CN114950270B - 一种用于生产低VOCs含量的溶聚丁苯橡胶四釜连续生产设备及生产方法 - Google Patents

一种用于生产低VOCs含量的溶聚丁苯橡胶四釜连续生产设备及生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114950270B
CN114950270B CN202210590374.8A CN202210590374A CN114950270B CN 114950270 B CN114950270 B CN 114950270B CN 202210590374 A CN202210590374 A CN 202210590374A CN 114950270 B CN114950270 B CN 114950270B
Authority
CN
China
Prior art keywords
kettles
kettle
condensation
gas phase
coagulation
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
Application number
CN202210590374.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114950270A (zh
Inventor
张振华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Xinrongju Enterprise Management Partnership LP
Original Assignee
Ningbo Xinrongju Enterprise Management Partnership LP
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Xinrongju Enterprise Management Partnership LP filed Critical Ningbo Xinrongju Enterprise Management Partnership LP
Priority to CN202210590374.8A priority Critical patent/CN114950270B/zh
Publication of CN114950270A publication Critical patent/CN114950270A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114950270B publication Critical patent/CN114950270B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/04—Pressure vessels, e.g. autoclaves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/006—Processes utilising sub-atmospheric pressure; Apparatus therefor
    • 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
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/01—Processes of polymerisation characterised by special features of the polymerisation apparatus used
    • 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
    • C08F236/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
    • C08F236/02—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
    • C08F236/04—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
