專(zhuān)利名稱(chēng)：一種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，涉及一種經(jīng)過(guò)改進(jìn)了的具有增效和節(jié)能功效的合成橡 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.根據(jù)凝聚過(guò)程機(jī)理(虞樂(lè)舜,合成橡膠工 業(yè),1979， 2 (4)， 289)，在凝聚過(guò)程后期處于減速凝聚階段由溶劑從聚合物顆粒內(nèi)部向外擴(kuò) 散所控制。因此要達(dá)到降低的聚合物溶劑含量，需要較長(zhǎng)的凝聚時(shí)間。目前生產(chǎn)上普遍采用 的雙釜凝聚可使凝聚后聚合物殘存溶劑含量只能達(dá)到1%左右。含在聚合物中的這些殘存溶 劑在擠壓干燥過(guò)程中作為揮發(fā)成分污染環(huán)境。隨著環(huán)境保護(hù)要求不斷提高，對(duì)聚合物溶劑含 量要求盡量低，要求達(dá)到0.5%甚至0.1%以下。目前生產(chǎn)難以滿足這一要求。解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題的對(duì)策主要是增加凝聚釜的個(gè)數(shù)以增加凝聚時(shí)間， 一般把現(xiàn)在 的雙釜改為三釜(甚至增加到5個(gè)凝聚釜)增加聚合物的停留時(shí)間以增加凝聚效果。為此， 也可在兩個(gè)凝聚釜之間的管道上增設(shè)特殊設(shè)計(jì)的提濃分離器[Brit.1,172，797 (1969)],從中抽出 一部分熱水(提濃水)進(jìn)一步降低水膠比，提高了聚合物顆粒在水中的濃度，從而延長(zhǎng)凝聚 時(shí)間同樣起到增加凝聚釜個(gè)數(shù)的作用。此類(lèi)提濃分離器都是采用多空管或篩網(wǎng)過(guò)濾的方式進(jìn) 行聚合物顆粒與水的分離。然而，由于從第一凝聚釜出來(lái)的尚未凝聚完全的聚合物顆粒粘結(jié) 性較強(qiáng)，很容易粘結(jié)和堵塞過(guò)濾表面而無(wú)法正常操作，以致此類(lèi)以過(guò)濾為主要手段分離聚合 物顆粒和水的提濃分離器的提濃效果是難以保證的。此外，從第二凝聚釜出來(lái)的高溫聚合物 顆粒水在后處理閃蒸損失相當(dāng)大的熱量，由于沒(méi)有適合于聚合物顆粒水的換熱裝置，難以回 收這部分熱量，造成能源浪費(fèi)。2007100143185號(hào)申請(qǐng)文件公開(kāi)了改進(jìn)技術(shù)的聚合物溶液汽 提凝聚分離裝置及其分離方法，但該申請(qǐng)仍然未能將現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)完全克服掉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，特別是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)在增效和節(jié)能方面的不足提出了新的聚合物溶液汽提凝聚分離方法及其裝置，可以最大限度的增加生產(chǎn)效率，節(jié) 約能源。