CN107270262B - 合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置及方法，将凝聚釜组第一凝聚釜蒸出的油气用机械式油气再压缩机压缩后与后处理返回的热水在蒸发器中换热，使热水汽化成蒸汽，然后用机械式蒸汽再压缩机将蒸汽压缩后作为凝聚釜组第二凝聚釜的热源，充分利用油气的相变热使第二凝聚釜不需要消耗蒸汽，节约了第二凝聚釜的蒸汽消耗，同时油气在蒸发器中冷凝为油水，节约了循环水消耗，同时，后处理单元的废水排放也相应减少，经济效益明显。

Description

合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置及方法

技术领域

本发明涉及合成橡胶生产技术领域，特别是涉及合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置及方法。

背景技术

在合成橡胶生产中，凝聚单元是将溶剂脱除使胶液凝聚成胶粒的过程。传统的水析凝聚法是在热水中用水蒸气汽提脱除溶剂，因此凝聚单元的蒸汽消耗是合成橡胶生产中蒸汽消耗比重最大的单元，达65%以上。

CN102516419A公开了一种溶液聚合法合成橡胶生产中的三釜凝聚方法：聚合反应之后的胶液与循环使用的热水和分散剂进行充分混合，形成非均相混合物；将此混合物喷射注入凝聚首釜，蒸汽从凝聚首釜底部注入，夹带溶剂的汽相自釜顶进入冷凝器，经冷凝器冷凝后进入油水分层罐，经分离后的溶剂进入精制系统，冷凝水进入凝聚系统循环使用，胶液凝聚成胶粒；将凝聚首釜中的胶粒与热水一起送入凝聚中釜，蒸汽从凝聚中釜底部注入，夹带溶剂的汽相被加压后进入凝聚首釜；将凝聚中釜的胶粒水送往凝聚末釜，夹带溶剂的汽相加压后进入凝聚首釜，胶粒送入后处理单元，热水送往凝聚首釜重复使用；其中，凝聚首釜的温度为70℃~90℃，表压为0.01MPa~0.1MPa，凝聚中釜的温度为80℃~98℃，表压为0.01MPa~0.06MPa，凝聚末釜的温度为80℃~95℃，表压0.01MPa~0.04MPa。

上述三釜凝聚法，采用蒸汽喷射技术，将凝聚中釜和末釜高温气相引出，经蒸汽喷射泵加压后作为凝聚首釜的热源，虽然减少了凝聚过程中的直接蒸汽量，但由于凝聚首釜蒸出的油气温度不高，品位不足，难以回收其热能，且凝聚首釜中蒸出的油气的相变热很大，采用循环水冷却消耗的循环水也较多。

发明内容

基于此，有必要针对背景技术中的问题，提供一种能进一步降低凝聚单元的蒸汽消耗且减少循环水使用的合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置。

此外，本申请还提供一种合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的方法。

一种合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置，包括凝聚釜组、机械式油气再压缩机、蒸发器、冷却器、油水分层罐和机械式蒸汽再压缩机，所述凝聚釜组包括至少两个串联的凝聚釜；

所述凝聚釜组除第一凝聚釜之外的其他凝聚釜的顶部气相管道分别与所述第一凝聚釜的下部相连，所述凝聚釜组的第一凝聚釜的顶部气相管道与所述机械式油气再压缩机的进口相连，所述机械式油气再压缩机的出口与所述蒸发器的加热介质进口相连，所述蒸发器的加热介质出口与所述冷却器的进口相连，所述冷却器的出口与所述油水分层罐相连，所述蒸发器的热水进口与后处理返回的热水管道相连，所述蒸发器的蒸汽出口与所述机械式蒸汽再压缩机的进口相连，所述机械式蒸汽再压缩机的出口与所述凝聚釜组的第二凝聚釜的下部相连。

在其中一个实施例中，所述合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置还包括三元预混器，所述三元预混器与所述凝聚釜组的第一凝聚釜的中部相连。

在其中一个实施例中，所述凝聚釜组相邻的两个凝聚釜之间通过胶粒水泵串联。

在其中一个实施例中，所述凝聚釜组除第一凝聚釜之外的其他凝聚釜的顶部气相管道分别通过蒸汽喷射式热泵与所述第一凝聚釜的下部相连。

一种合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将胶液混合物注入凝聚釜组的第一凝聚釜中，来自凝聚釜组除第一凝聚釜之外的其他凝聚釜的油气从第一凝聚釜的下部注入，夹带溶剂的油气自第一凝聚釜的顶部气相管道蒸出，经机械式油气再压缩机压缩后送入蒸发器与后处理返回的热水换热；

