CTMC新三釜聚酯装置

CTMCCTMC新三釜聚酯装置CTMC新三釜聚酯装置12刘兆彦、赵玲（1.北京英诺威逊聚合技术有限公司，2.华东理工大学）纲要：CTMC新三釜聚酯装置含新式双区酯化釜、新式多层预缩聚釜、原创性栅缝降膜终缩聚塔各一台，三者均不设机械搅拌。新酯化釜和预缩聚釜已成功用于470吨/日聚酯装置，新终缩聚釜已达成生产中试，聚合速度明显高于传统圆盘或鼠笼釜，可直接生产高粘聚酯，撤消ssp。本文介绍了新三釜装置朝理想反应器切近的设计思路，希望新三釜装置能成为全世界聚酯行业技术的主流。 重点词：聚酯装置、反响器、新式双区酯化釜、新式多层预缩聚釜、栅缝降膜终缩聚塔??简化构造，降低建设投资和运转成本。新三釜聚酯装置是中国纺织机械（公司）有限公司（CTMC）北京英诺威逊聚合技术有限公司自酯化反响器现状：主开发的拥有完好知识产权的新技术。该装置包含当前，国内外酯化反响器主要有两类：新式双区酯化釜、新式多层预缩聚釜和原创性栅缝Zimmer和Inventa配置两台搅拌釜串连，第二降膜终缩聚塔各一台，三者均不设机械搅

拌。双区酯化釜采纳内外室或多层构造向平推流凑近。这类酯化釜和多层预缩聚釜已成功用于宜兴市明阳化配置酯化率可达97%，能知足工艺要求，但占用纤厂470吨/日聚酯工程。栅缝降膜终缩聚塔中试空间大，制造维修运转成本较高。结果令人耳目一新，不单聚合速度显著高于传统的DuPont采纳单台自然循环酯化釜，无机械搅卧式圆盘或鼠笼搅拌釜，还可以直接生产圆盘或鼠笼拌，构造简单，维修及运转成本较低。该釜为外置釜没法获取的高粘聚酯产品，撤消SSP。当前已有循环，占用空间较大。浆料注入外循环管后和回流数家世界有名聚酯生产公司希望北京英诺威逊聚的酯化物混淆升温，浆猜中水份和部分EG快速蒸合技术有限公司向其受权或与其合作达成栅缝降发，两相混淆流体从下封头进入列管换热器。与浮膜塔直接生产高粘聚酯技术商品化。 力对比，气泡水平运动的推进力十分轻微，许多气新式双区酯化釜泡垂直上涨进入进料管口上方地区列管，其余列管气泡含量较低，部分含气泡较少的列管内物料密度理想型酯化反响器优化设计原则： 较高，可能向下倒流，影响传热和酯化速率。??高，可能向下倒流，影响传热和酯化速率。??酯化先期物料全混型流动，用酯化物溶解PTADuPont单釜酯化率不足94%，一定与其特有粉末，防止非均相反响麻烦；酯化后期保持平的上流式预缩聚反响器（ UFPP）配套，在UFPP推流动，提升酯化反响速度；中加入大批EG持续提升酯化率。??增强传热，以合理的方式知足酯化巨大的热量需求；新式双区酯化釜简介：隔板围成第二酯化区。按照理想型酯化反响器优化设计原则并针对第一酯化区内构件包含导流内管、导流圆现行酯化反响器缺点，北京英诺威逊聚合技术有限台、导流环状栅板 以及气相导流圈 和旋公司发了然新式双区酯化釜。该釜由釜体、列管换风分别器。第二酯化区内构件包含圈导流环板以及热器、釜内地区分开板及各地区内构件构成，其结加热盘管。构及釜内物料和蒸汽流动门路示建议图。图中“一”为液相流；“v——”为气相流；“v”为气、 第一酯化区设以下工艺管口： 液混淆流； 小封头下侧壁均布个浆料进口，多半运转，多半备用，运转口和备用口相间。 小封头 底部设第一酯化区酯化物出口。列管换热器壳体设若干对热媒进口 和出口。上封头设蒸汽出口。第二酯化区设以下工艺介质管口：外筒开酯化物进口，下封头和圆筒隔板 交接处设酯化产物出口。外筒和圆台隔板 交接处设蒸汽出口，下封头和外

筒开与加热盘管相连的若干对热媒进口、出口。列管换热器设热媒出进口、，釜体夹套设热媒出入釜体含上封头、外筒、下封头和夹套。口、 。列管换热器含壳体，环形、外筒、下封头和夹套。口、 。列管换热器含壳体，环形上管板，环形下管板别的，新式双区酯化釜还须开设温度、压力、，多根换热列管，内筒，带直立段的底部小封液位等仪表接口及人孔或其余必需的附带接口。 头和小封头中的内管及置于小封头和内管间新式双区酯化釜工作过程：的环状静态混淆器以及未标代号的连结法兰、乙二醇（）和对苯二甲酸（）摩尔比壳程挡板、拉杆等通用构件；为提供静态混淆器的安装地点，底部小封头 往常带直立段。为 的浆料经过喷嘴从浆料进口 进入第一地区分开板包括圆筒隔板和圆台隔板 ；酯化区小封头和内管间环状空间下部，和从上封头 、外筒上段、圆台隔板、圆筒隔板小封头内管 循环回流的酯化物集合升温，浆料 、换热器壳体及底部小封头围成第一酯化中水份和部分快速蒸发，两相混淆流经静态混区；外筒下段、下封头 、圆筒隔板 和圆台合器 负气泡均布，由换热器环形下管板进入诸换热列管8，在列管中被壳程热媒加热升温进行釜数少，无机械搅拌，制造维修及运转成本低，酯酯化，反响生成的水及浆猜中过度的EG蒸发，气化后期更切近平推流。