    • C08F236/10—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated with vinyl-aromatic monomers
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于生产低VOCs含量的溶聚丁苯橡胶四釜连续生产设备及生产方法，该生产设备包括利用物料管线依次连通的凝聚首釜、凝聚中釜、凝聚三釜和凝聚四釜；各釜均设有物料出口、顶部气相出口和搅拌装置；凝聚中釜和凝聚三釜底部连通蒸汽热源；凝聚中釜和凝聚三釜的顶部气相出口与凝聚首釜底部相通；凝聚四釜的顶部气相出口与凝聚三釜相通；凝聚三釜和凝聚四釜的顶部气相出口下游均设蒸汽喷射泵；凝聚四釜内设VOCs含量监测装置，实时监测釜内高温气相；凝聚首釜的顶部气象出口与溶剂分离装置连通。本发明的生产设备及生产方法，能够显著降低能耗，同时有效控制橡胶制品的VOCs含量从而提供环保级别更高的产品，具有创新性、实用性和巨大的市场价值。

Description

一种用于生产低VOCs含量的溶聚丁苯橡胶四釜连续生产设备及生产方法
技术领域
本发明属于溶聚丁苯橡胶生产技术领域，涉及溶聚丁苯橡胶四釜生产设备及生产方法，特别用于生产低VOCs含量的溶聚丁苯橡胶。
背景技术
丁苯橡胶目前是世界上产量最高、消费量最大的合成橡胶胶种，也是最早实现工业化生产的合成橡胶品种之一。其物理机械性能、加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用。按聚合工艺，丁苯橡胶分为乳聚丁苯橡胶(ESBR)和溶聚丁苯橡胶(SSBR)。溶聚丁苯橡胶具有耐磨、耐寒、生热低、收缩性低、色泽好、灰分少、纯度高以及硫化速度快等优点，兼具有滚动阻力小，抗湿滑性和耐磨性能优异等优点，在轮胎工业，尤其是绿色轮胎、防滑轮胎、超轻量轮胎等高性能轮胎中具有广泛的应用。溶聚丁苯橡胶还可用于制作雨衣、毡布、风衣、鞋类及气垫床等，以及制作发泡均匀、结构致密的海绵材料。另外，溶聚丁苯橡胶能够与其他胶种并用。溶聚丁苯橡胶是未来发展的趋势，开发利用前景十分广阔。
目前在溶聚丁苯橡胶生产过程中，凝聚主要采用水析法，利用水蒸气蒸馏的原理即胶液在凝聚釜内的热水、水蒸气和机械搅拌的作用下将正己烷、未反应的丁二烯蒸出与橡胶分离，橡胶以颗粒状悬浮于热水中被输送到成品车间。其中，凝聚单元蒸汽的消耗量一直在整个溶聚丁苯橡胶生产中占绝大部分，蒸汽消耗居高不下，目前没有更好的技术将其进一步降低。因此优化生产环节、减低蒸汽消耗量，从而达到节能降耗的目的，降低生产成本，具有现实改进需求和挖掘空间。
对于产品安全和环保性方面，在溶聚丁苯橡胶生产过程中，成品胶块中通常含有微量未能完全脱除完的正己烷成分，导致胶块中VOCs含量偏高，对产品的品质有一定的影响，从而影响到客户对产品的认可性及满意度。VOCs按其化学结构的不同，可以进一步分为八类：烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。VOCs参与大气环境中臭氧和二次气溶胶的形成，其对区域性大气臭氧污染、PM2.5污染具有重要的影响。大多数VOCs具有令人不适的特殊气味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用，特别是苯、甲苯及甲醛等对人体健康会造成很大的伤害。VOCs是导致城市灰霾和光化学烟雾的重要前体物，主要来源于煤化工、石油化工、燃料涂料制造、溶剂制造与使用等过程。因此，降低胶块中VOCs含量，提供更为环保和健康的橡胶制品，是未来技术创新和产业发展的大趋势。
专利申请CN112142876A提供了一种丁二烯橡胶溶液凝聚的方法，包括将部分后处理循环热水与丁二烯橡胶溶液混合得到非均相混合物，将所述非均相混合物依次送入到第一凝聚釜、第二凝聚釜和第三凝聚釜中脱除溶剂；将另一部分后处理循环热水与蒸汽进行第一热交换得到过热水和第一蒸汽冷凝水，并将所述过热水由第二凝聚釜釜底送入到第二凝聚釜中。该方法可以提高装置的热量利用效率、降低装置的外排污水量。该申请主要涉及节能减排方面，但并未关注VOCs含量，其橡胶产品将难以满足市场对高环保性产品的需求。
专利申请CN113996244A提供了一种降低溶聚丁苯橡胶中溶剂油含量的生产装置及其生产工艺，该生产装置包括凝聚系统、油水分层罐、真空泵系统以及精制系统。该发明不仅可以对物料和能量进行回收利用，还特别采用凝聚首釜、凝聚中釜、凝聚末釜组成的三釜凝聚系统，通过降低且控制凝聚首釜压力，进而不断降低胶块中溶剂油以及胶块中VOCs含量，可以使胶块中溶剂油含量降到40mg/kg，运行平稳，成品胶块品质稳定，可在石油化工橡胶生产领域广泛适用。然而，上述VOCs含量仍然无法达到高品质胶的要求，对人体和环境仍然存在安全隐患。三釜凝聚系统在降VOCs含量和能量消耗方面已近极限，就目前仅通过温度、压力、液位等控制条件下，很难再有提升空间。缺乏节能和环保效率更高的连续生产系统是技术创新的瓶颈。
