CN113289360A - 薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用 - Google Patents

薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用，属于树脂合成技术领域。所述薄膜蒸发器用于聚苯乙烯生产中循环液的提纯再利用。本发明利用聚苯乙烯生产线本身的真空冷凝系统，将薄膜蒸发器融入构成循环液回收流程，不需要增设薄膜蒸发器专用真空系统及冷凝器；利用聚苯乙烯反应装置放出的反应热来加热循环液和提供薄膜蒸发器所需热量，实现热能再利用。

Description

薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用
技术领域
本发明涉及树脂合成技术领域，特别是薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用。
背景技术
现有的聚苯乙烯生产工艺中，需要使用循环液。循环液主要为脱挥系统回收的乙苯溶剂、未反应的苯乙烯及伴随聚合反应而产生的一系列反应副产物。由于不断的循环使用，循环液内的副产物(苯甲酸、二聚物、三聚物等杂质)不断的积累，使循环液质量下降，导致了产品质量和加工性能下降，并严重制约了生产线的生产能力。一般是将生产过程中产生的循环液收集至循环液储罐，再通过离心泵将储罐中的循环液送回至聚合系统里循环使用，过程中循环液会经过吸附塔，吸附塔中的吸附剂会过滤掉循环液中的杂质，阻止这些杂质重新回到系统中，从而降低对聚合反应速率及产品品质的影响。对循环液进行吸附处理，会产生吸附剂的成本费用及处理费用，同时，定期更换吸附剂也会产生一定的人工费用，这些都会使产品的成本增加。
发明内容
本发明目的在于解决上述技术问题，提供薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用，将薄膜蒸发器与聚苯乙烯工艺流程相结合，开发出薄膜蒸发器技术提纯循环液，控制聚合系统杂质在一定水平，保证产品质量。
为了达到上述目的，本发明的技术方案有：
薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用，所述薄膜蒸发器用于聚苯乙烯生产中循环液的提纯再利用。
优选地，所述薄膜蒸发器与聚苯乙烯生产线连接。具体地，聚苯乙烯生产线上的待处理循环液储存于集液罐中，集液罐通过管道与循环液预加热器连接，循环液预加热器通过管道与薄膜蒸发器连接，薄膜蒸发器的顶端与聚苯乙烯生产线上的冷凝器连接，冷凝后的循环液进入聚苯乙烯生产线上的循环液罐储存。
优选地，所述薄膜蒸发器的热源为聚苯乙烯生产线的反应热。具体地，苯乙烯聚合为放热反应，反应器产生的热量需通过导热油带走，导热油用来作为循环液预加热器和薄膜蒸发器的热源，导热油的油温为155℃-165℃。
优选地，所述应用包括以下步骤：
S1.待处理的循环液进入集液罐中，通过循环液输送泵输送至循环液预热器中加热；
其中，加热后循环液的温度为78℃-82℃；
S2.循环液经加热后进入薄膜蒸发器，轻组分被蒸发形成蒸汽流上升，经气液分离器到达聚苯乙烯生产线的冷凝器；重组分从蒸发器底部的锥体通过循环液输送泵再次进入循环液预热器进行循环蒸发。轻组分是指乙苯溶剂、未反应的苯乙烯，重组分是指低聚物等反应副产物。
优选地，所述集液罐设有液位控制器，用于控制循环液输送泵的转速。
优选地，所述薄膜蒸发器上设有液位控制计，用于控制循环液输送泵的输送速度和物料。
优选地，所述薄膜蒸发器上设有调节阀门，用于控制导热油的流量从而调节薄膜蒸发器内的温度，达到并维持在轻组分可以脱出的温度。
优选地，所述薄膜蒸发器中反应温度为85℃-88℃，操作的真空度为25mmhg-35mmhg。
优选地，所述循环液经加热后进入薄膜蒸发器还包括：进入薄膜蒸发器后，经分布器分布到蒸发器加热壁面，然后，旋转的刮膜器将物料连续均匀地加热面上刮成厚薄均匀的液膜，并以螺旋状向下推进。
优选地，所述薄膜蒸发器还设有电机变频器来调整刮膜器的刮膜速度，可根据粘度高低调节刮膜速度更易于成膜，提高轻组分脱出效果。
本发明将薄膜蒸发器应用于聚苯乙烯的生产中，具有以下优点：
1、采用薄膜蒸发器技术提纯循环液，控制系统杂质水平，保证产品质量的同时减少了原吸附剂的处理费用，具有良好的经济效益；
2、苯乙烯聚合装置本身带有真空和冷凝器用于回收未反应的苯乙烯及乙苯，将薄膜蒸发器设备融入原有聚苯乙烯真空工艺流程，利用原聚苯乙烯装置本身的真空冷凝系统提供真空度及冷凝器，不需增设薄膜蒸发器专用真空系统及冷凝器，在一定程度上节约了建设成本；
3、苯乙烯聚合为放热反应，反应器产生的热量需通过循环热油带走，然后再通过空气冷却器散发到大自然中，利用聚苯乙烯反应装置放出的反应热来加热循环液和提供薄膜蒸发器所需热量，达到节能减排的目的，具有良好的环保效益；
4、整套薄膜蒸发器回收系统都可在中央控制室进行操作控制，自动化程度提高。
附图说明
图1为薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用的装置流程示意图。
其中，1、循环液罐；2、集液罐；3、循环液预加热器；4、薄膜蒸发器；5、循环液输送泵；6、冷凝器。
具体实施方式
结合附图说明本发明的薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用。
薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用，薄膜蒸发器用于聚苯乙烯生产中循环液的提纯再利用。
进一步地，薄膜蒸发器4与聚苯乙烯生产线连接。具体地，聚苯乙烯生产线上的待处理循环液储存于集液罐2中，集液罐2通过管道与循环液预加热器3连接，循环液预加热器3通过管道与薄膜蒸发器4连接，薄膜蒸发器4的顶端与聚苯乙烯生产线上的冷凝器6连接，冷凝后的循环液进入聚苯乙烯生产线上的循环液罐1储存。
优选地，所述薄膜蒸发器4的热源为聚苯乙烯生产线的反应热。具体地，苯乙烯聚合为放热反应，反应器产生的热量需通过导热油带走，导热油用来作为循环液预加热器3和薄膜蒸发器4的热源，导热油的油温为155℃-165℃。更具体地，利用聚苯乙烯生产线第5个反应器，也是最后一个反应器所提供包含反应热的较高油温的导热油，
如图1所示，所述应用包括以下步骤：
S1.待处理的循环液进入集液罐2中，通过循环液输送泵5输送至循环液预热器中加热；
S2.循环液经加热后进入薄膜蒸发器4，轻组分被蒸发形成蒸汽流上升，经气液分离器到达聚苯乙烯生产线的冷凝器6，再进入循环液罐1储存；重组分从蒸发器底部的锥体通过循环液输送泵5再次进入循环液预热器进行循环蒸发。
其中，所述集液罐2设有液位控制器，用于控制循环液输送泵5的转速。
其中，所述薄膜蒸发器4上设有液位控制计，用于控制循环液输送泵5的输送速度和物料。
其中，所述薄膜蒸发器4上设有调节阀门，用于控制导热油的流量从而调节薄膜蒸发器内的温度，达到并维持在轻组分可以脱出的温度。
其中，所述薄膜蒸发器4中反应温度为85℃-88℃，操作的真空度为25mmhg-35mmhg。
其中，所述薄膜蒸发器4上设有调节阀门。
其中，所述循环液经加热后进入薄膜蒸发器4还包括：进入薄膜蒸发器4后，经分布器分布到蒸发器加热壁面，然后，旋转的刮膜器将物料连续均匀地加热面上刮成厚薄均匀的液膜，并以螺旋状向下推进。
其中，所述薄膜蒸发器4还设有电机变频器来调整刮膜器的刮膜速度，可根据粘度高低调节刮膜速度更易于成膜，提高轻组分脱出效果。
在本发明另一个实施例中，薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用，如图1所示，包括以下步骤：
A1、循环液罐1中需要处理的液体通过循环液泵送至集液罐2,集液罐2出口连接循环液输送泵5,将集液罐2中的循环液输送至循环液预热器进行加热处理，集液罐2上的液位控制器控制循环液输送泵5的转速；
A2、循环液经循环液预热器的管程进入薄膜蒸发器4，导热油通过预热器的壳程循环，以供所需热量，导热油的热量来源于聚苯乙烯生产线。预热器的温度可通过预热器温度调节阀的开度进行调节。薄膜蒸发器4壳体也配备导热油循环，物料温度通过薄膜蒸发器4温度调节阀的开度进行调节；
A3、循环液从加热区的上方沿切线方向进入薄膜蒸发器4，经分布器分布到蒸发器加热壁面，然后，旋转的刮膜器将物料连续均匀地加热面上刮成厚薄均匀的液膜，并以螺旋状向下推进。在此过程中，旋转的刮膜器保证连续和均匀的液膜产生高速湍流，并阻止液膜在加热面结焦、结垢，从而提高总传热系数。轻组份被蒸发形成蒸汽流上升，经汽液分离器到达聚苯乙烯装置的冷凝器6；重组份从薄膜蒸发器4底部的锥体通过循环液输送泵5再次进入循环液预加热器3进行循环蒸发；
A4、薄膜蒸发器4上设有液位控制器，可以控制输送泵的输送速度和物料输送调节阀的开度。在重组份含量高的情况下安排排出处理。
本发明提供的技术方案利用聚苯乙烯生产线本身的真空冷凝系统，将薄膜蒸发器融入构成循环液回收流程，不需要增设薄膜蒸发器专用真空系统及冷凝器；利用聚苯乙烯反应装置放出的反应热来加热循环液和提供薄膜蒸发器所需热量，实现热能再利用。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用，其特征在于，所述薄膜蒸发器用于聚苯乙烯生产中循环液的提纯再利用。
2.根据权利要求1所述的薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用，其特征在于，所述薄膜蒸发器与聚苯乙烯生产线连接。
3.根据权利要求2所述的薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用，其特征在于，所述薄膜蒸发器的热源为聚苯乙烯生产线上的反应热。
4.根据权利要求3所述的薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用，其特征在于，所述应用包括以下步骤：
S1.待处理的循环液进入集液罐中，通过循环液输送泵输送至循环液预热器中加热；
S2.循环液经加热后进入薄膜蒸发器，轻组分被蒸发形成蒸汽流上升，经气液分离器到达聚苯乙烯生产线的冷凝器；重组分从蒸发器底部的锥体通过循环液输送泵再次进入循环液预热器进行循环蒸发。
5.根据权利要求4所述的薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用，其特征在于，所述集液罐设有液位控制器，用于控制循环液输送泵的转速。
6.根据权利要求4所述的薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用，其特征在于，步骤S1中加热后循环液的温度为78℃-82℃。
7.根据权利要求4所述的薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用，其特征在于，所述薄膜蒸发器上设有液位控制计，用于控制循环液输送泵的输送速度和物料。
8.根据权利要求4所述的薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用，其特征在于，所述薄膜蒸发器中反应温度为85℃-88℃，操作的真空度为25mmhg-35mmhg。
9.根据权利要求4所述的薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用，其特征在于，所述薄膜蒸发器上设有调节阀门，用于调节导热油的流量。
10.根据权利要求4所述的薄膜蒸发器在聚苯乙烯生产中的应用，其特征在于，所述循环液经加热后进入薄膜蒸发器还包括：进入薄膜蒸发器后，经分布器分布到蒸发器加热壁面，然后，旋转的刮膜器将物料连续均匀地加热面上刮成厚薄均匀的液膜，并以螺旋状向下推进。
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