与DuPont酯化技术比较，液混淆物穿过环形上管板 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%，不用在预缩聚过程补加EG，不单节能，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为内缘的通道持续上涨可降低蒸汽中雾沫夹带。双区酯化釜采纳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的外置循环反响釜占有空间更小。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淆器12改良了诸换热列管内气18改变流动方向朝下冲，靠惯性除掉雾沫夹带，相散布平均性，增强传热，加快酯化反响。 再经旋风分别器19进一步除掉雾沫后从e口离釜。新式多层预缩聚釜 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，受密度差驱遣沿导流理想型预缩聚反响器设计原则：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构成的内侧通道向下循环??温度渐升，压力渐降 回流。绝大部分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，??减吝啬相中雾沫夹带 和经过a口送进的浆料混淆，持续下一个循环。少 ??构造简单，制造维修运转费用低部分酯化物从b口流出第一酯化区，经过连结收道 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响器现状： 酯化区从外向内次序流过各圈导流环板 20呈平推Zimmer及Inventa过去都采纳两台反响器串流动，从加热盘管 21增补热量保持工艺设定温度，联，近来偏向改用单台多层反响器。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，采纳单台预缩聚釜的四釜流程比原采纳两台预示图2。第二酯化区产生的蒸汽从h口离釜。第一缩聚釜串通的五釜流程设施投资省6.4%，工程设酯化区温度260~270oC，压力0.15~0.20MPa，逗留计省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养护花费省1.7%，公用工程耗费温度265~275oC，压力0.11~0.12MPa，逗留时间(1)。不论Zimmer省2.3%，生产成本整体下降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。机械搅拌不单使设施结构复杂，制造维修运转花费增新式双区酯化釜长处：加，并且与平推流原则相悖。但如不设搅拌，基层明显，双区酯化釜完全知足理想型酯化反响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，反响为之。DuPont采纳单台上流式预缩聚反响釜头 1为顶，上层环状隔板5.1为底；中层反响区以(UFFP)，釜数少，无机械搅拌，构造简单，投资上层环状隔板 5.1为顶，第二层环状隔板 5.2为底，省。但釜内塔盘存在许多死区，一定依赖强烈鼓泡 来自洁，不然会严重结焦。UFPP本来为酯互换路线设计。EG和DMT进行酯互换反响后，物系中存留大批游离EG，酯互换生成物进入UFPP，所含游离EG恰巧可用作鼓泡自洁，应属合理设计。随着技术发展进步，直接酯化法代替酯互换法。酯化齐集物中游离EG很少，没法达成鼓泡自洁。为防止结焦，只有向齐集物EG中补加大批EG。预缩聚工序本应实时移出反响生成的以上层和中层反响区均以其顶和底之间的外筒体 2促进均衡向右挪动，釜内补加大批EG和反响原理和中央管 6为本地区外壁和内壁。基层反响区以下矛盾，并且会额外增添能耗，加剧蒸汽中雾沫夹带。实质上，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，以其顶和反响器功能，DuPont的酯化反响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各地区内构件包含：上层和中层反响区各自底的酯化和其余形式的预缩聚或其余形式的酯化和部环状隔板 5上设置的导流螺旋板 7，其构造及物DuPont的预缩聚配套，唯恐都不是很好的选择。