一种异丁烯基聚合物脱挥方法及系统与流程

本发明涉及聚烯烃脱挥，特别涉及一种异丁烯基聚合物脱挥方法及系统，属于聚异丁烯、液体丁基聚合物脱除挥发组分的工艺技术。

背景技术：

1、在溶液法聚合物的生产过程中，为脱除聚合反应后的溶液中的溶剂、未反应单体、低聚物等挥发物质，现有的脱挥工艺采用升膜脱挥、降膜脱挥、薄膜脱挥或其他表面更新设备等技术或其组合工艺。升膜、降膜的实际操作中,通常需要对液体进行预处理。例如,通过调节溶质的浓度、温度和ph值等来改变液体的性质,从而提高分离效果，工艺复杂度高。并且这些工艺均是在较高浓度溶剂含量的情况下，聚合反应后的溶液直接进入薄膜蒸发器或表面更新设备，从而造成如下问题：

2、（1）升膜、降膜适用于较低粘度的聚合物溶液处理，适用范围较窄；

3、（2）产品中挥发分残留高，从而影响密封胶、食品、医药等下游应用；

4、（3）采用液体真空泵（湿式真空泵）会产生额外的废水或废液，不属于节能环保的处理工艺，不符合目前的处理工艺要求。

5、因此，现有技术存在改进聚烯烃后处理脱挥工艺的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种异丁烯基聚合物脱挥方法及系统，采用分级脱挥工艺，将初级闪蒸、落条脱挥设备与表面更新型脱挥设备（如双螺杆等）进行耦合串联，实现高效脱挥，相较于传统的升膜脱挥、降膜脱挥、薄膜脱挥或其他表面更新设备等技术或其组合工艺，这种工艺处理能力高、节能环保、聚合物产品中的挥发分残留低。

2、本发明的第一方面在于提供一种异丁烯基聚合物脱挥方法，所述异丁烯基聚合物包括聚异丁烯、液体丁基、异丁烯与其他烯烃共聚产品及化学改性产品；所述脱挥方法用于脱除异丁烯基聚合物溶液中的挥发分，所述挥发分为低沸点物质，所述低沸点物质包括未反应单体、微量水分、溶剂和低聚物中的一种或多种，所述溶剂包括c1-c20的烷烃、c2-c20的烯烃、c3-c20的环烷烃和c1~c20的卤代烃中的一种或多种；

3、所述异丁烯基聚合物脱挥方法包括：

4、s1，初级闪蒸设备提浓，包括：将待处理反应溶液送入初级闪蒸设备以脱除所述未反应单体和少量的所述溶剂，脱除后所述待处理反应溶液内的聚合物溶液浓度提升至第一浓度；

5、s2，一级落条脱挥设备提浓，包括：经过所述初级闪蒸设备提浓后的聚合物溶液经过第一处理后进入一级落条脱挥设备进行所述一级落条脱挥设备提浓，从而将所述待处理反应溶液内的聚合物溶液浓度提升至第二浓度并获得闪蒸气相，所述闪蒸气相经过耦合换热器冷却后再进行冷凝获得回收凝液，所述回收凝液返回至回收系统进行回收；

6、s3，二级落条脱挥设备提浓，包括：经过所述一级落条脱挥设备提浓后的聚合物溶液经过第二处理后进入二级落条脱挥设备将聚合物溶液浓度提升至第三浓度；

7、s4，双螺杆脱挥机组提浓，包括：经过所述二级落条脱挥设备提浓后的聚合物溶液经过第三增压泵的增压后，进入双螺杆脱挥机组提浓至第四浓度和气提；所述双螺杆脱挥机组分为双螺杆一段和双螺杆二段两段，所述双螺杆一段为高真空回收段，经过所述二级落条脱挥设备提浓后的聚合物溶液经过高真空回收段形成双螺杆一段聚合物熔体，所述双螺杆一段聚合物熔体中含微量溶剂、单体和低沸点物质，将所述双螺杆一段聚合物熔体送入双螺杆二段后形成气提后的聚合物产品作为最终产品，所述双螺杆二段采用气提工艺，气提介质包括氮气、水、co2和空气；将所述气提后的聚合物产品经过干式真空设备机组iii后抽至尾气处理单元进行处理。

8、优选的，所述待处理反应溶液为经过溶液聚合反应的反应溶液或经过催化剂灭活和水洗后的聚合物溶液；其中溶剂含量为60%~90%，并且单体含量为1%~10%。

9、优选的，所述待处理反应溶液经过耦合换热器加热至40~90℃后送入初级闪蒸设备；进入所述初级闪蒸设备后，所述初级闪蒸设备内的操作压力为10-100kpag，并且所述初级闪蒸设备外部设置常规夹套、盘管伴热或外循环加热器加热；所述第一浓度为20%~40%。

