本發明涉及聚酯生產，更具體地說，它涉及一種外熱式高效、低能耗的雙室酯化反應裝置。

背景技術：

1、聚酯的生產是將酯化反應原料乙二醇(eg)和對苯二甲酸(pta)在酯化反應器中以一定的比例配合（第一酯化反應器中的eg/pta的摩爾比約為1.65），在適當的溫度、壓力條件下，保持足夠時間從而完成酯化反應，生成對苯二甲酸乙二醇酯(bhet)，然后通過縮聚反應合成聚對苯二甲酸乙二醇酯即聚酯(pet)。

2、現有的酯化反應器有2種不同的類型，一種是內循環全混酯化反應器，酯化反應器主要由圓柱筒體、安裝在筒體頂部的內伸攪拌器、加熱的盤管/列管束及導流筒組成。物料在內設攪拌器的攪拌作用下，形成物料的上下循環，物料充分混合，增強傳熱系數同時提高酯化反應的速率。這種酯化反應器通常2個串聯使用，第一個反應器主要是用于對苯二甲酸(pta)的溶解，第二個反應器則主要用于提高酯化率。

3、內循環全混酯化反應器有以下不足：一是要求的反應時間較長，第一酯化反應器的熱負荷最大，需要相應的傳熱面積,反應器內部加熱盤管數量多、占據反應器內部的容積大，物料覆蓋盤管相應4h以上的停留時間。反應時間的延長將增加副產物生成量，而由于上述對反應時間的限定，給酯化工藝的優化帶來局限。二是設備體積大，制造、運輸及吊裝困難。以400t/d內循環全混酯化反應器為例，其筒體內徑已達4.6m。三是它的功率消耗大，指反應器的攪拌功率和盤管熱媒輸送泵的功率消耗，以400t/d內循環全混酯化反應器為例，攪拌裝置和盤管熱媒輸送泵的電機功率超過150kw。

4、另一種是“外熱式”酯化反應器，在結構上是一個加熱器和一個反應器的串聯，加熱器和反應器之間通過管路連接，物料在密度差作用下，物料在加熱器和反應器之間作內循環，反應生成的水連同乙二醇進入到反應器脫除。“外熱式”反應器通常是自循環式，依靠進入加熱器前后物料的密度差而形成循環。自循環式反應器酯化溫度約為285℃,采用很高的eg/pta漿料摩爾比（1.85～2.0),目的是通過大量游離eg的蒸發進一步增大密度差。“外熱式”酯化反應器有以下不足：酯化反應器內有大量游離eg蒸發，這部分eg不參與酯化反應，造成大量熱量的浪費，加熱器內部換熱管眾多，很容易造成流量分布不均勻，新加入的eg/pta漿料很合分散效果不佳，容易造成霧沫夾帶。

5、授權公告號cn101613467b，專利名稱為：一種混合式聚酯酯化反應器，包括加熱反應罐和蒸發反應罐，還包括動力混合段，所述加熱反應罐出口與蒸發反應罐入口連通，所述動力混合段設有文丘里管和與所述文丘里管配套的動力泵，動力混合段的入口和出口分別連接所述蒸發反應罐出口和所述加熱反應罐入口，由此物料的形成循環通道，所述文丘里管上設有吸入口，用于引入新漿料。本發明利用了文丘里管在吸入漿料同時進行料漿的混合，有效地提高了混合效果，同時將動力泵和加熱動力相結合，有效地形成料漿的循環，使反應器的整體結構更為簡單，操作更為簡便，物料混合更加均勻，更有利于酯化反應。本發明主要用于聚酯的酯化反應工藝。上述專利文件所存在的缺陷是：設有動力混合段，增加能耗；一旦動力泵故障嚴重時會導致裝置停機。

6、授權公告號cn212524113u，專利名稱為：一種外循環多級酯化反應器，物料通過兩個設備之間的全混和設備內部的平推流流動，實現反應原料向反應產物的更大程度的轉化，更有利于酯化反應的進行，得到更高純度的產物，缺陷：流程太長，流量容易分布不均，停機時物料排凈困難，容易導致物料殘存，開機時影響產品質量。

7、專利授權公告號cn1248777c，專利名稱為：一種采用外循環加熱的用于反應或分離的容器裝置，包括容器和外置換熱器，容器可以為塔或釜。容器為具有內外室的雙室結構，內室位于容器的底部，容器中內室外部的連續空間為外室。內室頂部位于從容器底向上連續空間高度的1/2以下部位。容器連接換熱器進口的管道連接口位于內室底部與內室相通，容器連接換熱器出口的管道連接口位于容器下部與外室相通。內室與外室相互隔離，兩者通過一種u形管相通作為液相物料的通道，此種酯化反應器酯化率一般只有92％左右，增加后續反應器的負擔。

技術實現思路

1、本發明克服了現有技術中的酯化反應裝置結構復雜、流量分布不均勻、酯化效率低、綜合能耗高的不足，提供了一種外熱式高效、低能耗的雙室酯化反應裝置，它具有結構更為簡單、流程短、流量分布均勻、混合效果更好，酯化效率高、綜合能耗低、使用范圍廣等優點。

