CN207614848U - 一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，属于聚碳酸酯生产设备技术领域。包括自上而下设置的蒸发室、混合分配室和溢流室。本实用新型的立式反应器非常适合酯交换法连续制备聚碳酸酯，解决了现有技术中的问题，其结构简单合理，制造加工较容易，物料自上而下流动，在此过程中有充分混合，没有死角。下部设有溢流筒，物料先在溢流筒顶部，然后再溢流形成液膜顺着筒壁流下，即增大了物料的蒸发面，又增加了物料在反应器内的停留时间。

Description

一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器

技术领域

本实用新型涉及一种立式反应器，更具体地说，本实用新型涉及一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，属于聚碳酸酯生产设备技术领域。

背景技术

聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)，是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物以及以它为基质而制得的各种材料的总称。随其链节中R基团的不同，聚碳酸酯（PC）可将其分为脂肪族、脂环族、芳香族和脂肪—芳香族等几大类型。脂肪族聚碳酸酯具有熔点低、溶解度大、热稳定性差、力学强度不高等缺点，从而无法作为工程材料使用。脂环族、脂肪—芳香族聚碳酸酯，虽然说熔点有所提高，其溶解度也有所减小，但由于其结晶的趋势过于大、性脆、力学强度仍然不高，其实用价值还是得不到广泛应用。从原材料的成本、制品的性能及成型加工的条件等多方面来综合的考虑，现在只有芳香族聚碳酸酯才具有工业应用的价值。

其中，尤其以双酚A型聚碳酸酯最为的重要，双酚A型聚碳酸（polycarbonate ofbisphenol A），其学名2，2-双（4-羟基苯基）丙烷聚碳酸酯，是一种现在尚处于生命发展期的无定形透明的热塑性工程塑料。一般在没有特别加以说明的情况下，通常所说的聚碳酸酯都是指的双酚A型聚碳酯以及其改性的品种。

酯交换法生成聚碳酸酯参与反应的两种单体分别为双酚A和碳酸二苯酯，其反应过程可分为酯交换阶段和缩聚阶段。在酯交换反应和缩聚反应中，其反应过程均为可逆平衡反应。为获得预期分子量的聚碳酸酯，必须不间断并尽可能多地从反应物体系中移出反应生产的低分子产物苯酚和碳酸二苯酯。酯交换阶段主要生成聚合度为3-6的齐聚物。在缩聚阶段，随着反应体系温度的升高和压力的降低，酯交换形成的齐聚物发生反应生成更高聚合度的聚碳酸酯。虽然该法在原料纯度、生产设备、工艺技术等方面要求严格，但随着化工设备、控制仪表技术的进步，熔融酯交换法取代光气法已是大势所趋。

国家知识产权局于2016.06.29公开了一件公开号为CN205347296U，名称为“一种制备低分子量聚碳酸酯用的组合反应器”的实用新型专利，该实用新型专利公开了一种制备低分子量聚碳酸酯用的组合反应器，所述组合反应器为内外套接的两筒体组成的立式反应器，外筒体的底部和内筒体底部分别设有物料入口和物料出口；外筒体和内筒体上设有酯交换反应上、下真空口；所述的内筒体和外筒体均为夹套式结构；所述内筒体的顶部设有内导流分配板；沿内筒体顶部向外延伸设有与外筒体内壁连接的外导流分配板；在位于物料入口与外导流分配板之间的外筒体空腔内设有外筒体导流片，在所述内筒体的空腔内设有内筒体导流片。实现了不需要搅拌即可实现物料充分反应的工艺设备，满足聚碳酸酯生产的工艺效果，具有制造加工简易的特点。

上述组合反应器存在以下问题：

1、组合反应器为内外套接的两筒体组成，结构复杂，制造加工较为困难；

2、组合反应器的进料口在外筒壁下部，物料进入反应器后，有一个自下而上的流动过程，其弊端是在此过程中物料容易形成死区，内外筒重叠的部分，内外物料温度相互影响，不易控制；

3、组合反应器内筒下半部分没有内件，在这段区域内停留仅与物料的液位高度有关，且这段区域内物料相对静置，没有混合效果。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术中的反应器结构复杂，且不够合理，使得工艺不易控制，物料停留时间较短，混合效果不佳的问题，提供一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器。该立式反应器非常适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯，结构简单合理，整个工艺进程更容易控制，最终反应效果较佳。

