CN215139822U

CN215139822U - 一种丁二烯防自聚装置

Info

Publication number: CN215139822U
Application number: CN202120754935.4U
Authority: CN
Inventors: 胡方川; 刘晨; 栾波; 任学斌; 王耀伟; 王衍金; 苏怀兴; 刘清钊
Original assignee: Shandong Jingbo Zhongju New Materials Co ltd
Current assignee: Shandong Jingbo Zhongju New Materials Co ltd
Priority date: 2021-04-13
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2021-12-14
Anticipated expiration: 2031-04-13

Abstract

本实用新型提供了一种丁二烯防自聚装置，包括依次连接的聚合釜、螺杆泵、静态混合器、闪蒸釜、分液罐、液环真空泵、气液分离罐、冷凝器和回收丁二烯储罐；所述静态混合器上设有低压蒸汽入口；所述闪蒸釜上设有消泡剂注入口；所述气液分离罐和回收丁二烯储罐上均设有阻聚剂注入口。本实用新型通过采用上述装置能够降低丁二烯自聚的风险。

Description

一种丁二烯防自聚装置

技术领域

本实用新型属于化工装置技术领域，尤其涉及一种丁二烯防自聚装置。

背景技术

丁苯胶乳是由丁二烯和苯乙烯经过乳液聚合得到的一种水性乳液。由不同比例的苯乙烯和丁二烯经乳液聚合而成。聚合体系以脱氧水为介质，乳化剂少量溶解在水中，大部分形成胶束。不溶于水的烃相(丁二烯及苯乙烯)与水相混合，在搅拌作用下部分单体形成被皂覆盖着的粒滴而分散在水相中，部分单体进入胶束形成增溶单体胶束。氧化—还原引发体系在水相中生成引发自由基，自由基进入胶束引发单体进行聚合反应。链增长所需要的单体由单体粒滴不断补充。链转移剂调节聚合物分子量。当转化率达到要求时加入终止剂停止反应。根据苯乙烯含量、乳化剂和聚合温度等的不同，而有多种品种，其性能和用途也不同。丁苯胶乳是我国合成橡胶工业的一个重要组成部分,主要品种有二元共聚丁苯胶乳和羧基丁苯胶乳二大类,广泛应用于泡沫制品、造纸、地毯、无纺布、水基粘合剂及建筑等行业。

然而聚合单体之一的丁二烯化学性质活泼，容易进行聚合反应，其既可以自身聚合，也可以与其他化合物共聚。发生聚合反应时容易引起爆炸、自燃、阀门及管道胀裂等，造成安全事故隐患。在丁二烯生产过程中，生成的聚合物主要有丁二烯二聚物、橡胶状聚合物、丁二烯过氧化自聚物、丁二烯爆米花样端基聚合物等。诱发丁二烯聚合的因素很多，包括氧、光、过氧化物活性中心、铁锈、机械杂质等；系统中微量氧及活性中心的存在是诱发丁二烯聚合最主要的原因。在无氧的状态下，铁锈和水共同作用也会引发丁二烯的爆米花聚合反应，一旦米花聚合开始，其链增长几乎不受外界环境的影响。如何在单体回收及储存中防止和避免丁二烯的自聚，保持装置长周期运行，是涉及丁二烯装置设计和实际操作中的一项重要研究课题。

传统的单体回收工艺，采用负压吸引至脱气釜，用蒸汽加热至70℃，并维持3～4小时，使得丁苯胶乳和未反应的单体长时间存在于高温环境下，不仅仅增加了单体自聚的风险，还增加了胶乳因局部过热导致破乳的可能。而且，最终的脱单效果也不甚理想，只能将挥发性不饱和物控制在≤0.02％。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种丁二烯防自聚装置，该装置能够降低丁二烯的自聚风险。

