專(zhuān)利名稱(chēng)：一種平衡管式聚合物溶液汽提凝聚分離方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚合物生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種合成橡膠、合成樹(shù)脂和塑料等聚合物 溶液汽提凝聚分離方法及其裝置。
背景技術(shù)：
溶液聚合法得到的聚合物溶液目前普遍采用在熱水中汽提凝聚法將聚合物和溶劑 分離.目前廣泛采用多釜凝聚技術(shù)(兩個(gè)或兩個(gè)以上攪拌釜串聯(lián))在凝聚效果和能耗上 優(yōu)于早期的單釜凝聚和塔式凝聚技術(shù)(虞樂(lè)舜,合成橡膠工業(yè),1978, 1(5)，1;北京燕山石 化公司勝利化工廠，合成橡膠工業(yè)，1978， 1 (4)，1 ;趙多山，合成橡膠工業(yè),1986， 9 (5),318 ; 徐世艾等，合成橡膠工業(yè)，1997， 20 (6)， 369 ).虞樂(lè)舜,合成橡膠工業(yè)，1980, 3 (3), 145。現(xiàn)有 的在生產(chǎn)上使用的雙釜凝聚流程中兩釜之間的聚合物顆粒水是采用聯(lián)通管形式連接 的，即第一凝聚釜的液相與第二凝聚釜的液相相連形成聯(lián)通管連接形式。由于兩釜的 壓力不等導(dǎo)致液位不等，也就是兩釜的壓差是靠?jī)筛囊何粊?lái)平衡的。由于在實(shí)際操作中，釜壓易受多種因素影響而波動(dòng)，特別是第一凝聚釜。這樣直接導(dǎo)致兩個(gè)釜的液 位也隨之波動(dòng)，對(duì)穩(wěn)定操作影響很大，甚至在第一凝聚釜的壓力突然減小時(shí)會(huì)發(fā)生第 二凝聚釜的物料通過(guò)聯(lián)通管返回到第一凝聚釜的現(xiàn)象。為了克服上述現(xiàn)象，許多生產(chǎn) 裝置在原聯(lián)通管上加了一個(gè)顆粒水泵和調(diào)節(jié)伐，可使凝聚釜的液位控制穩(wěn)定。但是還 沒(méi)有擺脫聯(lián)通管的連接形式，而且顆粒水泵還易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計(jì)一種新型的聚合物溶液汽 提凝聚分離的方法及其裝置，是對(duì)現(xiàn)有方法及其裝置的改進(jìn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明將傳統(tǒng)雙釜凝聚流程中的從第一凝聚釜液相流出的聚合 物顆粒水進(jìn)入第二凝聚釜液相連接管線(xiàn)由原來(lái)的聯(lián)通管的連接形式改為平衡管連接形 式，使第一凝聚釜的液相與第二凝聚釜的汽相相連，即從第一凝聚釜的液相流出的聚 合物顆粒水直接進(jìn)入第二凝聚釜的上部汽相，使兩個(gè)凝聚釜的液位獨(dú)立而互不干擾， 可以進(jìn)行穩(wěn)定操作。在工藝條件穩(wěn)定的生產(chǎn)操作中，兩釜之間的平衡管高出第一凝聚 釜液位的高度等于或小于兩釜的壓差；第一凝聚釜釜壓在正常范圍的波動(dòng)是由平衡管中的物流高度來(lái)平衡的，不影響兩釜的液位；為了適應(yīng)第一凝聚釜釜壓增加的需要(如 提高操作壓力)，可在平衡管不同高度處設(shè)置若干出口且每個(gè)出口分別制有截止伐，在 保持第一凝聚釜液位不變前提下根據(jù)其釜壓選擇不同高度的出口；在從第一凝聚釜出 來(lái)的聚合物顆粒水管線(xiàn)上安裝一個(gè)調(diào)節(jié)伐以隨時(shí)控制第一凝聚釜的壓力和液位的變 化，依靠?jī)蓚€(gè)釜的壓差輸送聚合物顆粒水而節(jié)省顆粒水泵。.本發(fā)明在第一凝聚釜回收大約95%以上的溶劑，為了減少水蒸氣消耗量，第一凝 聚釜在較高的操作壓力下操作一般為0.02~0.08 MPa (表壓)；在第二凝聚釜為了便于 在聚合物顆粒內(nèi)部的溶劑向外擴(kuò)散并蒸出，都在較低的操作壓力下操作， 一般為 0.001~0.04MPa (表壓)。