经换热器换热后的油气冷凝为油水，经冷却器冷却后送入油水分层罐；

经换热器换热后的热水汽化为蒸汽，经机械式蒸汽再压缩机压缩后送入凝聚釜组的第二凝聚釜作为热源；

经第一凝聚釜凝聚的胶粒水依次送入凝聚釜组的其他凝聚釜继续凝聚，直至凝聚完成，送入后处理单元。

在其中一个实施例中，所述将胶粒混合物注入凝聚釜组的第一凝聚釜中的步骤之前，还包括以下步骤：

将胶液、后处理返回的热水和分散剂充分混合，形成胶液混合物。

在其中一个实施例中，所述胶液混合物中热水的温度为90℃~98℃，后处理返回的热水与胶液的流量比为1~4:1，分散剂在胶液混合物中的含量为0~40ppm。

在其中一个实施例中，所述夹带溶剂的油气自第一凝聚釜的顶部气相管道蒸出，经机械式油气再压缩机压缩后送入蒸发器与后处理返回的热水换热的步骤具体为：所述夹带溶剂的油气自第一凝聚釜的顶部气相管道蒸出，经机械式油气再压缩机压缩至0.12MPa~0.2MPa后送入蒸发器与后处理返回的热水换热。

在其中一个实施例中，所述经换热器换热后的热水汽化为蒸汽，经机械式蒸汽再压缩机压缩后送入凝聚釜组的第二凝聚釜作为热源的步骤具体为：经换热器换热后的热水汽化为蒸汽，经机械式蒸汽再压缩机压缩至0.12MPa~0.18MPa后送入凝聚釜组的第二凝聚釜作为热源。

上述合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置及方法，将凝聚釜组第一凝聚釜蒸出的油气用机械式油气再压缩机压缩后与后处理返回的热水在蒸发器中换热，使热水汽化成蒸汽，然后用机械式蒸汽再压缩机将蒸汽压缩后作为凝聚釜组第二凝聚釜的热源，充分利用油气的相变热使第二凝聚釜不需要消耗蒸汽，节约了第二凝聚釜的蒸汽消耗，同时油气在蒸发器中冷凝为油水，节约了循环水消耗，同时，后处理单元的废水排放也相应减少，经济效益明显。

附图说明

图1为一实施方式的合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置结构示意图；

图2为另一实施方式的合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

请参阅图1，一实施方式的合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置，包括凝聚釜组、机械式油气再压缩机13、蒸发器14、冷却器15、油水分层罐16和机械式蒸汽再压缩机17。

可以理解，凝聚釜组的凝聚釜数是根据凝聚要求而定的。

在本实施方式中，胶液混合物通过两个凝聚釜即可完成凝聚，因此，上述凝聚釜组包括两个凝聚釜，其中第一个凝聚釜即为第一凝聚釜11，第二个凝聚釜即为第二凝聚釜12，同时第二个凝聚釜也为末位凝聚釜。

具体的，第二凝聚釜12的顶部气相管道与第一凝聚釜11的下部相连，第一凝聚釜11的底部与第二凝聚釜12的中部相连，第二凝聚釜12的底部与后处理单元相连。

可以理解，在其他实施方式中，第二凝聚釜12的顶部气相管道也可以通过蒸汽喷射式热泵与第一凝聚釜的下部相连。

在本实施方式中，第一凝聚釜11的底部通过胶粒水泵19-1与第二凝聚釜12的中部相连。

第二凝聚釜12的底部通过胶粒水泵19-2与后处理单元相连。

其中，第一凝聚釜11的顶部气相管道与机械式油气再压缩机13的进口相连，机械式油气再压缩机13的出口与蒸发器14的加热介质进口相连，蒸发器14的加热介质出口与冷却器15的进口相连，冷却器15的出口与油水分层罐16相连，蒸发器14的热水进口与后处理返回的热水管道相连，蒸发器14的蒸汽出口与机械式蒸汽再压缩机17的进口相连，机械式蒸汽再压缩机17的出口与第二凝聚釜12的下部相连。

