CN111440304A - 光气界面缩聚法pc低聚物废液回收利用的系统及方法 - Google Patents

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肖彦
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    • C08G64/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
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Abstract

本发明公开了一种光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的系统及方法，系统，包括：依次连接的次品聚合物罐、进料泵、缓冲罐和聚合反应器，进料泵和缓冲罐之间的连接管线与闪蒸槽连接；冷却器，其进口与双酚A钠盐源连接，其出口与所述聚合反应器连接。采用以上系统将PC低聚物废液回收利用，再次参与聚合反应，回收制备聚碳酸酯产品，使低聚物废液全部产品化，可以取消脱挥单元蒸馏装置对低聚物废液的蒸馏作业点，可以彻底消除蒸馏后的低聚物渣料露天放置对周边环境产生的影响，最大程度降低环境污染，实现经济效益。

Description

光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的系统及方法
技术领域
本发明属于聚碳酸酯制备技术领域，具体涉及一种光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的系统及方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
由双酚A与光气界面缩聚方法制得聚碳酸酯树脂(简称PC)，是一种综合性能优良的工程塑料，具有良好的光学透明性、抗冲击强度，并具有优异的耐热性、耐寒性、尺寸稳定性以及电绝缘性等性能，被广泛地应用于制造汽车零件、光学零件、建筑板材、医疗器械以及家用电器等领域。聚碳酸酯的生产工艺流程主要包括反应合成、洗涤分离、脱挥干燥、挤出造粒等工序。在聚碳酸酯生产过程中，尤其在开车初期和生产波动时易产生不合格物料，而如何处置这些不合格物料一直是一个难题。
目前，通常的处理方法是使用一种蒸馏干燥的方法，利用脱挥干燥系统中的蒸馏装置对不合格物料进行处置，在此过程中，蒸馏后留下的废渣需要较长时间晾晒，残留二氯甲烷气味较大且产生的废水没有能力处理，严重影响周围环境。产生的废渣只能作为危废对外销售，如果超过处理量就无法处置，只能当做固废暂存处理，占用大量空间。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的系统及方法，将生产过程中产生的低聚物废液返送至聚合反应器，重新参与聚合反应。这样既解决了环境污染问题，又增加了经济效益。
为实现上述发明目的，本发明的一个或多个实施例公开了以下技术方案：
本发明第一方面提供了一种光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的系统，包括：依次连接的次品聚合物罐、进料泵、缓冲罐和聚合反应器；
冷却器，其进口与双酚A钠盐源连接，其出口与所述聚合反应器连接。
本发明的第二方面提供了一种光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的方法，包括如下步骤：
将聚碳酸酯制备过程中产生的低聚物废液输送至次品聚合物罐内，进行处理；
处理后的低聚物废液被输送至缓冲罐中暂存；
将缓冲罐内的低聚物废液输送至聚合反应器中再次参与反应，反应过程中补充冷却后的双酚A钠盐。
经检测，聚碳酸酯在开车初期或生产波动时产生的不合格物料废液中，除水分外大部分是低聚物和二氯甲烷，含有少量双酚A、烧碱和碳酸钠，可以称为低聚物废液，该低聚物废液整体呈碱性。
又经试验发现，在碱性条件下，高分子聚合物会发生断链现象(形成分子链较短的低分子聚合物，分子量在20000以下)，即低聚物废液经放置一段时间后，其中的部分高分子聚合物断链生成了低分子聚合物，而分子链较短的聚合物可以重新参与反应。综合考虑目前的聚合反应原理、反应条件和现场环境，故可将低聚物废液返回聚合反应器中重新参与反应，实现产品化回收利用。通过该方法制备的聚合物溶液经水洗分离、脱挥干燥后，生成的薄片所有指标均符合现有标准。
与现有技术相比，本发明的以上一个或多个技术方案取得了以下有益效果：
采用以上系统将PC低聚物废液回收利用，再次参与聚合反应，回收制备聚碳酸酯产品，使低聚物废液全部产品化，可以取消脱挥单元蒸馏装置对低聚物废液的蒸馏作业点，降低频繁作业风险(从蒸馏釜蒸馏出来的渣料需要装入吨包中，三天需要装一次，每次装吨包需要4名员工连续装10个小时，装料过程中挥发的二氯甲烷对周围环境和人体都会产生影响)。可以彻底消除蒸馏后的低聚物渣料露天放置对周边环境产生的影响，最大程度降低环境污染，实现经济效益。
次品聚合物罐，作用是储存开车或生产调整过程中产生的低聚物废液。
闪蒸槽，将聚合反应器中反应生成的PC溶液暂存在闪蒸槽内，加入二氯甲烷降低PC溶液浓度，同时带走反应后产生的热量，降低溶液温度。
缓冲罐，作用是暂时存放低聚物废液，从而可使用计量泵将低聚物废液定量打入聚合物反应器中。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例的系统的整体结构示意图。
其中，1、次品聚合物罐，2、次品进料泵进口手阀，3、进料泵，4、回流阀门，5、进缓冲罐手阀，6、放空阀，7、缓冲罐，8、计量泵前手阀，9、计量泵，10、计量泵后手阀，11、进聚合反应器手阀，12、聚合反应器，13、闪蒸槽，14、双酚A钠盐冷却器。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明第一方面提供了一种光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的系统，包括：依次连接的次品聚合物罐、进料泵、缓冲罐和聚合反应器；
冷却器，其进口与双酚A钠盐源连接，其出口与所述聚合反应器连接。
缓冲罐的作用是通过计量泵统计低聚物废液的打入量；次品聚合物罐距离缓冲罐实际距离较远，因为这两个罐在不同的单元界区内，而计量泵扬程和流量有限，所以不能直接把低聚物废液从次品聚合物罐打入聚合反应器内。
在一些实施例中，所述进料泵的出口连接第一分支管路和第二分支管路，第一分支管路的末端与次品聚合物罐的上端连通，第二分支管路的末端与缓冲罐连接。
进一步的，第一分支管路上设置有回流阀门，第二分支管路上设置有进缓冲罐手阀。
第一分支管路与次品聚合物罐的上端连通，将回流阀门打开后，进料泵动作，打开回流阀门的目的是防止憋泵，造成泵损坏。
在一些实施例中，进料泵和缓冲罐之间的连接管线与闪蒸槽的连接管道上设置有阀门。
在一些实施例中，所述缓冲罐的顶部设置有放空阀。可通过该阀门往罐内通入氮气，保证罐内液体上方始终充满氮气，防止物料氧化。
在一些实施例中，缓冲罐与聚合反应器之间设置有计量泵。
本发明的第二方面提供了一种光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的方法，包括如下步骤：
将聚碳酸酯制备过程中产生的低聚物废液输送至次品聚合物罐内，进行处理；
处理后的低聚物废液被输送至缓冲罐中暂存，向缓冲罐的顶部通入氮气，保证缓冲罐的上方始终充满氮气；
将缓冲罐内的低聚物废液输送至聚合反应器中再次参与反应，反应过程中补充冷却后的双酚A钠盐。
将聚合反应器内的PC溶液输送至闪蒸槽中暂存，向闪蒸槽中加入二氯甲烷溶剂，目的是降低PC溶液的浓度，且吸收反应放出的热量，降低PC溶液温度。
静置一段时间后，从闪蒸槽中取PC溶液分析其化学指标和物理状态，看是否符合相关标准。
在一些实施例中，当缓冲罐内的液位达到80％时，开启计量泵。缓冲罐内的液位不能太低，应至少大于50％，但也不能满罐，根据实际经验，一般定为80％液位，开启计量泵。
在一些实施例中，调节计量泵流量至稳定，观察闪蒸槽泵出口聚合物分层情况，加入低聚物一定时间后，取样检测四级重相分子量、分散度，跟踪粒料熔指变化。
实施例：
(1)打开次品进料泵进口手阀2，对次品进料泵3灌液后，启动次品进料泵3，打开现场回流阀门4，缓慢打开进缓冲罐手阀5，控制去聚合单元流量，打开缓冲罐放空阀6。
(2)聚合单元与脱挥单元协调控制好缓冲罐7液位，待缓冲罐7液位达到80％时，关闭进缓冲罐手阀5，停次品进料泵2。
