专利名称：一种平衡管式聚合物溶液汽提凝聚分离方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明属于聚合物生产技术领域，涉及一种合成橡胶、合成树脂和塑料等聚合物 溶液汽提凝聚分离方法及其装置。
背景技术：
溶液聚合法得到的聚合物溶液目前普遍采用在热水中汽提凝聚法将聚合物和溶剂 分离.目前广泛采用多釜凝聚技术(两个或两个以上搅拌釜串联)在凝聚效果和能耗上 优于早期的单釜凝聚和塔式凝聚技术(虞乐舜,合成橡胶工业,1978, 1(5)，1;北京燕山石 化公司胜利化工厂，合成橡胶工业，1978， 1 (4)，1 ;赵多山，合成橡胶工业,1986， 9 (5),318 ; 徐世艾等，合成橡胶工业，1997， 20 (6)， 369 ).虞乐舜,合成橡胶工业，1980, 3 (3), 145。现有 的在生产上使用的双釜凝聚流程中两釜之间的聚合物颗粒水是采用联通管形式连接 的，即第一凝聚釜的液相与第二凝聚釜的液相相连形成联通管连接形式。由于两釜的 压力不等导致液位不等，也就是两釜的压差是靠两釜的液位来平衡的。由于在实际操作中，釜压易受多种因素影响而波动，特别是第一凝聚釜。这样直接导致两个釜的液 位也随之波动，对稳定操作影响很大，甚至在第一凝聚釜的压力突然减小时会发生第 二凝聚釜的物料通过联通管返回到第一凝聚釜的现象。为了克服上述现象，许多生产 装置在原联通管上加了一个颗粒水泵和调节伐，可使凝聚釜的液位控制稳定。但是还 没有摆脱联通管的连接形式，而且颗粒水泵还易出现堵塞现象。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，寻求设计一种新型的聚合物溶液汽 提凝聚分离的方法及其装置，是对现有方法及其装置的改进。为了实现上述目的，本发明将传统双釜凝聚流程中的从第一凝聚釜液相流出的聚合 物颗粒水进入第二凝聚釜液相连接管线由原来的联通管的连接形式改为平衡管连接形 式，使第一凝聚釜的液相与第二凝聚釜的汽相相连，即从第一凝聚釜的液相流出的聚 合物颗粒水直接进入第二凝聚釜的上部汽相，使两个凝聚釜的液位独立而互不干扰， 可以进行稳定操作。在工艺条件稳定的生产操作中，两釜之间的平衡管高出第一凝聚 釜液位的高度等于或小于两釜的压差；第一凝聚釜釜压在正常范围的波动是由平衡管中的物流高度来平衡的，不影响两釜的液位；为了适应第一凝聚釜釜压增加的需要(如 提高操作压力)，可在平衡管不同高度处设置若干出口且每个出口分别制有截止伐，在 保持第一凝聚釜液位不变前提下根据其釜压选择不同高度的出口；在从第一凝聚釜出 来的聚合物颗粒水管线上安装一个调节伐以随时控制第一凝聚釜的压力和液位的变 化，依靠两个釜的压差输送聚合物颗粒水而节省颗粒水泵。.本发明在第一凝聚釜回收大约95%以上的溶剂，为了减少水蒸气消耗量，第一凝 聚釜在较高的操作压力下操作一般为0.02~0.08 MPa (表压)；在第二凝聚釜为了便于 在聚合物颗粒内部的溶剂向外扩散并蒸出，都在较低的操作压力下操作， 一般为 0.001~0.04MPa (表压)。因此，两个凝聚釜的压差在0.01-0.06 MPa,借助此压差完全可 以无需外加动力将聚合物颗粒水从第一凝聚釜输送到第二凝聚釜，特别适合溶液法合 成橡胶和塑料及树脂的汽提凝聚过程。本发明根据凝聚过程机理，在双釜凝聚过程两个凝聚釜的操作压力是不等的，而 且第一凝聚釜的操作压力Pl大于第二凝聚釜的操作压力P2，由于传统的联通管连接 使第一凝聚釜的液位H1小于第二凝聚釜的液位H2，根据联通管原理PI +H1 = P2 +H2 或 PI—P2 = H2 —HI也就是说两釜的压差是用两釜的液位差来平衡的，或者说两釜的压力变化直接导致 两釜的液位变化，使操作难以稳定。