因此，兩個(gè)凝聚釜的壓差在0.01-0.06 MPa,借助此壓差完全可 以無(wú)需外加動(dòng)力將聚合物顆粒水從第一凝聚釜輸送到第二凝聚釜，特別適合溶液法合 成橡膠和塑料及樹(shù)脂的汽提凝聚過(guò)程。本發(fā)明根據(jù)凝聚過(guò)程機(jī)理，在雙釜凝聚過(guò)程兩個(gè)凝聚釜的操作壓力是不等的，而 且第一凝聚釜的操作壓力Pl大于第二凝聚釜的操作壓力P2，由于傳統(tǒng)的聯(lián)通管連接 使第一凝聚釜的液位H1小于第二凝聚釜的液位H2，根據(jù)聯(lián)通管原理PI +H1 = P2 +H2 或 PI—P2 = H2 —HI也就是說(shuō)兩釜的壓差是用兩釜的液位差來(lái)平衡的，或者說(shuō)兩釜的壓力變化直接導(dǎo)致 兩釜的液位變化，使操作難以穩(wěn)定。如果在聯(lián)通管上安裝一個(gè)調(diào)節(jié)伐，通過(guò)調(diào)節(jié)伐的阻力AP來(lái)平衡兩釜的壓力變化PI +H1 = P2 +H2 +AP 或P1_P2= H2 —H1 + AP如果將聯(lián)通管改為平衡管，兩個(gè)釜的液位就都穩(wěn)定了， H3為平衡管出口高度與第 一凝聚釜液位H1之差，并存在如下平衡關(guān)系PI +H1 = P2 +H1+H3 與H2無(wú)關(guān)！ 從上式等號(hào)兩邊消去HhPI = P2 +H3 與H1無(wú)關(guān)！或 P1—P2 =H3也就是說(shuō)兩釜的壓差是用平衡管在物流的液位高度來(lái)平衡的，與兩釜的液位無(wú)關(guān)；因 此，將聯(lián)通管改為平衡管后兩釜的壓力變化不會(huì)影響兩釜液位，兩釜液位是穩(wěn)定的。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單新穎，操作使用方便，工作穩(wěn)定等特點(diǎn)， 而且可以有效提高汽提效率，節(jié)省能量。


圖1為本發(fā)明涉及的技術(shù)中三種不同連接結(jié)構(gòu)的聚合物溶液汽提凝聚裝置及流程 結(jié)構(gòu)原理示意圖；其中圖la為聯(lián)通管形式，圖lb為直接進(jìn)入形式，圖lc為安裝有平 衡管形式。圖2為本發(fā)明的裝置及其流程結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1: 一種安裝有平衡管的聚合物溶液汽提凝聚分離裝置及流程，如圖lc所示。本實(shí)施例包括第一凝聚釜l，第二凝聚釜2，平衡管9; Pl為第一凝聚釜壓力，P2 為第二凝聚釜壓力，Hl為第一凝聚釜液位，H2為第二凝聚釜液位，H3為平衡管出口 高度與H1之差。本實(shí)施例實(shí)施時(shí)，第一凝聚釜l中的溫度為95'C，第一凝聚釜壓力Pl為0.03MPa (表壓)，第二凝聚釜溫度為10(TC第二凝聚釜壓力P2為0.01MPa (表壓)，第一凝聚 釜液位Hl為4米，第二凝聚釜液位H2為5米，平衡管內(nèi)物流高出第一凝聚釜液位 H1的高度H3為2米，在通常工序下實(shí)施，效果理想。實(shí)施例2: —種安裝有平衡管的聚合物溶液汽提凝聚分離裝置，如附圖lc所示。 本實(shí)施例的第一凝聚釜溫度為98°C，第一凝聚釜壓力Pl為0.05MPa (表壓)，第二 凝聚釜溫度為102'C第二凝聚釜壓力P2為O.OlMPa (表壓)，第一凝聚釜液位Hl為4 米，第二凝聚釜液位H2為5米，平衡管內(nèi)物流高出第一凝聚釜液位Hl的高度H3為 4米，在通常工序下實(shí)施，效果理想。實(shí)施例3.—種安裝有平衡管和提濃器的聚合物溶液汽提凝聚分離裝置，如附圖2 所示。