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是在聚合物溶液雙釜凝聚流程的第一與第二串聯(lián)的凝聚釜之 間的聚合物顆粒水管路上設(shè)置一個(gè)聚合物顆粒水的提濃分離器，從中按一定比例(10% 80 %)抽出水(提濃水)，使聚合物顆粒水的聚合物濃度提高(濃度為2 50%)，在后凝聚釜 的凝聚時(shí)間加長(zhǎng)，凝聚效果提高；在提濃分離器中利用聚合物顆粒的比重或假比重與水的比 重差使聚合物顆粒具有的自身懸浮能力和水的提升為主要分離手段進(jìn)行相分離的；提濃分離 器是豎直安裝的，為了限制聚合物顆粒隨從底部抽出的提濃水向下流動(dòng)，以及加大向上流動(dòng) 水對(duì)聚合物顆粒的提升速度，提濃分離器由下部的圓筒形懸浮段，中間的錐體形過(guò)渡段和上 部的圓筒形提升段連通對(duì)接組成；三段的直徑由聚合物顆粒水和提濃水的流量而定并由下向 上遞減；各段的高度與直徑比^0.5;提濃分離器的聚合物顆粒水的進(jìn)料口管線由下向上并與 提濃分離器軸線的夾角為Q 90度，切線方向安裝在懸浮段的上部，提濃分離器提升段聚合 物顆粒水的出口管線位于用來(lái)平衡第一凝聚釜釜壓的提升段的頂部，從中溢流出來(lái)的被提濃 的聚合物顆粒水直接加入到第二凝聚釜的汽相而不是液相；提濃分離器懸浮段底部提濃水出 口管線外有一個(gè)金屬絲網(wǎng)籠，防止非正常操作由提濃水帶出的聚合物顆粒流出；金屬絲網(wǎng)籠 的網(wǎng)孔小于4X4mm，金屬絲網(wǎng)籠的下部裝有防止膠粒堵塞的反吹蒸汽或氮?dú)夤芫€；從提濃分 離器底部抽出的提濃水的溫度為70~100°C，與從第二凝聚釜或最后一個(gè)凝聚釜出來(lái)的90 105"C高溫聚合物顆粒水混合降溫，以減少在振動(dòng)分離篩的熱量損失，或直接返回第一凝聚釜； 提濃分離器的提升段下方設(shè)置蒸汽提升管，將原本通過(guò)加熱蒸汽管加熱第二凝聚釜的蒸汽的 一部分通過(guò)蒸汽提升管直接加熱進(jìn)入第二凝聚釜的聚合物顆粒水，同時(shí)起到提升作用；提濃 分離器用作直接混合換熱器，無(wú)論采用什么樣的凝聚流程，從第二凝聚釜或最后一個(gè)凝聚釜 出來(lái)的90 105'C高溫聚合物顆粒水與從后處理來(lái)的80 98'C循環(huán)熱水在管線上直接混合降 溫，減少在后處理閃蒸的熱量損失。本發(fā)明聚合物溶液的濃度為5~80%，第一凝聚釜的溫度為70 10(TC、壓力為0. 01~0. lMPa， 第二凝聚釜溫度為90~110°C、壓力為0. 01~0. 05MPa，進(jìn)入第一凝聚釜的含有分散劑的循環(huán)熱 水體積流量與聚合物溶液體積流量之比為2~15，從提濃分離器抽出的提濃水的比例為進(jìn)入提 濃分離器的水的10 80%。本發(fā)明的聚合物溶液、含有分散劑的循環(huán)熱水和水蒸氣分別從管線加入到第一凝聚釜進(jìn) 行初期凝聚，蒸出的溶劑和水從管線去冷凝回收，凝聚形成的含有1 20%溶劑的聚合物顆 粒和水經(jīng)過(guò)管線和控制液位的調(diào)節(jié)伐加入到提濃分離器，被提濃的聚合物顆粒水從提濃分離 器上部直接或經(jīng)過(guò)平衡管加入第二凝聚釜繼續(xù)凝聚，蒸出的溶劑和水從管線去冷凝回收，凝聚更為完全的聚合物顆粒(溶劑含量小于0.5%)和水從第二凝聚釜的底部排出與從提濃分離 器底部由流量計(jì)和調(diào)節(jié)伐控制抽出的提濃水直接混合降溫由水泵送往后處理工序。本發(fā)明的提濃分離器主要由下部的圓筒形懸浮段，中間的錐體形過(guò)渡段和上部的圓筒形 提升段組成；三段的直徑由聚合物顆粒水和提濃水的流量以及聚合物顆粒懸浮速度而定并由 下向上遞減；在圓筒形懸浮段直徑相對(duì)較大以使向下流動(dòng)的提濃水的速度小于聚合物顆粒自 身的懸浮速度；在其上的過(guò)渡段乃至提升段的直徑減小，向上流動(dòng)的被提濃的聚合物顆粒水 的速度加大，也就是上升的水對(duì)聚合物顆粒的提升速度加大后從提升段頂部流出；此外，從 第一凝聚釜來(lái)的聚合物顆粒水是在懸浮段的上部由下向上切線方向進(jìn)料，依靠慣性使聚合物 顆粒直接進(jìn)入過(guò)渡段隨水一起呈螺線狀向上流動(dòng)。