CN102140183B - 连续化废旧有机玻璃裂解回收工艺及其工艺设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于新型废旧有机玻璃裂解回收处理技术领域，特别是涉及一种连续化废旧有机玻璃裂解回收工艺及其工艺设备；其特征是该生产工艺包括废旧有机玻璃处理、气体置换、加热传热介质和热裂解处理工艺步骤，由于本发明选用熔盐作为传热介质来改变有机玻璃受热方式加热裂解有机玻璃，它与有机玻璃料粒不发生化学反应，液态熔盐与固体有机玻璃接触形成“液包固”，接触面增大，有利于有机玻璃接触受热均匀，迅速气化；并采用在热裂解过程中连续加料、热裂解的工艺方法，有效提高了生产效率。

Description

连续化废旧有机玻璃裂解回收工艺及其工艺设备
技术领域
本发明属于新型废旧有机玻璃裂解回收处理技术领域，特别是涉及一种连续化废旧有机玻璃裂解回收工艺及其工艺设备。
技术背景
组成为聚甲基丙烯酸甲酯的有机玻璃，在各行业中有着广泛应用。而利用废旧有机玻璃裂解再生获得甲基丙烯酸甲酯单体，实现有机玻璃的循环利用，符合循环经济的政策，具有较好的环境经济和社会效益，因而在我国有了较快的发展。在现有裂解回收技术中，常用的废旧有机玻璃裂解反应工艺为间歇式反应，废旧有机玻璃由人工直接投入用明火加热的裂解釜裂解，物料堆积釜内，与裂解釜壁接触，由于受热不均匀，裂解釜易结垢、结焦，清理时需打开裂解釜盖，人工铲焦，清理困难，劳动强度大，且人工清焦易损坏裂解釜，清焦时残留在釜中的尾气散发易造成环境污染。另由于间歇生产，劳动效率低下，裂解一定量的废旧有机玻璃，往往需要很多裂解釜，占地大。
发明内容
本发明目的在于提供一种具有结构简单，使用安全、操作方便、运行稳定，能有效地裂解回收废旧有机玻璃的连续化生产工艺。
本发明的目的是采用这样的技术解决方案实现的：其特征是该生产工艺包括废旧有机玻璃处理、气体置换、加热传热介质和热裂解处理工艺步骤，各工艺步骤的内容如下：
废旧有机玻璃处理：将有机玻璃边角料、余料及旧废料进行破碎，得到的有机玻璃料粒备用；
气体置换：将备用的有机玻璃料粒加入到在裂解釜的料仓中，然后对料仓内气体进行置换，抽真空到-0.06～-0.08MPa，然后充氮至储罐压力约为6000Pa，使得料仓压力与裂解釜内压力一致；
加热传热介质：选择液态熔盐作为传热介质，将液态熔盐加入到裂解釜中，并加热至摄氏458-462℃；
热裂解处理：将料仓中的有机玻璃料粒在一定时间内连续加入裂解釜进行热裂解，裂解釜中液态熔盐包覆在有机玻璃料粒的表面，形成“液包固”状态，使得料粒受热均匀，迅速气化，热裂解所得到主要产品甲基丙烯酸甲酯和副产品甲醇、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸输送至精馏回收。
热裂解获得的主要产品为粗甲基丙烯酸甲酯(MMA)；裂解物获得的副产品为少量的甲醇、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯等。
由于本发明选用熔盐作为传热介质来改变有机玻璃受热方式加热裂解有机玻璃，它与有机玻璃料粒不发生化学反应，液态熔盐与固体有机玻璃接触形成“液包固”，接触面增大，有利于有机玻璃接触受热均匀，迅速气化；并采用在热裂解过程中连续加料、热裂解的工艺方法，有效提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明工艺的生产设备示意图
