[发明专利]新型气相空间结构的缩聚反应器

说明书

本发明涉及一种新型气相空间结构的缩聚反应器，包括卧式的筒体，所述筒体的两端均设有端盖，所述筒体和各所述端盖均采用夹套结构并连接热媒循环系统，所述筒体的内腔的横截面为顶部向上凸起的非圆形，所述筒体内设有转轴，所述转轴上固定安装有若干圆盘，所述筒体的内壁的底部设有分别位于各组圆盘之间的隔板，所述筒体的气相出口位于所述筒体的上部，所述筒体内设有位于所述气相出口的内侧方向上的一个或多个气相挡板。本发明能够增大脱挥气体流道的过流面积，降低脱挥气速，减小薄膜被冲破的概率，减少脱挥气体中夹带的低聚物,降低真空系统堵塞的风险，提高反应器的脱挥效率，主要可用于聚丁二酸丁二醇酯生产的聚合反应或其他类似场合。

技术领域

本发明涉及一种缩聚反应器，特别是一种新型的设有气相空间结构的缩聚反应器，主要可用于聚丁二酸丁二醇酯（PBS）生产过程中的聚合反应或其他类似场合，属化工技术领域。

技术背景

反应器是一种实现反应过程的设备，其筒体内设有用于容纳反应物料的空间，用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。现有反应器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。当反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在反应器内设置换热面，或者通过外循环进行换热。

在聚丁二酸丁二醇酯（PBS）生产中，首先在一定温度下将丁二酸（SA）和丁二醇（BDO）酯化，然后在缩聚反应器内合成聚丁二酸丁二醇酯（PBS）。缩聚反应阶段是可逆过程，反应是通过及时将生成的小分子移除（亦称脱挥）来向正向推动的，当聚合生产在缩聚后期阶段，聚合物分子量已经较大，表现出来的粘度也很高，单纯靠小分子自动脱除已经难以实现，因此需要设置有助于小分子脱除的装置。

例如，现有常用的圆形截面卧式圆盘反应器，反应器内设置若干沿轴向分布的圆盘，通过主轴带动圆盘旋转，从薄膜表面脱离的小分子通过圆盘顶部边缘与反应器相应内壁间的缝隙流道快速流动，实现脱挥。但由于缩聚反应过程中需要脱挥气量较大，而缝隙流道相对较小，因此造成脱挥气速高，造成不利影响，主要表现在：①高气速将部分圆盘上薄膜冲破，造成低聚物夹带，同时也在一定程度上减少了脱挥表面积。②由于脱挥气体气速很高，其夹带的低聚物很难在短时间沉降下来，被带到后续真空冷凝系统，增加堵塞的风险。

发明内容

为了解决所述问题，本发明提供了一种新型的设有气相空间结构的缩聚反应器，以增大脱挥气体流道的过流面积，降低脱挥气速，减小薄膜被冲破的概率，减少脱挥气体中夹带的低聚物,降低真空系统堵塞的风险，提高反应器的脱挥效率。

本发明的技术方案是：一种新型气相空间结构的缩聚反应器，包括卧式的筒体，所述筒体的两端均设有端盖，所述筒体的内腔的横截面为顶部向上凸起的非圆形，所述筒体内设有转轴，所述转轴上固定安装有若干圆盘，所述筒体的进料侧设有物料进口，出料侧设有物料出口和气相出口，所述气相出口位于所述筒体的上部，用于连接真空系统。

由于筒体内空间的顶部向上凸起，所述圆盘顶部与筒体内壁之间的间距大于所述圆盘两侧与筒体内壁之间的间距，形成筒体内的气相空间，该气相空间构成脱挥流道，从液相中脱出的小分子气体向上流，汇集在气相空间内并在外部真空系统和/或筒体内压力的作用下从气相出口流出。

所述筒体的内腔的横截面可以呈左右镜像对称的梨形，其主体部分（除顶部向上凸起部分之外的部分）为圆形，所述转轴的轴线位于所述主体部分的圆心处。

所述筒体的内腔的横截面可以呈左右镜像对称和上下镜像对称的长圆形，其竖向尺寸大于横向尺寸，所述转轴的轴线位于所述横截面的中心的下方。

所述筒体的内腔的横截面的上部边缘和下部边缘可以为曲率相同的圆弧，中部边缘为连接上下部边缘的圆滑过渡曲线，所述转轴的轴线位于所述下部边缘的圆心处。

所述转轴可以通过相应侧的轴承旋转安装在相应侧的端盖上，当转轴穿过端盖时，所述转轴和相应端盖之间还设有密封装置以实现所需的密封，可以依据现有技术设置相应的轴承座或转轴支撑装置等。