因此，從懸浮段底部可以抽出不帶有聚合 物顆粒的提濃水，實(shí)現(xiàn)聚合物顆粒和水的相分離，避免了靠過(guò)濾分離聚合物顆粒和水的提濃 分離器的堵塞問(wèn)題。本發(fā)明從第一凝聚釜來(lái)的聚合物顆粒水經(jīng)過(guò)提濃分離器抽出一定量的提濃水后，聚合物 顆粒濃度相應(yīng)提高，使其在第二凝聚釜的停留時(shí)間也相應(yīng)加長(zhǎng)，使聚合物顆粒凝聚更加完全， 使聚合物顆粒的溶劑含量進(jìn)一步降低，在適宜的凝聚條件下可達(dá)到0.1%。如果從第一凝聚釜 來(lái)的聚合物顆粒水經(jīng)過(guò)提濃分離器抽出50%的提濃水，使聚合物顆粒濃度提高一倍，在第二 凝聚釜的停留時(shí)間也加長(zhǎng)一倍；本發(fā)明用兩個(gè)凝聚釜起到傳統(tǒng)的三個(gè)凝聚釜的凝聚效果，或 使傳統(tǒng)的三個(gè)凝聚釜的起到五個(gè)凝聚釜的凝聚效果，從而可節(jié)省較多的設(shè)備投資和電能。由 于第二凝聚釜的溫度都比第一凝聚釜的溫度高5 2(TC，從第一凝聚釜出來(lái)的聚合物顆粒水 中水占95%以上，這些大量的水從第一凝聚釜的溫度升到第二凝聚釜的溫度的顯熱 相當(dāng)可觀，約占整個(gè)凝聚過(guò)程消耗熱量的20 40%。采用本發(fā)明的提濃分離器從第一凝聚釜 出來(lái)的聚合物顆粒水抽出的提濃水無(wú)需消耗從第一凝聚釜的溫度升到第二凝聚釜的溫度的顯 熱，從而節(jié)省了大量熱量。本發(fā)明根據(jù)凝聚過(guò)程的機(jī)理是在凝聚過(guò)程的第1個(gè)階段即等速凝聚階段又稱(chēng)汽化凝聚階 段，聚合物溶液(聚合物的濃度10~20%)大約95%以上的溶劑在較低溫度的第一凝聚釜借助較 少量的水蒸汽(汽相中溶劑與水的比例小于0.5)被汽提蒸出。此階段是由傳熱速度所控制，含 有少量溶劑(2~20%)的聚合物顆粒進(jìn)入較高溫度的第二凝聚釜進(jìn)行凝聚過(guò)程的第2階段即減 速凝聚階段也就是擴(kuò)散凝聚階段，此階段在聚合物顆粒內(nèi)部的溶劑需要依靠分子擴(kuò)散到顆粒 表面再被汽提蒸出,此階段是由擴(kuò)散速度控制。因此，在第二凝聚釜需要較高的溫度促進(jìn)凝聚過(guò) 程的第2階段即減速凝聚階段也就是擴(kuò)散凝聚階段的進(jìn)行。由于在階段凝聚速度較低，就需 要較長(zhǎng)的凝聚時(shí)間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明明顯提高了凝聚效果，使聚合物顆粒的殘存溶劑含量明顯降低。以平均降低1%計(jì)，對(duì)于一個(gè)年產(chǎn)6萬(wàn)噸的生產(chǎn)裝置，每年可多回收600噸溶劑也產(chǎn)生相當(dāng) 經(jīng)濟(jì)效益，還可以減少這些溶劑對(duì)環(huán)境的污染。此外，相對(duì)低溫的提濃水與從第二凝聚釜出 來(lái)的高溫聚合物顆粒水混合降溫后減少了原從第二凝聚釜出來(lái)的高溫聚合物顆粒水在后處理 閃蒸的熱量損失，具有顯著經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為本發(fā)明的聚合物溶液汽提凝聚增效原理和結(jié)構(gòu)組成示意圖。圖2為本發(fā)明的提濃分離器結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例原理核結(jié)構(gòu)組成示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例作記一步說(shuō)明。