CTMC新三釜聚酯装置Word文件下载.docx

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较高，可能向下倒流，影响传热和酯化速率。

?

酯化前期物料全混型流动，用酯化物溶解PTADuPont单釜酯化率不足94%，必须与其特有粉末，避免非均相反应麻烦；

酯化后期保持平的上流式预缩聚反应器（UFPP）配套，在UFPP推流动，提高酯化反应速度；

中加入大量EG继续提高酯化率。

强化传热，以合理的方式满足酯化巨大的热量需求；

新型双区酯化釜简介：

隔板14围成第二酯化区。

遵循理想型酯化反应器优化设计原则并针对第一酯化区内构件包括导流内管15、导流圆现行酯化反应器缺陷，北京英诺威逊聚合技术有限台16、导流环状栅板17以及气相导流圈18和旋公司发明了新型双区酯化釜。

该釜由釜体、列管换风分离器19。

第二酯化区内构件包含2圈导流环板20以及热器、釜内区域分隔板及各区域内构件组成，其结加热盘管21。

构及釜内物料和蒸汽流动途径示意见图1。

图中“←”为液相流；

“＜——”为气相流；

“＜====”为气、第一酯化区设以下工艺管口：

液混合流；

小封头10下侧壁均布4个浆料进口a，半数运行，半数备用，运行口和备用口相间。

小封头10底部设第一酯化区酯化物出口b。

列管换热器壳体5设若干对热媒进口c和出口d。

上封头设蒸汽出口e。

第二酯化区设以下工艺介质管口：

外筒2开酯化物进口f，下封头3和圆筒隔板13交接处设酯化产物出口g。

外筒2和圆台隔板14交接处设蒸汽出口h，下封头3和外筒2开与加热盘管21相连的若干对热媒进口j、出口k。

列管换热器设热媒进出口c、d，釜体夹套设热媒进出釜体含上封头1、外筒2、下封头3和夹套4。

口l、m。

列管换热器含壳体5，环形上管板6，环形下管板此外，新型双区酯化釜还须开设温度、压力、7，多根换热列管8，内筒9，带直立段的底部小封液位等仪表接口及人孔或其它必要的附加接口。

头10和小封头中的内管11及置于小封头和内管间新型双区酯化釜工作过程：

的环状静态混合器12以及未标代号的连接法兰、乙二醇（EG）和对苯二甲酸（TPA）摩尔比壳程挡板、拉杆等通用构件；

为提供静态混合器12的安装位置，底部小封头10通常带直立段。

为1.6~1.8的浆料通过喷嘴从浆料进口a进入第一区域分隔板包括圆筒隔板13和圆台隔板14；

酯化区小封头10和内管11间环状空间下部，和从上封头1、外筒2上段、圆台隔板14、圆筒隔板小封头内管11循环回流的酯化物汇合升温，浆料13、换热器壳体5及底部小封头10围成第一酯化中水份和部分EG迅速蒸发，两相混合流经静态混区；

外筒2下段、下封头3、圆筒隔板13和圆台合器12使气泡均布，由换热器环形下管板7进入

诸换热列管8，在列管中被壳程热媒加热升温进行釜数少，无机械搅拌，制造维修及运行成本低，酯酯化，反应生成的水及浆料中过量的EG蒸发，气化后期更贴近平推流。

与DuPont酯化技术比较，液混合物穿过环形上管板6，沿以圆筒隔板13、圆浆料EG对PTA摩尔比降低，能耗低，酯化率达97%，不必在预缩聚过程补加EG，不仅节能，还台隔板14和外筒2为外缘，以导流内管15、导流圆台16、导流环状栅板17为内缘的通道继续上升可降低蒸汽中雾沫夹带。

双区酯化釜采用内置循至第一酯化区上部，液体穿过导流环状栅板栅缝从环，比DuPont的外置循环反应釜占据空间更小。

周边向中央汇聚，气体冲出液面后被气相导流圈因小封头内静态混合器12改善了诸换热列管内气18改变流动方向朝下冲，靠惯性除去雾沫夹带，相分布均匀性，强化传热，加速酯化反应。

再经旋风分离器19进一步除去雾沫后从e口离釜。

新型多层预缩聚釜导流环状栅板17内侧脱除气体后的酯化物熔体密度高于外侧气液混合物密度，受密度差驱使沿导流理想型预缩聚反应器设计原则：

环状栅板17、导流圆台16、导流内管15、换热器?

