CN204400887U - 聚丙烯粉料后处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种聚丙烯粉料后处理装置，包括：一个用于接收来自聚合反应器的聚丙烯粉料的排放仓；一个粉料净化仓，该粉料净化仓通过安装有第一旋转下料阀的第一管道与所述排放仓连通，使排放仓中的聚丙烯粉料在重力的作用下从排放仓经第一旋转下料阀输送至粉料净化仓；一个氮气加热器，该氮气加热器通过氮气输送管线连接至所述粉料净化仓，使加热后的氮气对所述粉料净化仓中的聚丙烯粉料进行汽提，汽提后的聚丙烯粉料通过安装有第二旋转下料阀的第二管道输送至后续装置。该装置可有效脱除聚丙烯粉料中所夹带的可挥发性物质，为后续加工及使用创造有利条件。
Description
技术领域
本申请涉及聚丙烯生产工艺过程，更具体地说，是一种聚丙烯粉料后处理装置，以脱除聚丙烯粉料中携带的丙烯及其它小分子可挥发性物质。
背景技术
聚丙烯是无色半透明、无毒的热塑性树脂，具有许多优良的特性和加工性能，它透明度高、无毒性、比重轻、易加工、抗冲击、强度高、耐化学腐蚀、抗扭曲性与电绝缘性好，并易于通过共聚、共混、填充、增强等工艺措施进行性能改进，使其韧性、刚性、耐热性、阻燃性等综合性能结合起来，因此它的用途很广。目前，聚丙烯已被广泛应用到化工、化纤、建筑、轻工、家电、包装、农业、交通运输、国防、民用塑料制品等各个领域，在市场上占有越来越重要的地位。
然而，聚丙烯在实际应用中逐步暴露出一些气味问题，在生产和下游用户使用聚丙烯产品过程中，常遇到聚丙烯粉料发酸、刺眼，流延不成膜，涂覆和双向拉伸过程中有刺鼻气味、膜面有鱼眼，用于食品包装、汽车内饰件等的聚丙烯注塑制品受热有明显异味等，极大地限制聚丙烯产品的使用性、安全性、卫生性和广泛适用性。普遍认为，气味问题主要是由于使用温度下挥发出的小分子物质带来的。为了彻底地排查和消除聚丙烯的气味问题，提高产品品质，必须采取有效措施在工业化生产中有效脱除聚丙烯中的小分子挥发性物质。
众所周知，合成聚丙烯之后，离开聚合反应器的聚丙烯粉料中携带有一定量的丙烯及其它小分子可挥发性物质，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丙烯及其它小分子可挥发性物质加以脱除。目前工艺中聚丙烯粉料的后处理方法主要是先闪蒸、后置换。来自聚合反应器的聚丙烯粉料在排放仓中经过初步的气/固闪蒸分离之后，再进入净化仓，通过常温氮气进一步置换聚丙烯粉料中的丙烯和小分子挥发性物质，但由于净化仓中脱气时的操作温度相对较低(60-70℃)，部分分子量相对较大的挥发性物质不能够彻底的脱除，给后续使用造成了一定的影响。
日本专利特开昭58-216735所述的环管聚合工艺采用先气蒸后干燥的方法。离开聚合反应器的聚合物粉料经过初步的气/固分离之后，携带约2％烃类的聚丙烯粉料首先经一台气蒸器，与水蒸气逆流接触，聚合物中携带的烃类被水蒸气置换出来，水蒸气同时起到分解去活聚合物中残留催化剂的作用。带有部分游离水的聚合物离开气蒸器，再进入一台流化床干燥器脱除水分。此方法的优点是可以很方便的将离开气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。其缺点是后处理需要考虑游离水的脱除，需要大量热氮循环，流程长、设备多、占地面积大。
日本专利特开昭59-230010(Amoco/Chisso)所述的聚合工艺采用在脱气仓中同时进行干燥、去活的方法。离开聚合反应器的聚合物粉料经过初步的气/固分离之后，携带约2％烃类的聚丙烯粉料进入一台立式的脱气仓。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。此方法的优点是流程比较简短，其缺点是操作温度较低，挥发分的脱除程度较低。
中国专利(ZL 200410053651.3)披露了一种聚丙烯粉料后处理方法。此方法的特点是离开聚合反应器的聚合物粉料经过初步的气/固分离之后，携带约2％烃类的聚丙烯粉料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、然后再进行气蒸、去活。其优点是通过加热、搅拌、延长粉料停留时间的方法将聚丙烯粉料中的大部分烃类脱除出来、并加以回收，但其缺点是在不接触氮气的条件下不能彻底的脱除聚合物中的烃类。