流方向见图4；导流螺旋板7之间设加热盘管9。基层反响区上方设锥形伞板10，为将锥形伞板10新式多层预缩聚釜简介：固定在下封头3上，设3或4根立柱11；伞板锥按照理想型预缩聚反响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空隙；对Zimmer和Inventa基层设机械搅拌的多层反响伞板边沿设若干导流针13；锥形伞板面上开设多器缺点，北京英诺威逊聚合技术有限公司发了然无个菱形或橄榄型孔并在其上方设折流通道14。中机械搅拌的新式多层预缩聚釜。该釜包含釜体、釜央蒸汽通道地区的中央管6内设内管15，6和15内地区分开板和各地区内构件，其构造及物料流向构成一台旋风分别器。示建议图3。釜体包含上封头1，外筒体2，下封头3和夹新式多层预缩聚釜含以下工艺管口：套4；下封头3往常做成锥形以利于物料流动。第一第二层反响区设物料进口a，物料出口b。地区分开板包含2块环状隔板5.1、5.2和一根进料管往常伸进釜内，物料从导流螺旋板的内端上中央管6，它们将釜内空间切割成上、中、下3层方流入，从导流螺旋板外端最低处流出。釜基层进反响区及一其中央蒸汽通道区。上层反响区以上封料管伸进釜内从上方进入伞板锥顶档圈内，出料口层反响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别第一第二层反响区均在中央管6管壁处开蒸器内管15。和中层反响区a或中层反连结上层反响区b汽进口c，c口设一导向管指引蒸汽从切线方向进12和基层反响区a的外面接收可设置调理阀应区b入6和15的环隙，首层蒸汽进口c1设有阻尼阀K，23控制各层反响区液位。各层反响区加热盘管热媒进上封头顶部设蒸汽出口d。各层反响区开设若干对加热盘管热媒进口 e，口或出口可设调理阀分别控制其反响区温度。上层出口 f。反响区温度265~270oC，压力10~20kPa；中层和下釜体夹套设若干对热媒进口g，出口h。层反响区温度270~280oC，压力600~1000Pa，釜内别的，多层预缩聚釜还开设有温度、压力、液物料逗留时间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余必需的附带管口。 新式多层聚酯预缩聚釜长处：新式多层预缩聚釜工作过程以下： 新式多层预缩聚釜完好知足理想型预缩聚反来自酯化釜的齐集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响区物料进口a1流出，经过外面接收进入中层反动，从物料出口b多层釜比，新式多层预缩聚釜以锥形伞板代替机械1，顺导流螺旋板流动，从物料出口应区物料进口a搅拌，制造花费和运转成本低，预缩聚后期预聚物 2b流出，经过外面接收进入釜底反响区物料进口熔体顺伞板和釜壁呈薄膜状下降，既供给了足够的 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，又能一直保持平3隙或超出挡圈顶溢流，平均地沿伞板降膜，至伞板推流动，工艺过程优化。 别的，新预缩聚釜奇妙地设置中央旋风分离器边沿处被导流针引向釜壁平均降膜，在基层反响区及折流通道除掉蒸汽中夹带雾沫，有益长久稳固操由上向下、由周围向中央呈平推流流动，最后从下出釜。 作。 封头物料出口b3上层反响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，即旋风分别器外圈上段；阻尼阀 k控制上层和理想型终缩聚反响器优化设计原则： 中、基层反响区压差；中层反响区产生的蒸汽经该??缩聚是可逆反响，一定实时移走反响生成的沿2切线方向进中央管6和其内管15间的环状层cEG才能打破平衡，持续提升聚合物分子量。空间，即旋风分别器外圈中段，蒸汽在旋风分别器可是，缩聚后期熔体粘度高达数十万厘泊，熔中除掉夹带雾沫后沿中央内管15上涨从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没法拉成膜，令人左限制分子链增添的主要矛盾。所以，终缩聚反右犯难，十分无奈。 因为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实时量，搅拌器产生相当挠度，盘或网外缘离釜内壁距更新。 ??欲提升EG脱除效率，终缩聚须在高真空条件离如太小简单刮釜壁造成机械事故，该距离太大则下操作，为防止熔体层底部静压头负面影响，釜底会出现死区。