CN1076819C - Sbs的干燥方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SBS产品的干燥方法及其设备，先通过调整挤压脱水和膨胀干燥的工艺并充分发挥设备处理能力之后，再用螺旋式干燥器在70～110℃的温度下干燥20～40分钟，使挥发分含量降至0.5%(重量)以下，螺旋式干燥器具有一套或几套中空的轴和带翼缘式空腹叶片，干燥时往轴和叶片内通入蒸气，解决了现有技术单位面积干燥效率低等问题，具有干燥效率高、利于提高干燥能力、占地面积少等优点，适合于粒料和粉料的干燥，可在化工和冶金领域广泛使用。
Description
本发明涉及一种SBS(苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物)及其它粉料、粒料的干燥方法及其设备。
在现有技术中，SBS等橡胶高聚物，通过水析法凝聚后，形成含水40％～60％的胶粒。其后的工艺过程是脱湿干燥过程，通常首先通过螺杆挤压脱水，使物料含水降为8％～15％，然后采用下述两种干燥方法之一，继续脱湿：A、膨胀干燥技术：含水物料经螺杆继续挤压升温，通过模板等控制手段，使物料突然减压、闪蒸，达到干燥目的，含水量可由8％～15％降为1％～2％，如我国1万吨/年SBS装置，日本瑞翁的SBS工艺，美国AnDERSoNi的技术。也可在此基础上，进一步经流化床干燥，希望降低湿含量至0.5％以下，如美国FRERCH技术，比利时Litwin公司和FinA公司技术。以上工艺占地少，效率高。但为降低挥发分，常常追求挤压脱水和膨胀干燥效果，易导致产品塑化、着火，开停车频繁，物耗高，物性易变化，挥发分也难于合格。B、厢式干燥技术：在长厢内设宽2～3米，总长30～50米的网式输送带，使物料均布其上，以热空气作为载热体与载湿体，可使物料含湿量由8％～15％降低至0.5％以下，如台湾橡塑公司、齐美公司均采用美国WELDENG技术。该技术物料停留时间长，干燥效果好，但设备庞大，单位体积干燥效率低，能耗高。
SBS是热塑弹性体，常温下富有弹性，高温下具有塑性，加之其品种的多样性，给干燥过程的设备的研制带来很大的困难。我国开发的第一套1万吨/年SBS工业生产装置，其凝聚后的干燥过程采用挤压脱水和膨胀干燥的两机工艺，由燕化研究院、岳石化橡胶厂，航天部11所等五家，借鉴BR的两机结构联合开发的，经过五年的不断完善，已可达到1万吨/年的处理量，但产品挥发分偏高(95年为1.5％～2.5％)，与国外(≤0.5)相差甚远，给产品应用造成很大的困难，不能满足用户的要求，在市场上缺乏竞争力，一直是厂技术攻关的难题。由于现场条件制约与投资等原因，在我厂一万吨/年SBS装置上采用厢式干燥工艺已不可能，流化床干燥也因其停留时间太短，难于达到目的，多级串联又受场地与资金的限制。
本发明的目的在于提供一种兼有厢式干燥停留时间长和单位面积干燥效率高，应用范围广，投资低且占地少的螺旋式干燥器，并提供一种采用该干燥器干燥SBS产品，以提高干燥效率和增加产量的相应干燥方法。
为了在达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：先通过调整挤压脱水和膨胀干燥的工艺并充分发挥设备处理能力之后，再用螺旋式干燥器进行后干燥。过程包括：(1)挤压脱水：在60～110℃的温度下进行机械挤压脱水，将SBS所含的挥发份降至8％～15％(重量)，然后(2)膨胀干燥：在140～190℃的温度下通过螺杆挤压，脱除物料中的挥发物至挥发份含量为3％～5％(重量)，物料呈膨松状，然后(3)后干燥：以热空气为载湿介质，螺旋片、轴和夹套均用蒸气加热，在70～110℃的温度下进行干燥，物料在干燥器内的停留时间为20～40分钟，挥发份降至0.5％(重量)以下。与上述的干燥方法相适应，其干燥器主要由输送槽体(带夹套)、端板、缺口、轴、叶片、上盖、风进口、风出口、料进口、电机和传动部件、料出口、蒸气进口、蒸气出口所构成，输送槽体(带夹套)和端板组成主体壳，端板上开有缺口，轴的两端装在缺口中，轴和叶片组成转子部件，风进口、风出口和料进口位于上盖的上方，料出口位于输送槽体的下方，蒸气进口与蒸气出口在轴的两端。
本发明较好的技术方案可以是：后干燥的温度为90～100℃，在实施过程中，干燥温度不要过高或过低，当干燥温度过高时，则物料可能发粘而结块，影响干燥效果；温度过低时则干燥效果差，挥发份不易驱走，如果通过增加物料的停留时间，则降低了设备的生产能力。
本发明较好的技术方案可以是：干燥具有一套或多套转子部件，实施时可根据需要于每一台干燥器设置一套、两套或多套轴和叶片以满足干燥任务的需要，这样可以减少制作成本和占地面积。但需注意的是：转子部件的数量与缺口的数量应一致，轴的两端装在缺口上，这样会使设备拆装、检修及清除十分方便。缺口可以有各种各样，但最好呈“U”形或半圆形。
本发明较好的技术方案又可以是：干燥器的轴呈中空状，其空腔与蒸气管相通，便于干燥时向轴内通入蒸气，以加热被干燥的物料，提高干燥效果，实施中轴的一端为蒸气进口，而另一端的开口则用于排冷凝水。
本发明较好的技术方案还可以是：干燥器的叶片是带翼缘式空腔叶片，其空腔与轴的空腔相通，这样不仅增加了传热面积和叶片强度，还可以通过改变翼缘来调整转子与槽体的间隙。
与现有技术相比，本发明具有以下明显的优点：
1、干燥效率高：由于干燥器的转子部件轴和叶片均呈中空，干燥时通入蒸气加热物料，且物料在干燥器转子部件推动下不停翻滚，同时沿轴向缓慢移动，单位面积干燥效率高。
96年试生产考核数据与采用后干燥新技术之前的95年生产数据及同期海外产品数据相比较，列于表1。
可见5个牌号SBS产品挥发分均大幅度降低，与海外同类产品水平相当，有的还优于台湾产品。
表1
注：岳化橡胶厂属申请人的下属单位，采用本申请技术。
| 生产厂家(公司) | 产品牌号 | 挥发分(％) | 岳化橡胶厂95年SBS挥发分％ | 备 注 |
| 岳化橡胶厂台 橡美国shell | YH-791Taipol-416TR-1102 | 0.370.720.32 | 1.62 | 岳化95年数据系4-10月份生产月报均值，海外品数据系收集到的样品实测值。 |
| 岳化橡胶厂日本瑞翁日本瑞翁 | YH-792ZFT-1000cZFT-1200 | 0.340.440.60 | 1.27 | |
| 岳化橡胶厂美国shell日本旭化成台 橡台湾奇美 | YH-805TR-158TPE-475Tainol-475奇美575 | 0.380.360.440.421.42 | 2.47 | |
| 岳化橡胶厂美 国 | YH-802Solpreene414 | 0.340.40 | 1.36 | |
| 岳化橡胶厂日本旭化成 | YH-801TPE-411 | 0.420.42 | 1.41 |
2、利于提高生产能力：由于采用旋转式干燥器进行后干燥，减少了前两级干燥的负荷，避免了原工艺因达不到挥发分指标而不得不降低干燥的处理量等问题，从而大幅度提高干燥器的干燥能力。
本厂1万吨/年SBS装置95年产量10000吨，产品挥发分为1.5％-2.5％，采用本技术后，96年产量达到15000吨，挥发分≤0.5％，在质量大幅度提高的情况下，增产50％。
96年试生产考核时，5种牌号SBS产品挥发分脱除情况列于表2，可见各牌号SBS产品挥发分均在0.5％以下，脱除率均在87％以上，平均89％。产量2.6T/h，折年能力1.8万吨，增幅80％。
表2
| 牌 号 | YH-792 | YH-791 | YH-801 | YH-802 | YH-805 | 均值 |
| 处 理 量(t/h) | 3.10 | 2.48 | 2.72 | 2.79 | 1.88 | 2.60 |
| 入口挥发分(％) | 3.54 | 4.46 | 4.03 | 2.70 | 3.87 | 3.72 |
| 出口挥发分(％) | 0.34 | 0.37 | 0.42 | 0.34 | 0.38 | 0.37 |
| 脱 除 率(％) | 90.40 | 91.70 | 89.58 | 87.38 | 90.18 | 89.85 |
3、设备应用范围广：本发明的螺旋式干燥器适合于粒料、粉料的干燥，如可用于聚苯乙烯、聚酯切片、尼龙6切片和无机矿物的干燥等，具有很广的应用范围。
以下是本发明附图的图面说明：
图1是SBS后干燥的工艺流程示意图，图2是螺旋式干燥器主视图，图3是螺旋式干燥器俯视图，图4是主壳体和缺口式端板示意图，图5是带翼缘式空腹叶片示意图。
图1中A是双螺旋式干燥器，B是热风机，C是空气加热器，D是旋风分离器，E是送料器。根据图1，物料不断由风送至旋风分离器分离后，进入干燥器的一端，借螺旋推进，翻动，夹套与螺套的不断加热，物料内的水分不断蒸发，由热风机B吸入空气，经空气加热器C加热，热风进入螺旋干燥器物料上部，带走湿气，而达到干燥的目的，物料被推出干燥器外。
图2～5中：1是输送槽体，2是端板，3是缺口，4是轴，5是叶片，6是上盖，7是风进口，8是风出口，9是料进口，10是电机及传动部件，11是料出口，12a是蒸气进口，12b是蒸气(或冷凝水)出口。图4中所示的端板上开有两个缺口，适用于双螺旋干燥器。图5中的带翼缘式叶片为空腹，与轴(4)的空腔相通。
以下通过具体的实施例对本发明的方法进行更为详细的描述。
实施例1在10000吨/年的SBS干燥装置中，用经挤压脱水和膨胀干燥后含挥发份3.2％(重量)的物料进行后干燥，用70～80℃的热空气作载湿介质，其热源是0.8MPa饱和蒸气，自轴的一端向螺旋片和轴腔中通入0.05MPa的蒸气，冷凝水自轴的另一端排出，控制干燥温度在70～80℃，处理量为2.6吨/时，物料在干燥器中的停留时间为35分钟，取干燥后的物料分析，挥发分含量为0.39％(重量)。
实施例2装置及工艺过程同例1，后干燥前物料的挥发分含量为4.5％(重量)，干燥温度为100～110℃，处理量为2.8吨/时，物料停留时间为25分钟，所得物料的挥发分为0.38％(重量)。
实施例3装置及方法同前，后干燥前物料的挥发分含量为4.8％(重量)，干燥温度为90～95℃，处理量为3.1吨/时，物料停留时间为30分钟，干燥后物料的挥发分为0.34％(重量)。
实施例4装置及方法同前，后干燥前物料的挥发分含量为4.2％(重量)，干燥温度为94～100℃，处理量为3.1吨/时，物料停留时间21分钟，干燥后物料的挥发分为0.35％(重量)。
Claims (7)
1、一种SBS产品的干燥方法，包括挤压脱水、膨胀干燥等过程，本发明的特征在于：先通过调整挤压脱水和膨胀干燥的工艺并充分发挥设备处理能力之后，再用螺旋式干燥器进行后干燥，过程包括：
(1)挤压脱水：在60～110℃的温度下进行机械挤压脱水，将SBS所含的挥发份降至8％～15％(重量)，然后
(2)膨胀干燥：在140～190℃的温度下通过螺杆挤压，脱除物料中的挥发物至挥发份含量为3％～5％(重量)，物料呈膨松状，然后
(3)后干燥：以热空气为载湿介质，螺旋片、轴和夹套均用蒸气加热，在70～110℃的温度下进行干燥，物料在干燥器内的停留时间为20～40分钟，挥发份降至0.5％(重量)以下。
2、根据权利要求1所述的干燥方法，其特征在于后干燥的温度为90～100℃。
3、权利要求1所述方法采用的螺旋式干燥器，具有槽体、加热源和转子部件等，本发明的特征在于：干燥器主要由输送槽体(带夹套)(1)、端板(2)、缺口(3)、轴(4)、叶片(5)、上盖(6)、风进口(7)、风出口(8)、料进口(9)、电机和传动部件(10)、料出口(11)、蒸气进口(12a)、蒸气出口(12b)所构成，输送槽体(1)和端坂(2)组成主体壳，端板(2)上开有缺口(3)，轴(4)的两端装在缺口(3)中，轴(4)和叶片(5)组成转子部件，风进口(7)、风出口(8)和料进口(9)位于上盖(6)的上方，料出口(11)位于输送槽体(1)的下方，蒸气进口(12a)与蒸气出口(12b)在轴的两端。
4、根据权利要求3所述的干燥器，其特征在于干燥器具有一套或多套转子部件。
5、根据权利要求3或4所述的干燥器，其特征在于缺口(3)的数量与转子部件的数量相一致。
6、根据权利要求3所述的干燥器，其特征在于轴(4)呈中空，其空腔与蒸气管相通。
7、根据权利要求3所述的干燥器，其特征在于叶片(5)是带翼缘式空腹叶片，其空腹与轴(4)的空腔相通。
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