利用上述合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置回收凝聚油气热能的方法如下：

将胶液混合物注入第一凝聚釜11中，来自第二凝聚釜12的油气从第一凝聚釜11的下部注入，与胶液混合物发生充分传热传质作用，胶液迅速分散，夹带溶剂的油气自釜顶进入机械式油气再压缩机13压缩至0.12MPa~0.2MPa，与后处理返回的热水在蒸发器14中换热，经蒸发器14换热后的油气冷凝为油水，经冷却器15冷却后进入油水分层罐16，经分离后的油相进入精制系统。

经第一凝聚釜11凝聚的胶粒水送入第二凝聚釜12中，后处理返回的热水经蒸发器14换热后汽化成蒸汽，经机械式蒸汽再压缩机17压缩至0.12MPa~0.18MPa作为第二凝聚釜12的热源。

在第二凝聚釜12中，胶粒内的残留溶剂逐步扩散并挥发，油气进入第一凝聚釜11作为热源，而完成凝聚过程的胶粒水送往后处理单元分离，胶粒进入后处理单元，热水送往第一凝聚釜11重复使用。

需要说明的是，上述后处理返回的热水管道还与第一凝聚釜11相连，用于向第一凝聚釜11中补入热水以维持液位稳定。

上述合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置还包括三元预混器（图未示），用于将含胶含量10%~20%的胶液与循环使用的热水及分散剂进行充分混合，形成胶液混合物。

请参阅图2，另一实施方式的合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置，包括凝聚釜组、机械式油气再压缩机23、蒸发器24、冷却器25、油水分层罐26和机械式蒸汽再压缩机27。

可以理解，凝聚釜组的凝聚釜数是根据凝聚要求而定的。

在本实施方式中，胶液混合物通过三个凝聚釜才可完成凝聚，因此，上述凝聚釜组包括三个凝聚釜，其中第一个凝聚釜即为第一凝聚釜21，第二个凝聚釜即为第二凝聚釜22，第三个凝聚釜为末位凝聚釜30。

具体的，第二凝聚釜22和末位凝聚釜30的顶部气相管道分别与第一凝聚釜21的下部相连，第一凝聚釜21的底部与第二凝聚釜22的中部相连，第二凝聚釜22的底部与末位凝聚釜30的中部相连，末位凝聚釜30的底部与后处理单元相连。

在本实施方式中，末位凝聚釜30的顶部气相管道通过蒸汽喷射式热泵28与第一凝聚釜21的下部相连。

可以理解，如果需要，第二凝聚釜22的顶部气相管道也可以通过蒸汽喷射式热泵与第一凝聚釜21的下部相连。

第一凝聚釜21的底部通过胶粒水泵29-1与第二凝聚釜22的中部相连。

第二凝聚釜22的底部通过胶粒水泵29-2与末位凝聚釜30的中部相连。

末位凝聚釜30的底部通过胶粒水泵29-3与后处理单元相连。

其中，第一凝聚釜21的顶部气相管道与机械式油气再压缩机23的进口相连，机械式油气再压缩机23的出口与蒸发器24的加热介质进口相连，蒸发器24的加热介质出口与冷却器25的进口相连，冷却器25的出口与油水分层罐26相连，蒸发器24的热水进口与后处理返回的热水管道相连，蒸发器24的蒸汽出口与机械式蒸汽再压缩机27的进口相连，机械式蒸汽再压缩机27的出口与第二凝聚釜22的下部相连。

上述合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置回收凝聚油气热能的方法如下：

将胶液混合物注入第一凝聚釜21中，来自第二凝聚釜22和末位凝聚釜30的油气从第一凝聚釜21的下部注入，与胶液混合物发生充分传热传质作用，胶液迅速分散，夹带溶剂的油气自釜顶进入机械式油气再压缩机23压缩至0.12MPa~0.2MPa，与后处理返回的热水在蒸发器24中换热，经蒸发器24换热后的油气冷凝为油水，经冷却器25冷却后进入油水分层罐26，经分离后的油相进入精制系统。

经第一凝聚釜21凝聚的胶粒水送入第二凝聚釜22中，后处理返回的热水经蒸发器24换热后汽化成蒸汽，经机械式蒸汽再压缩机27压缩至0.12MPa~0.18MPa作为第二凝聚釜22的热源。

在第二凝聚釜22中，经过搅拌，油气自顶部气相管道进入第一凝聚釜21作为热源，经第二凝聚釜22凝聚的胶粒水送入末位凝聚釜30中。

在末位凝聚釜30中，胶粒内的残留溶剂逐步扩散并挥发，油气经蒸汽喷射式热泵28加压后送入第一凝聚釜21作为热源，而完成凝聚过程的胶粒水送往后处理单元分离，胶粒进入后处理单元，热水送往第一凝聚釜21重复使用。

