CN1733810A - 聚丙烯粉料后处理方法 - Google Patents
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Abstract
聚丙烯粉料后处理方法，属于石油化工领域。本发明的目的是提出一个经过改进的聚丙烯粉料后处理方法，即：离开连续聚合聚合釜的聚丙烯粉料经初步的气/固分离之后，在聚丙烯粉料接触氮气或水蒸气之前增加一个脱气的装置(此脱气装置可以为连续操作、也可以为多台批量操作)，先尽可能多的脱除并回收粉料中的烃类，然后再与氮气或者氮气和水蒸气的混合物相接触，进行深层的脱挥和去活。本发明可以经济地回收粉料中携带的相当一部分的烃类、减少深层脱挥时的氮气消耗量、减少需要从氮气和烃类的混合物中回收烃类的数量和能耗，即使取消了在氮气中回收烃类的这一步骤也不会造成大量聚合单体的损失，仍然可以保持较低的聚合单体的单耗。
Description
技术领域 本发明属于石油化工领域。
背景技术 本发明的内容是关于生产聚丙烯的工艺中，将离开聚合反应器之后的聚合物粉料中携带的烃类物质加以脱除，并使得聚丙烯粉料中残留的催化剂失活的方法。
众所周知，合成聚丙烯之后，离开聚合系统的聚丙烯粉料中携带有一定量的烃类，其中一部分是溶解于聚合物中的、一部分是游离的，聚丙烯粉料后处理的目的就是要将这些携带的烃类加以脱除，同时使得粉料中残留的催化剂(包括Ti系催化剂及烷基铝)失活。上述脱除烃类及将残留的催化剂去活的过程一般称为脱气或脱挥(或者称为干燥)和汽蒸(或者称为去活)。现分述如下：
(1)先汽蒸、后干燥。日本专利特开昭58-216735所述的环管聚合工艺就是采用这一后处理方法。离开聚合反应器的聚合物粉料首先进入一台汽蒸器的上部，与自下而上的水蒸气逆流相接触。聚合物中携带的烃类被水蒸气置换出来，从汽蒸器的上部离开加以回收；聚合物在汽蒸器中接触水蒸气的同时，其残留的催化剂被分解去活。带有水份的聚合物从汽蒸器的底部离开，进入一台流化床干燥器脱除水份。先汽蒸、后干燥方法的优点是可以很方便的将离开汽蒸器的气相中的烃类和水蒸气加以分离，从而可以彻底的回收烃类物质。其缺点是流程比较长、能耗相对较高、在干燥过程中有少量废水排出。此法虽然烃类的回收比较彻底，但是为了避免聚合系统中丙烷的积累，必须将回收的部分烃类送出聚合系统。
(2)先干燥、后汽蒸。日本专利特开昭58-157807，昭56-139520(三井油化)所述的聚合工艺就是采用这一后处理方法。离开聚合反应器的聚合物粉料首先进入一台卧式的干燥器，干燥器的夹套、搅拌轴、搅拌叶片内部都可以通入水蒸气进行加热。在加热和通入氮气的双重作用下，聚合物中携带的烃类被大部分置换出来。聚合物粉料再进入一台汽蒸器，与含有水蒸气的氮气相接触，聚合物中携带的烃类被进一步置换出来，残留的催化剂被水蒸气分解去活。离开干燥器的含有大量烃类的氮气去火炬烧掉，离开汽蒸器的含有微量烃类的氮气直接排放大气。此法的优点是流程比较简短、能耗相对较低。其缺点是离开干燥器的烃类中含有大量的氮气，回收比较困难，一般直接去火炬排放，增加了聚合单体的单耗。