本实用新型提供了一种丁二烯防自聚装置，包括依次连接的聚合釜、螺杆泵、静态混合器、闪蒸釜、分液罐、液环真空泵、气液分离罐、冷凝器和回收丁二烯储罐；

所述静态混合器上设有低压蒸汽入口；

所述闪蒸釜上设有消泡剂注入口；

所述气液分离罐和回收丁二烯储罐上均设有阻聚剂注入口。

优选地，在所述冷凝器的不凝气排放管线上设有在线氧含量分析仪。

优选地，还包括与所述外卖储罐依次连接的泵和冷冻水换热器；

与所述原料丁二烯储罐依次连接的泵和冷冻水换热器。

优选地，所述分液罐上设有气相排出口和液相排出口；

所述分液罐中分离的气相物质通过气相排出口排放至所述液环真空泵中；

所述分液罐中分离的液相物质通过液相排出口返回至所述闪蒸釜中。

优选地，还包括与回收丁二烯储罐连接的丁二烯日储罐；

所述丁二烯日储罐上设有阻聚剂注入口。

优选地，还包括与所述丁二烯日储罐连接的原料丁二烯储罐；

所述原料丁二烯储罐上设有阻聚剂注入口。

优选地，还包括与丁二烯日储罐连接的丁二烯外卖储罐；

所述丁二烯外卖储罐上设有阻聚剂注入口。

附图说明

图1为本实用新型提供的丁二烯防自聚装置示意图。

具体实施方式

所述静态混合器上设有低压蒸汽入口；

所述闪蒸釜上设有消泡剂注入口；

所述气液分离罐和回收丁二烯储罐上均设有阻聚剂注入口。

参见图1，图1为本实用新型提供的丁二烯防自聚装置示意图，其中，1-聚合釜；2-闪蒸釜；3-分液罐；4-液环真空泵；5-气液分离罐；6-冷凝器；7-在线氧含量分析仪；8-回收丁二烯储罐；9-日储罐；10-外卖储罐；11-原料丁二烯储罐。

本实用新型提供的丁二烯防自聚装置包括聚合釜1，所述聚合釜1用来反应生成胶乳。

本实用新型提供的丁二烯防自聚装置包括与聚合釜依次连接的螺杆泵和静态混合器；采用螺杆泵将所述聚合釜中胶乳通过1-2管线泵入静态混合器中。所述静态混合器上设有低压蒸汽入口；所述静态混合器将胶乳与低压蒸汽混合均匀，能够将胶乳更高效地进行加热和闪蒸。静态混合器中的温度为42℃。

本实用新型提供的丁二烯防自聚装置包括闪蒸釜2；闪蒸过程为连续进料过程，为了防止闪蒸过程中出现大量气泡影响闪蒸效果，优选所述闪蒸釜上设有消泡剂注入口；所述消泡剂注入口优选设置在所述闪蒸釜的顶部侧面上。闪蒸过程中的闪蒸时间缩短，闪蒸温度降低，有效降低了丁二烯的自聚风险和胶乳的破乳风险。所述闪蒸的温度优选为38～43℃；闪蒸的时间为1～1.5小时。

本实用新型提供的丁二烯防自聚装置包括分液罐3，所述闪蒸釜中的气相物料通过2-2管线进入到分液罐3中；所述分液罐3中产生的液相物料通过3-1管线返回至闪蒸釜2中。

本实用新型提供的丁二烯防自聚装置包括液环真空泵4、气液分离罐5、冷凝器6和回收丁二烯储罐8；所述分液罐3中产生的气相物料通过3-2管线进入液环真空泵4中；设置所述液环真空泵4的目的是为了避免压缩丁二烯气体时产生高温，促使丁二烯发生自聚。经液环真空泵压缩将丁二烯气体压缩至0.41～0.43MPa，冷凝回收，所述冷凝的温度为5～20℃。具体实施例中，经液环真空泵将丁二烯气体压缩至0.42MPa。丁二烯的回收采用液环真空泵压缩，压缩温度在20℃以下，有效避免了丁二烯因高温产生的自聚。

经液环真空泵4压缩，压缩气体经4-1管线进入到气液分离罐5中。所述气液分离罐5上设有阻聚剂注入口，本申请从所述阻聚剂注入口注入阻聚剂，阻聚剂能够阻止丁二烯自聚。所述气液分离罐分离的气相物料经5-1管线进入冷凝器6中进行冷凝；冷凝后的液相物料经6-2管线进入到回收丁二烯储罐8中。所述回收丁二烯储罐上设有阻聚剂注入口。

本实用新型提供的丁二烯防自聚装置在所述冷凝器的不凝气排放管线上设有在线氧含量分析仪。所述在线氧含量分析仪时刻监控氧含量，优选控制氧含量≤2000ppm；根据在线氧含量分析仪测定的数值及时发现问题并根据氧含量调整生产思路。在线氧含量分析仪的设置降低了丁二烯因氧含量超标而产生丁二烯氧化物的风险。

本实用新型提供的丁二烯防自聚装置优选还包括与回收丁二烯储罐连接的丁二烯日储罐；所述丁二烯日储罐上设有阻聚剂注入口。本实用新型提供的丁二烯防自聚装置优选还包括与所述丁二烯日储罐连接的原料丁二烯储罐；所述原料丁二烯储罐上设有阻聚剂注入口。还包括与丁二烯日储罐连接的丁二烯外卖储罐；所述丁二烯外卖储罐上设有阻聚剂注入口。回收后的丁二烯经过所述丁二烯日储罐的短暂存储1天后，立即转入所述丁二烯外卖储罐。在丁二烯外卖储罐和丁二烯原料储罐外均分别设有冷冻水换热器，分别采用泵建立储罐与换热器的连续性循环。在丁二烯外卖储罐、丁二烯日储罐和原料丁二烯储罐上均分别设置阻聚剂入口，避免因阻聚剂含量低而发生自聚情况，避免了丁二烯自聚物堵塞阀门管线的问题，更好地保障了装置的长周期运行。

所述丁二烯日储罐和丁二烯外卖储罐的设置有效提高了回收丁二烯的利用率，降低了生产成本。

本实用新型中采用的阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚；所述阻聚剂的加入量占丁二烯质量的0.01～0.015％，避免丁二烯发生自聚引发一系列事故。