如果在联通管上安装一个调节伐，通过调节伐的阻力AP来平衡两釜的压力变化PI +H1 = P2 +H2 +AP 或P1_P2= H2 —H1 + AP如果将联通管改为平衡管，两个釜的液位就都稳定了， H3为平衡管出口高度与第 一凝聚釜液位H1之差，并存在如下平衡关系PI +H1 = P2 +H1+H3 与H2无关！ 从上式等号两边消去HhPI = P2 +H3 与H1无关！或 P1—P2 =H3也就是说两釜的压差是用平衡管在物流的液位高度来平衡的，与两釜的液位无关；因 此，将联通管改为平衡管后两釜的压力变化不会影响两釜液位，两釜液位是稳定的。本发明与现有技术相比，具有结构简单新颖，操作使用方便，工作稳定等特点， 而且可以有效提高汽提效率，节省能量。
图1为本发明涉及的技术中三种不同连接结构的聚合物溶液汽提凝聚装置及流程 结构原理示意图；其中图la为联通管形式，图lb为直接进入形式，图lc为安装有平 衡管形式。图2为本发明的装置及其流程结构原理示意图。
具体实施例方式下面结合附图并通过实施例进一步说明。实施例1: 一种安装有平衡管的聚合物溶液汽提凝聚分离装置及流程，如图lc所示。本实施例包括第一凝聚釜l，第二凝聚釜2，平衡管9; Pl为第一凝聚釜压力，P2 为第二凝聚釜压力，Hl为第一凝聚釜液位，H2为第二凝聚釜液位，H3为平衡管出口 高度与H1之差。本实施例实施时，第一凝聚釜l中的温度为95'C，第一凝聚釜压力Pl为0.03MPa (表压)，第二凝聚釜温度为10(TC第二凝聚釜压力P2为0.01MPa (表压)，第一凝聚 釜液位Hl为4米，第二凝聚釜液位H2为5米，平衡管内物流高出第一凝聚釜液位 H1的高度H3为2米，在通常工序下实施，效果理想。实施例2: —种安装有平衡管的聚合物溶液汽提凝聚分离装置，如附图lc所示。 本实施例的第一凝聚釜温度为98°C，第一凝聚釜压力Pl为0.05MPa (表压)，第二 凝聚釜温度为102'C第二凝聚釜压力P2为O.OlMPa (表压)，第一凝聚釜液位Hl为4 米，第二凝聚釜液位H2为5米，平衡管内物流高出第一凝聚釜液位Hl的高度H3为 4米，在通常工序下实施，效果理想。实施例3.—种安装有平衡管和提浓器的聚合物溶液汽提凝聚分离装置，如附图2 所示。本实施例包括第一凝聚釜l,第二凝聚釜2,提浓器3,聚合物颗粒水调节伐4，聚合物 颗粒水泵5，从后处理来的循环热水管线6，聚合物溶液管线7加热蒸汽管线8和12,从第 一凝聚釜出来的聚合物颗粒水管线9，提浓水管线IO,被提浓的聚合物颗粒水的平衡管 ll，从第一凝聚釜蒸出的汽体管线13,从第一凝聚釜蒸出汽体管线14，去后处理的聚合物颗粒水管线15，提浓水流量调节伐16和提浓水流量计17。本实施例包括带有双层搅拌器的第一凝聚釜1和第二凝聚釜2，安装在平衡管上的 提浓器3,安装在第一凝聚釜1的聚合物溶液管线7和从后处理来的循环热水管线
6、 连接第一凝聚釜1上升汽体管线13、加热蒸汽管线8和聚合物颗粒水管线9;安装在 聚合物颗粒水管线9上的调节伐4;与提浓器3下部连接的提浓水管线10和流量调节 伐16以及流量计17。与提浓器3上部和第二凝聚釜2上部的被提浓的聚合物颗粒水的 平衡管线11;与第二凝聚釜2上部连接的蒸出的汽体管线14，下部加热蒸汽管线12 和去后处理的聚合物颗粒水管线15以及聚合物颗粒水泵5。本实施例将15%胶液浓度的稀土异戊橡胶胶液1Q0立升/小时从管线7进入第一凝 聚釜1，从后处理来的含有分散剂的循环热水500立升/小时从管线6进入第一凝聚釜 l，加热水蒸气从管线8进入第一凝聚釜l;第一凝聚釜1的温度为85'C，压力为0. 