盤的上方設有降膜管隔板，所述降膜管隔板的上方設有熱媒加熱管隔板，所述降膜管隔板和所述熱媒加熱管隔板分別將筒體橫向隔斷，所述熱媒加熱管隔板的上方設有筒體上封頭;所述降膜管的上端口連接在所述降膜管隔板的管孔上，所述熱媒加熱管的上端口連接在所述熱媒加熱管隔板的管孔上;所述筒體上封頭上連接有降膜管熱媒進口，所述降膜管隔板與熱媒加熱管隔板之間的筒體壁上連接有降膜管熱媒出口。9.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的立式無攪拌聚合反應器，其特征在于:所述筒體內(nèi)壁設有螺旋向下延伸的筒壁物料分配環(huán)，所述筒壁物料分配環(huán)的上端位于所述布液槽的出口下方，所述筒壁物料分配環(huán)的下端位于所述集液槽的上端口上方，所述筒壁物料分配環(huán)為半圓形截面且平面連接在所述筒體內(nèi)壁上。10.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的立式無攪拌聚合反應器，其特征在于:所述布液孔以下的降膜管外壁均勻設有至少一道降膜管物料分配環(huán)，所述降膜管物料分配環(huán)的截面呈兩頭小中間大的鼓形。
【文檔編號】B01J14/00GK205517667SQ201620089814
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月29日
【發(fā)明人】景遼寧, 嚴旭明, 陳文興
【申請人】揚州惠通化工技術有限公司