为了进一步说明本实用新型，下面结合实施例对本实用新型提供的一种丁二烯防自聚装置进行详细地描述，但不能将它们理解为对本实用新型保护范围的限定。

实施例1～3

终止反应后的胶乳通过静态混合器与0.25MPa饱和蒸汽混合均匀，进入闪蒸釜，控制混合后胶乳温度在42℃。控制进料量在0.8～1.5t/h之间，闪蒸出未反应的丁二烯，釜底胶乳送至后面的流程进行后处理。

从闪蒸釜闪蒸出的丁二烯气体在分液罐分离出夹带液体气体(气体进入分液罐后，流速变小，气体夹带液体容易分离)，分液罐顶部气体进入液环真空泵入口，通过液环真空泵的气体循环调节阀控制闪蒸釜压力为-0.063MPa。分液罐分离出的液体返回闪蒸釜。

消泡剂通过转子流量计从闪蒸釜液面上方喷入，消除闪蒸时产生的泡沫；从液面上方喷入效果最佳。通过闪蒸罐顶部视镜观察闪蒸罐气泡情况。

通过丁二烯闪蒸实例操作得到的具体结果见表1：

表1丁二烯闪蒸实例结果

丁二烯回收实例：来自气液分离罐的压缩气体经过冷凝器进行冷凝，冷凝不了的气体通过不凝气管线进行排放，控制冷凝温度在20℃以下，丁二烯冷凝液流入回收丁二烯储罐中。在回收丁二烯储罐中丁二烯和水根据密度差出现分层现象。水相集中在回收丁二烯储罐的底层，通过压力差废水自压至废水处理流程。通过外送污水调节阀控制回收丁二烯储罐界位在75％～95％之间。回收丁二烯液体积聚在水相上方(丁二烯抽入口插入罐中)，然后，回收丁二烯储罐中的丁二烯通过回收丁二烯输送泵送至日储罐中。

表2丁二烯回收实例结果

回收丁二烯接收、贮存、混合、输送及外卖实例：

将丁二烯储存温度控制在5～20℃。日储罐中的水分沉降分层后自切水包排出；日储罐丁二烯输送泵与原料丁二烯在线混合，混合后的丁二烯通过取样分析混合纯度(94.5％以上)，送往聚合单元进行回用；为防止回收丁二烯中杂质在系统内积累，所以丁二烯最多在日储罐中储存24h，没有进行回用的丁二烯通过泵输送到外卖储罐中装车外卖。为了防止丁二烯在外卖储罐中发生大量自聚，会注入一定量阻聚剂进行短期储存。

通过回收丁二烯接收、贮存、混合、输送及外卖实例操作得到的具体数据见表3：

表3回收丁二烯接收、贮存、混合、输送及外卖实例数据

由以上实施例可知，本实用新型提供了一种丁二烯防自聚装置，包括依次连接的聚合釜、螺杆泵、静态混合器、闪蒸釜、分液罐、液环真空泵、气液分离罐、冷凝器和回收丁二烯储罐；所述静态混合器上设有低压蒸汽入口；所述闪蒸釜上设有消泡剂注入口；所述气液分离罐和回收丁二烯储罐上均设有阻聚剂注入口。本实用新型通过采用上述装置能够降低丁二烯自聚的风险。实验结果表明：回收丁二烯储罐二聚物含量低于0.018wt％。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种丁二烯防自聚装置，其特征在于，包括依次连接的聚合釜、螺杆泵、静态混合器、闪蒸釜、分液罐、液环真空泵、气液分离罐、冷凝器和回收丁二烯储罐；

所述静态混合器上设有低压蒸汽入口；

所述闪蒸釜上设有消泡剂注入口；

所述气液分离罐和回收丁二烯储罐上均设有阻聚剂注入口。

2.根据权利要求1所述的丁二烯防自聚装置，其特征在于，在所述冷凝器的不凝气排放管线上设有在线氧含量分析仪。

3.根据权利要求1所述的丁二烯防自聚装置，其特征在于，还包括与所述外卖储罐依次连接的泵和冷冻水换热器；

与所述原料丁二烯储罐依次连接的泵和冷冻水换热器。

4.根据权利要求1所述的丁二烯防自聚装置，其特征在于，所述分液罐上设有气相排出口和液相排出口；

5.根据权利要求1所述的丁二烯防自聚装置，其特征在于，还包括与回收丁二烯储罐连接的丁二烯日储罐；

所述丁二烯日储罐上设有阻聚剂注入口。

6.根据权利要求5所述的丁二烯防自聚装置，其特征在于，还包括与所述丁二烯日储罐连接的原料丁二烯储罐；

所述原料丁二烯储罐上设有阻聚剂注入口。

7.根据权利要求1所述的丁二烯防自聚装置，其特征在于，还包括与丁二烯日储罐连接的丁二烯外卖储罐；

所述丁二烯外卖储罐上设有阻聚剂注入口。