专利名称：三相分离工艺及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及三相分离工艺及其设备，特别适用于聚氯乙烯等塑料原料的工业生产，它属于从聚合物溶液中除去挥发性物质例如单体类。
目前通行的，以氯乙烯为原料生产聚氯乙烯的工艺流程及设备有如附
图1所示，在聚合釜(1)中生成的料浆，由输送源(2)自上方泵入料浆排放槽(3)，料浆排放槽(3)内的气体(富含未反应的氯乙烯)夹带着大量的泡沫(即液、固相)经排气管排往泡沫捕集器(4)，经捕集其中的液、固相后的气体(富含未反应的氯乙烯)再送往后续工序进行回收处理。
这种工艺流程及所用设备存在下述缺陷1、由于料浆排放槽(3)须兼做分离设备，故其容积应为聚合釜(1)容积的两倍，否则会因为缓冲空间小，排出的气体将夹带大量物料进入泡沫捕集器(4);2、为控制从料浆排放槽(3)排出的气体，在其排气口要加装性能良好的排气压力自动调节阀(8)，否则也将大大增加排出气体的物料夹带量;3、泡沫捕集器(4)其内部结构为多层丝绸加填料，不仅体积大，而且负荷量有限，当来自料浆排放槽(3)的气体夹带大量物料(这是时有发生的)时，不仅会造成捕集器内各填料层积料，还可能使料液循环管及输出管堵塞，从而丧失其泡沫捕集功能，并因此危及全套设备，造成重大损失，即使不至如此，也会使操作者的劳动强度增大、工作环境变劣。
本发明的目的是要通过对有关设备的改造，从而提供一种投资省、占地面积小、三相分离效率高的、特别适用于聚氯乙烯等塑料工业生产的三相分离工艺，该工艺应能明显减轻操作者的劳动强度，且能改善工作环境。
本发明工艺流程的技术特征如下在聚合釜(1)中产生的料浆，由料浆泵(2)泵至设于料浆排放槽(3)上端的喷射器(7)，经增压、扩散后再进入料浆排放槽(3);料浆排放槽(3)中的气相(在生产聚氯乙烯时，它富含氯乙烯)夹带泡沫(其中富含液、固相)自料浆排放槽(3)上端进入三相分离器(6)，分离后的气相从三相分离器(6)上端的排气管(64)排往气柜再行回收处理，而液、固相则经分离器(6)下端的液、固相排出管(65)和喷射器(7)上部的抽吸管(72)进入喷射器(7)内与来自聚合釜(1)的物料混合注入排放料浆槽(3)，如此循环进行，直到聚合釜(1)的出料过程完成。
本发明三相分离工艺所用的设备具有下述特征在料浆排放槽(3)的上端新设有喷射器(7)，所述喷射器(7)由壳体(71)、附设于壳体(71)上侧的抽吸管(72)及与壳体同轴且上下两头开口的内管(73)组成，而内管(73)由收敛管(74)与扩散管(75)相互留有环隙地套叠而成。在料浆排放槽(3)的上端与上述喷射器(7)错开一定位置还新设有三相分离器(6)，所述三相分离器(6)由壳体(61)、与壳体(61)同轴装配的分离筒(62)和水膜成型组件(63)组成，上述壳体(61)上端有排气管(64)，下部近分离筒(62)安装处还分别设有液、固相排出管(65)(该管与上述喷射器(7)上侧的抽吸管(72)相互连通)和下部进水管(66)(用于对分离器(6)进行定期清洗)，在排气管(64)壁上的适宜部位还安装有可通过Г形管道向上述水膜成型组件(63)供应压力水(0.6～1.5MPa)的上部进水管(67);上述分离筒(62)为下端开口(通向料浆排放槽(3)、上端以锥形顶封闭的圆筒，在筒壁上的适宜部位设有若干组(例如3组)偶数个切向分离口(68)(每组至少两个，且方向相反，互相对称)，相邻两组分离口间相互错开一个角度;上述水膜成型组件(63)含有管接头(69)，内锥件(70)及外锥件701，内锥件(70)上端中心部设圆柱形凸台，凸台外周有螺纹与管接头(69)下部的螺纹螺合，凸台中央设孔用以栓接外锥件701，(通过栓接螺母704)，凸台上环绕中央孔设多个压力水通道702，在内锥件(70)与外锥件701之间形成伞形空间703，所述管接头(69)由两段直筒夹一段锥筒构成，其上端与所述Г形管道相连。
