CN218572872U - 一种聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的脱除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的脱除装置，包括：依次相连的聚合物溶解罐、第一级乳化泵、第一级旋液分离机、第三级乳化泵和第三级旋液分离机形成连通装置；第一级酸液计量泵，其与所述第一级乳化泵相连；脱盐水计量泵，其与所述第三级乳化泵相连；第一级转子泵，其连通于所述聚合物溶解罐与所述第一级乳化泵之间；第三级转子泵，其连通于所述第一级旋液分离机与所述第三级乳化泵之间。该装置结构简单，使用方便，脱除效果好，将含乙醇或不含乙醇的聚碳酸亚丙酯固体，在聚合物溶解罐中用二氯甲烷溶解，经乳化酸洗，乳化水洗，后便可得到重金属含量合格的聚合物溶液。

Description

一种聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的脱除装置

技术领域

本实用新型涉及催化剂的脱除装置，具体涉及一种聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的脱除装置。

背景技术

以二氧化碳和环氧丙烷为原料合成可降解塑料聚碳酸亚丙酯，有助于解决塑料白色污染，并为人类社会实现碳中和做出一定贡献。当前在环氧丙烷与二氧化碳共聚反应领域，公认的比较具有工业化意义的催化剂为二元羧酸锌及其改性催化剂，尤其具有工业化意义的为戊二酸锌催化剂。

在现行标准GB/T 16606.3-2018《快递封装用品第3部分：包装袋》，以及GB/T35795-2017《全生物降解农用地面覆盖薄膜》中，均规定重金属锌的含量不高于150mg/kg，即使催化效率高达60g/g戊二酸锌，聚合物中重金属锌的含量也高达5575mg/kg，可见以戊二酸锌为催化剂经共聚反应制备的聚碳酸亚丙酯，不经脱除催化剂后处理过程，是无法满足使用要求的。

目前，关于二氧化碳-环氧丙烷共聚物中催化剂的脱除装置,CN 212640346 U和CN111635517 A的技术基本实现过程为，将聚碳酸亚丙酯用以二氯甲烷为代表的溶剂溶解，溶解后的聚合物溶液经静态混合器与酸性水溶液初步混合，再进入高速混合罐混合，然后再经过静态的分层器对油相和水相进行分离，之后再经过本技术以外的装置将所获得的油相进行洗涤，达到中性，以上技术中所用的酸为盐酸、硫酸、苯磺酸中的至少一种，所述过程是在45-70℃，压力为0.2-0.5MPaG。

以上技术的缺点包括：(1)体系带压运行，容易产生废气；(2)静态分层不彻底，油层带酸水量大；(3)工艺不完整，需要额外的洗涤设备，油层含酸水量大的情况下，在用清水洗涤至中性过程中，容易导致溶解的重金属水解析出重新回到聚合物中。

实用新型内容

鉴于上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的脱除装置，该装置在聚合物溶解罐中用二氯甲烷溶解聚碳酸亚丙酯，经至少一次乳化酸洗，一次乳化水洗，便可得到重金属含量合格的聚合物溶液，整个过程操作简单、安全、环保，催化剂脱除干净。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的脱除装置，包括：

依次相连的聚合物溶解罐、第一级乳化泵、第一级旋液分离机、第三级乳化泵和第三级旋液分离机形成连通装置；

第一级酸液计量泵，其与所述第一级乳化泵相连；

脱盐水计量泵，其与所述第三级乳化泵相连；

第一级转子泵，其连通于所述聚合物溶解罐与所述第一级乳化泵之间；

第三级转子泵，其连通于所述第一级旋液分离机与所述第三级乳化泵之间。

作为本实用新型的优选，所述第一级旋液分离机与第三级乳化泵之间还设置有与第一级旋液分离机、第三级乳化泵连通的第二级乳化泵、第二级旋液分离机；所述第一级旋液分离机与所述第二级乳化泵之间通过第二级转子泵连通，所述第二级乳化泵与第二级酸液计量泵相连，所述第二级旋液分离机与第三级乳化泵之间通过第三级转子泵连通。