为了实现上述目的，其具体的技术方案如下：

一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，其特征在于：包括自上而下设置的蒸发室、混合分配室和溢流室；所述蒸发室的侧壁上连通有物料进口管，所述蒸发室的顶部连通有蒸发室真口管道，所述蒸发室的底部设置有蒸发室物料出口，与所述混合分配室的混合分配室物料进口连通；所述混合分配室内设置有多个筛板；所述混合分配室的底部连通所述溢流室的顶部，所述溢流室内设置有多个叠放的溢流筒，所述溢流室的底部设置有物料出口，所述溢流室侧壁的上部连通有溢流室真空口管道。

本实用新型优选的，所述蒸发室为一空釜体。

本实用新型优选的，所述蒸发室内的上部设置有圆锥形实心挡板。

本实用新型优选的，所述物料进口管设置于所述蒸发室横截面所在圆的切线上，并位于所述蒸发室侧壁的中部或者下部。

本实用新型优选的，所述物料进口管上设置有物料进口管阀门。

本实用新型优选的，所述多个筛板为锥形结构，从上至下排列且两个一组，同时每组中两个筛板尖端相对布置。该结构与实用新型专利CN205347296U，名称为“一种制备低分子量聚碳酸酯用的组合反应器”中的导流片结构相同（每组中两个筛板对应其中的上筛板和下筛板）。

本实用新型优选的，所述多个筛板的底部下方设置有汇集板，所述汇集板为尖端朝下的圆锥形，且中部开有通孔。

本实用新型优选的，所述溢流室内的溢流筒为多个从上至下叠放，且所述溢流筒的内径从上至下依次逐级增大。

本实用新型优选的，所述溢流筒为圆柱体筒状部件，所述溢流筒的顶部为接液盘，所述接液盘的盘边缘均匀布满溢流缺口，所述溢流筒的筒壁和底部均匀布满若干蒸发孔（规则孔，圆形、六边形等）。

本实用新型优选的，所述混合分配室底部与所述溢流室顶部的连通处的内径与所述混合分配室的内径相同，所述溢流室的内径大于所述混合分配室的内径。

本实用新型优选的，所述溢流室真空口管道与所述蒸发室真口管道上都设置有真空管道阀门。

本实用新型优选的，所述溢流室真空口管道与所述蒸发室真口管道连通，然后汇成一条管道，该管道上设置有真空管道阀门。

本实用新型带来的有益技术效果：

1、本实用新型的立式反应器非常适合酯交换法连续制备聚碳酸酯，解决了现有技术中的问题，其结构简单合理，制造加工较容易，物料自上而下流动，在此过程中有充分混合，没有死角。下部设有溢流筒，物料先在溢流筒顶部，然后再溢流形成液膜顺着筒壁流下，即增大了物料的蒸发面，又增加了物料在反应器内的停留时间。

2、本实用新型优选的，所述蒸发室为一空釜体。所述物料进口管设置于所述蒸发室横截面所在圆的切线上，并位于所述蒸发室侧壁的中部或者下部。所述物料进口管上设置有物料进口管阀门。因为酯交换法连续制备聚碳酸酯过程中，反应是连续进行的，物料在管路输送的过程中也是要进行反应的。因此，物料从进料口进入到立式反应器的蒸发室之前，物料中存在有反应生成的苯酚。在由于进入立式反应器的物料管路上有阀门，其可以使在阀门前后存在压差（因阀门前为压力状态，阀门后为真空状态），这种压差造成物料通过阀门后，苯酚迅速汽化，裹挟物料一同喷射进入蒸发室内。蒸发室为一空腔，进料口设置为切线进料，其作用是物料切线进入蒸发室，由于惯性作用，物料沿筒壁转圈，物料在此主要是实现汽液分离的效果，苯酚蒸汽从上部抽出，液体由于重力原因与苯酚蒸汽分离往下流，而且物料旋转沿筒壁向下流与直接向下流相比，增加了物料在蒸发室的停留时间，能更好的实现汽液分离。

3、本实用新型优选的，所述蒸发室内的上部设置有圆锥形实心挡板。物料进入蒸发室后，由于真空作用物料中的苯酚会迅速汽化，在蒸发室顶部真空口正下部设置圆锥形实心挡板，可以使汽化苯酚不会短路直接进入真空口，而是扩散至旁边，再到顶部后进入真空口，可以减缓苯酚蒸汽流动速度，减少苯酚蒸汽对物料的夹带。

4、本实用新型优选的，所述多个筛板为锥形结构，从上至下排列且两个一组，同时每组中两个筛板尖端相对布置。所述多个筛板的底部下方设置有汇集板，所述汇集板为尖端朝下的圆锥形，且中部开有通孔。多个筛板能够很好地汽液分离、物料混合以及脱除苯酚。汇集板用于将流经筛板后的物料都流入到汇集板中，再通过汇集板的通孔流入到溢流室的第一个溢流筒上。