本發(fā)明的聚合物溶液、含有分散劑的循環(huán)熱水和水蒸氣分別從管線6、 7和8加入到第一 凝聚釜l進(jìn)行初期凝聚，蒸出的溶劑和水從管線13去冷凝回收，凝聚形成的含有1 20%溶 劑的聚合物顆粒和水經(jīng)過(guò)管線9和控制液位的調(diào)節(jié)伐4加入到提濃分離器3，被提濃的聚合 物顆粒水從提濃分離器上部直接或經(jīng)過(guò)平衡管11 (根據(jù)兩個(gè)凝聚釜的壓差)加入第二凝聚釜 2繼續(xù)凝聚，蒸出的溶劑和水從管線14去冷凝回收，凝聚更為完全的聚合物顆粒(溶劑含量 小于0.5。X)和水從第二凝聚釜2的底部排出與從提濃分離器底部按一定比例由流量計(jì)17和 調(diào)節(jié)伐16控制抽出的提濃水直接混合降溫由水泵5送往后處理工序。本發(fā)明的提濃分離器主要由下部的圓筒形懸浮段18，中間的錐體形過(guò)渡段19和上部的 圓筒形提升段20組成；三段的直徑由聚合物顆粒水和提濃水的流量以及聚合物顆粒懸浮速度 而定并由下向上遞減；在圓筒形懸浮段18直徑相對(duì)較大以使向下流動(dòng)的提濃水的速度小于聚 合物顆粒自身的懸浮速度；在其上的過(guò)渡段19乃至提升段20的直徑減小，向上流動(dòng)的被提 濃的聚合物顆粒水的速度加大，也就是上升的水對(duì)聚合物顆粒的提升速度加大后從提升段20 頂部流出；此外，從第一凝聚釜1來(lái)的聚合物顆粒水是在懸浮段18的上部由下向上切線方向 進(jìn)料，依靠慣性使聚合物顆粒直接進(jìn)入過(guò)渡段19隨水一起呈螺線狀向上流動(dòng)。因此，從懸浮 段18底部可以抽出不帶有聚合物顆粒的提濃水，實(shí)現(xiàn)聚合物顆粒和水的相分離。這樣就從根 本上避免了早期靠過(guò)濾分離聚合物顆粒和水的提濃分離器的堵塞問(wèn)題。本發(fā)明第一凝聚釜1出來(lái)的聚合物顆粒水經(jīng)過(guò)提濃分離器3抽出一定量的提濃水后，聚合物顆粒濃度相應(yīng)提高，使其在第二凝聚釜2的停留時(shí)間也相應(yīng)加長(zhǎng)，使聚合物顆粒凝聚更加完全，使聚合物顆粒的溶劑含量進(jìn)一步降低，在適宜的凝聚條件下可達(dá)到0.1%。如果從第一凝聚釜1來(lái)的聚合物顆粒水經(jīng)過(guò)提濃分離器3抽出50%的提濃水，使聚合物顆粒濃度提高一倍，在第二凝聚釜2的停留時(shí)間也加長(zhǎng)一倍。也就是說(shuō)，采用本發(fā)明的技術(shù)，用兩個(gè)凝聚釜起到傳統(tǒng)的三個(gè)凝聚釜的凝聚效果，或使傳統(tǒng)的三個(gè)凝聚釜的起到五個(gè)凝聚釜的凝聚效果， 從而可節(jié)省較多的設(shè)備投資和電能(主要是強(qiáng)烈的攪拌器能耗)。由于第二凝聚釜的溫度都比 第一凝聚釜的溫度高5 2(TC，從第一凝聚釜出來(lái)的聚合物顆粒水中水占95%以上，這些大 量的水從第一凝聚釜的溫度升到第二凝聚釜的溫度的顯熱相當(dāng)可觀，約占整個(gè)凝聚過(guò)程消耗 熱量的20 40%。采用本發(fā)明的提濃分離器從第一凝聚釜出來(lái)的聚合物顆粒水抽出的提濃水無(wú)需消耗從第一凝聚釜的溫度升到第二凝聚釜的溫度的顯 熱，從而節(jié)省了大量熱量。實(shí)施例l: 一種聚合物溶液汽提凝聚增效與節(jié)能裝置。