需要说明的是，上述后处理返回的热水管道还与第一凝聚釜21相连，用于向第一凝聚釜21中补入热水以维持液位稳定。

上述合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置还包括三元预混器（图未示），用于将含胶含量10%~20%的胶液与循环使用的热水及分散剂进行充分混合，形成胶液混合物。

上述合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置及方法，将凝聚釜组第一凝聚釜蒸出的油气用机械式油气再压缩机压缩后与后处理返回的热水在蒸发器中换热，使热水汽化成蒸汽，然后用机械式蒸汽再压缩机将蒸汽压缩后作为凝聚釜组第二凝聚釜的热源，充分利用油气的相变热使第二凝聚釜不需要消耗蒸汽，节约了第二凝聚釜的蒸汽消耗，同时油气在蒸发器中冷凝为油水，节约了循环水消耗，同时减少了后处理单元的排水，使橡胶生产的污水排放量下降，经济效益明显。

以下为具体实施例。

实施例1

在SBS生产装置中，将聚合后含胶含量10%~20%的胶液送至图2所示的装置，通过三元预混器与循环使用的热水及分散剂充分混合，形成胶液混合物。其中，热水的温度为95℃，热水与胶液的流量比为1~4:1，分散剂在胶液混合物中含量为20ppm。

将胶液混合物注入第一凝聚釜21中，循环热水自第一凝聚釜21的中部注入以维持液位稳定，来自第二凝聚釜22和末位凝聚釜30的油气从第一凝聚釜21的下部注入，与胶液混合物发生充分传质传热作用，胶液迅速分散，夹带溶剂的油气自釜顶进入机械式油气再压缩机23压缩至0.12MPa~0.2MPa，与后处理返回的热水在蒸发器24中换热，经蒸发器24换热后的油气冷凝为油水，经冷却器25冷却后进入油水分层罐26，经分离后的油相进入精制系统。

经第一凝聚釜21凝聚的胶粒水由胶粒水泵29-1送入第二凝聚釜22中，后处理返回的热水经蒸发器24换热后汽化成蒸汽，经机械式蒸汽再压缩机27压缩至0.12MPa~0.18MPa作为第二凝聚釜22的热源。

在第二凝聚釜22中，经过搅拌，油气自釜顶进入第一凝聚釜21作为热源，经第二凝聚釜22凝聚的胶粒水由胶粒水泵29-2送入末位凝聚釜30中。

在末位凝聚釜30中，胶粒内的残留溶剂逐步扩散并挥发，油气由蒸汽喷射式热泵28加压后送入第一凝聚釜21作为热源，而完成凝聚过程的胶粒水由胶粒水泵29-3送往后处理单元分离，胶粒进入后处理单元，热水送往第一凝聚釜21重复使用。

其中，第一凝聚釜21的温度为85℃，压力为0.024MPa，第二凝聚釜22的温度为108℃，压力为0.046MPa，末位凝聚釜30的温度为95℃，压力为-0.0135MPa。

若年产4万吨SBS橡胶，胶液浓度为17%，则凝聚单元需要蒸出的溶剂油量为4*83%/17%=19.53万吨。采用图2所示的装置，与传统的“三釜凝聚”工艺相比，减少蒸汽消耗7.71万吨，循环水消耗516.8万吨，并可减少后处理单元污水排放7.71万吨，仅仅需增加电耗881万吨。

如果按蒸汽价格200元/吨，循环水0.2元/吨，电0.7元/度，污水6元/吨，其经济效益可达1075万元/年。

实施例2

在BR生产装置中，将聚合后含含胶含量10%~20%的胶液送至图2所示的装置，通过三元预混器与循环使用的热水及分散剂充分混合，形成胶液混合物。其中，热水的温度为95℃，热水与胶液的流量比为1~4:1，分散剂在胶液混合物中含量为20ppm。

将胶液混合物注入第一凝聚釜21中，循环热水自第一凝聚釜21的中部注入以维持液位稳定，来自第二凝聚釜22和末位凝聚釜30的油气从第一凝聚釜21的下部注入，与胶液混合物发生充分传质传热作用，胶液迅速分散，夹带溶剂的油气自釜顶进入机械式油气再压缩机23压缩至0.12MPa~0.2MPa，与后处理返回的热水在蒸发器24中换热，经蒸发器24换热后的油气冷凝为油水，经冷却器25冷却后进入油水分层罐26，经分离后的油相进入精制系统。