(3)在脱气仓中同时进行干燥、去活。日本专利昭59-230010(Amoco/Chisso)所述的聚合工艺就是采用这一后处理方法。离开聚合系统的聚合物粉料进入一台立式的脱气仓，脱气仓不带有搅拌，移动床操作。向脱气仓通入氮气和微量的水蒸气。聚合物中的烃类被置换出来，残留的催化剂被水蒸气分解去活。此法的优点是流程比较简短、能耗相对较低。其缺点是离开脱气仓的气相中的烃类中含有大量的氮气，回收比较困难。
上述先“先汽蒸、后干燥”的后处理方法，虽然可以避免在氮气中回收烃类的这一困难的步骤，但是流程较长、能耗较高、产生废水；而其它的2种工艺有一个共同点：均没有先将聚合物粉料中的烃类尽量脱除之后再与氮气或氮气及水蒸气相接触。由于与氮气混合之后的烃类很难回收，不可避免的增加了聚合单体的单耗。
发明内容 本发明的目的是提出一个经过改进的聚丙烯粉料后处理方法。即：在聚丙烯粉料接触氮气之前，先尽可能多的回收烃类，然后再与氮气或者氮气和水蒸气的混合物相接触，进行深层的脱挥和去活。这样既可以经济地回收粉料中携带的相当一部分的烃类、又可以减少深层脱挥时的氮气消耗量，即使取消在大量的氮气中回收烃类的这一困难而又不经济的步骤也不会造成明显的损失，仍然可以保持较低的丙烯单耗。
本发明的主要内容为：
(1)脱气：离开聚合系统的聚合物粉料首先尽可能多的回收烃类。其方法有下列几种：
——加热、搅拌(机械搅拌或者流化床、气流输送)、延长粉料停留时间，以及这些方法的组合。本发明对于脱气装置具体的设备形式并没有限制，可以为立式搅拌设备、卧式搅拌设备、桨叶干燥器、回转干燥器；可以为流化床、气流输送、也可以为静置容器。也没有规定脱气装置的操作形式，即：脱气可以采用连续操作、也可以采用多台脱气器批量交替操作。在后一种批量交替操作的情况下，也可以采用静置的容器作为脱气器，进料后粉料在降低压力下静置一段时间使得大部分烃类得以回收。需要说明的是：上述用循环的回收烃类作为吹扫介质的脱气方式(包括流化一气流输送，或者非流化状态)，虽然并不能减少聚丙烯粉料孔隙间携带的丙烯气，但是有利于脱除溶解在粉料中的丙烯。
其共同特点是将离开连续聚合系统、经初步气/固分离的聚丙烯粉料，在不通入氮气(或者包括水蒸气)介质的条件下，在机械搅拌或者在机械搅拌与加热(包括设备回转与加热)的双重作用下，或者用循环的回收烃类作为吹扫介质(包括流化、、气流输送，或者非流化状态)，或者在低压下长时间静置的条件下，。。。总之，是在不接触氮气的条件下先将聚合物粉料中的大部分烃类脱除出来。
(2)汽蒸、去活：脱除烃类之后的聚合物再进入汽蒸器或者脱气仓，加入氮气和水蒸气脱除其余的烃类并使残留的催化剂去活。此汽蒸器可以是一台带有加热和搅拌(或者流化)的设备，也可以是上述背景技术(3)中所述的脱气仓，也可以是回转干燥器。不管脱气为批量操作还是连续操作，汽蒸、去活可以为批量操作也可以为连续操作。
本发明的主要特点为首先将离开聚合釜的聚合物在不接触氮气(或者氮气加水蒸气)的条件下，进行加热和翻动，使得溶解、吸附在聚合物粉料中的烃类被脱除出来并加以回收；然后再与氮气(或者氮气加水蒸气)相接触，脱除残余的烃类并将残留催化剂去活。从而可以以方便、经济的方法回收聚合物粉料中携带的相当一部分烃类，减少汽蒸、去活时的氮气消耗量，减少需要从氮气和烃类的混合物中回收烃类的数量和能耗，即使取消从氮气中回收微量的烃类的这一步骤，烃类的损失也很小。
附图说明