中国专利(ZL 201010515141.9)披露了一种聚丙烯粉料后处理方法。此方法的特点是离开聚合反应器的聚合物粉料经过初步的气/固分离之后，携带约2％烃类的聚丙烯粉料进入气蒸干燥器，在气蒸干燥器中与水蒸气接触，聚合物中的烃类被置换出来，残留的催化剂被分解去活。聚合物随后进入脱湿器以脱除粉料中的水蒸气。此方法的优点是通过气蒸干燥器的加热、搅拌及通入的水蒸气的置换将粉料中携带的烃类彻底释放出来并加以回收。其缺点是离开气蒸干燥器的聚合物中含有部分水蒸气需要脱除。
发明内容
本实用新型的目的在于：提供一种改进的聚丙烯粉料后处理装置，以便采用尽可能简短的工艺流程，最大限度地脱除聚丙烯粉料中的丙烯及其它小分子可挥发性物质，减少聚丙烯粉料中有机物质的含量，显著提升聚丙烯粉料的品质。
本实用新型所提供的聚丙烯粉料后处理装置包括：
一个用于接收来自聚合反应器的聚丙烯粉料的排放仓；
一个粉料净化仓，该粉料净化仓通过安装有第一旋转下料阀的第一管道与所述排放仓连通，使排放仓中的聚丙烯粉料在重力的作用下从排放仓经第一旋转下料阀输送至粉料净化仓；
一个氮气加热器，该氮气加热器通过氮气输送管线连接至所述粉料净化仓，使加热后的氮气对所述粉料净化仓中的聚丙烯粉料进行汽提，汽提后的聚丙烯粉料通过安装有第二旋转下料阀的第二管道输送至后续装置。
在本实用新型所提供的聚丙烯粉料后处理装置中，所述排放仓顶部设置有第一气体出口管线，以方便经排放仓分离出来的气体返回聚合反应器。
在本实用新型所提供的聚丙烯粉料后处理装置中，所述粉料净化仓顶部设置有第二气体出口管线。优选地，所述第二气体出口管线与气体回收系统相连，以便回收丙烯、氮气和其它小分子可挥发性物质。
在本实用新型所提供的聚丙烯粉料后处理装置中，所述粉料净化仓设置有温度控制装置。当所述粉料净化仓内的温度超过规定温度后，所述氮气加热器停止加热，并适当增大氮气流量，防止聚丙烯粉料结块。当所述粉料净化仓内的温度回归正常温度范围后，重新启动所述氮气加热器，并将氮气流量调整至正常范围。
在本实用新型所提供的聚丙烯粉料后处理装置中，所述氮气加热器选用电加热器、蒸汽加热器或其它常用加热装置中的任意一种；也可以根据实际工况，选择与其它高温物料间接换热。优选地，所述氮气加热器通过粉料净化仓的温度控制装置调节电加热器的加热功率或调节加热蒸汽的流量，从而达到所需的氮气温度。
在本实用新型所提供的聚丙烯粉料后处理装置中，优选地，所述氮气输送管线连接至所述粉料净化仓的下部；进一步优选地，所述氮气输送管线通过在所述粉料净化仓下部均匀设置的2个或2个以上的入口与所述粉料净化仓相连通，以便使加热后的氮气在粉料净化仓中尽可能充分地与聚丙烯粉料接触；更进一步优选地，在所述粉料净化仓的底部设置氮气分布器，从而进一步改善聚丙烯粉料与加热后氮气的接触效果。所述氮气分布器可选用该工况条件下常用的气体分布器。
与现有的聚丙烯粉料后处理装置相比，本申请所提供的装置具有以下有益效果：(1)本申请所提供的装置结构简单，建设或改造成本都很低，非常易于实施；(2)由于采用加热后的氮气置换聚丙烯粉料中的丙烯和其它可挥发性物质，不仅使置换效果显著提升，还可脱除部分分子量相对较高的挥发性物质，使聚丙烯粉料的产品品质得到提升，为后续加工及使用创造了有利条件。
附图说明
图1是本实用新型所提供的聚丙烯粉料后处理装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图进一步详细说明本申请所提供的聚丙烯粉料后处理装置，但本申请并不因此而受到任何限制。
如图1所示，本实用新型所提供的聚丙烯粉料后处理装置包括：用于接收来自聚合反应器的聚丙烯粉料的排放仓1；粉料净化仓2，该粉料净化仓通过安装有第一旋转下料阀3的第一管道4与所述排放仓连通，使排放仓中的聚丙烯粉料在重力的作用下从排放仓经第一旋转下料阀输送至粉料净化仓；氮气加热器5，该氮气加热器通过氮气输送管线6连接至所述粉料净化仓，使加热后的氮气对所述粉料净化仓中的聚丙烯粉料进行汽提，汽提后的聚丙烯粉料通过安装有第二旋转下料阀7的第二管道8输送至后续装置。
根据本实用新型优选的实施方式，所述排放仓1顶部设置有第一气体出口管线9，以使排放仓分离出来的气体返回聚合反应器。
