CN114369181B - 一种聚合物脱除挥发份的工艺系统及其方法 - Google Patents
一种聚合物脱除挥发份的工艺系统及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114369181B CN114369181B CN202111118220.0A CN202111118220A CN114369181B CN 114369181 B CN114369181 B CN 114369181B CN 202111118220 A CN202111118220 A CN 202111118220A CN 114369181 B CN114369181 B CN 114369181B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polymer
- heat exchanger
- coiled
- devolatilizer
- devolatilization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 179
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 69
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical group CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 23
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims description 20
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 19
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 16
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 15
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 13
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 claims description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 5
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 3
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 12
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 7
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 10
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 description 9
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-pentene Chemical compound CC(C)CC=C WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical compound CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RKDVKSZUMVYZHH-UHFFFAOYSA-N 1,4-dioxane-2,5-dione Chemical compound O=C1COC(=O)CO1 RKDVKSZUMVYZHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 150000001925 cycloalkenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- -1 ethylene, propylene, 1-butene Chemical class 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- JJTUDXZGHPGLLC-UHFFFAOYSA-N lactide Chemical compound CC1OC(=O)C(C)OC1=O JJTUDXZGHPGLLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F6/00—Post-polymerisation treatments
- C08F6/06—Treatment of polymer solutions
- C08F6/10—Removal of volatile materials, e.g. solvents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
本发明公开了一种聚合物脱除挥发份的工艺系统及其方法。该聚合物脱除挥发份的工艺系统包括n个依次串联的脱挥单元,n≥1;每一个脱挥单元包括依次串联的绕管式换热器和脱挥器;绕管式换热器包括换热器腔体,换热器腔体内设有m个串联设置的绕管式换热管,m≥1;绕管式换热管的直径为6~38mm。本发明中聚合物脱除挥发份的工艺系统可有效降低聚合物中挥发份的质量含量,且能耗低;同时,可精确控制温度,并保证聚合物在换热器中温度和黏度的均一性,从而避免设备堵塞,降低维护及检修成本,延长使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚合物脱除挥发份的工艺系统及其方法。
背景技术
高分子聚合物通常由单体聚合制得,其中通常会残留部分未反应的单体、杂质和溶剂,上述单体、杂质、溶剂,以及水和反应副产物等低分子组分一般统称为挥发份。在生产过程中,一般包括聚合工段和脱挥工段。其中,聚合工段得到的产物中挥发份的质量含量高达10%~80%,会显著影响聚合物产品的质量和性能,经脱挥工段降低挥发份质量含量后,可提高聚合物的聚合度和性能、去除异味,同时还可以回收单体和溶剂,更为重要的是,能够满足各应用领域对聚合物产品中挥发份的质量含量为0.001%~0.9%的要求。但是,脱挥工段的能耗在聚合工段和脱挥工段总能耗中的占比通常较高。
因此,亟需一种低能耗、高效率的聚合物脱挥工艺系统,特别是针对能够广泛用于制造薄膜、管材、板材、电线电缆等领域的烯烃聚合物的有效脱挥。
工业脱挥过程主要包括闪蒸脱挥阶段,聚合物中挥发份的质量含量从80%降到20%;起泡脱挥阶段,聚合物中挥发份的质量含量从20%降至5%;以及,扩散脱挥阶段,聚合物中挥发份的质量含量从5%继续降至0.9%以下。
现有的脱挥设备一般为动态脱挥设备,其内部设有动态旋转装置用来输送或混合聚合物,动态旋转装置可以提高物料的流动性和混合度,提高传热传质效率。工业上主要使用的动态脱挥设备主要有薄膜蒸发器和螺杆挤出机。
薄膜蒸发器的典型结构为机械转动刮板式薄膜蒸发器,物料通过刮板在高温壁面形成薄膜并在刮板的剪切下形成新的表面,进行传热传质,增加刮板速度、增大蒸发器直径均有利于传质传热,但薄膜蒸发器的体积过大、对设备精度要求较高,不易实现工业化。
螺杆挤出机主要分为单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机。单螺杆挤出机维护方便、结构简单,但由于物料运动方向单一,螺杆附近易出现“抱料”现象,且运动部件较多,容易受损,需要定期更换。多螺杆挤出机结构过于复杂,操作和维护都十分麻烦,适用范围小。而双螺杆脱挥器能够克服单螺杆挤出机易出现“抱料”现象的弊端,还拥有良好的搅拌和剪切更新表面的作用,因此在工业生产中的应用较为广泛。但是,双螺杆挤出机在负压状态下运行时,排气处会出现“冒料”现象,而且双螺杆挤出机能耗较高,成本也较高。
总体而言,动态脱挥设备中,单螺杆挤出机和多螺杆挤出机存在维护较为频繁的缺陷,双螺杆挤出机能耗高、成本高。因此,工业上通常还采用静态脱挥设备以降低聚合物中的挥发份质量含量。
静态脱挥设备一般包括换热器和脱挥器。其中,脱挥器结构简单、能耗低,且无外加动力,需要将聚合物在换热器中加热至饱和状态或过饱和状态进入脱挥器中进行脱挥处理。落条式脱挥器的内部结构可使聚合物在重力作用下呈条状降下,便于脱挥;但是,聚合物在落条式脱挥器中的平均停留时间过长,流动性较差,且由于落条式脱挥器中局部冷却温度存在差异,以及粘度-速度的不均一性,使管壁温度上升较快,不适用于易结焦或交联的聚合物脱挥。
因此,亟需提供一种可有效脱除黏度高、流动性差的聚合物中挥发份,且能耗低的工艺系统。
发明内容
为了解决现有技术中聚合物脱除挥发份的设备结构复杂、制造成本高,操作生产过程中易被损坏、维修复杂,影响生产连贯性;同时,由于工艺系统中包括驱动装置,能耗和生产成本高,生产危险系数较高;且无法有效脱除黏度高、流动性差的聚合物中挥发份的缺陷,本发明提供了一种聚合物脱除挥发份的工艺系统及其方法。本发明中聚合物脱除挥发份的工艺系统可有效降低聚合物中挥发份的质量含量,且能耗低;同时,可精确控制温度,并保证聚合物在换热器中温度和黏度的均一性,从而避免设备堵塞,降低维护及检修成本,延长使用寿命。