本實(shí)施例的主體包括第一凝聚釜l，第二凝聚釜2，提濃分離器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6,聚合物溶液管線7,加熱蒸汽管線8和12，從第 一凝聚釜出來(lái)的聚合物顆粒水管線9,提濃水管線10,被提濃的聚合物顆粒水管線ll，從第一凝 聚釜蒸出的汽體管線13，從第一凝聚釜蒸出汽體管線14，去后處理的聚合物顆粒水管線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，提濃分離器3，安裝在第 一凝聚釜1的聚合物溶液管線7和從后處理來(lái)的循環(huán)熱水管線6、連接第一凝聚釜1上升汽 體管線13、加熱蒸汽管線8和聚合物顆粒水管線9。安裝在聚合物顆粒水管線9上的調(diào)節(jié)伐 4;與提濃分離器3下部連接的提濃水管線10和流量調(diào)節(jié)伐16以及流量計(jì)17;與提濃分離 器3上部和第二凝聚釜2上部的被提濃的聚合物顆粒水管線11;與第二凝聚釜2上部連接的 蒸出的汽體管線14，下部加熱蒸汽管線12和去后處理的聚合物顆粒水管線15以及聚合物顆 粒水泵5。本實(shí)施例的提濃分離器包括懸浮段18,過(guò)渡段19，提升段20，聚合物顆粒水進(jìn)料管21， 被提濃的聚合物顆粒水出口管22，提濃水出口管23，金屬篩網(wǎng)籠24和蒸汽反吹管25。本實(shí)施例的提濃分離器主體結(jié)構(gòu)由三段組成，最下部為直徑較大的懸浮段18，中間錐形 過(guò)渡段19和上部直徑較小的提升段20;從第一凝聚釜來(lái)的聚合物顆粒水由懸浮段18上部自 下而上切線方向(與軸線呈A角)安裝的聚合物顆粒水進(jìn)料管21進(jìn)入提濃分離器并較大的流 動(dòng)速度和慣性直接進(jìn)入過(guò)渡段19;隨著提濃分離器的直徑的減小使向上流動(dòng)水的速度逐漸加 大以致對(duì)聚合物顆粒的提升速度加大，加上聚合物顆粒自身的上升速度，使被提濃的聚合物 顆粒水快速通過(guò)提升段20和出口管22流出從第二凝聚釜的上部進(jìn)入繼續(xù)凝聚。按一定比例 從提濃分離器抽出的提濃水以小于聚合物顆粒自身上浮速度的流速在懸浮段18向下通過(guò)出 口管23流出。在提濃水出口管上的金屬篩網(wǎng)籠24可以防止非正常操作隨提濃水流出的聚合 物顆粒的流出， 一旦金屬篩網(wǎng)籠24被有粘性的聚合物顆粒堵塞，可用蒸汽通過(guò)蒸汽管25進(jìn)行反吹疏通；根據(jù)實(shí)際操作需要，可將原本通過(guò)加熱蒸汽管12加熱第二凝聚釜2的蒸汽一部 分通過(guò)蒸汽提升管9直接加熱進(jìn)入第二凝聚釜2的聚合物顆粒水，同時(shí)也起到了提升作用。本實(shí)施例是將從第一凝聚釜1出來(lái)的聚合物顆粒水通過(guò)提濃分離器3分出一部分提濃水 被提濃，使其聚合物顆粒濃度成倍提高，成倍延長(zhǎng)了在第二凝聚釜的停留時(shí)間，明顯提高了 凝聚效果，使聚合物顆粒的溶劑含量降至0.1%以下，多回收了溶劑，減少蒸汽消耗量，減少 對(duì)環(huán)境的污染。實(shí)施例2: —種聚合物溶液汽提凝聚增效節(jié)能分離方法。將15%膠液濃度的稀土異戊橡膠膠液100立升/小時(shí)從管線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1000立升/小時(shí)從管線6進(jìn)入第一凝聚釜1，加熱水蒸氣從管 線8進(jìn)入第一凝聚釜1;第一凝聚釜1的溫度為85。