附图1为本发明所述的离开聚合釜的聚丙烯粉料后处理示意图。11为脱气器，12为搅拌轴，13为搅拌叶片。加热蒸汽由104进入11的夹套，蒸汽凝液由105离开11的夹套。12和13的内部也可以通入加热蒸汽、排出蒸汽凝液(图上未表示)。携带有~2.5％(wt)烃类的聚丙烯粉料由101进入脱气器11，脱气器11的操作压力接近于常压，在加热和搅拌双重作用下被脱除的烃类(挥发份)由102离开脱气器11，并加以回收。脱除烃类(挥发份)之后的聚丙烯粉料由104离开、进入汽蒸器14，15为搅拌轴，16为搅拌叶片。加热蒸汽由109进入14的夹套，蒸汽凝液由110离开14的夹套。携带有~0.5％(wt)烃类的聚丙烯粉料由103进入汽蒸器14，氮气及微量水蒸气由106进入汽蒸器14。在加热、搅拌和氮气置换的作用下，聚丙烯中残留的烃类被脱除，由107离开汽蒸器14。
附图1上脱气器11为卧式搅拌容器，但是也可以为立式搅拌容器、回转干燥器，可以将脱除气体经风机加压并且加热后循环返回脱气器11(流化或者非流化操作)，图上未表示。
附图1上汽蒸器14为卧式搅拌容器，但是也可以是立式的搅拌容器、回转干燥器，或者是不带机械搅拌的脱气仓，图上未表示。
附图2为本发明所述的离开聚合釜的聚丙烯粉料后处理示意图。脱气器由21-1、21-2两台组成、交替批量操作。携带有~2.5％(wt)烃类的聚丙烯粉料先由201-1进入脱气器21-1，被脱除的烃类由202-1离开脱气器21-1，并加以回收。当脱气器21-1达到一定料位之后，脱气器21-1的201-1进料口关闭，聚丙烯粉料经201-2转向脱气器21-2进料。在21-2中被脱除的烃类由202-2离开脱气器21-2，并加以回收。当脱气器21-1内的聚丙烯粉料达到一定料位并且粉料中携带的烃类大部分被脱除之后，将汽蒸器24处于负压状态，然后将脱气器21-1中携带有~0.5％(wt)烃类的的聚丙烯粉料经203-1放到汽蒸器24。经206向汽蒸器24通入氮气和水蒸气，使得聚丙烯粉料中的挥发份降低到要求的范围、残留的催化剂被去活。最后将汽蒸器24内处理好的聚丙烯粉料经208送至包装。在汽蒸器24处理聚丙烯粉料的同时，脱气器21-2重复上述脱气器21-1的操作：接受聚丙烯粉料并脱除、回收烃类(挥发份)。附图2为2台脱气器对应1台汽蒸器，也可以为2台脱气器对应2台汽蒸器。脱气器21-1、2若带有机械搅拌及加热夹套时脱气的效果会更好，附图上未表示。汽蒸器24若带有机械搅拌及加热夹套对于进一步脱除挥发份及去活的效果会更好，附图上未表示。在脱气器采用多台交替批量操作的场合下，汽蒸器24采用连续操作的方式也是可以的。
具体实施方式
实施例1：如附图1所示，离开聚合釜的聚合物经气/固分离后，进入脱气器11的聚丙烯粉料为4000kg/hr，温度为70℃，携带的烃类约为100kg/hr。脱气器11为一台双轴搅拌的粉料加热器，加热面积为60平方米。12为搅拌轴，13为搅拌叶片。加热蒸汽由104进入11的夹套，蒸汽凝液由105离开11的夹套。12和13的内部可以通入加热蒸汽、排出蒸汽凝液(图上未表示)。聚丙烯粉料在脱气器11中被加热到100℃，在加热和搅拌双重作用下，50％以上的烃类(挥发份)从粉料中逸出，由102离开脱气器11，并加以回收。聚丙烯粉料由104离开脱气器11进入汽蒸器14，汽蒸器为一台用夹套蒸汽保温的搅拌容器，操作温度为100℃，操作压力为0.01Mpag。进入汽蒸器14的聚丙烯粉料中携带的烃类约为20kg/hr。向汽蒸器中通入氮气约60kg/hr，水蒸气约0.2kg/hr。最终离开汽蒸器14的聚丙烯粉料中的挥发份约为0.04％wt。
