本發(fā)明涉及一種聚合物粉料脫揮的裝置及方法，適用于聚烯烴生產(chǎn)裝置。

背景技術：

在聚合反應中，根據(jù)工藝和物性的不同，聚合產(chǎn)物會呈現(xiàn)不同的狀態(tài)，其中比較典型的是聚合物以固體粉末狀的形式從反應器出料，如氣相法聚烯烴工藝。固體聚合物從反應器排出時，聚合物粉料中往往殘留少量未失活的催化劑和未反應的單體，這些雜質(zhì)必須在脫氣干燥系統(tǒng)中予以除去，目的是保證造粒和風送等下游裝置運行的安全和聚烯烴產(chǎn)品儲存運輸?shù)陌踩?，最大限度地減少共聚單體的消耗，減少產(chǎn)品異味。

上述脫除烴類的過程一般稱為脫氣或脫揮，將殘留的催化劑分解去活的過程一般稱為汽蒸?，F(xiàn)分述如下：

(1)先汽蒸、后干燥。日本專利特開昭58-216735所述的環(huán)管聚合工藝就是采用這一后處理方法。離開聚合反應器的聚合物粉料經(jīng)過初步的氣/固分離之后，仍然攜帶～2％烴類的聚丙烯粉料首先進入一臺汽蒸器的上部，與自下而上的水蒸氣逆流相接觸。聚合物中攜帶的烴類被水蒸氣置換出來，從汽蒸器的上部離開并加以回收；聚合物在汽蒸器中接觸水蒸氣的同時，其殘留的催化劑被分解去活。帶有部分游離水的聚合物從汽蒸器的底部離開，進入一臺流化床干燥器脫除水份。先汽蒸、后干燥方法的優(yōu)點是可以很方便的將離開汽蒸器的氣相中的烴類和水蒸氣加以分離，從而可以徹底的回收烴類物質(zhì)。其缺點是后處理需要考慮游離水的脫除，需要大量熱氮循環(huán)，流程長、設備多、占地面積大。

(2)先干燥、后汽蒸。日本專利特開昭58-157807，昭56-139520(三井油化)所述的聚合工藝就是采用這一后處理方法。離開聚合反應器的聚合物粉料經(jīng)過初步的氣/固分離之后，仍然攜帶～2％烴類的聚丙烯粉料首先進入一臺臥式的槳葉干燥器，干燥器的夾套、攪拌軸、攪拌葉片內(nèi)部都可以通入水蒸氣進 行加熱。在加熱、攪拌和通入氮氣的多重作用下，聚合物中攜帶的烴類被大部分置換出來。聚合物粉料再進入一臺汽蒸器，與含有水蒸氣的氮氣相接觸，聚合物中攜帶的微量烴類被進一步置換出來，殘留的催化劑被水蒸氣分解去活，離開汽蒸器的氮氣、水蒸氣中含有烴類很少，可以直接排放大氣。此法的優(yōu)點是流程比較簡短。其缺點是離開干燥器的尾氣中除了烴類之外還含有大量的氮氣以及加熱時蒸出的小分子聚合物，難以用經(jīng)濟的方法徹底加以回收。國內(nèi)現(xiàn)有裝置均直接去火炬排放甚至就地排放，增加了聚合單體的單耗以及二氧化碳的排放、造成了環(huán)境的污染。

(3)在脫氣倉中同時進行干燥、去活。日本專利昭59-230010(Amoco/Chisso)所述的聚合工藝就是采用這一后處理方法。離開聚合系統(tǒng)的聚合物粉料經(jīng)過初步的氣/固分離之后，仍然攜帶～2％烴類的聚丙烯粉料進入一臺立式的脫氣倉，脫氣倉不帶有攪拌，移動床操作。向脫氣倉通入氮氣和微量的水蒸氣。聚合物中的烴類被置換出來，殘留的催化劑被水蒸氣分解去活。此法的優(yōu)點是流程比較簡短。其缺點是操作溫度較低，揮發(fā)份的脫除程度較低，另外離開脫氣倉的尾氣中除了烴類之外還含有大量的氮氣，難以用經(jīng)濟的方法徹底加以回收。