图2为本发明工艺的生产设备的防热辐射加料口结构示意图
具体实施方式
废旧有机玻璃处理：将有机玻璃边角料、余料及旧废料采用塑料破碎机进行破碎，经破碎后得到的有机玻璃料粒直径范围为：5-10mm，有机玻璃料粒由螺旋输送机输送至料仓中备用，
气体置换：将备用的有机玻璃料粒按照500Kg/h的加料量，加入到在裂解釜的料仓中，然后对料仓内气体进行置换，抽真空到-0.06～-0.08MPa，然后后充氮至储罐压力约为6000Pa，使得料仓压力与裂解釜内压力一致；
传热介质选择和加热：选择液态熔盐作为传热介质，将液态熔盐加入到裂解釜中，加入量为裂解釜容积的45-55％，然后将温度加热至摄氏458-462℃，
热裂解处理：将料仓中备用的有机玻璃料粒在一定时间内连续加入裂解釜进行热裂解，裂解釜中液态熔盐包覆在有机玻璃料粒的表面，形成“液包固”状态，使得料粒受热均匀，迅速气化，热裂解所得到主要产品和副产品回收精馏，热裂解获得的主要产品为粗甲基丙烯酸甲酯(MMA)；裂解物获得的副产品为少量的甲醇、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯等输送至精馏回收。
补充料粒：在热裂解处理过程中，在备用料仓内85-90％的有机玻璃料粒被加入裂解釜后，向料仓补充新的有机玻璃料粒，以保障裂解釜中始终有一定量的有机玻璃料粒进行热裂解处理，从而实现连续生产的作用；
熔盐过滤处理：液态熔盐经长时间热裂解后，熔盐中杂质逐渐增多，影响了热裂解效率，这时可暂时停止进行热裂解，启动熔盐泵，对熔盐进行过滤，清理后再继续进行热裂解。
本发明所述的连续化废旧有机玻璃裂解回收工艺是采用这样的设备实现的：它包括螺旋给料器1、料仓2、裂解釜6、过滤器7和熔盐泵10；所述螺旋给料器1与料仓2相配合，所述裂解釜6分别于过滤器7和熔盐泵10相连接，所述料仓2的底部与震动给料器4之间设有下插板阀3，该料仓2与抽真空充氮泵9相配合，所述裂解釜6上连接有出气管8，震动给料器4与裂解釜6之间设有防热辐射加料器5。
所述新型防热辐射加料器5由本体51、隔热挡板53、锥形隔热体52和夹套管冷却机构54组成，隔热挡板53与本体51相连接，锥形隔热体52设置在本体51的中心线上，所述锥形隔热体52有三个，锥形隔热体52由隔热面板56和隔热基材57构成，隔热挡板53和锥形隔热体52在本体51内形成五层隔热的作用，隔热挡板53和锥形隔热体52之间有20mm环状间隔，隔热挡板53呈斜角30°布置，状形间隙的设置有利于有机玻璃颗粒进料，在本体51外侧面设有夹套管冷却机构54，该夹套管冷却机构54上设置上水管55和回水管，它能够带走部分热传导和少量热辐射的热量；为了避免裂解过程中热辐射可能造成的对加料口原料粘结导致加料口堵塞的影响，根据普朗克定律、斯蒂芬-波尔兹曼定律及克希霍夫定律，设置隔热装置是减少辐射散热的有效方法，而且隔热挡板材料的黑度越低，挡板层数越多，热损失越小，从而能够降低加料口堵塞的可能性。
所述螺旋给料器1、料仓2、下插板阀3、震动给料器4、裂解釜6、过滤器7、抽真空充氮泵9和熔盐泵10为常用化工设备，均可从市场上购得。
实施例