根据本实用新型优选的实施方式，所述粉料净化仓2顶部设置有第二气体出口管线10。优选地，所述第二气体出口管线与气体回收系统相连，以便回收丙烯、氮气和其它小分子可挥发性物质。
根据本实用新型优选的实施方式，所述粉料净化仓2设置有温度控制装置，当所述粉料净化仓内的温度超过规定温度后，例如，超过100℃至120℃，所述氮气加热器5停止加热，并适当增大氮气流量，防止聚丙烯粉料结块；当所述粉料净化仓内的温度回归正常温度范围后，重新启动所述氮气加热器，并将氮气流量调整至正常范围。
根据本实用新型优选的实施方式，所述氮气输送管线6连接至所述粉料净化仓的下部；进一步优选地，所述氮气输送管线通过在所述粉料净化仓下部均匀设置的2个或2个以上的入口与所述粉料净化仓相连通，以便使加热后的氮气在粉料净化仓中尽可能充分地与聚丙烯粉料接触；更进一步优选地，在所述粉料净化仓的底部设置氮气分布器，从而进一步改善聚丙烯粉料与加热后氮气的接触效果。所述氮气分布器可选用该工况条件下常用的气体分布器中的任一种。
本实用新型所提供的聚丙烯粉料后处理装置是按照以下方式工作的：来自聚合反应器的聚丙烯粉料在排放仓1中将所携带的未反应的丙烯等气体物流进行初步的闪蒸分离，聚丙烯粉料通过第一旋转下料阀3在重力的作用下进入粉料净化仓2，排放仓中的气体物流通过第一气体出口管线9排出，经压缩后返回聚丙烯反应器继续参与反应。在粉料净化仓2中，聚丙烯粉料通过加热后的氮气进行置换，经过大约20到40分钟的停留时间，使剩余的丙烯和其它小分子可挥发性物质从聚丙烯粉料中脱除,聚丙烯粉料通过安装有第二旋转下料阀7的第二管道8输送至后续装置。粉料净化仓2中所脱除的气体物流通过第二气体出口管线10输送至后续气体回收系统，以便回收丙烯、氮气和其它小分子可挥发性物质。
当聚丙烯粉料在粉料净化仓中温度超过规定温度时，应立即使氮气加热器5停止工作，并适当增大氮气流量，及时控制粉料净化仓的温度、防止粉料结块。
优选地，所述氮气加热器5将来自管网的氮气加热至60-120℃，热氮气从底部进入粉料净化仓中，与来自排放仓1的聚丙烯粉料进行逆流接触，将聚丙烯粉料中残余的丙烯和其它小分子可挥发性物质可从粉料中脱除。所述氮气流量优选为10-25kg氮气/t粉料。
Claims (8)
1.一种聚丙烯粉料后处理装置，其特征在于，该装置包括：
一个用于接收来自聚合反应器的聚丙烯粉料的排放仓；
一个粉料净化仓，该粉料净化仓通过安装有第一旋转下料阀的第一管道与所述排放仓连通，使排放仓中的聚丙烯粉料在重力的作用下从排放仓经第一旋转下料阀输送至粉料净化仓；
一个氮气加热器，该氮气加热器通过氮气输送管线连接至所述粉料净化仓，使加热后的氮气对所述粉料净化仓中的聚丙烯粉料进行汽提，汽提后的聚丙烯粉料通过安装有第二旋转下料阀的第二管道输送至后续装置。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯粉料后处理装置，其特征在于：所述排放仓顶部设置有第一气体出口管线，以方便经排放仓分离出来的气体返回聚合反应器。
3.根据权利要求2所述的聚丙烯粉料后处理装置，其特征在于：所述粉料净化仓顶部设置有第二气体出口管线，且所述第二气体出口管线与气体回收系统相连。
4.根据权利要求3所述的聚丙烯粉料后处理装置，其特征在于：所述氮气加热器为电加热器或蒸汽加热器。
5.根据权利要求4所述的聚丙烯粉料后处理装置，其特征在于：所述氮气加热器通过粉料净化仓的温度控制装置调节电加热器的加热功率或调节加热蒸汽的流量，从而达到所需的氮气温度。
6.根据权利要求5所述的聚丙烯粉料后处理装置，其特征在于：所述氮气输送管线连接至所述粉料净化仓的下部。
7.根据权利要求6所述的聚丙烯粉料后处理装置，其特征在于：所述氮气输送管线通过在所述粉料净化仓下部均匀设置的2个或2个以上的入口与所述粉料净化仓相连通，以便使加热后的氮气在粉料净化仓中与聚丙烯粉料充分接触。
8.根据权利要求6所述的聚丙烯粉料后处理装置，其特征在于：所述粉料净化仓的底部设置氮气分布器，加热后的氮气经氮气分布器均匀分配后进入粉料净化仓，与聚丙烯粉料充分接触。
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