为了实现上述目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供的技术方案之一为:一种聚合物脱除挥发份的工艺系统,所述工艺系统包括n个依次串联的脱挥单元;
其中,n≥1;每一个所述脱挥单元包括依次串联的绕管式换热器和脱挥器;
所述绕管式换热器包括换热器腔体,所述换热器腔体内设有m个串联设置的绕管式换热管,m≥1;
所述绕管式换热管的直径为6~38mm。
本发明中,所述聚合物脱除挥发份的工艺系统优选为烯烃聚合物脱除挥发份的工艺系统。
本发明中,按照本领域常规所述绕管式换热管一般是螺旋线形状交替缠绕而成。所述绕管式换热器的换热器腔体中流通物料,用于对物料进行混合和换热。所述绕管式换热器中的绕管式换热管中流通换热介质,用于提高传热比表面积。
所述绕管式换热器包括m个串联设置的绕管式换热管,优选地,m≥4。
所述绕管式换热管中的换热介质可为本领域常规的热媒或冷媒,例如当换热介质为热媒时,优选为导热油。所述绕管式换热管中,所述换热介质一般由换热介质进口接管进入并充满于所述绕管式换热管内,并从换热介质出口接管流出。
所述绕管式换热管的直径优选为6~10mm。所述绕管式换热管的长度可根据本领域常规按照装置产能进行选择,例如2m。
根据本领域常规,所述换热器腔体的一端可设有聚合物进口接管,另一端可设有聚合物出口接管。其中,所述聚合物进口接管可与聚合工段连接。所述聚合物出口接管可与脱挥器连接。
本发明中,所述脱挥器可为本领域常规的脱挥器;所述脱挥器包括脱挥器腔体,所述脱挥器腔体的一端可设有进料口接管;另一端可设有气相出口接管和出料口接管;用于对所述聚合物进行脱挥处理。
所述脱挥器的进料口接管与所述绕管式换热器的聚合物出口接管连接。
所述气相出口接管可用于收集挥发份气体。
本发明中,所述聚合物脱除挥发份的工艺系统还可包括输送泵、冷凝器、溶剂回收系统、静态混合器和造粒机。
优选地,所述输送泵与所述绕管式换热器连接,用于将聚合工段的物料输送至绕管式换热器中。
优选地,所述冷凝器与所述脱挥器的气相出口接管连接,用于回收溶剂。
优选地,所述静态混合器与所述脱挥器的出料口连接,用于将添加剂与脱挥后的聚合物混合。
其中,所述静态混合器可为本领域常规的静态混合器或如前所述的绕管式换热器。
当所述静态混合器为如前所述的绕管式换热器时,绕管式换热管中的换热介质可为冷媒,用于冷却含有添加剂的聚合物并增加其黏度。其中,所述添加剂可为本领域常规的添加剂,例如改性添加剂,用于对所述聚合物进行改性;或者,抗氧化添加剂,用于提高所述聚合物的抗氧化性能。
优选地,所述造粒机与所述静态混合器连接,用于将含有添加剂的聚合物切割成颗粒。
本发明中,更优选地,所述聚合物脱除挥发份的工艺系统包括n个依次串联的脱挥单元、静态混合器和造粒机;n为2~4;
每一个所述脱挥单元包括依次串联的齿轮泵、绕管式换热器和脱挥器;
其中,所述绕管式换热器包括换热器腔体,所述换热器腔体内设有m个串联设置的绕管式换热管,m≥1;
任意两个绕管式换热管的温控相互独立;
所述绕管式换热管的直径为6~38mm;所述绕管式换热管的长度为2m。
本发明提供的技术方案之二为:一种聚合物脱除挥发份的方法,所述方法采用如前所述的工艺系统;所述方法包括如下步骤:
(1)将所述聚合物输送至所述工艺系统的第一脱挥单元中;并设置所述第一脱挥单元中绕管式换热器聚合物进口接管的温度和压力,绕管式换热器聚合物出口接管的温度和压力,以及,脱挥器的温度和压力;
其中,第一脱挥单元中,第一绕管式换热器的聚合物进口接管的温度为60~80℃;第一绕管式换热器的聚合物进口接管的压力为30~130bar;第一绕管式换热器的聚合物出口接管的温度为120~210℃;第一绕管式换热器的聚合物出口接管的压力为30~130bar;第一脱挥器的温度为160~210℃;
(2)所述聚合物经过所述第一脱挥单元的脱挥处理后,根据所述串联的脱挥单元的个数n进入下一个脱挥单元,同时重复步骤(1)的操作直至第n次;
(3)所述聚合物依次通过所述第一脱挥单元直至第n脱挥单元,并由所述第n脱挥单元的聚合物出口输出,得到聚合产品。
本发明中,所述聚合物出口输出的聚合产品一般可输送至下一工序,例如造粒工序。
本发明中,所述聚合物可为本领域常规,例如烯烃聚合物。所述烯烃聚合物一般由乙烯、丙烯、1-丁烯、苯乙烯、异丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯和环烯烃,丙交酯,乙交酯中的一种或多种单独聚合或共聚合得到;优选为丁烯-1无规共聚物或丁烯-1均聚物。
