[實用新型]一種PBT酯化反應系統

有效

• 申請號: 201920053232.1
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN209752881U
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 曾慶
• 申請（專利權）人: 揚州惠通化工科技股份有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01J4/00;C08G63/78;C08G63/183
• 代理公司: 32102 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 任利國

本實用新型涉及一種PBT酯化反應系統，包括催化劑罐、酯化反應釜、預縮聚反應釜和終縮聚反應釜，漿料成品罐的出料口與酯化釜漿料進口相連，酯化釜出料口與預縮釜進料口相連，預縮釜出料口與終縮釜進料口相連，酯化反應釜底部的催化劑入口安裝有催化劑底注閥；催化劑桶內置的桶泵出口通過桶泵輸出管與催化劑罐的進料口相連，催化劑罐頂部的進氣口與氮氣管相連，催化劑罐的出料口與催化劑計量泵的入口相連，催化劑計量泵的出口通過催化劑過濾器與催化劑加熱器的物料入口相連，催化劑加熱器的物料出口通過催化劑底注管與催化劑底注閥的入口相連。該系統的催化劑不需要與BDO混合配制，不容易水解或堵塞管道，可以保證連續生產。

技術領域

本實用新型涉及一種PBT生產系統，尤其涉及一種PBT酯化反應系統，屬于聚酯生產設備技術領域。

背景技術

聚對苯二甲酸丁二醇酯簡稱PBT，屬于聚酯系列，是由1,4-丁二醇（BDO）與對苯二甲酸(PTA)在酯化反應器中反應生成對苯二甲酸雙羥基丁酯（BHBT）和更高分子的低聚物和水及BDO在高溫下環化生成的四氫呋喃（THF），然后再進入縮聚反應，縮聚反應包括預縮聚和終縮聚。

PBT聚合生產催化劑為鈦酸四丁酯，它遇水容易水解，失去活性，同時生成鈦的水合物，容易堵塞管道，影響催化劑的加入。鈦酸四丁酯既是酯化反應催化劑，又是縮聚反應催化劑，所以一般從酯化反應階段就要加入，但酯化反應會產生大量的水。現行催化劑配制方法為以一定量催化劑和新鮮1,4-丁二醇（BDO）在配制罐中混合配制，配制好后移送至成品罐，再由泵輸送與工藝塔回用高溫BDO混合后加入到酯化釜。這種方法可以防止配制好的催化劑溶液常溫進入酯化釜，突然遇高溫汽化，但新鮮BDO和高溫回用BDO中都含水，催化劑使用時間長了容易水解，堵塞管道，影響生產。

傳統的PBT酯化反應釜為夾套立式釜，內酯化釜外室結構，酯化釜內室進原料，酯化釜外室出料。內酯化釜外室間設有擋板，擋板上部設有出料縫，酯化物漫過出料縫最低點，繞酯化釜外室一周后出料。酯化釜內室的下部中心設有酯化釜內筒，酯化釜內筒中設有與酯化釜共軸線的攪拌槳葉，攪拌槳葉安裝在攪拌軸的下端，攪拌軸的驅動端從酯化釜頂部中心的酯化釜攪拌口伸出。酯化釜內筒的外周設有酯化釜加熱列管，提供酯化反應所需的熱量。酯化反應為負壓反應，酯化釜的頂部設有酯化釜氣相口、酯化釜漿料進口和催化劑進口，由于酯化釜攪拌口占據了酯化釜的頂部中心較大的區域，酯化釜氣相口和酯化釜漿料進口只能設置在偏離酯化釜頂部中心的位置。如果漿料直接從酯化釜漿料進口落下，部分漿料容易被酯化釜氣相口處的負壓帶入分離塔中，無法進行反應；其余的漿料對準酯化釜加熱列管所在的區域落下，部分會粘在酯化釜加熱列管的殼體上，容易因過熱而炭化，產生黑料。此外，如果漿料管從酯化釜漿料進口直接向下插入酯化釜內的液相空間中，生產一段時間后，漿料管容易堵塞，造成生產的中斷。

從酯化反應器來的BHBT和更高分子的低聚物進入預縮聚反應釜，預縮聚反應釜的主要作用是在真空、高溫環境下，進行初步縮聚反應。采用抽真空的方式，抽出物料中的生成的BDO、水和低聚物，進入預縮聚刮板冷凝器。結構為上下室，上室不設置攪拌，利用壓力驟變，物料閃蒸特性，沸騰翻轉，推動物料混合；下室設置攪拌器，通過攪拌使物料混合均勻。上下室均設置有熱媒盤管，以保證物料反應需要的溫度。預縮聚反應釜存在如下問題：1.上下筒徑一樣，攪拌占了大半空間，不利于脫出小分子生成物，以便反應向正方向進行。2.上下室氣相空間獨立，下室預縮釜氣相口設置在上室，攪拌也經過上室，占用了大量上室空間。3.上下室分別對應一套刮板噴淋系統，配套設備多，系統復雜，投資大。

從預縮聚反應釜出來的物料連續送入終縮聚反應釜，終縮聚反應釜的操作條件為溫度240～250℃，真空度1～2mbar，停留時間2～4小時。低聚物和反應生成的BDO、水及BDO在高溫下環化生成的四氫呋喃，在真空狀態下被抽出進入終縮聚刮板冷凝器。考慮到終縮后的物料粘度比較大，為避免攪拌轉子的轉動阻力過大，傳統的終縮聚反應釜通常采用圓盤攪拌轉子，對釜壁加熱的物料進行更新并且使揮發分脫離。但是由于剛進入終縮聚反應釜的物料粘度還比較低，圓盤攪拌轉子的攪拌強度低，對稀物料的脫揮效果差，使得終縮聚反應釜需要更大的容積和長度。