CN202078900U - 一种改进型伞式降膜缩聚反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种改进型伞式降膜缩聚反应器，该反应器包括外夹套和嵌套于夹套内的塔芯，所述的塔芯包括多层伞型锥板组件、多层分布孔板和塔芯外框，各层伞型锥板组件上均设有一层分布孔板，多层伞型锥板组件与多层分布孔板固定于塔芯外框上，多层伞型锥板与多层分布孔板间隔设置，依次上下串联。与现有技术相比，本实用新型具有减少物料短路，提高分布均匀度，有利于提高物料径向混合，更加有利于物料自身重力作用在降膜元件上形成很大的反应界面，有利小分子脱挥，以加快反应速度，无动力损耗，反应能耗低，装置安全可靠性高，无反应死区等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及对多层伞型降膜反应器的结构优化，在伞型缩聚反应器原有的结构基础上加设了分布孔板，属于立式缩聚反应装置范畴。
背景技术
现有缩聚反应主要设备类型有带不同搅拌器的立式反应釜、卧式反应釜(如垂直搅拌器、水平搅拌器、离心膜蒸发器等)以及不带搅拌的垂直下落型立式反应器(一种新型的多层落条式缩聚反应器及其应用，CN101524632A；一种缩聚反应塔，CN2741645Y；一种栅板式聚酯缩聚塔，CN1199651A)。目前工业应用反应器形式优化以及所开发的新型聚合器都是与改进流体流动的情况、提高传质传热性能和满足柔性化生产要求分不开的。
实用新型内容
本实用新型的目的，就是为了提供一种减少物料短路，提高分布均匀度，有利于提高物料径向混合，更加有利于物料自身重力作用在降膜元件上形成很大的反应界面，有利小分子脱挥，以加快反应速度，无动力损耗，反应能耗低，装置安全可靠性高，无反应死区的改进型伞式降膜缩聚反应器。
为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种改进型伞式降膜缩聚反应器，该反应器包括外夹套和嵌套于夹套内的塔芯，其特征在于，所述的塔芯包括多层伞型锥板组件、多层分布孔板和塔芯外框，各层伞型锥板组件上均设有一层分布孔板，多层伞型锥板组件与多层分布孔板固定于塔芯外框上，多层伞型锥板与多层分布孔板间隔设置，依次上下串联。
所述的多层伞型锥板组件与多层分布孔板各包括2-100层，第一层分布孔板上方设有均布器，该均布器连接设置在塔体上方的物料入口，各层伞型锥板组件与其下层分布孔板之间的距离从100-350mm由上至下依次渐增。
所述的各层伞型锥板组件包括多个伞型锥板元件和水平支架，所述的多个伞型降膜元件均匀排列于水平支架上；所述的多层分布孔板包括板和均布在该板上的多个开孔，各层伞型锥板组件上每个伞型降膜元件与其上层的分布孔板的开孔位置相对应，与下层的分布孔板的开孔位置相互交错。
所述的各层伞型锥板组件的水平支架上多个伞型降膜元件包括2-50个，各伞型降膜元件间的间隙为漏料通道，漏料通道为5-30mm，各伞型降膜元件由伞型锥板和伞型锥板下平行垂直设置的多根导流丝组成。
所述的多层分布孔板的开孔位置与其下方的伞型锥板位置对齐，开孔下部呈漏斗形状，漏斗口与其下方的伞型锥板顶部相聚0～20mm，开孔底部直径与伞型锥板底部直径一致，漏斗口直径为开孔底部直径的2/3，锥度与伞型锥板的锥度相等。
所述的伞型锥板的锥底直径为50-150mm，由塔顶至塔底方向，伞型锥板的锥度为3.5∶1～1∶2逐渐减小；所述的多根导流丝包括2-10根，各导流丝长度为50-500mm，导流丝间的间距为10-25mm。
与现有技术相比，本实用新型以内构件为伞型的缩聚反应塔为基础。物料进口段设置均布器，有利将初始物料均匀分布，在伞型降膜元件上方加设有漏斗倒角的分布孔板。多孔板的孔径、数目与对应下一层伞型锥板元件相对应，漏斗口锥度与下层伞型锥板锥板相等。沿塔顶至塔底方向上，分布孔板的孔径不断增加，与伞型元件底部直径相等，锥度与伞型降膜元件也保持一致，漏斗开口处直径为开孔孔径的2/3。