本實(shí)施例包括第一凝聚釜l,第二凝聚釜2,提濃器3,聚合物顆粒水調(diào)節(jié)伐4，聚合物 顆粒水泵5，從后處理來(lái)的循環(huán)熱水管線(xiàn)6，聚合物溶液管線(xiàn)7加熱蒸汽管線(xiàn)8和12,從第 一凝聚釜出來(lái)的聚合物顆粒水管線(xiàn)9，提濃水管線(xiàn)IO,被提濃的聚合物顆粒水的平衡管 ll，從第一凝聚釜蒸出的汽體管線(xiàn)13,從第一凝聚釜蒸出汽體管線(xiàn)14，去后處理的聚合物顆粒水管線(xiàn)15，提濃水流量調(diào)節(jié)伐16和提濃水流量計(jì)17。本實(shí)施例包括帶有雙層攪拌器的第一凝聚釜1和第二凝聚釜2，安裝在平衡管上的 提濃器3,安裝在第一凝聚釜1的聚合物溶液管線(xiàn)7和從后處理來(lái)的循環(huán)熱水管線(xiàn)
6、 連接第一凝聚釜1上升汽體管線(xiàn)13、加熱蒸汽管線(xiàn)8和聚合物顆粒水管線(xiàn)9;安裝在 聚合物顆粒水管線(xiàn)9上的調(diào)節(jié)伐4;與提濃器3下部連接的提濃水管線(xiàn)10和流量調(diào)節(jié) 伐16以及流量計(jì)17。與提濃器3上部和第二凝聚釜2上部的被提濃的聚合物顆粒水的 平衡管線(xiàn)11;與第二凝聚釜2上部連接的蒸出的汽體管線(xiàn)14，下部加熱蒸汽管線(xiàn)12 和去后處理的聚合物顆粒水管線(xiàn)15以及聚合物顆粒水泵5。本實(shí)施例將15%膠液濃度的稀土異戊橡膠膠液1Q0立升/小時(shí)從管線(xiàn)7進(jìn)入第一凝 聚釜1，從后處理來(lái)的含有分散劑的循環(huán)熱水500立升/小時(shí)從管線(xiàn)6進(jìn)入第一凝聚釜 l，加熱水蒸氣從管線(xiàn)8進(jìn)入第一凝聚釜l;第一凝聚釜1的溫度為85'C，壓力為0. 02MP (G)，被蒸出的溶劑和水蒸氣從管線(xiàn)13去冷凝回收系統(tǒng)；從第一凝聚釜1出來(lái)的含聚 合物1%的聚合物顆粒水從管線(xiàn)9通過(guò)調(diào)節(jié)伐4進(jìn)入提濃器3，從提濃器3下部抽出330 立升/小時(shí)經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)伐16和流量計(jì)17與從第二凝聚釜2出來(lái)的聚合物顆粒水混合后進(jìn) 入膠粒水泵5;被提濃的聚合物顆粒水(濃度提高到6%)從提濃器3頂部經(jīng)過(guò)管線(xiàn)11 進(jìn)入第二凝聚釜2的汽相在溫度為102°C，壓力為0. 01 MPa (表壓)條件下繼續(xù)凝聚； 兩個(gè)凝聚釜的液位都在1.2米穩(wěn)定操作；加熱水蒸氣從管線(xiàn)12進(jìn)入第二凝聚釜，被蒸 出的溶劑和水蒸氣從管線(xiàn)14去冷凝回收系統(tǒng)；從第二凝聚釜2出來(lái)的膠粒的溶劑含量 小于0. 1% (干基)，經(jīng)過(guò)膠粒泵5和管線(xiàn)15去后處理；兩個(gè)凝聚釜的液位都在1. 2米穩(wěn) 定操作。
權(quán)利要求
1.一種平衡管式聚合物溶液汽提凝聚分離裝置，其特征在于將傳統(tǒng)雙釜凝聚流程中的從第一凝聚釜液相流出的聚合物顆粒水進(jìn)入第二凝聚釜液相連接管線(xiàn)由原來(lái)的聯(lián)通管的連接形式改為平衡管連接形式，使第一凝聚釜的液相與第二凝聚釜的汽相相連，即從第一凝聚釜的液相流出的聚合物顆粒水直接進(jìn)入第二凝聚釜的上部汽相，使兩個(gè)凝聚釜的液位獨(dú)立而互不干擾，兩釜之間的平衡管高出第一凝聚釜液位的高度等于或小于兩釜的壓差；第一凝聚釜釜壓波動(dòng)是由平衡管中的物流高度平衡，不影響兩釜的液位；在平衡管不同高度處設(shè)置出口且每個(gè)出口分別制有截止伐，在保持第一凝聚釜液位不變前提下根據(jù)其釜壓選擇不同高度的出口；在從第一凝聚釜出來(lái)的聚合物顆粒水管線(xiàn)上安裝一個(gè)調(diào)節(jié)伐以控制第一凝聚釜的壓力和液位的變化，依靠?jī)蓚€(gè)釜的壓差輸送聚合物顆粒水。