经第一凝聚釜21凝聚的胶粒水由胶粒水泵29-1送入第二凝聚釜22中，后处理返回的热水经蒸发器24换热后汽化成蒸汽，经机械式蒸汽再压缩机27压缩至0.12MPa~0.18MPa作为第二凝聚釜22的热源。

在第二凝聚釜22中，经过搅拌，油气自釜顶进入第一凝聚釜21作为热源，经第二凝聚釜22凝聚的胶粒水由胶粒水泵29-2送入末位凝聚釜30中。

在末位凝聚釜30中，胶粒内的残留溶剂逐步扩散并挥发，油气由蒸汽喷射式热泵28加压后送入第一凝聚釜21作为热源，而完成凝聚过程的胶粒水由胶粒水泵29-3送往后处理单元分离，胶粒进入后处理单元，热水送往第一凝聚釜21重复使用。

其中，第一凝聚釜21的温度为83℃，压力为0.026MPa，第二凝聚釜22的温度为110℃，压力为0.048MPa，末位凝聚釜30的温度为95℃，压力为-0.0135MPa。

若年产5万吨BR橡胶，胶液浓度为14%，则凝聚单元需要蒸出的溶剂油量为5*86%/14%=30.71万吨。采用图2所示的装置，与传统的“三釜凝聚”工艺相比，减少蒸汽消耗12.13万吨，循环水消耗812.85万吨，并可减少后处理单元污水排放12.13万吨，仅仅需增加电耗1386万吨。

如果按蒸汽价格200元/吨，循环水0.2元/吨，电0.7元/度，污水6元/吨，其经济效益可达1691万元/年。

实施例3

在异戊橡胶生产装置中，将聚合后含含胶含量8%~15%的胶液送至图2所示的装置，通过三元预混器与循环使用的热水及分散剂充分混合，形成胶液混合物。其中，热水的温度为95℃，热水与胶液的流量比为1~4:1，分散剂在胶液混合物中含量为20ppm。

将胶液混合物注入第一凝聚釜21中，循环热水自第一凝聚釜21的中部注入以维持液位稳定，来自第二凝聚釜22和末位凝聚釜30的油气从第一凝聚釜21的下部注入，与胶液混合物发生充分传质传热作用，胶液迅速分散，夹带溶剂的油气自釜顶进入机械式油气再压缩机23压缩至0.12MPa~0.2MPa，与后处理返回的热水在蒸发器24中换热，经蒸发器24换热后的油气冷凝为油水，经冷却器25冷却后进入油水分层罐26，经分离后的油相进入精制系统。

经第一凝聚釜21凝聚的胶粒水由胶粒水泵29-1送入第二凝聚釜22中，后处理返回的热水经蒸发器24换热后汽化成蒸汽，经机械式蒸汽再压缩机27压缩至0.12MPa~0.18MPa作为第二凝聚釜22的热源。

在第二凝聚釜22中，经过搅拌，油气自釜顶进入第一凝聚釜21作为热源，经第二凝聚釜22凝聚的胶粒水由胶粒水泵29-2送入末位凝聚釜30中。

在末位凝聚釜30中，胶粒内的残留溶剂逐步扩散并挥发，油气由蒸汽喷射式热泵28加压后送入第一凝聚釜21作为热源，而完成凝聚过程的胶粒水由胶粒水泵29-3送往后处理单元分离，胶粒进入后处理单元，热水送往第一凝聚釜21重复使用。

其中，第一凝聚釜21的温度为84℃，压力为0.025MPa，第二凝聚釜22的温度为109℃，压力为0.047MPa，末位凝聚釜30的温度为95℃，压力为-0.0135MPa。

若年产2.5万吨异戊橡胶，胶液浓度为13%，则凝聚单元需要蒸出的溶剂油量为2.5*87%/13%=16.73万吨。采用图2所示的装置，与传统的“三釜凝聚”工艺相比，减少蒸汽消耗6.61万吨，循环水消耗44276万吨，并可减少后处理单元污水排放6.61万吨，仅仅需增加电耗775万吨。