本实用新型的有益效果为：本装置通过在多层带导流丝伞型锥板上方加设带漏斗倒角的多孔分布板，相间两层的伞型锥板相互交错，可以保证良好的径向混合效果，同时使板上持液流体通过分布孔板后沿伞型锥板边缘后沿导流丝进行成膜，高粘流体在重力作用下降膜，速度较快，同时多层导流丝的设置可防止落条过早收缩，以上两因素可使流体产生巨大的比表面积并获得理想的表面更新。加设了分布孔板后，物料流动的稳定性也会上升：当物料粘度过低时，物料经过分布孔板重新收集分布，可以保证再次沿伞型降膜元件成膜，防止物料粘度过低导致不易成膜或者降膜速度过快容易短路；当粘度较高时，物料可以在分布孔板形成一定液位，随着液位增高流速加快，到达一定位置会达到平衡，可以防止物料直接在伞型降膜元件上直接堆积，从而影响成膜的均匀性与稳定性。
物料在向下流动过程中粘度逐渐增大，可以使上层组件的漏料通道面积小于下层组件上的通到面积，伞型元件的锥度、尺寸随粘度要求而增加，可以加大降膜速度避免物料堆积于组件上。
附图说明
图1为本实用新型改进型伞型降膜反应器的主视图；
图2为图1中A-A向相邻两层断面图；
图3为图1中B-B向加设的降膜分布孔板俯视图；
图4为改进的伞型降膜元件与分布孔板的开孔的侧视图；
其中，1 蒸汽抽出口，2 物料入口，3 热媒出口，4 连接件，5 分布孔板，6 伞型锥板，7 导流丝，8 塔芯外框，9 水平支架，10 热媒进口，11 物料出口，12 夹套，13 安装卡槽。
具体实施方式
实施例1
如图1-4所示，一种改进型伞式降膜缩聚反应器，该反应器包括外夹套12和嵌套于夹套12内的塔芯，每段各设热媒出口3与热媒进口10。外塔的顶部有蒸汽抽出口1，底部设有物料出口11。所述的塔芯包括多层伞型锥板组件、多层分布孔板和塔芯外框，各层伞型锥板组件上均设有一层分布孔板5，多层伞型锥板组件与多层分布孔板固定于塔芯外框上，多层伞型锥板与多层分布孔板间隔设置，依次上下串联。
所述的多层伞型锥板组件与多层分布孔板可以根据需要设置2-100层，第一层分布孔板上方设有均布器，该均布器连接设置在塔体上方的物料入口2，各层伞型锥板组件与其下层分布孔板之间的距离从100-350mm由上至下依次渐增。各层伞型锥板组件包括多个伞型锥板元件和水平支架，多个伞型降膜元件均匀排列于水平支架9上，水平支架9上的伞型降膜元件可根据需要设置2-50个，各伞型降膜元件间的间隙为漏料通道，漏料通道为5-30mm，各伞型降膜元件由伞型锥板6和伞型锥板6下平行垂直焊接一定数目不锈钢质导流丝7组成。将伞型降膜元件整齐排列于圆形水平支架9上，多个伞型降膜元件均匀排列并通过伞型降膜元件的边缘的安装卡槽13安装于圆形水平支架9上，再利用水平支架9固定于方形塔芯外框8之间，塔芯外框8通过连接件4连接外夹套12，伞型锥板组件上部加设分布孔板5，分布孔板5的开孔位置与于下层伞型锥板组件上的伞型锥板6的位置一一对应，开孔孔径与下层伞型锥板6的底部直径一致，而与上层的伞型锥板6位置设置相互交错，保证物料沿导流丝7流下时不直接从分布孔板的漏斗上部落而使径向混合性能下降，如图1所示，伞型降膜元件的降膜口互不对应，以避免流体通道短路。分布孔板5的开孔下部呈漏斗形状，漏斗口与伞型锥板顶部相聚0～20mm，开孔的漏斗口直径为孔板开孔直径的2/3，锥度与下层对应的伞型锥板相等。由塔顶至塔底，各伞型锥板上锥度(范围从3.5∶1～1∶2)、各伞型降膜元件间的间距(从5～30mm)和尺寸(伞型锥板的锥底直径从50～150mm)逐渐加大，板层间距亦依次渐增(从100～350mm)，导流丝长度由50～200mm，锥板上焊接的导流丝水平间距从10～25mm。
反应时，首先用真空泵将上述反应器塔内真空度调节至符合工艺要求，将夹套内热媒的温度调节至工艺设定值，然后将聚合物熔体通入反应器。进入塔内的熔体，经均布器均布后首先留在伞型锥板顶部，同时通过倾斜面流下，然后在伞型元件边缘流出沿导流丝成膜。由第一层各降膜元件落下的物料在下层的分布孔板分布，由于分布孔板开孔与上层伞型锥板位置交叉，同一伞型锥板上的降膜会被分布孔板分割为三个部分，故分布孔板进行起到汇集再分散再汇集，重新汇集的物料再落到下层的伞型锥板再次降膜，以此类推......这样塔内在分布孔板，有熔体堆积又在伞型锥板上有熔体降膜。熔体通过开孔在重力的作用下向下流动，沿导流丝稳定成膜，并在降膜过程中膜面不断更新表面，真空环境下小分子挥发分从汽液界面不断脱出，通过塔芯和外塔之间的间隙汇向塔顶，然后被抽出。物料每经过一层组件，都有一定量的挥发分被脱除，因此粘度、分子量等物性不断增加，直至通过最后一层组件的熔体符合预定的物性要求则从塔底流出。过程中，沿塔的轴线方向，挥发分含量逐渐减少，粘度、分子量等物性相应变化，可通过改变各层漏料通道、伞型锥板参数、导流丝间距与长度等来实现要求。