(4)先脫氣、再汽蒸去活。中國專利(200410053651.3)聚丙烯粉料后處理方法。此方法的特點是離開聚合系統(tǒng)的聚合物粉料經(jīng)過初步的氣/固分離之后，仍然攜帶～2％烴類的聚丙烯粉料，在不接觸氮氣的條件下先將聚合物粉料中的大部分烴類脫除出來、然后再進行汽蒸、去活。其方法的優(yōu)點是通過加熱、攪拌(機械攪拌或者流化床、氣流輸送)、延長粉料停留時間的方法將聚丙烯粉料中的大部分烴類脫除出來、并加以回收，但是其缺點是在不接觸氮氣的條件下脫除烴類的聚丙烯粉料進入汽蒸、去活設備時仍然攜帶比較多的烴類，這些烴類在汽蒸、去活過程中與大量氮氣混合之后難以回收、排放時難以達到環(huán)保的要求。中國專利(200410053651.3)比(2)日本專利特開昭58-157807，昭56-139520(三井油化)的“先干燥、后汽蒸”后處理方法的實質(zhì)性改進就是干燥器中不再通入氮氣，而是通過干燥器的加熱、攪拌將100％形態(tài)的烴類泄放出來之后加以回收。但是仍然不能徹底解決降低單耗的問題。由于干燥器中不通入氮氣，聚丙烯粉料由干燥器進入汽蒸器時攜帶的烴類比日本專利特開昭58-157807，昭56-139520(三井油化)在干燥器中通入氮氣時由干燥器進入汽蒸 器時攜帶的烴類要多，汽蒸器尾氣排放時帶來環(huán)保上的問題。

中國專利CN 102453160A聚丙烯粉料后處理方法的特點是在采用干燥、汽蒸后處理工藝的場合下：不再向具有蒸汽非直接加熱、帶有攪拌的干燥器通入氮氣，而是直接通入水蒸氣，將干燥器改造成為回收烴類和脫除聚丙烯粉料中揮發(fā)份，使殘留的催化劑去活，離開干燥器的聚丙烯粉料中不含有游離水的汽蒸干燥器；上述脫除相當一部分烴類之后的聚合物再進入現(xiàn)有工藝所采用的汽蒸器，通入氮氣脫除粉料中攜帶的水蒸氣，汽蒸器中不再通入水蒸氣，將汽蒸器改造成為脫除水蒸氣的脫濕器。其缺點是操作流程復雜，同時不能保證聚合粉料的干燥。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種聚合物粉料脫揮的裝置及方法，該脫揮裝置利用流化床原理使得聚合物與熱氮氣和蒸汽的混合氣充分接觸，揮發(fā)份被放空的氣流帶走，從而提高脫揮效率；該裝置可以調(diào)整熱氮氣和蒸汽的比例，同時保持聚合物粉料的干燥。

本發(fā)明提供一種聚合物粉料脫揮裝置，其中，該脫揮裝置包括帶臥式攪拌器的氣相全混流容器和過濾器，所述氣相全混流容器左側中心軸線處設有攪拌執(zhí)行機構，所述氣相全混流容器頂部遠離所述攪拌執(zhí)行機構一側設有過濾器，所述氣相全混流容器頂部靠近攪拌執(zhí)行機構一側設有進料口，所述氣相全混流容器底部遠離攪拌執(zhí)行機構一側設有排料口，所述氣相全混流容器底部開有均勻分布的孔。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，所述脫揮裝置外壁優(yōu)選設有伴熱層。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，所述脫揮裝置外壁優(yōu)選還設有保溫層，所述保溫層優(yōu)選設置在伴熱層的外面。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，所述脫揮裝置優(yōu)選為恒壓容器。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，所述攪拌器優(yōu)選為螺帶式。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，所述孔的排布優(yōu)選為沿容器底部軸線方向等間距分布。