02MP (G)，被蒸出的溶剂和水蒸气从管线13去冷凝回收系统；从第一凝聚釜1出来的含聚 合物1%的聚合物颗粒水从管线9通过调节伐4进入提浓器3，从提浓器3下部抽出330 立升/小时经过调节伐16和流量计17与从第二凝聚釜2出来的聚合物颗粒水混合后进 入胶粒水泵5;被提浓的聚合物颗粒水(浓度提高到6%)从提浓器3顶部经过管线11 进入第二凝聚釜2的汽相在温度为102°C，压力为0. 01 MPa (表压)条件下继续凝聚； 两个凝聚釜的液位都在1.2米稳定操作；加热水蒸气从管线12进入第二凝聚釜，被蒸 出的溶剂和水蒸气从管线14去冷凝回收系统；从第二凝聚釜2出来的胶粒的溶剂含量 小于0. 1% (干基)，经过胶粒泵5和管线15去后处理；两个凝聚釜的液位都在1. 2米稳 定操作。
权利要求
1.一种平衡管式聚合物溶液汽提凝聚分离装置，其特征在于将传统双釜凝聚流程中的从第一凝聚釜液相流出的聚合物颗粒水进入第二凝聚釜液相连接管线由原来的联通管的连接形式改为平衡管连接形式，使第一凝聚釜的液相与第二凝聚釜的汽相相连，即从第一凝聚釜的液相流出的聚合物颗粒水直接进入第二凝聚釜的上部汽相，使两个凝聚釜的液位独立而互不干扰，两釜之间的平衡管高出第一凝聚釜液位的高度等于或小于两釜的压差；第一凝聚釜釜压波动是由平衡管中的物流高度平衡，不影响两釜的液位；在平衡管不同高度处设置出口且每个出口分别制有截止伐，在保持第一凝聚釜液位不变前提下根据其釜压选择不同高度的出口；在从第一凝聚釜出来的聚合物颗粒水管线上安装一个调节伐以控制第一凝聚釜的压力和液位的变化，依靠两个釜的压差输送聚合物颗粒水。
2. 根据权利要求1所述的平衡管式聚合物溶液汽提凝聚分离装 置，其特征在于第一凝聚釜和第二凝聚釜带有双层搅拌器，平衡管上 安装有提浓器，聚合物溶液管线和从后处理来的循环热水管线安装在 第一凝聚釜上，调节伐安装在聚合物颗粒水管线上；提浓水管线和流 量调节伐以及流量计与提浓器3下部连接；蒸出的汽体管线与第二凝 聚釜上部连接，第二凝聚釜下部接有加热蒸汽管线和去后处理的聚合 物颗粒水管线以及聚合物颗粒水泵。
3. —种平衡管式聚合物溶液汽提凝聚分离方法，其特征在于将15%胶液浓度的稀土异戊橡胶胶液100立升/小时从管线进入第一凝 聚釜，从后处理来的含有分散剂的循环热水500立升/小时从管线进 入第一凝聚釜，加热水蒸气从管线进入第一凝聚釜；第一凝聚釜的温 度为85t:，压力为0.02MP (G)，被蒸出的溶剂和水蒸气从管线去冷 凝回收系统；从第一凝聚釜出来的含聚合物1%的聚合物颗粒水从管 线通过调节伐进入提浓器，从提浓器下部抽出330立升/小时经过调 节伐和流量计与从第二凝聚釜出来的聚合物颗粒水混合后进入胶粒 水泵；被提浓的聚合物颗粒水从提浓器顶部经过管线进入第二凝聚釜 的汽相在温度为102°C，压力为0.01 MPa (表压)条件下继续凝聚； 两个凝聚釜的液位都在1. 2米稳定操作；加热水蒸气从管线进入第二 凝聚釜，被蒸出的溶剂和水蒸气从管线去冷凝回收系统；从第二凝聚 釜出来的胶粒的溶剂含量小于0.1% (干基)，经过胶粒泵和管线去后 处理；两个凝聚釜的液位都在1. 2米稳定操作。
全文摘要
本发明属于聚合物生产技术领域，涉及一种合成橡胶、合成树脂和塑料等聚合物溶液汽提凝聚分离方法及其装置，将传统双釜凝聚流程中的从第一凝聚釜液相流出的聚合物颗粒水进入第二凝聚釜液相连接管线由原来的联通管的连接形式改为平衡管连接形式，使第一凝聚釜的液相与第二凝聚釜的汽相相连，即从第一凝聚釜的液相流出的聚合物颗粒水直接进入第二凝聚釜的上部汽相，使两个凝聚釜的液位独立而互不干扰，可以进行稳定操作，与现有技术相比，具有结构简单新颖，操作使用方便，工作稳定等特点，而且可以有效提高汽提效率，节省能量。
文档编号B01D3/34GK101314085SQ200810138198
公开日2008年12月3日 申请日期2008年7月12日 优先权日2008年7月12日
发明者虞乐舜, 韩方煜 申请人:青岛伊科思新材料股份有限公司