物料呈平推流动内筒9、小封头内管11组成的内侧通道向下循环?

温度渐升，压力渐降回流。

绝大多数循环回流酯化物经小封头内管11?

后期拥有较大气液界面和小封头10底部间环隙流向小封头内管11外侧，?

减小气相中雾沫夹带和通过a口送进的浆料混合，继续下一个循环。

少?

结构简单，制造维修运行费用低部分酯化物从b口流出第一酯化区，通过连接管道进入第二酯化区f口。

从f口进入的酯化物在第二预缩聚反应器现状：

酯化区从外向内顺序流过各圈导流环板20呈平推Zimmer及Inventa过去都采用两台反应器串流动，从加热盘管21补充热量维持工艺设定温度，联，近来倾向改用单台多层反应器。

据Zimmer介酯化产物从g口离釜。

物料在第二酯化区流动途径绍，采用单台预缩聚釜的四釜流程比原采用两台预见图2。

第二酯化区产生的蒸汽从h口离釜。

第一缩聚釜串连的五釜流程设备投资省6.4%，工程设酯化区温度260~270º

C，压力0.15~0.20MPa，停留计省2.4%，安装省10.7%，建筑成本省40.0%，劳时间120~180分钟，酯化率91~92%；

第二酯化区动力成本及维修保养费用省1.7%，公用工程消耗温度265~275º

C，压力0.11~0.12MPa，停留时间

（1）。

无论Zimmer省2.3%，生产成本总体下降5.2%96.5~97%。

45~75分钟，酯化率或Inventa，其多层预缩聚釜底部均设机械搅拌。

机械搅拌不仅使设备结构复杂，制造维修运行费用增新型双区酯化釜优点：

加，而且与平推流原则相悖。

但如不设搅拌，底层显然，双区酯化釜完全满足理想型酯化反应器物料会出现严重沟流及死区，设置搅拌乃不得已而条件，与Zimmer或Inventa酯化技术比较，反应为之。

DuPont采用单台上流式预缩聚反应釜头1为顶，上层环状隔板5.1为底；

中层反应区以（UFFP），釜数少，无机械搅拌，结构简单，投资上层环状隔板5.1为顶，第二层环状隔板5.2为底，省。

但釜内塔盘存在较多死区，必须依靠剧烈鼓泡来自洁，否则会严重结焦。

UFPP原本为酯交换路线设计。

EG和DMT进行酯交换反应后，物系中存留大量游离EG，酯交换生成物进入UFPP，所含游离EG恰好可用作鼓泡自洁，应属合理设计。

随着技术发展进步，直接酯化法取代酯交换法。

酯化齐聚物中游离EG极少，无法完成鼓泡自洁。

为避免结焦，只有向齐聚物中补加大量EG。

预缩聚工序本应及时移出反应生成的EG以上层和中层反应区均以其顶和底之间的外筒体2促使平衡向右移动，釜内补加大量EG和反应原理和中央管6为本区域外壁和内壁。

底层反应区以下冲突，而且会额外增加能耗，加剧蒸汽中雾沫夹带。

实际上，DuPont工艺中UFPP兼具第二酯化层环状隔板5.2为顶，以下封头3为底，以其顶和反应器功能，DuPont的酯化反应器和其预缩聚反底之间的外筒体2下段为外壁。