据报导，现行终缩聚釜内约存在0~18%的死区。应尽量减小熔体层深度，使所有熔体都处薄膜现行卧式釜设夹套，釜壁邻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。现行卧式釜水安全装，泊车时大批熔体没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，不然重新开车时需耗资大批新好的分子量散布。 ??应根绝终缩聚釜漏入空气隐患，免得聚合物氧料将残料完好置换。 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彩及其余品质。??泊车时釜内熔体应易排空，免得重开车时大批漏入空气影响产质量量。每隔1~2年一定泊车，修排废。复或改换机械密封，限制装置运转周期。??应能直接生产高粘聚酯产品。现行卧式釜没法直接生产高粘熔体，一定后续??构造简单，降低制造维修运转成本。固相缩聚（SSP）。不单流程冗长，投资及生产成本高企，并且，SSP切片存在皮芯构造，皮层分子终缩聚反响釜现状：量较高，芯部分子量较低，分子量散布较宽。现行卧式釜构造复杂，制造维修运转成本高。当前，全世界聚酯终缩聚反响器均采纳带搅拌的明显，高效传质脱挥设施是终缩聚过程顺利进卧式釜，Zimmer采纳圆盘式搅拌器，称为圆盘釜；DuPont采纳笼式搅拌器，称为鼠笼釜。 行的保障，当前并没有完满的设施构造型式，所以各受熔体网架桥限制，圆盘或网片一定保持较大制造厂家和设计研究单位都在不停进行改良，探究。但因思路未能跳出旧有模式，距离，以致单位体积熔体拥有的表面积不足，圆盘更为合理的构造 /M/M，鼠笼釜约80M。到现在仍难见明显收效。釜约50M 现行圆盘釜和鼠笼釜都是依赖下部沉醉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，釜底熔体按照理想型终缩聚反应器优化设计原则并针层液位往常在 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点，北京英诺威逊聚合技压力比膜面处超出数拾倍。这部分熔体除发生本应术有限公司发了然原创性栅缝降膜终缩聚塔。防止的副反响外，对分子链增添并没有踊跃贡献。但降膜塔由塔体(1)、聚物分派器(2)和塔于支撑架上方，用螺栓接，把塔芯固定在塔体内，芯(3)成，其构5。便于拆卸。立柱下部定位3-1-2，塔体下部配套限位装置1-2-2，限制塔芯底部，但允 温度化惹起塔芯立柱上下滑。板包含横梁3-2-1、上条3-2-2、下条3-2-3和流梳3-2-4。横梁固定在立柱上，上下条及流梳固定在横梁上。下条和两流梳成一斗。横梁、上条、下条和流梳立面 5。相两板条方向交互垂直。底板向内折整天方地，直径略小于塔底接料斗1-3-1直径。 降膜塔工作程： 聚体从A口塔聚物分派器均布在首板，穿上条隙落入下条和流梳 成的斗。部分熔体穿下条和流梳塔体(1)包含盖1-1，塔体1-2、塔底1-3和隙，部分熔体越流梳溢流，沿流梳降膜至套1-4。塔、塔身、塔底用法接。塔体的下一板，穿上条之隙落入下条和功能是聚程供给工要求的温度、力流梳成的斗，部分熔体穿条和流梳境，塔聚物口A和蒸汽出口C,塔底隙，部分熔体越流梳溢流，沿流梳降聚合物出口B和排口 D，B上方接料斗膜……因相两板条方向交互垂直，膜面充 1-3-1。套媒出口。聚物分派器 (2)置于分更新。从上至下，各板加，流梳塔内，其功能是使聚物平均散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取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地区，再向上流动，从塔芯截面为正方形，包含4根角钢或其余型钢塔顶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上部设塔壁再下降至塔底，按期从排废口 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。可采纳多个塔芯并联，制造大容量反响器。 入塔预聚体粘度：IV0.45 出塔聚合物粘度： IV0.82栅缝降膜终缩聚塔长处：小结：不受熔体架桥限制，膜距大大小于卧式搅拌当前，世界聚酯生产主流技术包含以Zimmer/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。我国最近几年来实现国产化的聚酯