基于此，如何进一步降低生产能耗，同时有效控制VOCs含量在安全范围从而提供环保级别更高的橡胶制品，是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于，提供一种生产低VOCs含量的溶聚丁苯橡胶四釜凝聚生产设备，及采用上述生产设备的生产方法。
本发明提供一种用于生产低VOCs含量的溶聚丁苯橡胶四釜连续生产设备，其特征在于，所述生产设备包括利用物料管线依次连通的凝聚首釜、凝聚中釜、凝聚三釜和凝聚四釜；上述釜均设有物料出口、顶部气相出口和搅拌装置；
所述凝聚中釜和凝聚三釜底部连通蒸汽热源；
所述凝聚中釜和凝聚三釜的顶部气相出口分别通过气相管线与所述凝聚首釜底部相通；所述凝聚四釜的顶部气相出口通过气相管线与所述凝聚三釜相通；
所述凝聚三釜和凝聚四釜的顶部气相出口下游均设置至少一个蒸汽喷射泵；
所述凝聚四釜内部设置VOCs含量监测装置，对釜内高温气相进行实时监测；
所述凝聚首釜的顶部气象出口与溶剂分离装置连通。
通过在凝聚三釜的基础上增加凝聚四釜，控制现有四釜总容积与原三釜总容积相等，仅需对凝聚中釜和凝聚三釜蒸汽加热，上述两釜一方面物料传热凝聚四釜，一方面通过高温气相回收传热到凝聚首釜供热，无需对凝聚首釜和凝聚四釜外加供热，即可明显降低设备整体蒸汽消耗量。
采用水析法凝聚出凝聚系统中的橡胶，橡胶胶粒在凝聚首釜中能够脱除大量正己烷，具体脱除率受釜压力、温度、液位、水胶比、搅拌转速、停留时间等因素的影响。但是要把胶粒中的正己烷脱除的更彻底，需要增加凝聚首釜的蒸汽消耗量，且延长胶粒在釜内停留的时间，这样对工艺操作的平稳性、产能和能耗都有较大影响。
为此本发明增设凝聚四釜及其相关设置，一方面可控的延长胶粒在凝聚釜的总时长，特别是在低浓度、低气压的凝聚四釜中处理，充分释放其溶剂；另一方面，在凝聚四釜中设置的VOCs含量监测装置，对釜内高温气相进行实时监测，即可通过运算系统计算出胶粒中大致的VOCs含量，判断后续操作：如果VOCs含量在阈值以内，即可将凝聚四釜中的橡胶胶粒排出并泵送到成品车间；如果VOCs含量高于阈值，则控制系统将提高凝聚四釜上蒸汽喷射泵的抽吸功率，必要时还可以打开更多的蒸汽喷射泵，进一步降低凝聚四釜中的气压，迫使液相加快释放溶剂；同时，可加大搅拌装置的搅拌强度、以及提高凝聚四釜内温度，从而将VOCs含量迅速降至安全范围。可见，通过凝聚四釜及其相关设置，本发明能够更为精确的调控VOCs含量，获得更为安全可靠的橡胶物料。
对于胶粒在凝聚釜中具体延长的停留时间，与现有凝聚三釜生产工艺情况相比，增加凝聚四釜后，保证胶粒在凝聚釜中停留的总时间比凝聚三釜中停留总时间多一半，特别是在凝聚四釜极低的气压条件下的停留，有助于溶剂的充分释放；通过调整凝聚三釜和凝聚四釜的蒸汽喷射泵的功率，可以调控两釜气压，实现凝聚四釜高温气相顺利回流凝聚三釜，快速有效降低凝聚四釜的VOCs含量。
进一步的，所述凝聚四釜包括三个蒸汽喷射泵，其中，第一蒸汽喷射泵和第二蒸汽喷射泵的入口并联的连接于上述顶部气相出口，且它们的出口并联的连接于第三蒸汽喷射泵的入口。根据实际情况，还可以增设蒸汽喷射泵，例如并联大于两个蒸汽喷射泵，形成抽吸功率叠加效应，快速降低凝聚四釜内压；且为凝聚四釜抽出的高温气相提供足够的压力以顺利回流凝聚三釜。
进一步的，本发明的凝聚首釜、凝聚中釜、凝聚三釜采用与凝聚四釜类似的结构设计，各个凝聚釜主要包括釜体、设于釜体下侧的物料出口、设于釜体顶部的顶部气相出口、以及设于釜体内的搅拌机构。为了更为精确的控制各釜的生产过程，各釜的内部还设有压力传感器、温度传感器和液位传感器；各釜的物料出口的下游均设有物料泵和物流控制阀；各釜的顶部气相出口的下游均设有压力传感器和温度传感器。为了实现自动化精确控制和连续生产，本发明的生产设备还包括集成控制中心，所述集成控制中心包括采集系统、计算系统、控制系统，所述采集系统接收所述VOCs含量监测装置、压力传感器、温度传感器、液位传感器信号，计算系统对上述信号进行转换和计算分析，根据计算分析结果，控制系统对所述蒸汽喷射泵、物料泵、物料控制阀、搅拌装置和蒸汽热源发出控制信号，从而快速调控凝聚四釜内VOCs含量。