2、為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：一種式高效、外熱低能耗的雙室酯化反應裝置，包括：

3、管式加熱器，其底部和頂部分別設置有物料第二進口和物料第二出口；

4、反應釜，其內部設置有環形隔板，環形隔板將反應釜分為內室和外室，內室和外室分別位于環形隔板的外側壁和內側壁，外室的側壁設置有物料第一進口，內室的底部設置有物料第一出口；

5、u形管道，其兩端分別和物料第一出口和物料第二進口相連接，u形管道的底部設置有生成物料出口，u形管道靠近物料第二進口的端部，其圓周方向設置有若干個注入噴嘴；

6、物料第二出口和物料第一進口之間通過聯通短管相連通。

7、本發明結構簡單，無轉動設備，單件設備尺寸小、重量輕，制造加工、運輸、安裝及維護便捷，關鍵是電耗低。催化劑在管式加熱器底部注入反應釜的結構設計，加快了pta與eg的反應速度，降低循環物料的加熱溫度（加熱溫度為260～270℃），降低熱量消耗。反應釜為雙室、雙壓結構設計，提高平衡酯化率。高溫酯化eg（>160℃）在管式加熱器底部注入的結構設計，降低管式加熱器內部循環物流的密度，提高循環物料的循環動力，降低了管式加熱器的熱量消耗。

8、作為優選，物料第二進口處設置有防渦流擋板。

9、防渦流擋板能夠有效的防止物料進入管式加熱器時發生渦流的現象。

10、作為優選，防渦流擋板遠離u形管道的端部設置有孔盤式布液器，孔盤式布液器的端面上均勻分布有若干個出液孔。

11、在管式加熱器底部設置孔盤布液器，使進入管式加熱器的物料分布均勻，避免部分循環物料在管式加熱器內部過度加熱而導致產品質量下降，改善產品質量。

12、作為優選，反應釜的頂部設置有氣相出口。

13、氣相出口用于蒸汽的排出。

14、作為優選，反應釜包括圓柱筒體、設置在圓柱筒體兩端的上橢圓封頭和下橢圓封頭。

15、通過上述結構布置，使得反應釜結構更加的緊湊和牢固。

16、作為優選，環形隔板的頂部的圓周方向和反應釜的內側壁之間設置有若干個均勻分布的折流板，折流板傾斜設置。

17、反應釜內室頂部焊接折流板的設計，既強化了物料的混合、分散效果，又使物料流量的分布更加均勻，避免物料流動死角。

18、作為優選，折流板長度方向的兩端設置有凸軸，兩端的凸軸分別轉動設置在反應釜的內側壁和環形隔板的外側壁；折流板和環形隔板之間設置有拉動折流板傾斜的拉力彈簧；折流板上設置有拉動孔，反應釜內設置有拉環，拉環穿設若干個折流板的拉動孔；拉動環的圓周方向設置有若干個拉力器，拉力器包括長空腔管和設置在長空腔管底部的拉繩，拉繩的底部和拉環連接。

19、通過設置長空腔管，使得隨著漿料的增加能夠自動的調節折流板1-8傾斜的角度，既能夠防止漿料噴出、夾帶霧氣，又能夠在漿料過多的時候保證漿料的噴出效率，提高生產的效率。

20、作為優選，反應釜內設置有豎直設置的空心管，空心管的外側壁和反應釜內側壁之間通過安裝板連接，空心管的側壁設置有若干個穿槽，長空腔管設置在空心管內。

21、空心管的起到引導長空腔管的作用，使得長空腔管能夠保持豎直的狀態，使得空心管能夠隨著漿料的變化其受到的浮力產生變化。

22、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

23、（1）本發明結構簡單，無轉動設備，單件設備尺寸小、重量輕，制造加工、運輸、安裝及維護便捷，關鍵是電耗低。

24、（2）催化劑在管式加熱器底部注入反應釜的結構設計，加快了pta與eg的反應速度，降低循環物料的加熱溫度（加熱溫度為260～270℃），降低熱量消耗。

25、（3）本發明反應釜為雙室、雙壓結構設計，提高平衡酯化率。

26、（4）本發明反應釜內室頂部焊接折流板的設計，既強化了物料的混合、分散效果，又使物料流量的分布更加均勻，避免物料流動死角。

27、（5）流經所述折流板的物料呈一定角度進入酯化釜內室，有利于減少eg蒸汽的霧沫夾帶現象。

28、（6）反應釜內部設有開孔的環形隔板的結構設計，物料由酯化釜外室流入，后由酯化釜內室向下流出，形成軸向混流，循環物料流程短，避免停機時物料無法排凈的形象。

29、（7）高溫酯化eg（>160℃）在管式加熱器底部注入的結構設計，降低管式加熱器內部循環物流的密度，提高循環物料的循環動力，降低了管式加熱器的熱量消耗。

30、（8）在管式加熱器底部設置孔盤布液器，使進入管式加熱器的物料分布均勻，避免部分循環物料在管式加熱器內部過度加熱而導致產品質量下降，改善產品質量。