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡管式聚合物溶液汽提凝聚分離裝 置，其特征在于第一凝聚釜和第二凝聚釜帶有雙層攪拌器，平衡管上 安裝有提濃器，聚合物溶液管線(xiàn)和從后處理來(lái)的循環(huán)熱水管線(xiàn)安裝在 第一凝聚釜上，調(diào)節(jié)伐安裝在聚合物顆粒水管線(xiàn)上；提濃水管線(xiàn)和流 量調(diào)節(jié)伐以及流量計(jì)與提濃器3下部連接；蒸出的汽體管線(xiàn)與第二凝 聚釜上部連接，第二凝聚釜下部接有加熱蒸汽管線(xiàn)和去后處理的聚合 物顆粒水管線(xiàn)以及聚合物顆粒水泵。
3. —種平衡管式聚合物溶液汽提凝聚分離方法，其特征在于將15%膠液濃度的稀土異戊橡膠膠液100立升/小時(shí)從管線(xiàn)進(jìn)入第一凝 聚釜，從后處理來(lái)的含有分散劑的循環(huán)熱水500立升/小時(shí)從管線(xiàn)進(jìn) 入第一凝聚釜，加熱水蒸氣從管線(xiàn)進(jìn)入第一凝聚釜；第一凝聚釜的溫 度為85t:，壓力為0.02MP (G)，被蒸出的溶劑和水蒸氣從管線(xiàn)去冷 凝回收系統(tǒng)；從第一凝聚釜出來(lái)的含聚合物1%的聚合物顆粒水從管 線(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)伐進(jìn)入提濃器，從提濃器下部抽出330立升/小時(shí)經(jīng)過(guò)調(diào) 節(jié)伐和流量計(jì)與從第二凝聚釜出來(lái)的聚合物顆粒水混合后進(jìn)入膠粒 水泵；被提濃的聚合物顆粒水從提濃器頂部經(jīng)過(guò)管線(xiàn)進(jìn)入第二凝聚釜 的汽相在溫度為102°C，壓力為0.01 MPa (表壓)條件下繼續(xù)凝聚； 兩個(gè)凝聚釜的液位都在1. 2米穩(wěn)定操作；加熱水蒸氣從管線(xiàn)進(jìn)入第二 凝聚釜，被蒸出的溶劑和水蒸氣從管線(xiàn)去冷凝回收系統(tǒng)；從第二凝聚 釜出來(lái)的膠粒的溶劑含量小于0.1% (干基)，經(jīng)過(guò)膠粒泵和管線(xiàn)去后 處理；兩個(gè)凝聚釜的液位都在1. 2米穩(wěn)定操作。
全文摘要
本發(fā)明屬于聚合物生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種合成橡膠、合成樹(shù)脂和塑料等聚合物溶液汽提凝聚分離方法及其裝置，將傳統(tǒng)雙釜凝聚流程中的從第一凝聚釜液相流出的聚合物顆粒水進(jìn)入第二凝聚釜液相連接管線(xiàn)由原來(lái)的聯(lián)通管的連接形式改為平衡管連接形式，使第一凝聚釜的液相與第二凝聚釜的汽相相連，即從第一凝聚釜的液相流出的聚合物顆粒水直接進(jìn)入第二凝聚釜的上部汽相，使兩個(gè)凝聚釜的液位獨(dú)立而互不干擾，可以進(jìn)行穩(wěn)定操作，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單新穎，操作使用方便，工作穩(wěn)定等特點(diǎn)，而且可以有效提高汽提效率，節(jié)省能量。
文檔編號(hào)B01D3/34GK101314085SQ200810138198
公開(kāi)日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月12日
發(fā)明者虞樂(lè)舜, 韓方煜 申請(qǐng)人:青島伊科思新材料股份有限公司