CN216192011U - 一种高性能evoh的生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及EVOH生产设备技术领域，具体涉及一种高性能EVOH的生产系统，包括树脂净化器、醇解反应器和醇解过滤器；树脂净化器的聚合树脂出口与醇解反应器的聚合树脂入口连通；醇解反应器的醇解树脂出口通过第三输送管道与醇解过滤器的醇解树脂入口连通，在第三输送管道上设有第二输送泵。本系统可以解决现有技术的EVOH生产过程中产生的凝胶、结团杂质难以除去的技术问题。本方案可以应用于EVOH的生产和实践操作中，除去EVOH生产过程中的凝胶和不溶物等杂质，以提升EVOH产品的品质。

Description

一种高性能EVOH的生产系统

技术领域

本实用新型涉及EVOH生产设备技术领域，具体涉及一种高性能EVOH的生产系统。

背景技术

乙烯-乙烯醇共聚物(简称EVOH)，是一种集乙烯聚合物的加工性和乙烯醇聚合物的气体阻隔性于一体的新型高分子合成材料，具有优良的气体阻隔、耐水、阻油等性能。在现有的EVOH生产过程中，EVOH一般可由乙烯和醋酸乙烯酯通过乳液聚合、溶液聚合或悬浮聚合等常规方法聚合再皂化所制得。在聚合反应过程中，温度、压力波动、搅拌操作及引发剂加入不均匀等都会造成聚合物的分子量分布不均匀，甚至造成聚合树脂液中树脂结团。在后续树脂分离及醇解反应过程中，树脂液流动不均匀会造成聚合物长期在设备内停留变质形成黄色和深色的不溶物。上述结团和不溶物杂质如果不有效去除，将影响EVOH产品的外观以及由其制备的终端产品的性能。另外结团的树脂和杂质容易造成生产线的堵塞造成停车，影响生产的稳定运行。

中国专利CN112694639A公布了一种EVOH生产过程中聚合液净化的方法和装置，聚合树脂液通过闪蒸除去乙烯后，再进一步通过精馏除去醋酸乙烯，形成聚合树脂的甲醇溶液，没有提及如何处理聚合树脂液中的凝胶、结团杂质的除去问题。亟需研发一种能够减少并且有效去除聚合树脂液中的树脂结团和杂质的生产系统。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种高性能EVOH的生产系统，用以解决现有技术的EVOH生产过程中产生的凝胶和结团杂质等难以除去的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高性能EVOH的生产系统，包括树脂净化器、醇解反应器和醇解过滤器；树脂净化器的聚合树脂出口与醇解反应器的聚合树脂入口连通；醇解反应器的醇解树脂出口通过第三输送管道与醇解过滤器的醇解树脂入口连通，在第三输送管道上设有第二输送泵。

本方案的使用方法、原理及优点是：聚合树脂液来自于上游生产工艺，使用乙烯和醋酸乙烯共聚形成乙烯-醋酸乙烯共聚物(称为聚合树脂，其中含有醋酸乙烯杂质，聚合树脂存在于液体环境中，统称为聚合树脂液)。将聚合树脂液输送进树脂净化器并同时输入甲醇，利用醋酸乙烯和甲醇的共沸，去除醋酸乙烯。除去醋酸乙烯杂质的聚合树脂液运送至醇解反应器，乙烯-醋酸乙烯共聚物经过醇解反应形成乙烯-乙烯醇共聚物，在醇解反应器中产生醇解树脂液。由于醇解树脂液中含有凝胶和一些容易结团的杂质，需要通过醇解过滤器过滤除去，以避免这些杂质对终产品品质的影响。由于醇解树脂液具有一定的粘性，对其进行过滤处理的时候，如果不使用第二输送泵对物料进行加压，则醇解树脂液难以通过醇解过滤器的滤网。但是，压力过大，则会使得杂质通过滤网，使得终产品的品质受到影响。所以需要使用第二输送泵将物料的压力控制在一定的水平，使得后续的过滤操作顺利进行。

使用本系统生产获得的EVOH材料，可以用于制备EVOH膜，采用本技术方案生产获得的厚度为45±0.5μm的EVOH膜；在所述EVOH膜的每30cm×24cm的膜面积上的0.5mm×0.5mm以上的缺陷数量小于10。

优选的，作为一种改进，在树脂净化器和醇解反应器之间还设有聚合过滤器。通过树脂净化器将聚合树脂液中的醋酸乙烯除去，获得含有甲醇和乙烯-醋酸乙烯共聚物的聚合树脂液。聚合树脂液中存在一定的凝胶和结团杂质，如果将聚合树脂液直接输送到醇解反应器中进行反应，会导致这些杂质在醇解反应器中的大量累积，影响设备运行寿命。所以在树脂净化器和醇解反应器之间设置聚合过滤器，进一步过滤除去影响生产顺畅性和产品质量的杂质。