进一步的，所述溶剂分离装置依次包括油气过滤器、油气换热器、油水分层罐、溶剂缓冲罐。
进一步的，所述油水分层罐设有排水管线，所述排水管线连通凝聚首釜；所述油水分层罐和溶剂缓冲罐连通放空冷凝器，所述放空冷凝器的液相出口返回所述溶剂缓冲罐，气相出口连通阻火器后排空。
对于所述溶剂分离装置。凝聚首釜蒸出的溶剂油、丁二烯和水蒸汽经过油气过滤器，滤出固态颗粒；之后经油气换热器换热降温后进入油水分层罐，分层水通过排水管回流至凝聚首釜，为凝聚首釜补水；油水分层罐和溶剂缓冲罐的不凝气均通过放空冷凝器循环冷凝，冷凝液相返回溶剂缓冲罐，所述溶剂缓冲罐中液体泵送至溶剂精制单元；所述放空冷凝器中的不凝气经阻火器后排空。
本发明还提供了一种采用上述四釜生产设备的生产方法，包括如下步骤：
1)将溶聚丁苯橡胶的生产原料胶液投入凝聚首釜；
2)采用蒸汽热源向凝聚中釜和凝聚三釜底部供热，同时打开各釜的搅拌装置；
3)所述凝聚中釜和凝聚三釜中的高温气相分别通过气相管线送至凝聚首釜底部，为凝聚首釜提供热量；
4)凝聚首釜发生聚合反应，并产生高温蒸出气相，所述高温蒸出气相通过凝聚首釜的顶部气相出口进入溶剂分离装置；
5)凝聚首釜的聚合产物利用物料管线依次进入凝聚中釜、凝聚三釜和凝聚四釜以进一步蒸脱溶剂；
6)凝聚四釜的高温气相通过气相管线回流所述凝聚三釜；凝聚四釜内设置VOCs含量监测装置对釜内高温气相进行实时监测：当监测值在阈值以内，物料通过物料出口连接的成品采出线采出；当监测值超过阈值，将延长物料在凝聚四釜内的处理时间。
进一步的，VOCs含量的监测值超过阈值，集成控制中心对凝聚四釜采取如下措施：
a)增加其蒸汽喷射泵的运行数量，和/或提高蒸汽喷射泵的功率，以提高釜内真空度；
b)加大搅拌装置的搅拌强度；
c)提高凝聚四釜内温度。
进一步的，控制凝聚首釜内压力0.02-0.06Mpa，温度60-80℃；凝聚中釜内压力0.02-0.06Mpa，温度80-100℃；凝聚三釜内压力0.03-0.06Mpa，温度90-105℃；凝聚四釜内压力0.04-0.07Mpa，温度85-95℃。
进一步的，所述步骤4)中所述高温蒸出气相在溶剂分离装置中经过如下过程：
4.1)所述高温蒸出气相经过油气过滤器，滤出固态颗粒；
4.2)经过油气换热器降温后，进入油水分层罐，分层水通过排水管线回流至凝聚首釜；分层正己烷进入溶剂缓冲罐。
进一步的，所述油水分层罐和溶剂缓冲罐中的不凝气均通过放空冷凝器循环冷凝，冷凝液相回流所述溶剂缓冲罐，所述溶剂缓冲罐中液体泵送至溶剂精制单元；所述放空冷凝器中不凝气经阻火器后排空。
本发明的优点具体在于：
1)增设凝聚四釜及其相关设置，特别是设置VOCs含量监测装置以及集成控制中心，能够实时监测凝聚四釜中VOCs含量等情况，并及时采取手段调控VOCs含量等，从而连续而稳定的生产低VOCs含量橡胶制品；
2)通过四釜串联且能量循环利用的方式，能够显著降低设备整体的高温蒸汽消耗量，符合节能环保的政策方向；
3)凝聚首釜蒸出的溶剂油、丁二烯和水蒸气进入溶剂分离装置，分层水可用于给凝聚首釜补水；溶剂油可分离后送到精制系统回收利用，有效的实现了物料的循环利用，降低成本、减少污染、节能环保。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例的结构示意图；
图2为图1中A部分的放大示意图；
附图标记说明：1-凝聚首釜；2-凝聚中釜；3-凝聚三釜；4-凝聚四釜；5-VOCs含量监测装置；6-油气过滤器；7-油气换热器；8-油水分层罐；9-溶剂缓冲罐；1.1、2.1、3.1、4.1-物料出口；1.2、2.2、3.2、4.2-顶部气相出口；1.3、2.3、3.3、4.3-搅拌装置；3.4、4.4、4.5、4.6-蒸汽喷射泵。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图将对本发明作进一步地详细描述。
本发明提供一种用于生产低VOCs含量的溶聚丁苯橡胶四釜连续生产设备，包括利用物料管线依次连通的凝聚首釜(1)、凝聚中釜(2)、凝聚三釜(3)和凝聚四釜(4)；上述釜均设有物料出口(1.1、2.1、3.1、4.1)、顶部气相出口(1.2、2.2、3.2、4.2)和搅拌装置(1.3、2.3、3.3、4.3)；所述凝聚中釜(2)和凝聚三釜(3)底部连通蒸汽热源；所述凝聚中釜(2)和凝聚三釜(3)的顶部气相出口(2.2、3.2)分别通过气相管线与所述凝聚首釜(1)底部相通；所述凝聚四釜(4)的顶部气相出口(4.2)通过气相管线与所述凝聚三釜(3)相通；所述凝聚三釜(3)和凝聚四釜(4)的顶部气相出口(3.2、4.2)下游均设置至少一个蒸汽喷射泵(3.4、4.4、4.5、4.6)；所述凝聚四釜(4)内部设置VOCs含量监测装置(5)，对釜内高温气相进行实时监测；所述凝聚首釜(1)的顶部气象出口(1.2)与溶剂分离装置连通。