当所述聚合物为烯烃聚合物时,经过本发明的聚合物脱除挥发份的方法,所述聚合产品的挥发份的质量含量可降低至1000ppm以下。
当所述聚合物为烯烃聚合物时,所述聚合物一般为烯烃聚合物溶液。所述烯烃聚合物溶液的质量浓度可为本领域常规,例如20%~50%,再例如25%。
当所述聚合物为烯烃聚合物时,所述聚合物的熔融指数可为本领域常规,例如0.4~4,再例如2.3、2.2、2.0或0.41。
当所述聚合物为烯烃聚合物时,所述聚合物中,挥发份的单体质量含量可为本领域常规,例如5wt%以上,优选为6wt%或8wt%。
本发明中,所述聚合物脱除挥发份的工艺系统中优选包括2个脱挥单元。
其中,第一脱挥单元中,第一绕管式换热器的聚合物进口接管的温度优选为70~75℃。第一绕管式换热器的聚合物进口接管的压力优选为65~120bar。
第一绕管式换热器的聚合物出口接管的温度优选为190℃。第一绕管式换热器的聚合物出口接管的压力优选为30~120bar;更优选为60~110bar,进一步优选为110bar。
第一脱挥器的温度优选为180-210℃,更优选为170~200℃,进一步优选为180~190℃。第一脱挥器的压力可为3~10bar,优选为7~8bar。
其中,第二脱挥单元中,第二绕管式换热器的聚合物进口接管的温度可为130~200℃,优选为160~190℃,更优选为170~180℃或180-190℃。第二绕管式换热器的聚合物进口接管的压力可为20~130bar,更优选为60~100bar,进一步优选为65bar。
第二绕管式换热器的聚合物出口接管的温度可为170~210℃,例如180~210℃、190~200℃,优选为180~200℃,更优选为190℃。第二绕管式换热器的聚合物出口接管的压力可为50~130bar,例如50~120bar、60~100bar、60~130bar、110~120bar,优选为60~120bar,更优选为100~110bar。
第二脱挥器的温度可为160~220℃,优选为180~210℃,更优选为190℃。第二脱挥器的压力可为15~60mbar,优选为40mbar。
在本发明一优选实施例中,所述聚合物为丁烯-1无规共聚物溶液,所述丁烯-1无规共聚物溶液的质量浓度为25%,熔融指数为2.3,挥发份的质量含量为6wt%。
在本发明一优选实施例中,所述聚合物为丁烯-1均聚物溶液,所述丁烯-1均聚物溶液的质量浓度为25%,熔融指数为0.41,挥发份的质量含量为8wt%。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于:本发明中聚合物脱除挥发份的工艺系统可将聚合物中挥发份的质量含量降低至1000ppm以下,最低可降低至100ppm以下,有效提高了聚合物纯度,且能耗低;同时,可精确控制温度,并保证聚合物在换热器中温度和黏度的均一性,从而避免设备堵塞,降低维护及检修成本,延长使用寿命。
附图说明
图1为实施例1和实施例2中聚合物脱除挥发份的工艺系统示意图。
图2为实施例1和实施例2中第一绕管式换热器的主视图。
附图标记说明
第一绕管式换热器1
第一聚合物进口接管11
第一聚合物出口接管12
第一脱挥器2
进料口接管21
出料口接管22
第一齿轮泵3
第二绕管式换热器4
第二聚合物进口接管41
第二聚合物出口接管42
第二脱挥器5
第二齿轮泵6
静态混合器7
换热介质进口接管8
绕管式换热管9
换热介质出口接管10
温度计13
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商品说明书选择。
术语解释:
聚合物:聚合物一般指高分子化合物,简称高分子,一般指相对分子质量高达几千到几百万的化合物,绝大多数高分子化合物是许多相对分子质量不同的同系物的混合物,因此高分子化合物的相对分子质量是指平均相对分子量。高分子化合物几乎无挥发性,常温下常以固态或液态存在。
挥发份:从反应器中出来的大多数聚合物都含有相对分子质量低的组分,如单体、溶剂、水及反应副产物,被统称为挥发份。
脱挥:从聚合物本体中脱除挥发份的过程被称为脱挥。
如图1,下述实施例1和2中,聚合物脱除挥发份的工艺系统包括2个依次串联的脱挥单元;
第一脱挥单元包括依次串联的第一绕管式换热器1、第一脱挥器2和齿轮泵3;第一绕管式换热器1的主视图如图2所示;
第二脱挥单元包括依次串联的第二绕管式换热器4、第二脱挥器5、第二齿轮泵6和静态混合器7;
第一绕管式换热器1和第二绕管式换热器4各自独立地包括换热器腔体,换热器腔体中均流通物料,用于对物料进行混合和换热;