实施例2：如附图2所示，离开聚合釜的聚合物经气/固分离后，流量为聚丙烯粉料4000kg/hr先进入脱气器21-1，温度为70℃，携带的烃类约为100kg/hr。脱气器21-1为一台带有搅拌的12立方米容器，夹套加热面积为22平方米。操作压力为0.1~0.01Mpag，操作温度为80℃，搅拌轴及搅拌叶片在附图2上未表示，进入21-1夹套的加热蒸汽和离开21-1夹套的蒸汽凝液在附图2上也未表示。进入脱气器21-1的聚丙烯粉料在加热和搅拌双重作用下，50％以上的烃类(挥发份)从粉料中逸出，由202-1离开脱气器21-1，并加以回收。当202-1中的聚丙烯达到设定的料位之后，进料转向202-2。202-2开始重复上述202-1的操作。202-1中脱除大部分烃类之后，将汽蒸器24抽为负压，然后将202-1中的聚丙烯粉料由203-1放入汽蒸器24，汽蒸器24为一台用夹套蒸汽保温的搅拌容器，操作温度约为80℃，操作压力为-0.05~+0.01Mpag。进入汽蒸器24的聚丙烯粉料中携带的烃类约为20kg/hr。向汽蒸器中通入氮气约60kg/hr，水蒸气约0.2kg/hr。离开汽蒸器24的聚丙烯粉料中的挥发份约为0.04％wt。实施例2为连续聚合、2台或者2台以上的脱气器循环进行受料、脱气并回收烃类、放料的批量操作；然后在汽蒸器24进行抽负压、受料、进入氮气及氮气与水蒸气进行深层脱挥、去活、出料的批量操作。
Claims (2)
1.一种连续聚合生产的聚丙烯粉料的后处理方法。其特征在于：
在现有的聚丙烯后处理工艺：“离开连续聚合系统的聚合物粉料经初步的气/固分离之后，即进入干燥器(或汽蒸器、或脱气仓)在氮气(或水蒸气、或氮气和水蒸气)中进行脱气和催化剂的去活”的流程基础上，在离开连续聚合系统的聚合物粉料经初步的气/固分离之后、进入干燥器(或汽蒸器、或脱气仓)接触氮气(或水蒸气、或氮气和水蒸气)之前，增加一个脱气装置：在不接触氮气、水蒸气的条件下尽可能多的回收一部分烃类。
其办法有下列几种：
加热、搅拌粉料、用循环的回收烃类作为吹扫介质(包括流化、或者非流化状态)、延长停留时间，包括这些办法的组合应用。
其共同特点是在不通入氮气(或者包括水蒸气)介质的条件下。在机械搅拌或者在机械搅拌与加热的双重作用下(包括可以采用回转干燥器)，或者用循环的回收烃类作为吹扫介质(包括流化、或者非流化状态)，或者在低压下长时间静置的条件下…，总之，是在不接触氮气(或水蒸气、或氮气和水蒸气)的条件下先将聚合物粉料中的相当一部分烃类脱除出来。
上述脱除相当一部分烃类之后的聚合物再进入传统工艺所采用的干燥器、汽蒸器或者脱气仓，加入氮气和水蒸气脱除其余的烃类、并使残留的催化剂去活。
2.按照权利要求1.所述的方法，其特征在于：连续聚合、批量脱气。采用至少2台脱气器交替进行下列批量操作：受料、脱气及回收烃类、出料去汽蒸、去活。
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