C，壓力為O. 02MP (G)，被蒸出的溶劑和 水蒸氣從管線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9通過(guò)調(diào)節(jié)伐4進(jìn)入提濃分離器3，從提濃分離器3下部抽出500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2%)從提濃分離器3頂部經(jīng)過(guò)管線11進(jìn)入第二凝聚釜2的汽相在溫度 為102'C，壓力為O. OlMPa條件下繼續(xù)凝聚；加熱水蒸氣從管線12進(jìn)入第二凝聚釜2，被蒸 出的溶劑和水蒸氣從管線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 0.5% (干基)，經(jīng)過(guò)膠粒泵5和管線15去后處理。實(shí)施例3: —種聚合物溶液的汽提凝聚增效節(jié)能分離方法。將15%膠液濃度的稀土異戊橡膠膠液100立升/小時(shí)從管線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6進(jìn)入第一凝聚釜1，加熱水蒸氣從管線 8進(jìn)入第一凝聚釜1;第一凝聚釜的溫度為S5'C，壓力為0.02MP (G),被蒸出的溶劑和水蒸 氣從管線13去冷凝回收系統(tǒng)；從第一凝聚釜1出來(lái)的含聚合物2%的聚合物顆粒水從管線9 通過(guò)調(diào)節(jié)伐4進(jìn)入提濃分離器3，從提濃分離器3下部抽出250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4%)從提濃分離器3頂部經(jīng)過(guò)管線11進(jìn)入第二凝聚釜2的汽相在溫度為 102°C,壓力為O. OlMPa條件下繼續(xù)凝聚。加熱水蒸氣從管線12進(jìn)入第二凝聚釜，被蒸出的 溶劑和水蒸氣從管線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. 2% (干基)，經(jīng)過(guò)膠粒泵5和管線15去后處理。實(shí)施例4: 一種聚合物溶液的汽提凝聚增效節(jié)能方法。將15%膠液濃度的稀土異戊橡膠膠液100立升/小時(shí)從管線7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6進(jìn)入第一凝聚釜，加熱水蒸氣從管線8進(jìn)入第一凝聚釜l。第一凝聚釜的溫度為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9通過(guò) 調(diào)節(jié)伐4進(jìn)入提濃分離器3，從提濃分離器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%)從提濃分離器3頂部經(jīng)過(guò)管線11進(jìn)入第二凝聚釜2的汽相在溫度為102 °C，壓力為O. 01 MPa條件下繼續(xù)凝聚；加熱水蒸氣從管線12進(jìn)入第二凝聚釜，被蒸出的溶 劑和水蒸氣從管線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15去后處理。實(shí)施例5: —種聚合物溶液汽提凝聚節(jié)能分離方法及其裝置(附圖3所示)。 本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)包括第一凝聚釜1,第二凝聚釜2，直接混合換熱分離器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6,聚合物溶液管線7，加熱蒸汽管線8 和12，從第一凝聚釜出來(lái)的聚合物顆粒水管線9，從第二凝聚釜出來(lái)的聚合物顆粒水管線10, 從第一凝聚釜蒸出的汽體管線13，從第一凝聚釜蒸出汽體管線14，混合降溫的聚合物顆粒水 管線15,去后處理的聚合物顆粒水管線27,混合升溫后的循環(huán)熱水28，去第一凝聚釜的升溫 后的循環(huán)熱水管線31，熱水泵30，管線29和提濃分離器26或3。