以下将结合附图对本发明作进一步说明。
附图1是现有聚氯乙烯工业生产工艺流程及设备示意图。
附图2是本发明工艺流程及设备示意图。
附图3是本发明三相分离器(6)的结构示意图。
附图4是本发明喷射器(7)的结构示意图。
附图5是本发明三相分离器(6)中的水膜成型组件(63)的结构示意图。
图中，1-聚合釜，2-料浆泵，3-料浆排放槽，4-泡沫捕集器，5-循环泵，6-三相分离器，61-壳体，62-分离筒，63-水膜成型组件，64-排气管，65-液、固相排出管，66-下部进水管，67-上部进水管，68-切向分离口，69-管接头，70-内锥件，701-外锥件，702-压力水通道，703-伞形空间，704-栓接螺母，7-喷射器，71-壳体，72-抽吸管，73-内管，74-收敛管，8-排气压力自动调节阀。
由图可知，本发明区别于现有技术的关键，是对原有设备中的料浆排放槽进行了重要改造，即原有排放槽上的排气管上串接有三相分离器(6)，而原有排放槽上的进料管用喷射器(7)替代。这样的变化又必然引出下述结果1、省去了排气压力自动调节阀(8)，且因为此种阀尚未国产化，同时也容易损坏，故其意义是明显的;2、一般还可省去泡沫分离器(4)和循环泵(5)，这就可以减少设备的占地面积，同时也节省了相应的投资;3、被分离出的液、固相能自动返回料浆排放槽(3)而不至于影响产品质量;4、由于三相分离效果好，还能减少料浆排放槽(3)的容积，使料浆排放槽(3)与聚合釜(1)的容积比可由2∶1降至1.15∶1，甚至更低。
当聚合釜(1)出料时，物料(含气、液、固三相的料浆)通过料浆泵(2)的泵送入喷射器(7)的内管(73)，先在收敛管(74)内增压，随即在扩散管(75)内扩散形成主物料流并注入料浆排放槽(3);而由于主物料流的出现又会在喷射器(7)上侧的抽吸管(72)内形成负压，因为喷射器(7)的抽吸管(72)与三相分离器下部的液、固相排出管(65)相通，这一负压又引起对三相分离器(6)下部液、固相的抽吸作用，并使它们通过喷射器收敛管(74)与扩散管(75)之间的环隙进入扩散管(75)而与主物料流混合，一起进入料浆排放槽(3)。
三相分离器(6)集分离及水浴除沫功能于一体，所以制造中应注意使壳体(61)内壁与分离筒(62)之间有一个适宜的距离，以保证进入的三相物料从分离筒(62)的切向分离口(68)甩出后有最佳分离效果。另外，对位于分离筒(62)上方的水膜成型组件(63)，则除了注意组件的安装位置外，还必须仔细调整内锥件(70)与外锥件(701)之间的伞状空间(703)，使从其末端呈伞状喷出的压力水(0.6～1.5MPa)能形成完好的水膜，从而强化从上升的气体中捕集夹带的液、固相的效果。而要调整这一间隙，只稍旋动栓接螺母(704)即可。用以形成水膜的压力水系来自一自动控制阀(图中未示出)且与聚合釜(1)的出料程序同步进行的。
实践表明，对于年产2.5万吨聚氯乙烯的成套设备，采用原有技术时，每釜次的物料夹带量为3～5立方米，而采用本发明技术后，每釜次的物料夹带量则微乎其微，仅以PPM计。开始为了对比，在采用本发明技术时仍保留泡沫捕集器(4)(测物料夹带量取样都在其中进行)，直到实践证明没有必要才予以取消的。既然采用本发明技术后解决了从三相物料中分离出气相而基本不夹带液、固相的问题，所以也就较好地解决了设备操作维护上的原有问题，减轻了操作者的劳动强度，改善了工作环境。
本发明应用范围广、适应性强，其流程和相应设备可根据实际需要系列化，能广泛运用于石油、化工生产领域，特别是要求实现部分物料自动循环，而气相能连续排走的场合。
权利要求
1.一种三相分离工艺流程，特别适用于聚氯乙烯等塑料原料的工业生产，其特征是，聚合釜(1)中生成的料浆，由料浆泵(2)泵至设于料浆排放槽(3)上端的喷射器(7)，经增压、扩散后再进入料浆排放槽(3)；料浆排放槽(3)中的气相(在生产聚氯乙烯时，它富含氯乙烯)夹带泡沫(其中富含液、固相)自料浆排放槽(3)上端进入三相分离器(6)，分离后的气相从三相分离器(6)上端的排气管(64)排往气柜再行回收处理，而液、固相排出管(65)和喷射器(7)上部的抽吸管(72)进入喷射器(7)内与来自聚合釜(1)的物料混合注入料浆排放槽(3)，如此循环进行，直到聚合釜(1)的出料过程完成。
2.一种适用于权利要求1所述三相分离工艺流程的设备，由聚合釜(1)、料浆泵(2)、料浆排放槽(3)等组成，其特征是(1)在所述料浆排放槽(3)上端新设有喷射器(7)，该喷射器(7)由壳体(71)、附设于壳体(71)上侧的抽吸管(72)及与壳体同轴且上、下两头开口的内管(73)组成，内管(73)由收敛管(74)与扩散管(75)，相互留有环隙地套叠而成;(2)在所述料浆排放槽(3)上端与上述喷射器(7)错开一定位置还设有三相分离器(6)，所述三相分离器(6)由壳体(61)、与之同轴的分离筒(62)和水膜成型组件(63)组成;上述壳体(61)上端设排气管(64)，下部近分离筒(62)安装处还分别设有液、固相排出管(65)(该管与上述喷射器(7)的抽吸管(72)相互连通)和下部进水管(66);在排气管(64)壁上的适宜部位安装了通过Г形管管道向上述水膜成型组件(63)供应压力水(0.6～1.5MPa)的上部进水管(67)，上述分离筒(62)为下端开口(通向料浆排放槽(3))，上端以锥形顶封闭的圆筒，在筒壁上的适宜位置设有若干组(例如3组)偶数个切向分离口(68)(每组至少两个，且方向相反，互相对称)，相邻两组分离口间相互错开一个角度;所述水膜成型组件(63)含有管接头(69)、内锥件(70)和外锥件(701)，内锥件(70)上端中心部设圆柱形凸台，凸台外周有螺纹与管接头(69)下部的螺纹螺合，凸台中央设孔用以栓接外锥件(701)(通过栓接螺母(704))，凸台上环绕中央孔设多个压力水通道(702)，在内锥件(70)与外锥件(701)之间形成伞状空间(703)，所述管接头(69)由两段直筒夹一段锥筒构成，其上端与所述Г形管道相连。
全文摘要
三相分离工艺及设备特别适于聚氯乙烯等塑料工业，是在现有料浆排放槽上端新设三相分离器和喷射器，使原有工艺流程及设备简化并获得良好的效果，聚合釜出料时，料浆通过料浆泵经喷射器增压，扩散后注入料浆排放槽，槽内上升气体夹带液固相在三相分离器中经机械、水浴双重作用较彻底地分离，部分液固相还经喷射器的抽吸管重入排放槽循环进行至出料完成。还可广泛用于石、化领域，特别是要求部分物料自动循环，气相连续排走场合。
文档编号B01J19/00GK1063421SQ91106859
公开日1992年8月12日 申请日期1991年11月29日 优先权日1991年11月29日
发明者邓家胜, 黄红名, 周石俫, 佘运祥, 郭江, 彭召春, 顾梅珍 申请人:湖南省株洲化学工业集团公司