所述溶剂分离装置依次包括油气过滤器(6)、油气换热器(7)、油水分层罐(8)、溶剂缓冲罐(9)。所述油水分层罐(8)设有排水管线，所述排水管线连通凝聚首釜(1)；所述油水分层罐(8)和溶剂缓冲罐(9)连通放空冷凝器，所述放空冷凝器的液相出口返回所述溶剂缓冲罐(9)，气相出口连通阻火器后排空。
所述凝聚四釜(4)包括三个蒸汽喷射泵(4.4、4.5、4.6)，其中，第一蒸汽喷射泵(4.4)和第二蒸汽喷射泵(4.5)的入口并联的连接于上述顶部气相出口(4.2)，且它们的出口并联的连接于第三蒸汽喷射泵(4.6)的入口。
各釜的内部还设有压力传感器、温度传感器和液位传感器；各釜的物料出口(1.1、2.1、3.1、4.1)的下游均设有物料泵和物流控制阀；各釜的顶部气相出口(1.2、2.2、3.2、4.2)的下游均设有压力传感器和温度传感器；所述生产设备还包括集成控制中心，所述集成控制中心包括采集系统、计算系统和控制系统；所述采集系统接收所述VOCs含量监测装置(5)、压力传感器、温度传感器、液位传感器信号，所述计算系统对上述信号进行转换和计算分析，根据计算分析结果，所述控制系统对所述蒸汽喷射泵、物料泵、物料控制阀、搅拌装置和蒸汽热源发出控制信号，从而调控凝聚四釜(4)内VOCs含量。
相应的，提供一种用于生产低VOCs含量的溶聚丁苯橡胶四釜凝聚的生产方法，包括如下步骤：
1)将溶聚丁苯橡胶的生产原料胶液投入凝聚首釜(1)；
2)采用蒸汽热源向凝聚中釜(2)和凝聚三釜(3)底部供热，同时打开各釜的搅拌装置(1.3、2.3、3.3、4.3)；
3)所述凝聚中釜(2)和凝聚三釜(3)中的高温气相分别通过气相管线送至凝聚首釜(1)底部，为凝聚首釜(1)提供热量；
4)凝聚首釜(1)发生聚合反应，并产生高温蒸出气相，所述高温蒸出气相通过凝聚首釜(1)的顶部气相出口(1.2)进入溶剂分离装置；
5)凝聚首釜(1)的聚合产物利用物料管线依次进入凝聚中釜(2)、凝聚三釜(3)和凝聚四釜(4)以进一步蒸脱溶剂；
6)凝聚四釜(4)的高温气相通过气相管线回流所述凝聚三釜(3)；凝聚四釜(4)内设置VOCs含量监测装置(5)对釜内高温气相进行实时监测：当监测值在阈值以内，物料通过物料出口(4.1)连接的成品采出线采出；当监测值超过阈值，将延长物料在凝聚四釜(4)内的处理时间。
当VOCs含量的监测值超过阈值，集成控制中心对凝聚四釜(4)采取如下措施：
a)增加其蒸汽喷射泵(4.4、4.5)的运行数量，和/或提高蒸汽喷射泵的功率，以提高釜内真空度；
b)加大搅拌装置(4.3)的搅拌强度；
c)提高凝聚四釜(4)内温度。
控制凝聚首釜(1)内压力0.02-0.06Mpa，温度60-80℃；凝聚中釜(2)内压力0.02-0.06Mpa，温度80-100℃；凝聚三釜(3)内压力0.03-0.06Mpa，温度90-105℃；凝聚四釜(4)内压力0.04-0.07Mpa，温度85-95℃。
所述步骤4)中所述高温蒸出气相在溶剂分离装置中经过如下过程：
4.1)所述高温蒸出气相经过油气过滤器(6)，滤出固态颗粒；
4.2)经过油气换热器(7)降温后，进入油水分层罐(8)，分层水通过排水管线回流至凝聚首釜(1)；分层正己烷进入溶剂缓冲罐(9)。
所述油水分层罐(8)和溶剂缓冲罐(9)中的不凝气均通过放空冷凝器循环冷凝，冷凝液相回流所述溶剂缓冲罐(9)，所述溶剂缓冲罐(9)中液体泵送至溶剂精制单元；所述放空冷凝器中不凝气经阻火器后排空。
本发明实施例1-8和对比例1-2的工艺条件及效果如下表1：
其中，对比例1-2不具备凝聚四釜，仅包括凝聚首釜、凝聚中釜和凝聚三釜。
表1实施例1-8和对比例1-2的工艺条件及效果
Figure BDA0003664886440000131
从表1可见，对于橡胶胶块的VOCs含量而言。为了延长胶粒在凝聚釜中的停留时间，本发明在现有凝聚三釜工艺生产情况下，再增加凝聚四釜，控制四釜总容积与原三釜总容积相等，且保证胶粒在釜中停留的时间比凝聚三釜多一半时间，特别是在凝聚四釜极低气压条件下的停留，有助于溶剂的充分释放，且不增加高温蒸汽用量。通过本发明的生产装置及方法，橡胶胶块中正己烷含量降到130mg/kg以下，通过工艺条件的优化，该含量还可进一步降低到趋近于0，与现有技术中高溶剂残留量而导致VOCs含量超标相比，具有显而易见的进步。
对于蒸汽消耗量所体现的节能效果而言。本发明仅通过凝聚中釜、凝聚三釜釜底通入蒸汽供热，上述两釜一方面物料传热凝聚四釜，一方面通过高温气相回收传热到凝聚首釜供热，无需对凝聚首釜和凝聚四釜外加供热，以此降低凝聚单元整体蒸汽消耗量。相比于现有技术的单吨胶凝聚蒸汽消耗量难低于2t的情况，本发明通过整体节能设计可将单吨胶凝聚蒸汽消耗量控制在低于1.35t，节能效果显著，且可在石油化工橡胶生产领域广泛适用。
对于溶剂油回收效果而言。本发明不仅通过将凝聚首釜的顶部气象出口与溶剂分离装置连通，从而对凝聚首釜中大量的溶剂有效回收；还特别通过后续的凝聚中釜、凝聚三釜和凝聚四釜高温气相回流，特别是具有蒸汽喷射泵的凝聚三釜和超低压凝聚四釜的作用，使橡胶制品VOCs含量显著降低的同时，相应提升了溶剂回收率，节约生产成本，减少环境污染。
综上所述，本发明增设凝聚四釜及相关设置、设计能量和物料回收循环线，能够极大降低生产能耗，节能减排；同时有效控制VOCs含量在安全范围从而提供环保级别更高的橡胶制品。可见，本发明的技术方案具有技术上的创新性、产业上的实用性，且具有巨大的推广前景和市场价值。
以上介绍了本发明的较佳实施方式，旨在使得本发明的精神更加清楚和便于理解，并不是为了限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的修改、替换、改进，均应包含在本发明所附的权利要求概括的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于生产低VOCs含量的溶聚丁苯橡胶四釜连续生产设备，其特征在于，所述生产设备包括利用物料管线依次连通的凝聚首釜（1）、凝聚中釜（2）、凝聚三釜（3）和凝聚四釜（4）；上述釜均设有物料出口（1.1、2.1、3.1、4.1）、顶部气相出口（1.2、2.2、3.2、4.2）和搅拌装置（1.3、2.3、3.3、4.3）；
所述凝聚中釜（2）和凝聚三釜（3）底部连通蒸汽热源；
所述凝聚中釜（2）和凝聚三釜（3）的顶部气相出口（2.2、3.2）分别通过气相管线与所述凝聚首釜（1）底部相通；
所述凝聚三釜（3）和凝聚四釜（4）的顶部气相出口（3.2、4.2）下游均设置至少一个蒸汽喷射泵（3.4、4.4、4.5、4.6）；
所述凝聚四釜（4）内部设置VOCs含量监测装置（5），对釜内高温气相进行实时监测；
所述凝聚四釜（4）包括三个蒸汽喷射泵（4.4、4.5、4.6），第一蒸汽喷射泵（4.4）和第二蒸汽喷射泵（4.5）的入口并联的连接于凝聚四釜（4）顶部气相出口（4.2），且第一蒸汽喷射泵（4.4）和第二蒸汽喷射泵（4.5）的出口并联的连接于第三蒸汽喷射泵（4.6）的入口；第三蒸汽喷射泵（4.6）的出口通过气相管线与凝聚三釜（3）相通；
所述凝聚首釜（1）的顶部气相出口（1.2）与溶剂分离装置连通；
其中，VOCs含量的监测值超过阈值，集成控制中心对凝聚四釜（4）采取如下措施：
a)增加其蒸汽喷射泵（4.4、4.5）的运行数量，和/或提高蒸汽喷射泵的功率，以提高釜内真空度；
b)加大搅拌装置（4.3）的搅拌强度；
c)提高凝聚四釜（4）内温度。
2.如权利要求1所述的生产设备，其特征在于，所述溶剂分离装置依次包括油气过滤器（6）、油气换热器（7）、油水分层罐（8）、溶剂缓冲罐（9）。
3.如权利要求2所述的生产设备，其特征在于，所述油水分层罐（8）设有排水管线，所述排水管线连通凝聚首釜（1）；所述油水分层罐（8）和溶剂缓冲罐（9）连通放空冷凝器，所述放空冷凝器的液相出口返回所述溶剂缓冲罐（9），气相出口连通阻火器后排空。
4.如权利要求1-3任一项所述的生产设备，其特征在于，各釜的内部还设有压力传感器、温度传感器和液位传感器；各釜的物料出口（1.1、2.1、3.1、4.1）的下游均设有物料泵和物流控制阀；各釜的顶部气相出口（1.2、2.2、3.2、4.2）的下游均设有气流控制阀、压力传感器和温度传感器；所述生产设备还包括集成控制中心，所述集成控制中心包括采集系统、计算系统和控制系统；所述采集系统接收所述VOCs含量监测装置（5）、压力传感器、温度传感器、液位传感器信号，所述计算系统对上述信号进行转换和计算分析，根据计算分析结果，所述控制系统对所述蒸汽喷射泵、物料泵、物料控制阀、气流控制阀、搅拌装置和蒸汽热源发出控制信号。
5.一种采用如权利要求1-4任一项所述的生产设备的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将溶聚丁苯橡胶的生产原料胶液投入凝聚首釜（1）；
2)采用蒸汽热源向凝聚中釜（2）和凝聚三釜（3）底部供热，同时打开各釜的搅拌装置（1.3、2.3、3.3、4.3）；
3)所述凝聚中釜（2）和凝聚三釜（3）中的高温气相分别通过气相管线送至凝聚首釜（1）底部，为凝聚首釜（1）提供热量；
4)凝聚首釜（1）发生聚合反应，并产生高温蒸出气相，所述高温蒸出气相通过凝聚首釜（1）的顶部气相出口（1.2）进入溶剂分离装置；
5)凝聚首釜（1）的聚合产物利用物料管线依次进入凝聚中釜（2）、凝聚三釜（3）和凝聚四釜（4）以进一步蒸脱溶剂；
6)凝聚四釜（4）的高温气相通过气相管线回流所述凝聚三釜（3）；凝聚四釜（4）内设置VOCs含量监测装置（5）对釜内高温气相进行实时监测：当监测值在阈值以内，物料通过物料出口（4.1）连接的成品采出线采出；当监测值超过阈值，将延长物料在凝聚四釜（4）内的处理时间；
其中，VOCs含量的监测值超过阈值，集成控制中心对凝聚四釜（4）采取如下措施：
a)增加其蒸汽喷射泵（4.4、4.5）的运行数量，和/或提高蒸汽喷射泵的功率，以提高釜内真空度；
b）加大搅拌装置（4.3）的搅拌强度；
c）提高凝聚四釜（4）内温度。
6.如权利要求5所述的生产方法，其特征在于，控制凝聚首釜（1）内压力0.02-0.06Mpa，温度60-80℃；凝聚中釜（2）内压力0.02-0.06Mpa，温度80-100℃；凝聚三釜（3）内压力0.03-0.06Mpa，温度90-105℃；凝聚四釜（4）内压力0.04-0.07Mpa，温度85-95℃。
7.如权利要求5或6所述的生产方法，其特征在于，步骤4）中所述高温蒸出气相在溶剂分离装置中经过如下过程：
4.1）所述高温蒸出气相经过油气过滤器（6），滤出固态颗粒；
4.2）经过油气换热器（7）降温后，进入油水分层罐（8），分层水通过排水管线回流至凝聚首釜（1）；分层正己烷进入溶剂缓冲罐（9）。
8.如权利要求7所述的生产方法，其特征在于，所述油水分层罐（8）和溶剂缓冲罐（9）中的不凝气均通过放空冷凝器循环冷凝，冷凝液相回流所述溶剂缓冲罐（9），所述溶剂缓冲罐（9）中液体泵送至溶剂精制单元；所述放空冷凝器中不凝气经阻火器后排空。
CN202210590374.8A 2022-05-26 2022-05-26 一种用于生产低VOCs含量的溶聚丁苯橡胶四釜连续生产设备及生产方法 Active CN114950270B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210590374.8A CN114950270B (zh) 2022-05-26 2022-05-26 一种用于生产低VOCs含量的溶聚丁苯橡胶四釜连续生产设备及生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210590374.8A CN114950270B (zh) 2022-05-26 2022-05-26 一种用于生产低VOCs含量的溶聚丁苯橡胶四釜连续生产设备及生产方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114950270A CN114950270A (zh) 2022-08-30
CN114950270B true CN114950270B (zh) 2023-05-16

Family

ID=82956950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210590374.8A Active CN114950270B (zh) 2022-05-26 2022-05-26 一种用于生产低VOCs含量的溶聚丁苯橡胶四釜连续生产设备及生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114950270B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105330764A (zh) * 2014-06-25 2016-02-17 中国石油化工股份有限公司 一种乙丙橡胶胶液凝聚的方法
CN205886510U (zh) * 2016-07-26 2017-01-18 北京华福工程有限公司 降低溶液聚合橡胶工艺中非甲烷总烃废气含量的系统
CN109624134A (zh) * 2017-10-09 2019-04-16 中国石油化工股份有限公司 一种减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置及干燥方法