本實(shí)施例分離方法的實(shí)現(xiàn)如附圖3所示，將稀土異戊橡膠膠液50立方米/小時(shí)從管線7 進(jìn)入第一凝聚釜，從后處理來(lái)的含有分散劑的循環(huán)熱膠液水250立方米/小時(shí)從管線6進(jìn)入第 一凝聚釜，加熱水蒸氣從管線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13去冷凝回收系統(tǒng)。從第一凝聚釜1出來(lái)的膠粒水從管 線9通過(guò)調(diào)節(jié)伐4進(jìn)入第二凝聚釜2的汽相在溫度為102°C，壓力為0. 01 MPa條件下繼續(xù)凝 聚；加熱水蒸氣從管線12進(jìn)入第二凝聚釜2，被蒸出的溶劑和水蒸氣從管線14去冷凝回收； 從第二凝聚釜2出來(lái)的溫度為102'C膠粒水在進(jìn)入膠粒水泵5前管線10與來(lái)自后處理溫度為 80°C，流量為250立方米/時(shí)的循環(huán)熱水直接混合為9rC的膠粒水通過(guò)管線15進(jìn)入提濃分離 器26，混合降溫至9rC的膠粒水從提濃分離器26頂部經(jīng)過(guò)管線27去后處理系統(tǒng)；從提濃分 離器26底部經(jīng)過(guò)管線28混合升溫至9rC循環(huán)熱水通過(guò)熱水泵30，管線31進(jìn)入第一凝聚釜 1。如此，從高溫膠粒水多回收了 U.5MJ/h的熱量，并減少了4.2 MJ/h的熱量的損失。
權(quán)利要求
1.一種聚合物溶液汽提凝聚分離裝置，其特征在于聚合物溶液雙釜凝聚流程的第一與第二串聯(lián)的凝聚釜之間的聚合物顆粒水管路上設(shè)置一個(gè)聚合物顆粒水的提濃分離器，使聚合物顆粒水的聚合物濃度提高，在后凝聚釜的凝聚時(shí)間加長(zhǎng)；在提濃分離器中利用聚合物顆粒的比重或假比重與水的比重差使聚合物顆粒具有的自身懸浮能力和水的提升為主要分離手段進(jìn)行相分離；提濃分離器豎直安裝，限制聚合物顆粒隨從底部抽出的提濃水向下流動(dòng)，以及加大向上流動(dòng)水對(duì)聚合物顆粒的提升速度；提濃分離器由下部的圓筒形懸浮段，中間的錐體形過(guò)渡段和上部的圓筒形提升段連通對(duì)接組成，三段的直徑由聚合物顆粒水和提濃水的流量而定并由下向上遞減，各段的高度與直徑比≥0.5；提濃分離器的聚合物顆粒水的進(jìn)料口管線由下向上并與提濃分離器軸線的夾角為0～90度，切線方向安裝在懸浮段的上部，提濃分離器提升段聚合物顆粒水的出口管線位于用來(lái)平衡第一凝聚釜釜壓的提升段的頂部，從中溢流出來(lái)的被提濃的聚合物顆粒水直接加入到第二凝聚釜的汽相而不是液相；提濃分離器懸浮段底部提濃水出口管線外制有金屬絲網(wǎng)籠，防止非正常操作由提濃水帶出的聚合物顆粒流出；金屬絲網(wǎng)籠的網(wǎng)孔小于4×4mm，金屬絲網(wǎng)籠的下部裝有防止膠粒堵塞的反吹蒸汽或氮?dú)夤芫€；從提濃分離器底部抽出的提濃水的溫度為70～100℃，與從第二凝聚釜或最后一個(gè)凝聚釜出來(lái)的90～105℃高溫聚合物顆粒水混合降溫，以減少在振動(dòng)分離篩的熱量損失，或直接返回第一凝聚釜；提濃分離器的提升段下方設(shè)置蒸汽提升管，將原本通過(guò)加熱蒸汽管加熱第二凝聚釜的蒸汽的一部分通過(guò)蒸汽提升管直接加熱進(jìn)入第二凝聚釜的聚合物顆粒水，同時(shí)起到提升作用；提濃分離器用作直接混合換熱器，從第二凝聚釜或最后一個(gè)凝聚釜出來(lái)的90～105℃高溫聚合物顆粒水與從后處理來(lái)的80～98℃循環(huán)熱水在管線上直接混合降溫，減少在后處理閃蒸的熱量損失。