应器配套属合理配置，但如将其分拆，用DuPont各区域内构件包括：

上层和中层反应区各自底的酯化和其他形式的预缩聚或其他形式的酯化和部环状隔板5上设置的导流螺旋板7，其结构及物DuPont的预缩聚配套，恐怕都不是很好的选择。

流方向见图4；

导流螺旋板7之间设加热盘管9。

底层反应区上方设锥形伞板10，为将锥形伞板10新型多层预缩聚釜简介：

固定在下封头3上，设3或4根立柱11；

伞板锥遵循理想型预缩聚反应器优化设计原则并针顶设小挡圈12，小挡圈底部和伞板间有环状间隙；

对Zimmer和Inventa底层设机械搅拌的多层反应伞板边缘设若干导流针13；

锥形伞板面上开设多器缺陷，北京英诺威逊聚合技术有限公司发明了无个菱形或橄榄型孔并在其上方设折流通道14。

中机械搅拌的新型多层预缩聚釜。

该釜包含釜体、釜央蒸汽通道区域的中央管6内设内管15，6和15内区域分隔板和各区域内构件，其结构及物料流向组成一台旋风分离器。

示意见图3。

釜体包含上封头1，外筒体2，下封头3和夹新型多层预缩聚釜含以下工艺管口：

套4；

下封头3通常做成锥形以利于物料流动。

第一第二层反应区设物料进口a，物料出口b。

区域分隔板包含2块环状隔板5.1、5.2和一根进料管通常伸进釜内，物料从导流螺旋板的内端上中央管6，它们将釜内空间分割成上、中、下3层方流入，从导流螺旋板外端最低处流出。

釜底层进反应区及一个中央蒸汽通道区。

上层反应区以上封

料管伸进釜内从上方进入伞板锥顶档圈内，出料口层反应区产生的蒸汽穿过伞板上诸菱形或橄榄形b设在下封头底部。

孔经折流通道14除雾沫后直接进入中央旋风分离第一第二层反应区均在中央管6管壁处开蒸器内管15。

和中层反应区a或中层反连接上层反应区b汽入口c，c口设一导向管引导蒸汽从切线方向进12和下层反应区a的外部接管可设置调节阀应区b入6和15的环隙，首层蒸汽入口c1设有阻尼阀K，23控制各层反应区液位。

各层反应区加热盘管热媒进上封头顶部设蒸汽出口d。

各层反应区开设若干对加热盘管热媒进口e，口或出口可设调节阀分别控制其反应区温度。

上层出口f。

反应区温度265~270º

C，压力10~20kPa；

中层和下釜体夹套设若干对热媒进口g，出口h。

层反应区温度270~280º

C，压力600~1000Pa，釜内此外，多层预缩聚釜还开设有温度、压力、液物料停留时间80~120分钟，出釜预聚物IV0.25~0.30。

位等仪表接口以及人孔和其它必要的附加管口。

新型多层聚酯预缩聚釜优点：

新型多层预缩聚釜工作过程如下：

新型多层预缩聚釜完全满足理想型预缩聚反来自酯化釜的齐聚物用泵或靠位差喂入新预，顺导流螺旋板流应器条件，与Zimmer或Inventa釜底设置搅拌的缩聚釜上层反应区物料进口a1流出，通过外部接管进入中层反动，从物料出口b多层釜比，新型多层预缩聚釜以锥形伞板取代机械1，顺导流螺旋板流动，从物料出口应区物料进口a搅拌，制造费用和运行成本低，预缩聚后期预聚物2b流出，通过外部接管进入釜底反应区物料进口熔体顺伞板和釜壁呈薄膜状降落，既提供了足够的2a，流进伞板锥顶挡圈，穿过挡圈底部和伞板间环脱挥面积，加快熔体中EG脱除，又能始终保持平3隙或越过挡圈顶溢流，均匀地沿伞板降膜，至伞板推流动，工艺过程优化。

此外，新预缩聚釜巧妙地设置中央旋风分离器边缘处被导流针引向釜壁均匀降膜，在底层反应区及折流通道除去蒸汽中夹带雾沫，有利长期稳定操由上向下、由四周向中央呈平推流流动，最后从下出釜。

作。

封头物料出口b3上层反应区产生的蒸汽经阻尼阀k由该层c沿1栅缝降膜终缩聚塔切线方向进入中央管6和其内管15之间的环状空间，即旋风分离器外圈上段；

阻尼阀k控制上层和理想型终缩聚反应器优化设计原则：

中、下层反应区压差；

中层反应区产生的蒸汽经该?