优选的，作为一种改进，树脂净化器的聚合树脂出口通过第一输送管道与聚合过滤器的聚合树脂入口连通；聚合过滤器的聚合树脂出口通过第二输送管道与醇解反应器的聚合树脂入口连通；所述第一输送管道上设有第一输送泵。第一输送泵的设置可以调控聚合树脂液的压强，使得后续的过滤步骤可以高效地除去杂质。由于聚合树脂液具有一定的粘性，对其进行过滤处理的时候，如果不使用第以输送泵对物料进行加压，则聚合树脂液难以通过聚合过滤器的滤网。但是，压力过大，则会使得杂质通过滤网，使得终产品的品质受到影响。

优选的，作为一种改进，所述树脂净化器连通有聚合树脂液输入管道、甲醇输入管道和第一气相管道。聚合树脂液输入管道、甲醇输入管道和第一气相管道分别用于输入聚合树脂液、输入甲醇和排出醋酸乙酯。

优选的，作为一种改进，所述醇解反应器连通有第一保温水输入管道、第一保温水输出管道和第一杂质排出通道。经发明人的大量研究，温度对醇解树脂液的流动性影响非常大，如果不对其温度进行调整，过滤的效率会显著降低。如果温度过低，醇解树脂液流动性差，目的成分会被滤网所阻挡。如果温度过高，杂质则会通过滤网，导致终产品的品质和收到影响。

优选的，作为一种改进，所述醇解过滤器连通有第二保温水输入管道、第二保温水输出管道和第二杂质排出通道。经发明人的大量研究，温度对聚合树脂液的流动性影响非常大，如果不对其温度进行调整，过滤的效率会显著降低。如果温度过低，聚合树脂液流动性差，目的成分会被滤网所阻挡。如果温度过高，杂质则会通过滤网，导致终产品的品质和收到影响。

优选的，作为一种改进，所述聚合过滤器和所述醇解过滤器的滤芯的孔径均为5μm-300μm。采用5um-300um的过滤滤芯，保证适宜的过滤精度和装置的稳定运行。滤芯过滤精度过高，则容易发生频繁的压力高和进行清理，影响装置的稳定运行，如果滤芯过滤精度过低，则部分杂质不能有效过滤，影响最终产品的品质。

附图说明

图1为实施例1的高性能EVOH的生产系统的设备连接示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：树脂净化器11、第一输送泵12、聚合过滤器13、醇解反应器14、第二输送泵15、醇解过滤器16、聚合树脂液输入管道101、甲醇输入管道102、第一气相管道103、第一输送管道104、第二输送管道105、第一杂质排出通道106、第一保温水输入管道107、第一保温水输出管道108、第四输送管道109、第二杂质排出通道110、第三输送管道111、第二保温水输入管道113、第二保温水输出管道114、清洗管道115、第二气相管道116。

实施例1

如图1所示，本方案的高性能EVOH的生产系统包括树脂净化器11、聚合过滤器13、醇解反应器14和醇解过滤器16。树脂净化器11为现有技术的常规设备，可以为塔式或釜式结构的反应器，在树脂净化器11内醋酸乙烯和甲醇形成共沸物排出，从而实现对聚合树脂的纯化，树脂净化器11包括聚合树脂入口、甲醇入口、气相出口以及聚合树脂出口。聚合过滤器13和醇解过滤器16为现有技术中的可更换滤网的并在外设有夹套保温的熔体过滤器，夹套的加热介质可以是热水或者热油。聚合过滤器13和醇解过滤器16的数量均可以为两台，可在两台之间切换，实现交替工作，并同时清洗未处于工作状态的设备。可采用CPF系列熔体过滤器，如浙江宇丰机械有限公司CPF系列过滤器。聚合过滤器13上设有聚合树脂入口、聚合树脂出口、保温水入口、保温水出口和杂质出口。醇解过滤器16上设有醇解树脂入口、醇解树脂出口、保温水入口、保温水出口、杂质出口和清洗入口。醇解反应器14也为现有技术的常规设备，可以为塔式或釜式结构的反应器，乙烯-醋酸乙烯共聚物在其中进行醇解反应，并利用醋酸甲酯和甲醇形成共沸物，将生成的醋酸甲酯和甲醇排出。醇解反应器14上设有聚合树脂入口、醇解树脂出口和气相出口。