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物溶液汽提凝聚分離裝置，其特征 在于提濃分離器在圓筒形懸浮段直徑相對(duì)較大以使向下流動(dòng)的提濃 水的速度小于聚合物顆粒自身的懸浮速度；提濃分離器的過(guò)渡段及提 升段的直徑減小，向上流動(dòng)的被提濃的聚合物顆粒水的速度加大，上 升的水對(duì)聚合物顆粒的提升速度加大后從提升段頂部流出；從第一凝 聚釜來(lái)的聚合物顆粒水是在懸浮段的上部由下向上切線方向進(jìn)料，依 靠慣性使聚合物顆粒直接進(jìn)入過(guò)渡段隨水一起呈螺線狀向上流動(dòng)；從 懸浮段底部抽出不帶有聚合物顆粒的提濃水，實(shí)現(xiàn)聚合物顆粒和水的 相分離，避免靠過(guò)濾分離聚合物顆粒和水的提濃分離器的堵塞。
3. —種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1000立升/小時(shí)從管線進(jìn)入第一凝 聚釜，加熱水蒸氣從管線進(jìn)入第一凝聚釜；第一凝聚釜的溫度為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通過(guò) 調(diào)節(jié)伐進(jìn)入提濃分離器，從提濃分離器下部抽出500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濃度提高到2%后從提濃分離器頂部 經(jīng)過(guò)管線進(jìn)入第二凝聚釜的汽相在溫度為102°C，壓力為0.01 MPa 條件下繼續(xù)凝聚；加熱水蒸氣從管線進(jìn)入第二凝聚釜，被蒸出的溶劑和水蒸氣從管線去冷凝回收系統(tǒng)；從第二凝聚釜出來(lái)的膠粒的溶劑含 量小于0. 5% (干基)，經(jīng)過(guò)膠粒泵和管線去后處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚合物溶液汽提凝聚分離方法，其特征 在于從第一凝聚釜來(lái)的聚合物顆粒水經(jīng)過(guò)提濃分離器抽出一定量的 提濃水后，聚合物顆粒濃度提高，使在第二凝聚釜的停留時(shí)間加長(zhǎng)， 使聚合物顆粒凝聚完全，使聚合物顆粒的溶劑含量降低到0. 1%。
全文摘要
本發(fā)明屬于聚合物生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種經(jīng)過(guò)改進(jìn)了的具有增效和節(jié)能功效的合成橡膠、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，在聚合物溶液雙釜凝聚流程的第一與第二串聯(lián)的凝聚釜之間的聚合物顆粒水管路上設(shè)置一個(gè)聚合物顆粒水的提濃分離器，使聚合物顆粒水的聚合物濃度提高，在提濃分離器中進(jìn)行相分離；提濃分離器豎直安裝，由下部的圓筒形懸浮段，中間的錐體形過(guò)渡段和上部的圓筒形提升段連通對(duì)接組成；懸浮段底部提濃水出口管線外制有金屬絲網(wǎng)籠，提升段下方設(shè)置蒸汽提升管；可以提高凝聚效果，使聚合物顆粒的殘存溶劑含量明顯降低，經(jīng)濟(jì)效益明顯，減少溶劑對(duì)環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)B01D3/38GK101314086SQ200810138199
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