缩聚是可逆反应，必须及时移走反应生成的沿切线方向进中央管6和其内管15间的环状层c2EG才能打破平衡，继续提高聚合物分子量。

空间，即旋风分离器外圈中段，蒸汽在旋风分离器但是，缩聚后期熔体粘度高达数十万厘泊，熔中除去夹带雾沫后沿中央内管15上升从d离釜。

下

体内部的EG分子向膜面扩散速度很慢，成为是，如降低釜底熔体层液位则无法拉成膜，令人左制约分子链增长的主要矛盾。

因此，终缩聚反右为难，十分无奈。

由于搅拌器自重加之附着于盘或网上熔体重应器应拥有尽可能大的气液界面并使其及时量，搅拌器产生相当挠度，盘或网外缘离釜内壁距更新。

欲提高EG脱除效率，终缩聚须在高真空条件离如太小容易刮釜壁造成机械事故，该距离太大则下操作，为避免熔体层底部静压头负面影响，釜底会出现死区。

据报道，现行终缩聚釜内约存在

（2）0~18%的死区。

应尽量减小熔体层深度，使全部熔体都处薄膜现行卧式釜设夹套，釜壁附近熔体流动状况不状态。

应保证熔体在缩聚釜内呈平推流动，特别要避佳，存在温度梯度。

现行卧式釜水平安装，停车时大量熔体无法排免死角并消除釜内熔体径向温度梯度，保证良净，需用EG洗釜，否则重新开车时需耗费大量新好的分子量分布。

应杜绝终缩聚釜漏入空气隐患，以免聚合物氧料将残料完全置换。

现行卧式釜在高真空条件下操作，轴封处可能化裂解影响色泽及其它品质。

停车时釜内熔体应易排空，以免重开车时大量漏入空气影响产品质量。

每隔1~2年必须停车，修排废。

复或更换机械密封，制约装置运行周期。

应能直接生产高粘聚酯产品。

现行卧式釜无法直接生产高粘熔体，必须后续?

结构简单，降低制造维修运行成本。

固相缩聚（SSP）。

不仅流程冗长，投资及生产成本高企，而且，SSP切片存在皮芯结构，皮层分子终缩聚反应釜现状：

量较高，芯部分子量较低，分子量分布较宽。

现行卧式釜结构复杂，制造维修运行成本高。

目前，全球聚酯终缩聚反应器均采用带搅拌的显然，高效传质脱挥设备是终缩聚过程顺利进卧式釜，Zimmer采用圆盘式搅拌器，称为圆盘釜；

DuPont采用笼式搅拌器，称为鼠笼釜。

行的保障，目前并无完美的设备结构型式，因此各受熔体网架桥限制，圆盘或网片必须保持较大制造厂家和设计研究单位都在不断进行改进，探索（3）。

但因思路未能跳出旧有模式，距离，致使单位体积熔体拥有的表面积不足，圆盘更加合理的结构2323/M/M，鼠笼釜约80M。

至今仍难见显著成效。

釜约50M现行圆盘釜和鼠笼釜都是依靠下部沉浸于熔栅缝降膜终缩聚塔简介：

体层内的盘或网旋转时将熔体带起成膜，釜底熔体遵循理想型终缩聚反应器优化设计原则并针层液位通常在1/3半径处。

釜底熔体受静压头影响，对现行圆盘釜和鼠笼釜缺陷，北京英诺威逊聚合技压力比膜面处高出数拾倍。

这部分熔体除发生本应术有限公司发明了原创性栅缝降膜终缩聚塔。

避免的副反应外，对分子链增长并无积极贡献。

但

栅缝降膜塔由塔体

（1）、预聚物分配器

（2）和塔于支撑架上方，用螺栓连接，把塔芯固定在塔体内，芯（3）组成，其结构见图5。

便于拆卸。

立柱下部设定位块3-1-2，塔体下部设配套限位装置1-2-2，限制塔芯底部摆动，但允许温度变化引起塔芯胀缩时立柱上下滑动。

栅板包括横梁3-2-1、上栅条3-2-2、下栅条3-2-3和导流梳3-2-4。

横梁固定在立柱上，上下栅条及导流梳固定在横梁上。

下栅条和两侧导流梳组成一栅斗。

横梁、上栅条、下栅条和导流梳立面图见图5。

相邻两栅板层栅条方向交互垂直。

底层栅板向内折边成天方地圆，圆直径略小于塔底接料锥斗1-3-1顶圆直径。

栅缝降膜塔工作过程：

预聚体从A口进塔顶经预聚物分配器均布在首层栅板，穿过上栅条间缝隙落入下栅条和导流梳组成的栅斗。

部分熔体穿过下栅条和导流梳间缝塔体

（1）包括顶盖1-1，塔体1-2、塔底1-3和隙，部分熔体越过导流梳顶溢流，沿导流梳降膜至夹套1-4。

塔顶、塔身、塔底用法兰连接。

塔体的下一栅板层，穿过该层上栅条之间隙落入下栅条和功能是为终缩聚过程提供工艺要求的温度、压力环导流梳组成的栅斗，部分熔体穿过栅条和导流梳间境，塔顶设预聚物进口A和蒸汽出口C，塔底设缝隙，部分熔体越过导流梳顶溢流，沿导流梳降聚合物出口B和排废口D，B上方连接料锥斗膜……因相邻两层栅板栅条方向交互垂直，膜面充1-3-1。