废旧有机玻璃料粒由通过螺旋给料器1输送至料仓2，料仓内加满料粒后，对料仓2内气体进行置换，抽真空后充氮，使得料仓2压力与裂解釜6内的压力相一致，在裂解釜6中加入液态熔盐，对裂解釜6加热使熔盐温度达到460℃左右，然后开启料仓2下插板阀和震动给料器4，废旧有机玻璃料粒经新型防热辐射加料器5输送进入裂解釜6，在裂解釜6中废有机玻璃颗粒迅速被高温熔盐包围气化，气化物经出气管8输送至精馏系统回收；由于裂解为吸热过程，故通过控制震动给料器4进料量来控制裂解釜6的温度。当料仓2内的粒料剩余不多时，可关闭料仓2下插板阀和震动给料器4，启动螺旋给料器1重复备料过程，然后再对裂解釜6进料。由于本发明工艺裂解过程温度高，废有机玻璃颗粒加热接触充分，根据实验不会产生积碳。但是废有机玻璃往往夹带一些粉尘等杂质，故生产一定周期后，需要对熔盐进行清洁。
熔盐清洁过程如下：首先让裂解釜6中的料粒气化完毕，启动熔盐泵10，熔盐经过滤器7过滤后返回裂解釜6，过滤器7能对裂解釜6中的液态熔盐进行循环过，直至熔盐中的杂质基本去除后，可重复前面裂解生产过程。

Claims (6)

1.一种连续化废旧有机玻璃裂解回收工艺，其特征是该生产工艺包括废旧有机玻璃处理、气体置换、加热传热介质和热裂解处理工艺步骤，各工艺步骤的内容如下：
废旧有机玻璃处理：将有机玻璃边角料、余料及旧废料进行破碎，得到的有机玻璃料粒备用；
气体置换：将备用的有机玻璃料粒按照500Kg/h的加料量，加入到在裂解釜的料仓中，然后对料仓内气体进行置换，抽真空到-0.06～-0.08MPa，然后充氮至储罐压力为6000Pa，使得料仓压力与裂解釜内压力一致；
加热传热介质：选择液态熔盐作为传热介质，将液态熔盐加入到裂解釜中，并加热至摄氏458—462℃；
热裂解处理：将备用的有机玻璃料粒在一定时间内连续加入裂解釜进行热裂解，裂解釜中液态熔盐包覆在有机玻璃料粒的表面，形成“液包固”状态，使得料粒受热均匀，迅速气化，热裂解所得到主要产品和副产品回收精馏。
2.根据权利要求1所述的连续化废旧有机玻璃裂解回收工艺，其特征是废旧有机玻璃处理步骤中有机玻璃料粒的直径范围为：5—10mm。
3.根据权利要求1所述的连续化废旧有机玻璃裂解回收工艺，其特征是热裂解处理料步骤中裂解釜中裂解了料仓中90—95%有机玻璃料粒时，关闭放料阀，停止向裂解釜加料，启动螺杆输送机，将破碎后的有机玻璃料粒补充至料仓，然后开启放料阀，继续向裂解釜中加入有机玻璃料粒进行热裂解。
4.根据权利要求1所述的连续化废旧有机玻璃裂解回收工艺，其特征是所述熔盐长期使用后，采用熔盐泵和过滤器对熔盐进行过滤，过滤后的熔盐返回裂解釜，过滤器能对裂解釜中的液态熔盐进行循环过滤。
5.连续化废旧有机玻璃裂解回收工艺的设备，它包括螺旋给料器、料仓、裂解釜、过滤器和熔盐泵；所述螺旋给料器与料仓相配合，所述裂解釜分别与过滤器和熔盐泵相连接，所述料仓的底部与震动给料器之间设有下插板阀，该料仓与抽真空充氮泵相配合，所述裂解釜上连接有出气管，其特征在于所述震动给料器与裂解釜之间设有防热辐射加料器。
6.根据权利要求5所述的连续化废旧有机玻璃裂解回收工艺的设备，其特征在于所述防热辐射加料器由本体、隔热挡板、锥形隔热体和夹套管冷却机构组成，隔热挡板与本体内（51）相连接，锥形隔热体设置在本体的中心线上，所述锥形隔热体有三个，锥形隔热体由隔热面板和隔热基材构成，隔热挡板和锥形隔热体在本体内形成五层隔热的作用，隔热挡板和锥形隔热体之间有20mm环形间隙，隔热挡板斜呈斜角30°布置，在本体外侧面设有夹套管冷却机构。
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