换热器腔体内均设有4个串联设置的绕管式换热管;绕管式换热管中均流通换热介质,用于提高传热比表面积;
每一个绕管式换热管9的直径为6mm;长度为2m;且由螺旋线形状交替缠绕而成;
绕管式换热管9中,换热介质为导热油,导热油一般由换热介质进口接管8进入并充满于绕管式换热管9内,并从换热介质出口接管10流出;
第一绕管式换热器1和第二绕管式换热器4中,换热器腔体的一端设有聚合物进口接管,另一端设有聚合物出口接管;
其中,第一绕管式换热器1中,换热器腔体的一端设有第一聚合物进口接管11,与聚合工段连接;换热器腔体的另一端设有第一聚合物出口接管12,与第一脱挥器2连接;
第二绕管式换热器4中,换热器腔体的一端设有第二聚合物进口接管41,另一端设有第二聚合物出口接管42;
第一脱挥器2和第二脱挥器5各自独立地包括脱挥器腔体,脱挥器腔体的一端设有进料口接管;另一端设有气相出口接管和出料口接管;用于对聚合物进行脱挥处理;
第一脱挥器2中,脱挥器腔体的一端设有进料口接管21,与第一绕管式换热器1的第一聚合物出口接管12连接;脱挥器腔体的另一端设有气相出口接管和出料口接管22;气相出口接管用于收集挥发份气体。
实施例1的聚合物脱除挥发份的工艺系统还包括输送泵、冷凝器、溶剂回收系统、静态混合器7和造粒机;绕管式换热器中还包括温度计13。
为了更清晰地呈现实施例中聚合物脱除挥发份的工艺系统示意图,图1中未将输送泵、冷凝器、溶剂回收系统和造粒机加以体现。
输送泵与第一绕管式换热器1连接,用于将聚合工段的物料输送至第一绕管式换热器1中。
冷凝器与脱挥器的气相出口接管连接,用于回收溶剂。
静态混合器7与第二脱挥器5连接,用于将添加剂与脱挥后的聚合物混合和冷却含有添加剂的聚合物。
其中,静态混合器7与第一绕管式换热器1和第二绕管式换热器4的结构相同。静态混合器7的绕管式换热管中,换热介质为冷媒,用于冷却含有添加剂的聚合物并增加其黏度。
造粒机与静态混合器7连接,用于将含有添加剂的聚合物切割成颗粒。
实施例1
实施例1中聚合物脱除挥发份的方法,采用上述工艺系统;步骤如下:
(1)将丁烯-1无规共聚物溶液从聚合反应器中排出(100Kg/h),并通过输送泵将含丁烯-1单体的聚丁烯-1无规共聚物溶液输送至第一脱挥单元的第一绕管式换热器1中;其中,进行脱挥处理的聚合物为丁烯-1无规共聚物溶液,其质量浓度为25%,熔融指数MIE为2.3,丁烯-1的质量含量为6.0wt%。
设置第一脱挥单元中绕管式换热器聚合物进口接管的温度和压力,绕管式换热器聚合物出口的温度和压力,以及,脱挥器的温度和压力;
其中,第一绕管式换热器1的第一聚合物进口接管11的温度为70℃,压力为130bar。
第一绕管式换热器1的第一聚合物出口接管12的温度为190℃,压力为60bar。第一绕管式换热器1的第一聚合物出口接管12处的混合物中,包括聚丁烯-1熔体(含丁烯-1单体)和丁烯-1(气态、液态或超临界态)。
混合物进入第一脱挥器2中。第一脱挥器2的温度为190℃,压力为8bar。由于重力作用,聚丁烯-1熔体沉淀在第一脱挥器2的底部,而气态丁烯-1向上流动。在第一脱挥器2的气相出口接管处,检测得到聚丁烯熔体中丁烯-1单体的质量含量为1.9wt%。
(2)通过第一齿轮泵3将聚丁烯-1熔体从第一脱挥器2底部的出料口接管22抽出,并输送至第二脱挥单元的第二绕管式换热器4和第二脱挥器5中。
设置第二脱挥单元中绕管式换热器聚合物进口接管的温度和压力,绕管式换热器聚合物出口接管的温度和压力,以及,脱挥器的温度和压力;
其中,第二绕管式换热器4的第二聚合物进口接管41的温度为130℃;压力为130bar。
第二绕管式换热器4的第二聚合物出口接管42的温度为190℃;压力为110bar。
第二脱挥器5的温度为190℃,压力为真空为15mbar。在第二个脱挥器5的气相出口接管处,检测得到聚丁烯熔体中丁烯-1单体的质量含量为64ppm。
通过第二齿轮泵6将聚丁烯-1熔体从第二脱挥器5底部的出料口接管抽出,并输送至静态混合器7中与添加剂混合,并冷却。最后将含有添加剂的聚丁烯熔体输送至造粒机,切割成颗粒。
实施例2
实施例2中聚合物脱除挥发份的方法,采用上述工艺系统;步骤如下:
(1)将丁烯-1均聚物溶液从聚合反应器中排出(100Kg/h),并通过输送泵(30bar)将含丁烯-1单体的丁烯-1均聚物溶液输送至第一脱挥单元的第一绕管式换热器1中;其中,进行脱挥处理的聚合物为丁烯-1均聚物溶液,其质量浓度为25%,熔融指数MIE为0.4,丁烯-1的质量含量为8%。
设置第一脱挥单元中绕管式换热器聚合物进口接管的温度和压力,绕管式换热器聚合物出口接管的温度和压力,以及,脱挥器的温度和压力;
其中,第一绕管式换热器1的第一聚合物进口接管11的温度为75℃,压力为65bar。