Claims (6)
1.一种改进型伞式降膜缩聚反应器，该反应器包括外夹套和嵌套于夹套内的塔芯，其特征在于，所述的塔芯包括多层伞型锥板组件、多层分布孔板和塔芯外框，各层伞型锥板组件上均设有一层分布孔板，多层伞型锥板组件与多层分布孔板固定于塔芯外框上，多层伞型锥板与多层分布孔板间隔设置，依次上下串联。
2.根据权利要求1所述的改进型伞式降膜缩聚反应器，其特征在于，所述的多层伞型锥板组件与多层分布孔板各包括2-100层，第一层分布孔板上方设有均布器，该均布器连接设置在塔体上方的物料入口，各层伞型锥板组件与其下层分布孔板之间的距离从100-350mm由上至下依次渐增。
3.根据权利要求1所述的改进型伞式降膜缩聚反应器，其特征在于，所述的各层伞型锥板组件包括多个伞型锥板元件和水平支架，所述的多个伞型降膜元件均匀排列于水平支架上；所述的多层分布孔板包括板和均布在该板上的多个开孔，各层伞型锥板组件上每个伞型降膜元件与其上层的分布孔板的开孔位置相对应，与下层的分布孔板的开孔位置相互交错。
4.根据权利要求3所述的改进型伞式降膜缩聚反应器，其特征在于，所述的各层伞型锥板组件的水平支架上多个伞型降膜元件包括2-50个，各伞型降膜元件间的间隙为漏料通道，漏料通道为5-30mm，各伞型降膜元件由伞型锥板和伞型锥板下平行垂直设置的多根导流丝组成。
5.根据权利要求4所述的改进型伞式降膜缩聚反应器，其特征在于，所述的多层分布孔板的开孔位置与其下方的伞型锥板位置对齐，开孔下部呈漏斗形状，漏斗口与其下方的伞型锥板顶部相聚0～20mm，开孔底部直径与伞型锥板底部直径一致，漏斗口直径为开孔底部直径的2/3，锥度与伞型锥板的锥度相等。
6.根据权利要求4所述的改进型伞式降膜缩聚反应器，其特征在于，所述的伞型锥板的锥底直径为50-150mm，由塔顶至塔底方向，伞型锥板的锥度为3.5∶1～1∶2逐渐减小；所述的多根导流丝包括2-10根，各导流丝长度为50-500mm，导流丝间的间距为10-25mm。
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Publications (1)
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2011
- 2011-03-17 CN CN2011200715519U patent/CN202078900U/zh not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Improved umbrella type falling film polycondensation reactor Effective date of registration: 20191202 Granted publication date: 20111221 Pledgee: Chuzhou economic and Technological Development Corporation Pledgor: Shanghai Jieshijie New Materials (Group) Co., Ltd. Registration number: Y2019980000815 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20111221 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |