CN114425185A - 聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于液体的脱气技术领域，具体涉及一种聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置。所述装置包括二次反应釜、加压处理釜、减压处理釜、水洗塔和供气装置，该二次反应釜连通加压处理釜的进料口，该加压处理釜的出料口经第一阀门连通减压处理釜，该减压处理釜的排料口经第二阀门连通加压处理釜的回料口，所述供气装置用于供应二氧化碳，该供气装置经第一气密阀连通加压处理釜，所述水洗塔经第二气密阀连通减压处理釜的排气口。该装置能够将聚合物乳液中挥发性有机化合物含量降低至45ppm以下，气味等级降低至≤3.5，能够满足汽车、涂料、胶粘剂等对环保要求严格的领域的使用要求。
Description
技术领域
本发明属于液体的脱气技术领域，具体涉及一种聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置。
背景技术
醋酸乙烯－乙烯共聚乳液又名VAE乳液或EVA乳液，是以醋酸乙烯和乙烯为基本原料共聚而成的高分子乳液。由于具有优异的粘接性、永久的柔韧性、较好的耐酸碱性等优点，醋酸乙烯-乙烯共聚乳液广泛应用于粘合剂、建筑材料、涂料、造纸、织物处理、包装等领域(“共混改性醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的研究进展”，翟现明，山西建筑，2018年第44卷第10期，第93页左栏第1段第1-5行，公开日2018年4月30日)。
然而，醋酸乙烯－乙烯共聚乳液是以醋酸乙烯单体和乙烯单体为基本原料共聚而成的，因此，制得的乳液中不可避免地含有单体本身带来的杂质、副反应产生的产物以及未反应完全的单体。这些有机物大多具有易挥发性，使得乳液在常温储存或高温加工时具有独特的气味。近年来，随着人们环保意识的增强，环保型无异味的乳液更受客户青睐，特别是在汽车、涂料、胶粘剂行业，行业标准环保要求越来越严格。
目前，去除醋酸乙烯-乙烯共聚乳液中挥发性有机化合物的装置较少，其中，CN203494227U公布了一种聚合物乳液的脱挥系统，它包括脱挥槽(4)、冷凝器(5)和冷凝液收集槽(6)；所述脱挥槽(4)为卧式结构，包括夹套层(11)和在脱挥槽(4)内绕脱挥槽(4)水平中心轴对称设置的螺带式搅拌器(10)。该装置能够将醋酸乙烯-乙烯共聚乳液产品中残余单体、苯等有机挥发组份含量降低至小于400ppm，但要达到净味的要求还远远不够。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置，该装置能够将聚合物乳液中挥发性有机化合物含量降低至45ppm以下，气味等级降低至≤3.5，能够满足汽车、涂料、胶粘剂等对环保要求严格的领域的使用要求。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置，包括二次反应釜、加压处理釜、减压处理釜、水洗塔和供气装置，该二次反应釜连通加压处理釜的进料口，该加压处理釜的出料口经第一阀门连通减压处理釜，该减压处理釜的排料口经第二阀门连通加压处理釜的回料口，所述供气装置用于供应二氧化碳，该供气装置经第一气密阀连通加压处理釜，所述水洗塔经第二气密阀连通减压处理釜的排气口。
优选的，所述加压处理釜与供气装置之间设置有加压泵。
优选的，所述二次反应釜与加压处理釜之间设置有排料泵。
优选的，所述减压处理釜内设置有喷淋装置，喷淋装置连通加压处理釜。
优选的，所述减压处理釜的排气口处设置有除液装置。
优选的，所述二次反应釜为搅拌式反应釜。
优选的，所述加压处理釜为搅拌式处理釜。
优选的，所述减压处理釜为搅拌式处理釜。
优选的，减压处理釜的体积＞加压处理釜的体积。
优选的，减压处理釜与加压处理釜的体积比为2:1-5:1。
优选的，减压处理釜与加压处理釜的体积比为为2.5:1-3.5:1。
优选的，所述加压处理釜为立式处理釜。
本发明的有益效果在于：
本发明的装置能够将聚合物乳液中挥发性有机化合物的含量降低至45ppm以下，气味等级降低至≤3.5，能够满足汽车、涂料、胶粘剂等对环保要求严格的领域的使用要求。
采用本发明的装置处理聚合物乳液，不影响聚合物乳液的固含量和高温稳定性。
本发明的装置结构简单，有利于实现工业化生产。
附图说明
图1为实施例1的聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置的示意图；
其中，1为二次反应釜，2为加压处理釜，3为减压处理釜，4为水洗塔，5为二氧化碳钢瓶，6为第一阀门，7为第二阀门，8为第一气密阀，9为第二气密阀，10为加压泵，11为排料泵，12为撞击式喷淋头，13为除液装置，14为换热盘管，15为搅拌器。
具体实施方式
所举实施例是为了更好地对本发明的内容进行说明，但并不是本发明的内容仅限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述发明内容对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
以下份数为质量份。
以下VOC(即挥发性有机化合物)含量按照《GB 18582-2001室内装饰装修内墙涂料中有害物质限量》中挥发性有机化合物含量的检测方法进行检测；
以下气味评级按照《测试程序GMW3205汽车内饰气味传播检测》进行测定；
以下固含量的检测方法为：称量0.5-1g试样放入梅特勒HE10固含量测试仪中，9分钟后数据稳定后，读取固含量数值。
以下高温稳定性的检测方法为：将50g试样装入测试瓶中，在60℃以下保持5d，观察并记录其状态变化。
实施例1
如图1所示聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置的示意图，包括二次反应釜1、加压处理釜2、减压处理釜3、水洗塔4和二氧化碳钢瓶5，该二次反应釜1连通加压处理釜2的进料口，该加压处理釜2的出料口经第一阀门6连通减压处理釜3，该减压处理釜3的排料口经第二阀门7连通加压处理釜的回料口，该二氧化碳钢瓶5经第一气密阀8连通加压处理釜2，所述水洗塔4经第二气密阀9连通减压处理釜3的排气口；
所述加压处理釜2与二氧化碳钢瓶5之间设置有加压泵10；
所述二次反应釜1与加压处理釜2之间设置有排料泵11；
所述减压处理釜内设置有撞击式喷淋头12，撞击式喷淋头12连通加压处理釜2。
所述减压处理釜3的排气口处设置有除液装置13。
所述二次反应釜1为搅拌式反应釜。
所述加压处理釜2为搅拌式处理釜，且该加压处理釜2内设置有换热盘管14。
所述减压处理釜3为搅拌式处理釜。
所述减压处理釜3的体积与加压处理釜2的体积比为3:1；
所述加压处理釜2为立式处理釜；
所述减压处理釜3的底部设置有出料口；
本实施例中，具体的，所述除液装置13为丝网除沫器。
采用本实施例1的装置脱除醋酸乙烯-乙烯共聚乳液中挥发性有机化合物时，将脱泡工艺出来的且未经后处理的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液通过泵输入到二次反应釜1中，在二次反应釜1中分别从不同的槽中滴入还原剂溶液和氧化剂溶液，进行反应；
经氧化剂和还原剂处理的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液通过泵输送到加压处理釜2中，打开第一气密阀8，从二氧化碳钢瓶5中来的二氧化碳经加压泵10加压后处于成为超临界状态，然后超临界二氧化通入加压处理釜2中，使加压处理釜2中的压力上升，从而使得超临界二氧化碳与醋酸乙烯-乙烯共聚乳液中的挥发性组分相溶结合，再将第一阀门6打开，使加压处理釜2中的乳液全部流入减压处理釜3中，此时超临界二氧化碳处于气态，同时打开第二气密阀9，气态的二氧化碳携带乳液中的易挥发组分到水洗塔4处理后排放；关闭第一阀门6和第二气密阀9，打开第二阀门7和第二气密阀8，通入二氧化碳，通过加压使减压处理釜3中所有的乳液输送到加压处理釜2中。
实施例2
采用如图1所示装置脱除醋酸乙烯-乙烯共聚乳液中挥发性有机化合物(即VOC)，具体为：
A.原料准备：
A1.配制氧化剂溶液：将0.02份过硫酸铵和5份去离子水混合并搅拌均匀，制得氧化剂溶液；
A2.配制还原剂溶液：将0.01份甲醛合次硫酸锌和5份去离子水混合并搅拌均匀，制得还原剂溶液；
B.将脱泡工艺出来的且未经后处理的100份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(即VAE乳液原料)通过泵输入到二次反应釜1中，在二次反应釜1中分别从不同的槽中滴入步骤A2配制的还原剂溶液和步骤A1配制的氧化剂溶液，0.5h匀速滴完后过滤、出料；
C.将经步骤B处理的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液通过泵输送到加压处理釜2中，打开第一气密阀8，从二氧化碳钢瓶5中来的二氧化碳经加压泵10加压后通入加压处理釜2中，使加压处理釜2中的压力升至7.2MPa并保持20分钟，再将第一阀门6打开，使加压处理釜2中的乳液全部流入减压处理釜3中，同时打开第二气密阀9，让二氧化碳携带乳液中的易挥发组分到水洗塔4处理后排放；关闭第一阀门6和第二气密阀9，打开第二阀门7和第二气密阀8，通入二氧化碳，通过加压使减压处理釜3中所有的乳液输送到加压处理釜2中；
重复步骤C所述处理步骤4次，最后从减压处理釜3底部的出料口排出醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(以下简称处理后VAE乳液)。
性能检测
检测实施例2中脱泡工艺出来的且未经处理的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(以下简称处理前VAE乳液)及从减压处理釜2排出的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(以下简称处理后VAE乳液)中VOC含量、气味等级、固含量和高温稳定性，结果如表1所示。
表1性能检测结果
由表1可知，与处理前相比，经实施例2处理后的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液中VOC含量得到了显著降低，经实施例2处理的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的异味评级由处理前的5级降低至3.5级；实施例2处理前醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的高温稳定性和固含量与处理后醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的高温稳定性和固含量无显著变化。由此证明，本发明的装置能够将聚合物乳液中挥发性有机化合物含量降低至45ppm以下，气味等级≤3.5，且不影响聚合物乳液的固含量和高温稳定性。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置，其特征在于，包括二次反应釜、加压处理釜、减压处理釜、水洗塔和供气装置，该二次反应釜连通加压处理釜的进料口，该加压处理釜的出料口经第一阀门连通减压处理釜，该减压处理釜的排料口经第二阀门连通加压处理釜的回料口，所述供气装置用于供应二氧化碳，该供气装置经第一气密阀连通加压处理釜，所述水洗塔经第二气密阀连通减压处理釜的排气口。
2.根据权利要求1所述的聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置，其特征在于，所述加压处理釜与供气装置之间设置有加压泵。
3.根据权利要求1或2所述的聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置，其特征在于，所述二次反应釜与加压处理釜之间设置有排料泵。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置，其特征在于，所述减压处理釜内设置有喷淋装置，喷淋装置连通加压处理釜。
5.根据权利要求1-4任一项所述的聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置，其特征在于，所述减压处理釜的排气口处设置有除液装置。
6.根据权利要求1-5任一项所述的聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置，其特征在于，所述二次反应釜为搅拌式反应釜。
7.根据权利要求1-6任一项所述的聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置，其特征在于，所述加压处理釜为搅拌式处理釜。
8.根据权利要求1-7任一项所述的聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置，其特征在于，所述减压处理釜为搅拌式处理釜。
9.根据权利要求1-8任一项所述的聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置，其特征在于，减压处理釜的体积＞加压处理釜的体积。
10.根据权利要求1-9任一项所述的聚合物乳液中挥发性有机化合物脱除装置，其特征在于，所述加压处理釜为立式处理釜。
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2020
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