第一绕管式换热器1的第一聚合物出口接管12的温度为210℃,压力为60bar。第一绕管式换热器1的第一聚合物出口接管12处的混合物中,包括聚丁烯-1熔体(其中,丁烯-1单体的质量含量为3.8%)和气态丁烯-1。
混合物进入第一脱挥器2中。第一脱挥器2的温度为210℃,压力为7bar。由于重力作用,聚丁烯-1熔体沉淀在第一脱挥器2的底部,而气态丁烯-1向上流动。在第一脱挥器2的气相出口接管处,检测得到聚丁烯熔体中丁烯-1单体的质量含量为1.8%。
(2)通过第一齿轮泵3将聚丁烯-1熔体从第一脱挥器2底部的出料口接管22抽出,并输送至第二脱挥单元的第二绕管式换热器4和第二脱挥器5中。
设置第二脱挥单元中绕管式换热器聚合物进口接管的温度和压力,绕管式换热器聚合物出口接管的温度和压力,以及,脱挥器的温度和压力;
其中,第二绕管式换热器4的第二聚合物进口接管41的温度为190℃;压力为65bar。
第二绕管式换热器4的第二聚合物出口接管42的温度为210℃;压力为60bar。
第二脱挥器5的温度为210℃,压力为真空(40mbar)。在第二个脱挥器5的气相出口接管处,检测得到聚丁烯熔体中丁烯-1单体的质量含量为540ppm。
通过第二齿轮泵6将聚丁烯-1熔体从第二脱挥器5的底部抽出,并输送至静态混合器7中与添加剂混合,并冷却。最后将含有添加剂的聚丁烯熔体输送至造粒机,切割成颗粒。
由此可见,实施例1和2中聚合物脱除挥发份的工艺系统可将聚合物中挥发份的质量含量由6%~8%降低至600ppm以下,最低可降低至64ppm,有效提高了聚合物纯度,且能耗低;同时,精确控制了温度,能够保证聚合物在换热器中温度和黏度的均一性,从而避免设备堵塞,降低维护及检修成本,延长使用寿命。
Claims (16)
1.一种聚合物脱除挥发份的方法,其特征在于,所述方法采用聚合物脱除挥发份的工艺系统;
所述工艺系统包括n个依次串联的脱挥单元;
其中,n≥1;每一个所述脱挥单元包括依次串联的绕管式换热器和脱挥器;
所述绕管式换热器包括换热器腔体,所述换热器腔体内设有m个串联设置的绕管式换热管,m≥1;
所述绕管式换热管的直径为6~38mm;
所述绕管式换热管是螺旋线形状交替缠绕而成;
所述绕管式换热器的换热器腔体中流通物料,用于对物料进行混合和换热;
所述绕管式换热器中的绕管式换热管中流通换热介质,用于提高传热比表面积;
所述方法包括如下步骤:
(1)将所述聚合物输送至所述工艺系统的第一脱挥单元中;并设置所述第一脱挥单元中绕管式换热器聚合物进口接管的温度和压力,绕管式换热器聚合物出口接管的温度和压力,以及,脱挥器的温度和压力;所述聚合物的熔融指数为2.3; 所述聚合物为丁烯-1无规共聚物;
其中,第一脱挥单元中,第一绕管式换热器的聚合物进口接管的温度为70℃;第一绕管式换热器的聚合物进口接管的压力为130bar;第一绕管式换热器的聚合物出口接管的温度为190℃;第一绕管式换热器的聚合物出口接管的压力为60bar;第一脱挥器的温度为190℃,所述第一脱挥器的压力为8bar;
(2)所述聚合物经过所述第一脱挥单元的脱挥处理后,根据所述串联的脱挥单元的个数n进入下一个脱挥单元,同时重复步骤(1)的操作直至第n次;
(3)所述聚合物依次通过所述第一脱挥单元直至第n脱挥单元,并由所述第n脱挥单元的聚合物出口输出,得到聚合产品;
在第二脱挥单元中,第二绕管式换热器的聚合物进口接管的温度为130℃;所述第二绕管式换热器的聚合物进口接管的压力为130 bar;所述第二绕管式换热器的聚合物出口接管的温度为190℃;所述第二绕管式换热器的聚合物出口接管的压力为110 bar;第二脱挥器的温度为190℃,第二脱挥器的压力为15 mbar。
2.如权利要求1所述的聚合物脱除挥发份的方法,其特征在于,
所述丁烯-1无规共聚物的溶液的质量浓度为20%~50%;
和/或,所述聚合物中,挥发份的单体质量含量为5wt%以上。
3.如权利要求2所述的聚合物脱除挥发份的方法,其特征在于,所述丁烯-1无规共聚物的溶液的质量浓度为25%;
和/或,所述聚合物中,挥发份的单体质量含量为6wt%或8wt%。
4.如权利要求1-3任一项所述的聚合物脱除挥发份的方法,其特征在于,所述聚合物脱除挥发份的工艺系统中包括2个脱挥单元。
5.如权利要求1所述的聚合物脱除挥发份的方法,其特征在于,所述绕管式换热器包括m个串联设置的绕管式换热管,m≥4;
和/或,所述绕管式换热管中的换热介质为热媒或冷媒;
和/或,所述绕管式换热管的直径为6~10mm;
和/或,所述绕管式换热管的长度为2m。
6.如权利要求5所述的聚合物脱除挥发份的方法,其特征在于,所述热媒为导热油。
