CN110005940A - 一种带有空温式汽化器的四氟乙烯单体计量槽及储存系统 - Google Patents

一种带有空温式汽化器的四氟乙烯单体计量槽及储存系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带有空温式汽化器的四氟乙烯的单体计量槽，所述单体计量槽包括槽体、设于所述槽体外的冷媒夹套和通过管道与所述槽体相连的空温式汽化器。同现有技术相比，本发明所述的单体计量槽为单夹套设计，即仅在槽外设置冷媒夹套，省去了冷、热媒的交替添加和排放，不存在冷热媒的损失和能量的操作，操作程序简单。用外置的空温式汽化器代替热媒，节能效果显著。而且外置式换热器换热面积可根据工艺需要进行设计，不受单体计量槽的限制，可通过提供充足的换热面积而提高汽化速率。

Description

一种带有空温式汽化器的四氟乙烯单体计量槽及储存系统
技术领域
本发明属于化工设备领域，具体涉及一种四氟乙烯单体的收集储存系统。
背景技术
氟树脂(常称氟塑料)是聚合物结构中含有氟原子的树脂类产品总称。氟树脂品种繁多，性能优异，发展历史悠久，并已成为当今世界现代工业中许多关键技术不可或缺的材料。国外已工业生产并进行市场销售的产品有聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚氟乙烯(PVF)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(又称聚全氟乙丙烯，FEP)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)等十余种品种约100多个牌号。
PTFE是目前氟树脂中产量最大、应用最广的品种。全球2007年氟树脂生产能力达到22万吨，其中65％为PTFE。中国氟树脂约6万吨，约占全球总量27％左右，其中90％为PTFE。国外氟树脂约占全球总量73％左右，其中50％为PTFE，主要生产企业为杜邦、大金、AGC、3M，主要生产国是美国、日本、德国。从20世纪80年代以来我国PTFE得到较快发展，科研开发水平、生产技术水平快速提升，截止2016年，国内聚四氟乙烯(TFE)单体总产能达到10万t/a。
四氟乙烯单体作为生产聚四氟乙烯树脂的重要单体原料，因其属于第3.3类易燃气体，自燃温度低(187.8℃)，容易自聚，若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。因此，为保证装置安全，聚四氟乙烯树脂生产装置与四氟乙烯单体装置常保留有35米以上的消防间距，并在聚四氟乙烯树脂装置内设置四氟乙烯单体收集储存系统。
四氟乙烯单体收集储存系统一般包括单体冷凝器、单体贮槽、单体计量槽、单体缓冲罐，现有四氟乙烯单体收集储存工艺为：来自四氟乙烯单体装置的气相四氟乙烯单体经单体冷凝器冷凝，液相单体贮存在单体贮槽中，然后利用液位差输送至单体计量槽，在单体计量槽中进行暂存和汽化操作。因单体计量槽兼具储存和汽化功能，因此，设备设计时常把单体计量槽做成双段夹套，收料时上夹套通入冷媒保冷，汽化时下段通入热媒升温汽化，当计量槽内物料汽化完或不足时又需要进行收料操作，在进行收料前，为减少冷媒用量，需要先将下段热媒排净，然后再通入冷媒收料；在进行汽化时，又需要先将上段夹套中的冷媒排净，然后再通入热媒汽化。如此反复操作，不仅存在冷、热媒的损失，操作程序复杂，而且存在冷热媒之间的相互传热造成能量损失，能源利用率不高。
发明内容
本发明的目的首先是提供一种带有空温式汽化器的四氟乙烯单体计量槽，所述计量槽包括槽体、设于所述槽体外的冷媒夹套和通过管道与所述槽体相连的空温式汽化器。
优选的，所述空温式汽化器的入口处设有进料调节阀，出口处设有温度检测仪表，二者连锁控制，实现空温式汽化器内的四氟乙烯完全汽化。
优选的，其特征在于，所述空温式汽化器为翅片式空温加热器。
优选的，在水平位置上，所述空温式汽化器位于所述槽体之下，实现所述槽体内的液相四氟乙烯通过液位差输入所述空温式汽化器中。
优选的，所述槽体上设有压力变送器、温度检测器和液位检测器；所述液位检测器与所述槽体的进料阀通过电信号相连，用于控制进料阀的开闭；所述压力变送器与所述冷媒夹套上冷媒的进料阀通过电信号相连，用于控制冷媒的添加量。
本发明的另一目的是保护包括本发明所述的单体计量槽的四氟乙烯单体收集储存系统，包括控制器和依次相连的单体冷凝器、单体贮槽、单体计量槽、单体缓冲罐和控制系统。
优选的，在水平位置上，所述单体贮槽位于所述单体冷凝器之下，所述单体计量槽位于所述单体贮槽之下，实现液态的四氟乙烯通过液位差输入所述单体贮槽和单体计量槽。
优选的，所述单体贮槽上设有压力变送器、温度传感器和液位检测器，实现对单体储存状态的监测。
优选的，所述控制器控制上述各仪器和仪表实现自动化操作。
本发明所述的储存系统通过下述方式运行：来自四氟乙烯单体生产装置的四氟乙烯单体经过单体冷凝器冷凝，冷凝液体储存于单体贮槽，然后利用位差输送至单体计量槽，单体计量槽夹套通入冷媒保冷储存，当下游工序需要四氟乙烯单体时，打开空温式汽化器入口处的进料调节阀，液相四氟乙烯单体通过位差输送至空温式汽化器，利用环境空气热能将液相四氟乙烯单体汽化，汽化后的四氟乙烯进入单体缓冲罐，进行后续地利用，以上操作在控制器的控制下实现自动化。
本发明所述的单体计量槽具有如下有益效果：
1)同现有技术相比，本发明所述的单体计量槽为单夹套设计，即仅在槽外设置冷媒夹套，省去了冷、热媒的交替添加和排放，不存在冷热媒的损失和能量的操作，操作程序简单。用外置的空温式汽化器代替热媒，由于空温式汽化器的热媒为空气，而一般双夹套空温式汽化器的热煤为热水，因此空温式汽化器的节能效果显著。
2)由于四氟乙烯单体物料的危险性高，单体计量槽槽体的容积不宜做大，因此现有技术中的双夹套计量槽在通过热媒对物料进行加热的过程中，加热面积较小，加热效率低。而外置式换热器换热面积可根据工艺需要进行设计，不受单体计量槽的限制，可通过提供充足的换热面积而大大提高汽化速率。
附图说明
图1为本发明所述的单体计量槽和单体储存系统示意图；
图中：1、单体计量槽；1.1槽体；1.2冷媒夹套；1.3空温式汽化器；2、单体冷凝器；3、单体贮槽；4、单体缓冲罐。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种单体计量槽，包括槽体1.1、设于所述槽体外的冷媒夹套1.2，通过管道与所述槽体连接的空温式汽化器1.3，所述空温式汽化器的入口处设有进料阀1.4，出口处设有温度检测仪表1.5，所述空温式汽化器为翅片式；
所述槽体上设有压力变送器、温度检测器和液位检测器；所述液位检测器与所述槽体的进料阀通过电信号相连，用于控制进料阀的开闭；所述压力变送器与所述冷媒夹套上冷媒的进料阀通过电信号相连，用于控制冷媒的添加量。
实施例2
本实施例涉及一种四氟乙烯单体储存系统，包括依次相连的单体冷凝器2、单体贮槽3、单体计量槽1、单体缓冲罐4和控制上述各仪器的控制器。
上述的储存系统按照下述方式运行，来自四氟乙烯单体生产装置的四氟乙烯单体经过单体冷凝器冷凝，冷凝液体储存于单体贮槽，然后利用位差输送至单体计量槽，单体计量槽夹套通入冷媒保冷储存，当下游工序需要四氟乙烯单体时，打开空温式汽化器入口处的进料调节阀，液相四氟乙烯单体通过位差输送至空温式汽化器，利用环境空气热能将液相四氟乙烯单体汽化，汽化后的四氟乙烯进入单体缓冲罐，进行后续地利用，以上操作在控制器的控制下实现自动化。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种带有空温式汽化器的四氟乙烯单体计量槽，其特征在于，所述单体计量槽包括槽体、设于所述槽体外的冷媒夹套和通过管道与所述槽体相连的空温式汽化器。
2.根据权利要求1所述的单体计量槽，其特征在于，所述空温式汽化器的入口处设有进料调节阀，出口处设有温度检测仪表，二者连锁控制，实现空温式汽化器内的四氟乙烯完全汽化。
3.根据权利要求1或2所述的单体计量槽，其特征在于，所述空温式汽化器为翅片式空温加热器。
4.根据权利要求1～3任一项所述的单体计量槽，其特征在于，在水平位置上，所述空温式汽化器位于所述槽体之下，实现所述槽体内的液相四氟乙烯通过液位差输入所述空温式汽化器中。
5.根据权利要求1～4任一项所述的单体计量槽，其特征在于，所述槽体上设有压力变送器、温度检测器和液位检测器；所述液位检测器与所述槽体的进料阀通过电信号相连，用于控制进料阀的开闭；所述压力变送器与所述冷媒夹套上冷媒的进料阀通过电信号相连，用于控制冷媒的添加量。
6.包括权利要求1～5任一项所述的单体计量槽的四氟乙烯单体收集储存系统，其特征在于，包括控制器和依次相连的单体冷凝器、单体贮槽、单体计量槽以及单体缓冲罐。
7.根据权利要求6所述的收集储存系统，其特征在于，在水平位置上，所述单体贮槽位于所述单体冷凝器之下，所述单体计量槽位于所述单体贮槽之下，实现液态的四氟乙烯通过液位差输入所述单体贮槽和单体计量槽。
8.根据权利要求6或7所述的收集储存系统，其特征在于，所述单体贮槽上设有压力变送器、温度传感器和液位检测器，实现对单体储存状态的监测。
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