本發(fā)明還提供一種聚合物粉料脫揮方法，其中，聚合物粉料從脫揮裝置頂 部靠近攪拌執(zhí)行機構一側進入脫揮器，熱氮氣和蒸汽的混合氣從脫揮裝置底部均勻分散進入，聚合物和混合氣充分接觸，進行脫揮，氣體通過頂部遠離攪拌執(zhí)行機構一側的過濾器過濾后放空，聚合物從底部遠離攪拌執(zhí)行機構一側排出脫揮器，所述脫揮裝置為上述聚合物粉料脫揮裝置。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮方法，其中，所述脫揮裝置中聚合物粉料的停留時間優(yōu)選是5min～60min，更優(yōu)選的是10min～30min，可根據(jù)脫揮效果進行調(diào)整。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮方法，其中，所述脫揮裝置的壓力優(yōu)選是0.1MPa～0.7MPa，更優(yōu)選的是0.2MPa～0.7MPa。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮方法，其中，所述熱氮氣的溫度優(yōu)選是30℃～100℃，更優(yōu)選的是70℃～100℃。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮方法，其中，所述熱氮氣和蒸汽的混合氣中蒸汽體積優(yōu)選占0％～100％，更優(yōu)選占1％～10％。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮方法，其中，所述伴熱層溫度優(yōu)選為30℃～100℃，更優(yōu)選為60℃～100℃。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮方法，其中，所述攪拌器的轉速優(yōu)選是5r/h～300r/h，更優(yōu)選為50r/h～100r/h。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明工藝簡單，流程短，用于對聚合物粉料中吸附夾帶的可燃揮發(fā)份進行脫除處理，既可實現(xiàn)揮發(fā)份的高效脫除，又能根據(jù)產(chǎn)品要求控制粉料的干燥程度，不會對后續(xù)處理工藝造成影響，大大降低后續(xù)工藝的安全風險。

附圖說明

圖1：一種聚合物粉料脫揮的裝置示意圖；

其中，附圖標記

過濾器 1

氣相全混流容器 2

伴熱層 3

保溫層 4

排料口 5

孔 6

攪拌執(zhí)行機構 7

攪拌器 8

進料口 9.

具體實施方式

以下對本發(fā)明的實施例作詳細說明：本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例，下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件。

本發(fā)明提供一種聚合物粉料脫揮的裝置及方法，該脫揮裝置利用流化床原理使得聚合物與熱氮氣和蒸汽的混合氣充分接觸，揮發(fā)份被放空的氣流帶走，從而提高脫揮效率；該裝置可以調(diào)整熱氮氣和蒸汽的比例，同時保持聚合物粉料的干燥。

參考附圖1，所示的聚合物粉料脫揮的裝置示意圖，該脫揮裝置包括帶臥式攪拌器的氣相全混流容器2和過濾器1，氣相全混流容器2左側中心軸線處設有攪拌執(zhí)行機構7，氣相全混流容器2頂部遠離攪拌執(zhí)行機構7一側設有過濾器1，氣相全混流容器2頂部靠近攪拌執(zhí)行機構7一側設有進料口9，氣相全混流容器2底部遠離攪拌執(zhí)行機構7一側設有排料口5，氣相全混流容器2底部開有均勻分布的孔6，孔6的排布為沿容器底部軸線方向等間距分布。

所述脫揮裝置外壁設有伴熱層2，脫揮裝置外壁還設有保溫層3，保溫層設置在伴熱層的外面，脫揮裝置為恒壓容器。

所述攪拌器為螺帶式8。

本發(fā)明還提供一種聚合物粉料脫揮方法，其中，聚合物粉料從脫揮裝置頂部靠近攪拌執(zhí)行機構一側進入脫揮器，熱氮氣和蒸汽的混合氣從脫揮裝置底部均勻分散進入，聚合物和混合氣充分接觸，進行脫揮，氣體通過頂部遠離攪拌執(zhí)行機構一側的過濾器過濾后放空，聚合物從底部遠離攪拌執(zhí)行機構一側排出脫揮器，所述脫揮裝置為上述聚合物粉料脫揮裝置。

所述脫揮裝置中聚合物粉料的停留時間優(yōu)選是5min～60min，更優(yōu)選的是10min～30min，可根據(jù)脫揮效果進行調(diào)整；如果聚合物粉料的停留時間小于5min，由于停留時間過短，造成脫揮不充分，可燃介質(zhì)殘留量大；而聚合物粉 料的停留時間大于60min，由于停留時間過長，造成時間浪費，且導致產(chǎn)品中細粉含量增加，影響加工效果，并無其他有益效果。

所述脫揮裝置的壓力優(yōu)選是0.1MPa～0.7MPa，更優(yōu)選的是0.2MPa～0.7MPa。如果脫揮裝置的壓力小于0.1MPa，由于壓力過小，造成放空不暢，無法將揮發(fā)份徹底帶走，而脫揮裝置的壓力大于0.7MPa，由于壓力過大，造成上游下料阻力大，且易導致放空過濾器堵塞頻繁，增加后續(xù)處理工作，并無其他有益效果。