7.如权利要求5所述的聚合物脱除挥发份的方法,其特征在于,所述换热器腔体的一端设有聚合物进口接管,另一端设有聚合物出口接管;
和/或,所述脱挥器包括脱挥器腔体。
8.如权利要求7所述的聚合物脱除挥发份的方法,其特征在于,所述聚合物进口接管与聚合工段连接;
所述聚合物出口接管与脱挥器连接;
所述脱挥器腔体的一端设有进料口接管;另一端设有气相出口接管和出料口接管。
9.如权利要求8所述的聚合物脱除挥发份的方法,其特征在于,所述脱挥器的进料口接管与所述绕管式换热器的聚合物出口接管连接。
10.如权利要求7所述的聚合物脱除挥发份的方法,其特征在于,所述聚合物脱除挥发份的工艺系统还包括输送泵、冷凝器、溶剂回收系统、静态混合器和造粒机。
11.如权利要求10所述的聚合物脱除挥发份的方法,其特征在于,所述输送泵与所述绕管式换热器连接;
所述冷凝器与所述脱挥器的气相出口接管连接;
所述静态混合器与所述脱挥器的出料口连接;
所述造粒机与所述静态混合器连接。
12.如权利要求10所述的聚合物脱除挥发份的方法,其特征在于,所述静态混合器的选型为一种如权利要求5所述的绕管式换热器。
13.如权利要求12所述的聚合物脱除挥发份的方法,其特征在于,所述绕管式换热管中的换热介质为冷媒,用于冷却含有添加剂的聚合物并增加含有添加剂的聚合物的黏度。
14.如权利要求13所述的聚合物脱除挥发份的方法,其特征在于,所述添加剂为改性添加剂。
15.如权利要求14所述的聚合物脱除挥发份的方法,其特征在于,所述添加剂为抗氧化添加剂。
16.如权利要求12所述的聚合物脱除挥发份的方法,其特征在于,所述聚合物脱除挥发份的工艺系统包括n个依次串联的脱挥单元、静态混合器和造粒机;n为2~4;
每一个所述脱挥单元包括依次串联的齿轮泵、绕管式换热器和脱挥器;
其中,所述绕管式换热器包括换热器腔体,所述换热器腔体内设有m个串联设置的绕管式换热管,m≥1;
任意两个绕管式换热管的温控相互独立;
所述绕管式换热管的直径为6~38mm;所述绕管式换热管的长度为2m。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111118220.0A CN114369181B (zh) | 2021-09-22 | 2021-09-22 | 一种聚合物脱除挥发份的工艺系统及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111118220.0A CN114369181B (zh) | 2021-09-22 | 2021-09-22 | 一种聚合物脱除挥发份的工艺系统及其方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114369181A CN114369181A (zh) | 2022-04-19 |
CN114369181B true CN114369181B (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=81138956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111118220.0A Active CN114369181B (zh) | 2021-09-22 | 2021-09-22 | 一种聚合物脱除挥发份的工艺系统及其方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114369181B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116753750B (zh) * | 2023-08-21 | 2023-11-03 | 南京华兴压力容器制造有限公司 | 一种适用于高粘度多聚物的脱挥预热装置及预热方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004000891A1 (en) * | 2002-06-24 | 2003-12-31 | Basell Poliolefine Italia S.P.A. | Method for removing volatile components from polymer compositions |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60326345D1 (de) * | 2002-06-24 | 2009-04-09 | Basell Poliolefine Srl | Methode zur abtrennung flüchtiger komponenten aus polymer-zusammensetzungen |