5、本实用新型优选的，所述溢流室内的溢流筒为多个从上至下叠放，且所述溢流筒的内径从上至下依次逐级增大。所述溢流筒为圆柱体筒状部件，所述溢流筒的顶部为接液盘，所述接液盘的盘边缘均匀布满溢流缺口，所述溢流筒的筒壁和底部均匀布满若干蒸发孔。物料从混合分配室的汇集板流入溢流室的溢流筒，物料在溢流筒上的接液盘混合，然后顺着盘边的溢流缺口在溢流筒壁上流下，通过若干个溢流筒，重复完成“混合→筒壁下流”过程，在此期间，物料均匀混合，反应生成的苯酚被抽出，而且因为物料在溢流筒的筒壁下流的形成液膜，更有利于苯酚的抽出。在筒壁上开蒸发孔也是有利于物料在筒壁上形成薄层液膜。相对于物料直接下流，“混合→筒壁下流”的结构形式还增加了物料在反应器中的反应时间

6、本实用新型优选的，所述溢流室真空口管道与所述蒸发室真口管道上都设置有真空管道阀门。两条真空管道的上设置阀门可以对反应器内的真空进行调节，两处的真空可以相同也可以不同。

附图说明

图1为本实用新型反应器结构示意图；

图2为本实用新型反应器两条真空管道连通的结构示意图；

图3为本实用新型多个溢流筒叠放的结构示意图。

附图标记：1为蒸发室、2为混合分配室、3为溢流室、4为物料进口管、5为蒸发室真空口管道、6为蒸发室物料出口、7为混合分配室物料进口、8为筛板、9为溢流筒、10为物料出口、11为溢流室真空口管道、12为圆锥形实心挡板、13为物料进口管阀门、14为汇集板、15为接液盘、16为溢流缺口、17为蒸发孔、18为真空管道阀门。

具体实施方式

实施例1

一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，包括自上而下设置的蒸发室1、混合分配室2和溢流室3；所述蒸发室1的侧壁上连通有物料进口管4，所述蒸发室1的顶部连通有蒸发室真口管道5，所述蒸发室1的底部设置有蒸发室物料出口6，与所述混合分配室2的混合分配室物料进口7连通；所述混合分配室2内设置有多个筛板8；所述混合分配室2的底部连通所述溢流室3的顶部，所述溢流室3内设置有多个叠放的溢流筒9，所述溢流室3的底部设置有物料出口10，所述溢流室3侧壁的上部连通有溢流室真空口管道11。

实施例2

一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，包括自上而下设置的蒸发室1、混合分配室2和溢流室3；所述蒸发室1的侧壁上连通有物料进口管4，所述蒸发室1的顶部连通有蒸发室真口管道5，所述蒸发室1的底部设置有蒸发室物料出口6，与所述混合分配室2的混合分配室物料进口7连通；所述混合分配室2内设置有多个筛板8；所述混合分配室2的底部连通所述溢流室3的顶部，所述溢流室3内设置有多个叠放的溢流筒9，所述溢流室3的底部设置有物料出口10，所述溢流室3侧壁的上部连通有溢流室真空口管道11。

优选的，所述蒸发室1内的上部设置有圆锥形实心挡板12。

优选的，所述物料进口管4设置于所述蒸发室1横截面所在圆的切线上，并位于所述蒸发室1侧壁的中部或者下部。

优选的或者进一步的，所述物料进口管4上设置有物料进口管阀门13。

实施例3

一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，包括自上而下设置的蒸发室1、混合分配室2和溢流室3；所述蒸发室1的侧壁上连通有物料进口管4，所述蒸发室1的顶部连通有蒸发室真口管道5，所述蒸发室1的底部设置有蒸发室物料出口6，与所述混合分配室2的混合分配室物料进口7连通；所述混合分配室2内设置有多个筛板8；所述混合分配室2的底部连通所述溢流室3的顶部，所述溢流室3内设置有多个叠放的溢流筒9，所述溢流室3的底部设置有物料出口10，所述溢流室3侧壁的上部连通有溢流室真空口管道11。

优选的，所述多个筛板8的底部下方设置有汇集板14，所述汇集板14为尖端朝下的圆锥形，且中部开有通孔。

实施例4

一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，包括自上而下设置的蒸发室1、混合分配室2和溢流室3；所述蒸发室1的侧壁上连通有物料进口管4，所述蒸发室1的顶部连通有蒸发室真口管道5，所述蒸发室1的底部设置有蒸发室物料出口6，与所述混合分配室2的混合分配室物料进口7连通；所述混合分配室2内设置有多个筛板8；所述混合分配室2的底部连通所述溢流室3的顶部，所述溢流室3内设置有多个叠放的溢流筒9，所述溢流室3的底部设置有物料出口10，所述溢流室3侧壁的上部连通有溢流室真空口管道11。

优选的，所述溢流室3内的溢流筒9为多个从上至下叠放，且所述溢流筒9的内径从上至下依次逐级增大。

优选的或者进一步的，所述溢流筒9为圆柱体筒状部件，所述溢流筒9的顶部为接液盘15，所述接液盘15的盘边缘均匀布满溢流缺口16，所述溢流筒9的筒壁和底部均匀布满若干蒸发孔17。

优选的或者进一步的，所述混合分配室2底部与所述溢流室3顶部的连通处的内径与所述混合分配室2的内径相同，所述溢流室3的内径大于所述混合分配室2的内径。

实施例5

一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，包括自上而下设置的蒸发室1、混合分配室2和溢流室3；所述蒸发室1的侧壁上连通有物料进口管4，所述蒸发室1的顶部连通有蒸发室真口管道5，所述蒸发室1的底部设置有蒸发室物料出口6，与所述混合分配室2的混合分配室物料进口7连通；所述混合分配室2内设置有多个筛板8；所述混合分配室2的底部连通所述溢流室3的顶部，所述溢流室3内设置有多个叠放的溢流筒9，所述溢流室3的底部设置有物料出口10，所述溢流室3侧壁的上部连通有溢流室真空口管道11。

优选的，所述溢流室真空口管道11与所述蒸发室真口管道5上都设置有真空管道阀门18。

优选的，所述溢流室真空口管道11与所述蒸发室真口管道5连通，然后汇成一条管道，该管道上设置有真空管道阀门18。

Claims (10)

1.一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，其特征在于：包括自上而下设置的蒸发室（1）、混合分配室（2）和溢流室（3）；所述蒸发室（1）的侧壁上连通有物料进口管（4），所述蒸发室（1）的顶部连通有蒸发室真口管道（5），所述蒸发室（1）的底部设置有蒸发室物料出口（6），与所述混合分配室（2）的混合分配室物料进口（7）连通；所述混合分配室（2）内设置有多个筛板（8）；所述混合分配室（2）的底部连通所述溢流室（3）的顶部，所述溢流室（3）内设置有多个叠放的溢流筒（9），所述溢流室（3）的底部设置有物料出口（10），所述溢流室（3）侧壁的上部连通有溢流室真空口管道（11）。

2.根据权利要求1所述的一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，其特征在于：所述蒸发室（1）内的上部设置有圆锥形实心挡板（12）。

3.根据权利要求1所述的一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，其特征在于：所述物料进口管（4）设置于所述蒸发室（1）横截面所在圆的切线上，并位于所述蒸发室（1）侧壁的中部或者下部。

4.根据权利要求1或3所述的一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，其特征在于：所述物料进口管（4）上设置有物料进口管阀门（13）。

5.根据权利要求1所述的一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，其特征在于：所述多个筛板（8）的底部下方设置有汇集板（14），所述汇集板（14）为尖端朝下的圆锥形，且中部开有通孔。

6.根据权利要求1所述的一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，其特征在于：所述溢流室（3）内的溢流筒（9）为多个从上至下叠放，且所述溢流筒（9）的内径从上至下依次逐级增大。

7.根据权利要求1或6所述的一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，其特征在于：所述溢流筒（9）为圆柱体筒状部件，所述溢流筒（9）的顶部为接液盘（15），所述接液盘（15）的盘边缘均匀布满溢流缺口（16），所述溢流筒（9）的筒壁和底部均匀布满若干蒸发孔（17）。

8.根据权利要求1或6所述的一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，其特征在于：所述混合分配室（2）底部与所述溢流室（3）顶部的连通处的内径与所述混合分配室（2）的内径相同，所述溢流室（3）的内径大于所述混合分配室（2）的内径。

9.根据权利要求1所述的一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，其特征在于：所述溢流室真空口管道（11）与所述蒸发室真口管道（5）上都设置有真空管道阀门（18）。

10.根据权利要求1所述的一种适用于酯交换法连续制备聚碳酸酯的立式反应器，其特征在于：所述溢流室真空口管道（11）与所述蒸发室真口管道（5）连通，然后汇成一条管道，该管道上设置有真空管道阀门（18）。