夹套设热媒进出口。

预聚物分配器

（2）置于分更新。

从上至下，各栅板层栅缝加宽，导流梳丝塔顶内，其功能是使预聚物均匀分布在首层栅板距加大，适应熔体粘度变化。

至末层栅板，熔体顺上。

天方地圆落入塔底接料锥斗，由出料泵输出。

塔芯3是栅缝降膜塔的核心，其功能是使熔体缩聚生成的EG从膜面蒸出后沿相邻两膜间获得EG蒸出的巨大界膜面积并使膜面充分更新。

通道汇至塔芯和塔体间弓形区域，再向上流动，从塔芯截面为正方形，包括4根角钢或其它型钢塔顶C口出釜。

蒸汽可能夹带的雾沫沉降或附于制成的立柱3-1和多层栅板3-2。

立柱3-1上部设塔壁再降落至塔底，定期从排废口D排出。

挂耳3-1-1，塔身1-2上部设支撑架1-2-1，挂耳置控制热媒温度与塔芯内熔体温度一致。

可采用多个塔芯并联，制造大容量反应器。

入塔预聚体粘度：

IV0.45出塔聚合物粘度：

IV0.82栅缝降膜终缩聚塔优点：

小结：

不受熔体架桥限制，膜距大大小于卧式搅拌目前，世界聚酯生产主流技术包括以Zimmer23/M，为圆盘釜釜。

单位熔体拥有的界面达200M和Inventa为代表的五釜流程和以DuPont为代表的4倍或鼠笼釜2.5倍。

三釜流程。

我国近年来实现国产化的聚酯装置与上相邻两栅板层栅条交互垂直，膜面更新充分。

述国外技术因缘极深，已具大致相当的水准。

全部物料均处薄膜状态，无静压头负面影响。

北京英诺威逊聚合技术有限公司克服思维惯夹套温度和塔芯温度一致，传热温差趋于零，性，从化学反应工程基本原理出发，深入剖析国内塔体和塔芯间为高真空，传热系数趋于零。

终缩聚外聚酯装置的优点和缺陷，取其所长，舍其所短，实际上处于绝热状态，任何截面温度梯度为零，仅切实按理想型反应器的条件优化设计，发明了全新沿轴向有很小温度梯度。

计算和实验显示，IV从的新三釜聚酯装置。

0.25增至0.65，温度降约3º

C；

从0.60增至0.90，新型双区酯化釜和新型多层预缩聚釜已成功温度降不足1º

C，属工艺可接受范围。

用于470吨/日生产线（实际能力可达520~540吨/取消了搅拌，无动态密封面，静态密封可采用日），连续运行一年有余，状况良好。

比传统反应唇焊，杜绝漏气隐患。

器具有明显优势，栅缝降膜终缩聚塔是一种全新概停车时，只须降低真空阻聚，塔内物料可基本念的原创性发明，中试结果表明，该项技术可望成排尽。

为终缩聚反应器的一次革命性进步。

结构简单，运行成本低。

新型双区酯化釜和新型多层预缩聚釜已分别中试验证，可直接生产高粘聚酯熔体，有望取向国家知识产权局申请发明专利和实用新型专利，代SSP。

栅缝降膜终缩聚塔已获国家发明专利授权，国际专利已获WIPO核准，进入具体国家注册阶段。

我们栅缝降膜塔生产中试情况：

希望，通过进一步完善技术，加强商务推广，新三规模：

1、125kg/hr釜聚酯装置能尽快成为世界聚酯行业主流。

2、10kg/hr塔芯高度：

4m参考文献：

1.ZimmerAG，WernerEhrhardt先生演讲稿，《经栅板层数：

62层济的四釜反应流程》P11.操作压力：

100~150Pa2.徐光中等，《聚酯工业》1998（4）P16操作温度：

285º

C3.朱中南等，《聚酯工业》1998

（1）P6停留时间：

约30min