(3)关闭缓冲罐放空阀6，打开计量泵前手阀8、计量泵后手阀10和进聚合反应器手阀11。
(4)开启计量泵9，调节泵流量0.8m3/h，观察闪蒸槽13泵出口聚合物分层情况，对闪蒸槽13泵出口聚合物溶液的碱含量、游离双酚A含量进行取样分析；
(5)加入低聚物废液3小时后，取样检测四级重相分子量、分散度以及黄色指数，跟踪粒料熔指变化。
(6)观察缓冲罐7液位，待液位降至15％时，聚合单元协调脱挥单元继续对缓冲罐7补液。
(7)观察并记录双酚A钠盐流量、压差及聚合反应器12压力、温度变化；
(8)观察脱挥单元蛇管背压变化情况；
(9)对原盐TOC含量进行取样分析。
本发明所述的将低聚物废液打入新增缓冲罐内，待涨至一定液位时，其特征在于：待涨至液位80％。
启动计量泵，并控制计量泵达到0.8m3/h。
双酚A钠盐流量、压差，聚合反应器压力、温度变化及粒料熔指变化，是无明显变化。
闪蒸槽泵出口聚合物溶液的分层情况，为：聚合物溶液的轻相和重相有明显分层；所述的对聚合物溶液的碱含量、游离双酚A含量取样分析，其特征在于：碱含量分析结果在11g/L-12g/L范围内，游离双酚A含量分析结果在20ppm以下。
对离心机重相分子量、分散度、黄色指数进行取样分析，重相分子量在48000-50000范围内，分散度在2-3之间，黄色指数小于0.8。
脱挥单元蛇管背压变化情况，为无明显变化。
对原盐TOC含量进行取样分析，TOC含量200mg/L以下。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的系统，其特征在于：包括：依次连接的次品聚合物罐、进料泵、缓冲罐和聚合反应器；
冷却器，其进口与双酚A钠盐源连接，其出口与所述聚合反应器连接。
2.根据权利要求1所述的光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的系统，其特征在于：所述进料泵的出口连接第一分支管路和第二分支管路，第一分支管路的末端与次品聚合物罐的上端连通，第二分支管路的末端与缓冲罐连接。
3.根据权利要求2所述的光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的系统，其特征在于：第一分支管路上设置有回流阀门，第二分支管路上设置有进缓冲罐手阀。
4.根据权利要求1所述的光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的系统，其特征在于：进料泵和缓冲罐之间的连接管线与闪蒸槽的连接管道上设置有阀门。
5.根据权利要求1所述的光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的系统，其特征在于：所述缓冲罐的顶部设置有放空阀。
6.根据权利要求1所述的光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的系统，其特征在于：缓冲罐与聚合反应器之间设置有计量泵。
7.一种光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的方法，其特征在于：包括如下步骤：
将聚碳酸酯制备过程中产生的低聚物废液输送至次品聚合物罐内，进行处理；
处理后的低聚物废液被输送至缓冲罐中暂存，向缓冲罐的顶部通入氮气，保证缓冲罐的上方始终充满氮气；
将缓冲罐内的低聚物废液输送至聚合反应器中再次参与反应，反应过程中补充冷却后的双酚A钠盐。
8.根据权利要求7所述的光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的方法，其特征在于：当缓冲罐内的液位达到50％-80％时，开启计量泵。
9.根据权利要求8所述的光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的方法，其特征在于：当缓冲罐内的液位达到80％时，开启计量泵。
10.根据权利要求7所述的光气界面缩聚法PC低聚物废液回收利用的方法，其特征在于：调节计量泵流量至稳定，观察闪蒸槽泵出口聚合物分层情况，加入低聚物一定时间后，取样检测四级重相分子量、分散度，跟踪粒料熔指变化。
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