CN110563233A (zh) * 2019-08-23 2019-12-13 山东京博中聚新材料有限公司 一种降低溴化丁基橡胶物料单耗的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106540472B (zh) * 2015-09-22 2018-12-28 中国石油化工股份有限公司 橡胶聚合物用凝聚釜和凝聚装置以及橡胶聚合物溶液的凝聚方法
WO2018204026A1 (en) * 2017-05-05 2018-11-08 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Methods and systems for recovering volatile volatile organic compounds from a purged polymer product
CN113996244A (zh) * 2021-10-25 2022-02-01 浙江传化合成材料有限公司 降低顺丁橡胶中溶剂油含量的生产装置及其生产工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105330764A (zh) * 2014-06-25 2016-02-17 中国石油化工股份有限公司 一种乙丙橡胶胶液凝聚的方法
CN205886510U (zh) * 2016-07-26 2017-01-18 北京华福工程有限公司 降低溶液聚合橡胶工艺中非甲烷总烃废气含量的系统
CN109624134A (zh) * 2017-10-09 2019-04-16 中国石油化工股份有限公司 一种减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置及干燥方法
CN110563233A (zh) * 2019-08-23 2019-12-13 山东京博中聚新材料有限公司 一种降低溴化丁基橡胶物料单耗的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114950270A (zh) 2022-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105363235B (zh) 一种脱除mtbe中硫化物的热泵精馏装置及方法
CN102382214B (zh) 一种聚合产品生产的凝聚工艺
CN101874934A (zh) 闪蒸进料型内部热集成节能精馏装置及方法
CN114950270B (zh) 一种用于生产低VOCs含量的溶聚丁苯橡胶四釜连续生产设备及生产方法
CN113398721B (zh) 一种乙炔、氯乙炔、溢流水回收循环利用系统及方法
CN205269079U (zh) 多效蒸发碱回收节能环保系统
CN209685646U (zh) 一种精制环己酮的生产系统
CN204803204U (zh) 一种污泥干燥处理的系统
CN102311771B (zh) 一种原油加工方法
CN102504066A (zh) 一种异戊橡胶生产中溶剂精制的方法
CN104744195B (zh) 一种醚后碳四净化脱二甲醚塔节能工艺
CN110775946B (zh) 一种蒽醌法生产过氧化氢的工作液后处理的方法
CN204193547U (zh) 封闭式溶剂回收装置
CN212673803U (zh) 用于双锥干燥机溶剂的收集装置
CN114014274B (zh) 一种硫膏减压汽化提取硫磺装置及其工艺
CN216604081U (zh) 一种溴化丁基橡胶的溶剂回收系统
CN103242896B (zh) 一种低能耗深总拔的减压蒸馏方法
CN212833548U (zh) 一种苯乙烯精馏塔停车密闭蒸煮装置
CN113996244A (zh) 降低顺丁橡胶中溶剂油含量的生产装置及其生产工艺
CN204767507U (zh) 蒸馏塔
CN204752633U (zh) 一种降低石蜡嗅味的设备
CN111793153A (zh) 一种橡胶的制备方法和制备装置
CN208065817U (zh) 一种新型醋酐精馏真空系统
CN221244016U (zh) 一种nmp脱水塔的真空度控制装置
CN206121310U (zh) 苯乙烯工艺凝液汽提塔气体分离净化装置

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