US7985799B2 (en) * | 2005-05-11 | 2011-07-26 | Basell Poliolefine Italia S.R.L. | Polymerization process for preparing polyolefin blends |
-
2021
- 2021-09-22 CN CN202111118220.0A patent/CN114369181B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004000891A1 (en) * | 2002-06-24 | 2003-12-31 | Basell Poliolefine Italia S.P.A. | Method for removing volatile components from polymer compositions |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
凌立新等.化工单元实训操作.重庆大学出版社,2020,第292-293页. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114369181A (zh) | 2022-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101357960B (zh) | 资源节约型制备异烯烃与共轭二烯共聚物的方法 | |
US9649616B2 (en) | Continuous solid-state polymerisation device and method | |
CN114369181B (zh) | 一种聚合物脱除挥发份的工艺系统及其方法 | |
CN215517232U (zh) | 一种5万吨级产能规模以上的透明聚苯乙烯的生产设备 | |
EP0068561B1 (en) | Process and device for the preparation of polymer melts which are substantially free of volatile components | |
CN219231448U (zh) | 一种聚合物脱挥系统 | |
CA1271896A (en) | Manufacture of butyl rubber | |
CN110563870B (zh) | 一种合成橡胶工业化生产方法及实施该方法的工业装置 | |
CN112473610B (zh) | 半芳族聚酰胺的熔融聚合方法及装置 | |
JPH03111408A (ja) | メタクリル系ポリマーの製造方法 | |
CN1347335A (zh) | 蒸发热塑性聚合物的聚合物溶液的方法和设备以及通过蒸发获得的聚碳酸酯 | |
US5708133A (en) | Process for purifying polymer | |
CN215703140U (zh) | 一种聚氯乙烯粒料连续化生产系统 | |
US9649617B2 (en) | Continuous solid-state polymerization device and method | |
CN114272878B (zh) | 一种脱挥进料二合一装置、溶液聚合装置、聚合方法 | |
EP0652235B1 (en) | Process for purifying polymer | |
CN215920985U (zh) | 一种尼龙生产的连续化生产线 | |
US4021600A (en) | Slurry polymerization process | |
CN107344982B (zh) | 一种生产宽/双峰分子量分布丁基橡胶的方法 | |
JP4180125B2 (ja) | 重合反応生成物の精製方法 | |
CN215151684U (zh) | 一种聚酯材料熔体挤出连续增粘系统 | |
JP2803074B2 (ja) | エラストマー重合溶液の揮発性成分の脱揮装置及び脱揮方法 | |
CN218421037U (zh) | 一种用于pmma本体聚合工艺前置脱挥的工艺装置 | |
CN112339158A (zh) | 一种用于聚合物脱挥造粒的超重力旋转床及其应用方法 | |
CN100343287C (zh) | 间同立构乙烯基芳族聚合物的多步骤固态脱挥发分 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |