[發明專利]一種聚合酯化余熱利用方法及裝置

無效

• 申請號: 200810061278.4
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101250257A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 李水榮;俞傳坤;郭成越;袁文沖;馬立東;李中明
• 申請（專利權）人: 榮盛石化股份有限公司
• 主分類號: C08G63/78
• 分類號: C08G63/78;C08G63/12;F25B15/06
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司
• 代理人: 翁霽明

技術領域

本發明涉及的是一種聚合酯化余熱利用方法及專用裝置，屬于聚酯生產技術領域。

背景技術

現有酯化系統工藝，采用的是PTA、EG直接酯化反應的工藝，PTA與EG直接酯化過程是直接用PTA與EG反應生成BHET的方法，也稱PTA法。它是一個酯化反應和縮聚反應同時進行的復雜過程，主要反應包括：

酯化反應：

HOOC--COOH+2HOCH₂CH₂OH-HOCH₂CH₂OOC????--COOCH₂CH₂OH+2H₂O

從酯化反應方程式可知，酯化反應是可逆反應，因此為了使酯化反應朝有利于正反應的方向不斷移動，以期達到較高的酯化率，必須不斷將水從反映液中蒸出，但蒸出水時原料EG也隨著水同時蒸出，為了使蒸出的EG能回流到反應器中繼續參加反應，故在反應器上方設置一工藝塔。

酯化過程除酯化、縮聚主反應外，還伴隨著眾多副反應的發生，如乙醛生成反應，環化反應，二甘醇生成反應等等，PTA與EG直接酯化過程實際上是一個涉及溶解-反應-分離的聯合過程，反應又包括可逆的酯化和縮聚反應以及眾多的副反應這樣一個復雜反應過程。

現有的聚酯生產線主要是引進美國杜邦公司技術，并由美國康泰斯公司承建的聚酯生產裝置(設備)，如附圖1所示。在該裝置中，酯化反應是在垂直的列管酯化熱交換器2222-H01和酯化釜2222-R01中進行的，熱交換器2222-H01管程內的物料是靠流體靜壓和熱虹吸來循環的，同時，兩相的混合也是在列管中進行，HTF分別供給換熱器殼程和酯化釜夾套，EG∶PTA摩爾比為1∶1.8漿料通過一套的位于換熱器的底部的同酯化釜相連的管道上的噴嘴2221-S01A/B注入系統。系統用防爆膜防止酯化釜和加熱器超壓，提供兩個防爆膜，兩個防爆膜的任意一個通過三通轉換閥在線。

酯化釜夾套的溫度通過HTF壓力調節閥PV-20104來調整熱媒的流量，加熱介質為氣相導生，溫度在330℃左右。壓力為3.0kg/cm2、溫度330℃左右一次氣相熱媒蒸汽通過DN500氣相熱媒總管HTF由壓力調節閥PV-20102直接向酯化加熱器的殼程、熱交換器的頂部及熱交換器和酯化釜之間的連接管提供熱量。將酯化溫度控制在285℃左右。在本裝置中，酯化反應為常壓反應。從酯化反應產生的產品稱為預聚物，它是由六個聚合單元組成的聚合物鏈，在最終聚合反應釜中聚合物鏈上大約有80個重復單元。在實驗室對酯化物的端羧基進行測定后，目前酯化物端羧基一般在700左右。

酯化反應釜上部的分離塔2223-T01，分離塔操作壓力為常壓，酯化釜的操作壓力為近似常壓。酯化反應中水作為副產物生成。酯化物通過泵2231-P01送到預聚反應釜UFPP2252/3252-R01中，水、過量的EG和少量的酯化物伴隨著反應的副產品由酯化釜2222-R01的頂部排出，進入安裝在反應釜頂部的分離塔2223-T01進行進一步的處理，在分離塔中，氣相物質首先脫過熱，水和低沸點的碳氫化合物從餾點相對較高的EG中蒸餾出，塔底產物送往帶攪拌的酯化EG罐2223-T02中。部分EG通過泵2223-P02A/B回流進塔去脫過熱蒸汽和對酯化釜進來的蒸汽進行噴淋，部分酯化罐2223-T02的EG送回漿料配制罐2213-T01，用于配制漿料。

塔頂餾出物在一垂直的水換熱器2223-H01中凝結和冷卻后，收集到回流罐2223-T03中，少部分冷凝液將通過泵2223-P01回流進塔，回流罐的放空進入密封罐，初次開車時，應在回流罐中注滿脫鹽水。

剩余的塔頂餾出物從回流罐2223-T03溢流到有機氣提進料罐，從這餾出物被泵送往有機氣提塔2224-T01，3.5kg/cm2.g的蒸汽將用來從水中氣提有機物。經過蒸汽氣提后，水被送往污水處理，氣提塔的塔頂物質將被送到熱媒爐中燒掉

在上述整套裝置的設計中，雖已經在節能方面有所考慮，但限于設計時的技術所限，對一些余熱并未做到最有效的利用，其中最突出的就是工藝塔工藝蒸汽的利用，以往對這部分蒸汽的處理，是采用換熱器經過循環冷卻水冷卻后送入氣提塔進行氣提進行廢水的預處理，在這個過程中，會造成大量能源損失，以聚合二期裝置為例：1，工藝塔13噸/小時的蒸汽不能有效利用，2，冷卻此13噸/小時的蒸汽需要大量的循環冷卻水。3，冷卻下的廢水溫度大約為40℃左右。為了有效的進行氣提還需將此40℃冷凝水利用蒸汽加熱到100℃以上，如此循環，造成能源的極大浪費。