所述熱氮氣的溫度優(yōu)選是30℃～100℃，更優(yōu)選的是70℃～100℃；如果熱氮氣的溫度小于30℃，由于溫度過低，造成粉料中夾帶的重組份揮發(fā)度不夠，而熱氮氣的溫度超過100℃，由于溫度過高，容易造成粉料在脫揮器中粘結壓實，排料不暢，并無其他有益效果。

所述熱氮氣和蒸汽的混合氣中蒸汽體積優(yōu)選占0％～100％，更優(yōu)選占1％～10％。

所述伴熱帶溫度優(yōu)選為30℃～100℃，更優(yōu)選為60℃～100℃；如果伴熱帶的溫度小于30℃，由于溫度過低，造成粉料溫度過低，重組份揮發(fā)不徹底，而伴熱帶的溫度超過100℃，由于溫度過高，容易造成粉料在脫揮器中粘結壓實，排料不暢，并無其他有益效果。

所述攪拌器的轉速優(yōu)選是5r/h～300r/h，更優(yōu)選為50r/h～100r/h；如果攪拌器的轉速小于5r/h，由于攪拌器的轉速過低，造成上游下料負荷受限，且易導致產(chǎn)品吸水量過高；而攪拌器的轉速大于300r/h，由于攪拌器的轉速過高，容易造成粉料磨碎，細粉含量增加，并無其他有益效果。

實施例1：

如圖1所示，聚合物粉料脫揮裝置為一設有臥式攪拌的0.5m³恒壓容器，控制壓力為0.2MPa，攪拌器為螺帶式，設定轉速為5r/h；混合氣中蒸汽的比例為100％，蒸汽由脫揮裝置底部靠近攪拌執(zhí)行機構的一側均勻分散進入，與由脫揮裝置頂部靠近攪拌執(zhí)行機構一側進入的聚合物粉料充分接觸，形成全混流狀態(tài)；通過持續(xù)運轉的攪拌槳將聚合物粉料輸送至臥式容器的另一側，聚合物粉料在脫揮裝置中的停留時間為60min；氣體通過頂部遠離攪拌執(zhí)行機構一側的過濾器過濾后放空，脫揮后的聚合粉料從底部遠離攪拌執(zhí)行機構一側排出 脫揮裝置，脫揮裝置外壁伴熱保溫層的溫度為30℃。

實施例2：

如圖1所示，聚合物粉料脫揮裝置為一設有臥式攪拌的0.5m³恒壓容器，控制壓力為0.3MPa，攪拌器為螺帶式，設定轉速為60r/h；混合氣中蒸汽的比例為5％，熱氮氣的溫度為80℃，熱氮氣與蒸汽的混合氣由脫揮裝置底部靠近攪拌執(zhí)行機構的一側均勻分散進入，與由脫揮裝置頂部靠近攪拌執(zhí)行機構一側進入的聚合物粉料充分接觸，形成全混流狀態(tài)；通過持續(xù)運轉的攪拌槳將聚合物粉料輸送至臥式容器的另一側，聚合物粉料在脫揮裝置中的停留時間為30min；氣體通過頂部遠離攪拌執(zhí)行機構一側的過濾器過濾后放空，脫揮后的聚合粉料從底部遠離攪拌執(zhí)行機構一側排出脫揮裝置，脫揮裝置外壁伴熱保溫層的溫度為70℃。

實施例3：

如圖1所示，聚合物粉料脫揮裝置為一設有臥式攪拌的0.5m³恒壓容器，控制壓力為0.7MPa，攪拌器為螺帶式，設定轉速為300r/h；混合氣中蒸汽的比例為0％，熱氮氣的溫度為100℃，熱氮氣由脫揮裝置底部靠近攪拌執(zhí)行機構的一側均勻分散進入，與由脫揮裝置頂部靠近攪拌執(zhí)行機構一側進入的聚合物粉料充分接觸，形成全混流狀態(tài)；通過持續(xù)運轉的攪拌槳將聚合物粉料輸送至臥式容器的另一側，聚合物粉料在脫揮裝置中的停留時間為5min；氣體通過頂部遠離攪拌執(zhí)行機構一側的過濾器過濾后放空，脫揮后的聚合粉料從底部遠離攪拌執(zhí)行機構一側排出脫揮裝置，脫揮裝置外壁伴熱保溫層的溫度為100℃。