树脂净化器11的聚合树脂入口连通有聚合树脂液输入管道101，树脂净化器11的甲醇入口连通有甲醇输入管道102，树脂净化器11的气相出口连通有第一气相管道103，树脂净化器11的聚合树脂出口连通有第一输送管道104。第一输送管道104的远离树脂净化器11的一端与聚合过滤器13的聚合树脂入口连通，在第一输送管道104上设有第一输送泵12。聚合过滤器13的保温水入口、保温水出口和杂质出口分别连通有第一保温水输入管道107、第一保温水输出管道108和第一杂质排出通道106。聚合过滤器13的聚合树脂出口连通有第二输送管道105，第二输送管道105远离聚合过滤器13的一端连通有醇解反应器14的聚合树脂入口。醇解反应器14的气相出口连通有第二气相管道116，醇解反应器14的醇解树脂出口连通有第三输送管道111，第三输送管道111的远离醇解反应器14的一端连通有醇解过滤器16的醇解树脂入口。醇解过滤器16的醇解树脂出口、保温水入口、保温水出口和杂质出口分别连通有第四输送管道109、第二保温水输入管道113、第二保温水输出管道114和第二杂质排出通道110。在第一输送管道104上设有现有技术常规的第一输送泵12，在第三输送管道111上也设有现有技术常规的第二输送泵15。醇解过滤器16的清洗入口上连通有清洗管道115，在清洗管道115中输入清洗液，用于清洗醇解过滤器16内的滤网，将附着在滤网上的凝胶装物质以及杂质清洗下来。可使用清洗管道115对醇解过滤器16进行定期的清洗。

EVOH的生产系统的运行过程如下：

聚合树脂液来自于上游生产工艺，使用乙烯和醋酸乙烯共聚形成乙烯-醋酸乙烯共聚物(称为聚合树脂，其中含有醋酸乙烯杂质，聚合树脂存在于液体环境中，统称为聚合树脂液)。将聚合树脂液输送进树脂净化器11并同时输入甲醇，利用醋酸乙烯和甲醇的共沸，去除醋酸乙烯，醋酸乙烯和甲醇的共沸物从第一气相管道103中排出。除去醋酸乙烯杂质的聚合树脂液通过第一输送管道104运输至聚合过滤器13，在运输过程中，聚合树脂液通过第一输送泵12的加压，然后在输入聚合过滤器13中。通过过滤，除去聚合树脂液中的凝胶状杂质。并通过循环保温水将聚合过滤器13内聚合树脂的温度维持在一定温度(例如80℃左右)，聚合过滤器13可以定期清洁沉积在其滤网上的凝胶状杂质，该凝胶状杂质通过第一杂质排出通道106从聚合过滤器13中排出。经过过滤纯化的聚合树脂液通过第二输送管道105输送到醇解反应器14，聚合树脂在碱的作用下醇解为乙烯-乙烯醇聚合物(EVOH)(称为醇解树脂)。在反应过程中，生成的醋酸甲酯和甲醇，醋酸甲酯和甲醇形成共沸物从第二气相管道116排出。醇解生成的醇解树脂先通过第二输送泵15加压至指定压强(例如0.5-1.0MPa)，然后输送到醇解过滤器16中。该加压过程非常重要，如果压力过低，醇解树脂较难穿透醇解过滤器16的滤网。醇解树脂在醇解过滤器16被过滤，从第四输送管道109中输出过滤后的醇解树脂，并用于下游工艺。在过滤过程中，使用第二保温水输入管道113和第二保温水输出管道114输入保温水，将醇解树脂的温度维持在一定温度(例如80-130℃)，保证醇解树脂流动顺畅。醇解过滤器16定期对其滤网进行清洁，并通过清洗管道115通入清洗液进行醇解树脂液的清洗，防止醇解树脂液大量的醇解过滤器16内集聚后堵塞过滤器，产生的结皮杂质从第二杂质排出通道110中排出。

说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出各种变化。这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (7)

1.一种高性能EVOH的生产系统，其特征在于：包括树脂净化器、醇解反应器和醇解过滤器；树脂净化器的聚合树脂出口与醇解反应器的聚合树脂入口连通；醇解反应器的醇解树脂出口通过第三输送管道与醇解过滤器的醇解树脂入口连通，在第三输送管道上设有第二输送泵。

2.根据权利要求1所述的一种高性能EVOH的生产系统，其特征在于：在树脂净化器和醇解反应器之间还设有聚合过滤器。

3.根据权利要求2所述的一种高性能EVOH的生产系统，其特征在于：树脂净化器的聚合树脂出口通过第一输送管道与聚合过滤器的聚合树脂入口连通；聚合过滤器的聚合树脂出口通过第二输送管道与醇解反应器的聚合树脂入口连通；所述第一输送管道上设有第一输送泵。

4.根据权利要求3所述的一种高性能EVOH的生产系统，其特征在于：所述树脂净化器连通有聚合树脂液输入管道、甲醇输入管道和第一气相管道。

5.根据权利要求4所述的一种高性能EVOH的生产系统，其特征在于：所述醇解反应器连通有第一保温水输入管道、第一保温水输出管道和第一杂质排出通道。

6.根据权利要求5所述的一种高性能EVOH的生产系统，其特征在于：所述醇解过滤器连通有第二保温水输入管道、第二保温水输出管道和第二杂质排出通道。

7.根据权利要求6所述的一种高性能EVOH的生产系统，其特征在于：所述聚合过滤器和所述醇解过滤器的滤芯的孔径均为5μm-300μm。

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