CN114950314A - 一种用于ppc合成过程中放料方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于PPC合成过程中放料方法及装置，属于PPC合成技术领域，本发明比常规操作可节约放料时间1小时左右，PPC聚合工艺共计用时缩短1小时左右，装置生产能力提高5％，且改造过程简单，成本低，生产人员便于操作，安全可靠，大大减少二氧化碳尾气量，降低了PPC生产装置二氧化碳尾气回收、处理的工作负荷。
Description
技术领域
本发明属于PPC合成技术领域，特别涉及一种用于PPC合成过程中放料工艺的应用。
背景技术
PPC(Polypropylene carbonate)塑料又称为聚甲基乙撑碳酸酯，它是以二氧化碳和环氧丙烷为原料合成的一种完全可降解的环保型塑料。
现阶段行业内PPC合成工艺均为釜式反应，又细分为单釜式反应及串釜式(两釜串联使用)反应两类，其中串釜式反应可很好的解决PPC合成过程中催化剂(非均相催化剂)无法有效分散的弊端，但因为反应过程中原料环氧丙烷内溶入了大量二氧化碳导致预聚合釜(第一步反应釜)反应结束后向聚合釜(第二步反应釜)放料困难。具体表现为，预聚釜向聚合釜放料后，环氧丙烷内溶解的二氧化碳在短时间内大量释放，导致聚合釜快速升压，上、下反应釜压力快速平衡，聚合釜压力高于预聚釜压力，下料管线形成气阻，无法放料。
现有工艺操作为通过多次补充二氧化碳对预聚釜升压，使上、下釜形成压差，依靠压力差将物料放入聚合釜内，此工艺存在的主要弊端为在放料过程中多次补充二氧化碳，增加了二氧化碳回收系统的负荷，增加了生产能耗，造成了不必要的浪费，同时此操作中预聚釜无法彻底放净，降低了生产能力，且此操作时间较长，平均操作时间在1h左右，导致反应整体时间延长，装置产能下降。
发明内容
本发明主要用于解决PPC可降解塑料串釜式反应工艺中放料困难问题，提供一种用于PPC合成过程中放料方法及装置，最终实现预聚釜向聚合釜快速放料(放料时间小于10分钟)的操作目的，进而提高生产能力，降低动力消耗。
本发明提供的技术方案为：
一种用于PPC合成过程中放料装置，包括预聚釜、第一聚合釜和第二聚合釜，所述预聚釜的出料口通过放料管分别和第一聚合釜的第一进料口、第二聚合釜的第二进料口相连通，所述放料管外安装伴热夹套。
优选的是，所述预聚釜的第一通气口通过通气管分别和第一预聚釜的第二通气口、第二预聚釜的第三通气口相连通。
优选的是，所述伴热夹套上靠近第二进料口处开设热水进水口，所述伴热夹套上靠近出料口处开设热水出水口，所述热水进水口和所述热水出水口之间通过回水管相连通。
优选的是，所述出料口、第一进料口和第二进料口出均安装液体阀。
优选的是，所述第一通气口、第二通气口和第三通气口处均安装气动开关阀。
优选的是，所述伴热管套的温度区间为60°-80℃。
优选的是，所述伴热管套的温度为70℃。
本发明的有益效果体现在以下方面：
1、本发明比常规操作可节约放料时间1小时左右，PPC聚合工艺共计用时缩短1小时左右，装置生产能力提高5％。
2、本发明改造过程简单，成本低，生产人员便于操作，安全可靠，大大减少二氧化碳尾气量，降低了PPC生产装置二氧化碳尾气回收、处理的工作负荷。
附图说明
图1为一种用于PPC合成过程中放料装置工艺流程图。
图中：1预聚釜、2第一聚合釜、3第二聚合釜、4放料管、5伴热夹套、6第一进料口、7第二进料口、8第二通气口、9第三通气口、11通气管、12第一通气口、13出料口、14热水出水口、15热水进水口、16回水管。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。
在生产实际操作中发现，导致现有PPC合成过程中放料工艺中预聚釜向聚合釜放料操作无法有效实施的原因用以下两点：
1.预聚釜向聚合釜放料管线过长，放料过程中边缘物料易被冷却，流动性下降，导致层流现象的出现，管道阻力增加。
2.放料过程中溶解有大量二氧化碳的混合物料进入聚合釜后二氧化碳迅速析出，釜压升高形成气阻。
实施例
为解决以上难题，本发明的具体方案如下：如图1所示，一种用于PPC合成过程中放料装置，包括预聚釜1、第一聚合釜2和第二聚合釜3，所述预聚釜1的出料口13通过放料管4分别和第一聚合釜2的第一进料口6、第二聚合釜3的第二进料口7相连通，所述放料管4外安装伴热夹套5，所述伴热夹套5为DN200的碳钢夹套管线，可保证足够的换热量，伴热夹套5可对放料管4内物料起到加热保温的作用，所述放料管4中部安装温度检测元件，所述预聚釜1的第一通气口12通过通气管11分别和第一预聚釜1的第二通气口8、第二预聚釜1的第三通气口9相连通，所述伴热夹套5上靠近第二进料口7处开设热水进水口15，所述热水进水口15和热水相连，热水出水口14和外循环装置相连通，所述伴热夹套5上靠近出料口13处开设热水出水口14，所述热水进水口15和所述热水出水口14之间通过回水管16相连通，提高热水利用率，提升加热效果，所述出料口13、第一进料口6和第二进料口7出均安装液体阀，所述第一通气口12、第二通气口8和第三通气口9处均安装气动开关阀，所述伴热管套的温度区间为60°-80℃，所述伴热管套的温度为70℃，本装置还包括DCS控制柜，DCS控制柜为现有技术，并非本发明的发明点，毋庸赘述。所述温度检测元件、气动开关阀、液体阀均电信号连接DCS控制柜。
使用时，预聚釜1通过放线管分别向第一聚合釜2和第二聚合釜3放料，通过DCS控制启动相应的液体阀，以及放料管4上设置的水伴热套管，温度检测元件及液体阀共同作用，在DCS内设置联锁控温系统，在放料过程中放料管4线持续通水加热并进行温度自动调节，使预聚釜1向聚合釜放料过程中实现了恒温操作，降低了管道阻力，优选的是，生产过程中，联锁设定70℃保证物料在流经管道过程中不会被冷却，管道阻力大大降低，管道挂壁问题得以解决。
同时，在生产过程中，气动开关阀关闭，预聚釜1以及第一、第二聚合釜3单独进行反应，生产可正常进行。在放料过程中打开气动开关阀，平衡预聚釜1以及第一、第二聚合釜3压力，使物料通过重力作用流入聚合釜内，通过实际操作检验，上述改进可保证预聚釜1向聚合釜放料时间缩短至5-10分钟，同时可实现反应釜彻底放料。
预聚釜与聚合1釜或聚合2釜连接的放料管线长度(根据管道应力计算后，设计的最短长度)为6.5米，传统设计工艺为，保温加电伴热，存在热量不均匀，局部过热或过冷情况，导致预聚釜在向聚合1釜或聚合2釜放料的过程中，先进入管道的物料因与管壁接触，降温，根据测试验例1确认，此物料温度每下降10℃，物料粘度增加倍，即70℃时物料粘度300mp.s，60℃时物料粘度600mp.s，同时随着物料粘度的增加，物料的流动性会快速下降，进而导致管道堵聚，放料不畅。通过此工艺改造，增加夹套伴热，并自动控温系统，可以实现预聚釜在放料过程中物料温度稳定，无波动，物料粘度始终保持在300mp.s左右，可以保证物料流动性良好。
经生产实际测算，原PPC聚合工艺共计用时20小时，其中放料时间1小时-1.5小时之间，应用此技术后，物料放料时间在5-10分钟左右，PPC聚合工艺共计用时缩短至19小时左右，装置生产能力提高5％。
同时此技术改造过程简单，成本低，生产人员便于操作，安全可靠，大大减少二氧化碳尾气量，降低了PPC生产装置二氧化碳尾气回收、处理的工作负荷。
试验例1
实验过程：采用容积为500ml的实验级聚合釜，模拟预聚釜反应过程，向实验釜内加入166g环氧丙烷，2g催化剂，密封釜盖后，将实验釜放入65℃水浴锅内，实验釜温至65℃后，向釜内通入二氧化碳，升压至4MPa，打开磁力搅拌，将恒温水浴锅调整至75℃，反应计时3h后，停止反应，将水浴温度调整至70℃，将实验釜压力排尽，打开釜盖，使用NDJ-8S黏度检测仪测试物料黏度为312mp.s；上述实验不变将水浴温度调整至60℃，再次检测物料黏度为650mp.s；再次将水浴温度调整至50℃，再次检测物料黏度为1330mp.s。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。上述所有电器元件配合均属于现有技术。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (7)
1.一种用于PPC合成过程中放料装置，其特征在于，包括预聚釜、第一聚合釜和第二聚合釜，所述预聚釜的出料口通过放料管分别和第一聚合釜的第一进料口、第二聚合釜的第二进料口相连通，所述放料管外安装伴热夹套。
2.根据权利要求1所述的一种用于PPC合成过程中放料装置，其特征在于，所述预聚釜的第一通气口通过通气管分别和第一预聚釜的第二通气口、第二预聚釜的第三通气口相连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于PPC合成过程中放料装置，其特征在于，所述伴热夹套上靠近第二进料口处开设热水进水口，所述伴热夹套上靠近出料口处开设热水出水口，所述热水进水口和所述热水出水口之间通过回水管相连通。
4.根据权利要求2所述的一种用于PPC合成过程中放料装置，其特征在于，所述出料口、第一进料口和第二进料口出均安装液体阀。
5.根据权利要求2所述的一种用于PPC合成过程中放料装置，其特征在于，所述第一通气口、第二通气口和第三通气口处均安装气动开关阀。
6.根据权利要求1-5所述任一权利要求装置的放料方法，其特征在于，所述伴热管套的温度区间为60°-80℃。
7.根据权利要求6所述任一权利要求装置的放料方法，其特征在于，所述伴热管套的温度为70℃。
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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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220830 |