10、优选的，所述第一处理包括：经过所述初级闪蒸设备提浓后的聚合物溶液经过第一增压泵增压获得第一增压聚合物溶液；将第一增压聚合物溶液送入预热器换热至100~200℃后形成第一增压预热溶液；将第一增压预热溶液进行减压操作形成第一增压预热减压溶液；将所述第一增压预热减压溶液送入一级落条脱挥设备进行所述一级落条脱挥设备提浓；所述一级落条脱挥设备的操作压力为10~100kpag，一级落条脱挥设备外部设置常规夹套或盘管伴热，通过第一热媒进行换热；所述第二浓度为70%~90%。

11、优选的，所述第二处理包括：所述经过所述一级落条脱挥设备提浓后的聚合物溶液经过第二增压泵的增压后，进入二级落条脱挥设备，所述二级落条脱挥设备的操作压力为-90~-40kpag，所述一级落条脱挥设备外部设置常规夹套或盘管伴热，通过第二热媒进行换热；所述第三浓度为95%~99.9%。

12、优选的，所述二级落条脱挥设备连接干式真空设备机组i实现真空，由螺杆、罗茨和旋片式真空设备组合，同时内部设置相应的冷却、冷凝设备，抽取的溶剂及低沸点物质经冷凝后，送至溶剂回收系统进行回收；所述双螺杆脱挥机组连接干式真空设备机组ii实现真空，所述干式真空设备机组i和所述干式真空设备机组ii均由螺杆、罗茨和旋片式真空设备组合，同时设备内含相应的冷却、冷凝设备，抽取的溶剂及低沸点物质经冷凝后，送至溶剂回收系统进行回收，所述冷凝设备包括三个冷凝器，其中第一冷凝器连接在初级闪蒸设备和溶剂凝液罐之间，第二冷凝器连接在耦合换热器和溶剂凝液罐之间，第三冷凝器连接在干式真空机组i、干式真空机组ii和溶剂凝液罐之间。

13、优选的，所述高真空回收段的操作压力为-100~-95kpag，双螺杆一段的外部设置常规夹套或盘管或电伴热；所述第四浓度为99.98%以上。

14、优选的，所述气提后的聚合物产品部分被送至成品储存/包装单元。

15、本发明的第二方面在于提供一种异丁烯基聚合物脱挥系统，包括：初级闪蒸设备，一级落条脱挥设备，二级落条脱挥设备，双螺杆脱挥机组以及辅助设备；所述辅助设备包括耦合换热器、预热器以及多个增压泵，其中：

16、将待处理反应溶液送入初级闪蒸设备以脱除未反应单体和少量溶剂，脱除后所述待处理反应溶液内的聚合物溶液浓度提升至第一浓度；

17、经过所述初级闪蒸设备提浓后的聚合物溶液经过第一处理后进入一级落条脱挥设备进行所述一级落条脱挥设备提浓，从而将所述待处理反应溶液内的聚合物溶液浓度提升至第二浓度并获得闪蒸气相，所述闪蒸气相经过耦合换热器冷却后再进行冷凝获得回收凝液，所述回收凝液返回至回收系统进行回收；所述第一处理包括：经过所述初级闪蒸设备提浓后的聚合物溶液经过第一增压泵增压获得第一增压聚合物溶液；将第一增压聚合物溶液送入预热器换热后形成第一增压预热溶液；将第一增压预热溶液进行减压操作形成第一增压预热减压溶液；将所述第一增压预热减压溶液送入一级落条脱挥设备进行所述一级落条脱挥设备提浓；

18、经过所述一级落条脱挥设备提浓后的聚合物溶液经过第二处理后进入二级落条脱挥设备将聚合物溶液浓度提升至第三浓度；所述第二处理包括：所述经过所述一级落条脱挥设备提浓后的聚合物溶液经过第二增压泵的增压后，进入二级落条脱挥设备；

19、经过所述二级落条脱挥设备提浓后的聚合物溶液经过第三增压泵的增压后，进入双螺杆脱挥机组提浓至第四浓度和气提。

20、优选的，还包括多个干式真空设备机组，以分别连接所述二级落条脱挥设备、二级落条脱挥设备和螺杆脱挥机组实现真空。

21、本发明的方法和系统的有益效果：

22、（1）最终形成的为低溶剂、单体和低聚物残留的高品质聚合物；

23、（2）脱挥工艺是逐级、高效、可靠、长周期运行的脱挥体系，分级脱挥，脱挥效率高，产出的产品品质高；

24、（3）方法属于低碳节能处理工艺；低碳、节能、处理能力高，设备稳定性高，绿色环保，不产生额外的废水、溶剂回收效率高。