如果按蒸汽价格200元/吨，循环水0.2元/吨，电0.7元/度，污水6元/吨，其经济效益可达908万元/年。

实施例4

在SSBR生产装置中，将聚合后含含胶含量10%~20%的胶液送至图2所示的装置，通过三元预混器与循环使用的热水及分散剂充分混合，形成胶液混合物。其中，热水的温度为95℃，热水与胶液的流量比为1~4:1，分散剂在胶液混合物中含量为20ppm。

将胶液混合物注入第一凝聚釜21中，循环热水自第一凝聚釜21的中部注入以维持液位稳定，来自第二凝聚釜22和末位凝聚釜30的油气从第一凝聚釜21的下部注入，与胶液混合物发生充分传质传热作用，胶液迅速分散，夹带溶剂的油气自釜顶进入机械式油气再压缩机23压缩至0.12MPa~0.2MPa，与后处理返回的热水在蒸发器24中换热，经蒸发器24换热后的油气冷凝为油水，经冷却器25冷却后进入油水分层罐26，经分离后的油相进入精制系统。

经第一凝聚釜21凝聚的胶粒水由胶粒水泵29-1送入第二凝聚釜22中，后处理返回的热水经蒸发器24换热后汽化成蒸汽，经机械式蒸汽再压缩机27压缩至0.12MPa~0.18MPa作为第二凝聚釜22的热源。

在第二凝聚釜22中，经过搅拌，油气自釜顶进入第一凝聚釜21作为热源，经第二凝聚釜22凝聚的胶粒水由胶粒水泵29-2送入末位凝聚釜30中。

在末位凝聚釜30中，胶粒内的残留溶剂逐步扩散并挥发，油气由蒸汽喷射式热泵28加压后送入第一凝聚釜21作为热源，而完成凝聚过程的胶粒水由胶粒水泵29-3送往后处理单元分离，胶粒进入后处理单元，热水送往第一凝聚釜21重复使用。

其中，第一凝聚釜21的温度为83℃，压力为0.024MPa，第二凝聚釜22的温度为108℃，压力为0.046MPa，末位凝聚釜30的温度为95℃，压力为-0.0135MPa。

若年产2万吨SSBR橡胶，胶液浓度为9%，则凝聚单元需要蒸出的溶剂油量为2*91%/9%=20.22万吨。采用图2所示的装置，与传统的“三釜凝聚”工艺相比，减少蒸汽消耗7.99万吨，循环水消耗535.2万吨，并可减少后处理单元污水排放7.99万吨，仅仅需增加电耗913万吨。

如果按蒸汽价格200元/吨，循环水0.2元/吨，电0.7元/度，污水6元/吨，其经济效益可达1114万元/年。

实施例5

在BR生产装置中，将聚合后含含胶含量10%~20%的胶液送至图1所示的装置，通过三元预混器与循环使用的热水及分散剂充分混合，形成胶液混合物。其中，热水的温度为95℃，热水与胶液的流量比为1~4:1，分散剂在胶液混合物中含量为20ppm。

将胶液混合物注入第一凝聚釜11中，来自第二凝聚釜12的油气从第一凝聚釜11的下部注入，与胶液混合物发生充分传热传质作用，胶液迅速分散，夹带溶剂的油气自釜顶进入机械式油气再压缩机13压缩压缩至0.12MPa~0.2MPa，与后处理返回的热水在蒸发器14中换热，经蒸发器14换热后的油气冷凝为油水，经冷却器15冷却后进入油水分层罐16，经分离后的油相进入精制系统。

经第一凝聚釜11凝聚的胶粒水送入第二凝聚釜12中，后处理返回的热水经蒸发器14换热后汽化成蒸汽，经机械式蒸汽再压缩机17压缩至0.12MPa~0.18MPa作为第二凝聚釜12的热源。

在第二凝聚釜12中，胶粒内的残留溶剂逐步扩散并挥发，油气进入第一凝聚釜11作为热源，而完成凝聚过程的胶粒水送往后处理单元分离，胶粒进入后处理单元，热水送往第一凝聚釜11重复使用。

其中，第一凝聚釜11的温度为90℃，压力为0.026MPa，第二凝聚釜12的温度为110℃，压力为0.048MPa。

若年产5万吨BR橡胶，胶液浓度为14%，则凝聚单元需要蒸出的溶剂油量为5*86%/14%=30.71万吨。采用图1所示的装置，与传统的“三釜凝聚”工艺相比，减少蒸汽消耗11.65万吨，循环水消耗765.85万吨，并可减少后处理单元污水排放11.65万吨，仅仅需增加电耗1306万吨。

如果按蒸汽价格200元/吨，循环水0.2元/吨，电0.7元/度，污水6元/吨，其经济效益可达1638万元/年。

需要说明的是，除特殊说明外，文中的压力均为绝对压力。

上述合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置及方法，不仅能用于上述列举的橡胶品种，同样也适用于SEBS、SEPS、SIS、EPDM等溶液聚合合成橡胶生产装置。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置，其特征在于，包括凝聚釜组、机械式油气再压缩机、蒸发器、冷却器、油水分层罐和机械式蒸汽再压缩机，所述凝聚釜组包括至少两个串联的凝聚釜；

所述凝聚釜组除第一凝聚釜之外的其他凝聚釜的顶部气相管道分别与所述第一凝聚釜的下部相连，所述凝聚釜组的第一凝聚釜的顶部气相管道与所述机械式油气再压缩机的进口相连，所述机械式油气再压缩机的出口与所述蒸发器的加热介质进口相连，所述蒸发器的加热介质出口与所述冷却器的进口相连，所述冷却器的出口与所述油水分层罐相连，所述蒸发器的热水进口与后处理返回的热水管道相连，所述蒸发器的蒸汽出口与所述机械式蒸汽再压缩机的进口相连，所述机械式蒸汽再压缩机的出口与所述凝聚釜组的第二凝聚釜的下部相连，所述凝聚釜组相邻的两个凝聚釜之间通过胶粒水泵串联，所述凝聚釜组除第一凝聚釜之外的其他凝聚釜的顶部气相管道分别通过蒸汽喷射式热泵与所述第一凝聚釜的下部相连。

2.根据权利要求1所述的合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置，其特征在于，所述合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的装置还包括三元预混器，所述三元预混器与所述凝聚釜组的第一凝聚釜的中部相连。

3.一种合成橡胶生产中回收凝聚油气热能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将胶液混合物注入凝聚釜组的第一凝聚釜中，来自凝聚釜组除第一凝聚釜之外的其他凝聚釜的油气从第一凝聚釜的下部注入，夹带溶剂的油气自第一凝聚釜的顶部气相管道蒸出，经机械式油气再压缩机压缩后送入蒸发器与后处理返回的热水换热；

经蒸发器换热后的油气冷凝为油水，经冷却器冷却后送入油水分层罐；

经换热器换热后的热水汽化为蒸汽，经机械式蒸汽再压缩机压缩后送入凝聚釜组的第二凝聚釜作为热源；

经第一凝聚釜凝聚的胶粒水依次送入凝聚釜组的其他凝聚釜继续凝聚，直至凝聚完成，送入后处理单元。

4.根据权利要求3所述的回收凝聚油气热能的方法，其特征在于，所述将胶液混合物注入凝聚釜组的第一凝聚釜中的步骤之前，还包括以下步骤：

将胶液、后处理返回的热水和分散剂充分混合，形成胶液混合物。

5.根据权利要求4所述的回收凝聚油气热能的方法，其特征在于，所述胶液混合物中热水的温度为90-98℃，后处理返回的热水与胶液的流量比为1~4:1，分散剂在胶液混合物中的重量含量为0-40ppm。

6.根据权利要求3所述的回收凝聚油气热能的方法，其特征在于，所述夹带溶剂的油气自第一凝聚釜的顶部气相管道蒸出，经机械式油气再压缩机压缩后送入蒸发器与后处理返回的热水换热的步骤具体为：所述夹带溶剂的油气自第一凝聚釜的顶部气相管道蒸出，经机械式油气再压缩机压缩至0.12MPa~0.2MPa后送入蒸发器与后处理返回的热水换热。

7.根据权利要求3所述的回收凝聚油气热能的方法，其特征在于，所述经换热器换热后的热水汽化为蒸汽，经机械式蒸汽再压缩机压缩后送入凝聚釜组的第二凝聚釜作为热源的步骤具体为：经换热器换热后的热水汽化为蒸汽，经机械式蒸汽再压缩机压缩至0.12MPa~0.18MPa后送入凝聚釜组的第二凝聚釜作为热源。

8.根据权利要求3所述的回收凝聚油气热能的方法，其特征在于，所述来自凝聚釜组除第一凝聚釜之外的其他凝聚釜的油气经蒸汽喷气式热泵加压后送入第一凝聚釜中作为热源。