作为本实用新型的优选，所述脱除装置还包括回流冷凝器，所述回流冷凝器设置在所述聚合物溶解罐顶部，与所述聚合物溶解罐相连。

作为本实用新型的优选，所述脱除装置还包括加热套装置，所述加热套装置套设在所述聚合物溶解罐外部。

作为本实用新型的优选，所述第一级旋液分离机、第二级旋液分离机以及第三级旋液分离机均为配有水相出口的离心式分离机。

作为本实用新型的进一步优选，所述第一级乳化泵包括油相入口和水相入口，所述第二级乳化泵包括油相入口和水相入口，所述第三级乳化泵包括油相入口和水相入口；

所述第一级旋液分离机包括油相出口和水相出口，所述第二级旋液分离机包括油相出口和水相出口，所述第三级旋液分离机包括油相出口和水相出口；

其中，所述聚合物溶解罐的罐底与所述第一级转子泵的入口相连，所述第一级转子泵的出口与所述第一级乳化泵的油相入口相连，第一级酸液计量泵的出口与所述第一级乳化泵的水相入口相连，所述第一级乳化泵的出口与所述第一级旋液分离机的入口相连；

所述第一级旋液分离机的油相出口与所述第二级转子泵的入口相连，所述第二级转子泵的出口与所述第二级乳化泵的油相入口相连，所述第二级酸液计量泵的出口与所述第二级乳化泵的水相入口相连，所述第二级乳化泵的出口与所述第二级旋液分离机的入口相连；

所述第二级旋液分离机的油相出口与所述第三级转子泵的入口相连，所述第三级转子泵的出口与所述第三级乳化泵的油相入口相连，所述脱盐水计量泵的出口与所述第三级乳化泵的水相入口相连，所述第三级乳化泵的出口与所述第三级旋液分离机的入口相连。

本实用新型的优点及积极效果是：

(1)本实用新型提供的脱除装置结构简单，使用方便，催化剂脱除干净，溶解后的聚合物经至少一次乳化酸洗，一次乳化水洗，便可得到重金属含量合格的聚合物溶液。

(2)本实用新型提供的脱除装置在运行过程中无须气体保护，无废气排放，安全环保，聚合物溶液与酸性水溶液在乳化泵作用下，高度乳化，使油水充分接触，催化剂与酸反应彻底，之后利用旋液分离机，在高速离心状态下进行液液强制分层，使油相含水量极低，保证催化剂脱除干净，最后经脱盐水洗涤，得到重金属含量合格产品，整个过程无须额外的装置洗涤物料，易于回收产品。

附图说明

图1为本实用新型聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的脱除装置结构示意图。

图2为采用本实用新型的脱除装置脱除聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的流程图。

附图标记：1-回流冷凝器，2-聚合物溶解罐，3-第一级转子泵，4-第一级酸液计量泵，5-第一级乳化泵，6-第一级旋液分离机，7-第二级转子泵，8-第二级酸液计量泵，9-第二级乳化泵，10-第二级旋液分离机，11-第三级转子泵，12-脱盐水计量泵，13-第三级乳化泵，14-第三级旋液分离机，15-加热套装置。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”等指示的方位或位置关系为：基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供的一种聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的脱除装置，由依次相连的聚合物溶解罐、三级转子泵、三级乳化泵及三级旋液分离机组成，具体包括依次相连的聚合物溶解罐2、第一级乳化泵5、第一级旋液分离机6、第二级乳化泵9、第二级旋液分离机10、第三级乳化泵13和第三级旋液分离机14形成连通装置，第一级酸液计量泵4与第一级乳化泵5相连，第二级酸液计量泵8与第二级乳化泵9相连，脱盐水计量泵12与第三级乳化泵13相连。

本实施例中所述的脱除装置还包括第一级转子泵3、第二级转子泵7和第三级转子泵11；其中，所述第一级转子泵3连通于聚合物溶解罐2与第一级乳化泵5之间，所述第二级转子泵7连通于第一级旋液分离机6与第二级乳化泵9之间，所述第三级转子泵11连通于第二级旋液分离机10与第三级乳化泵13之间。

另外，本实施例中所述的脱除装置还包括回流冷凝器1和加热套装置15，所述回流冷凝器1设置在聚合物溶解罐2的顶部，所述加热套装置2套设在聚合物溶解罐2的外部，同时在聚合物溶解罐2内还设置搅拌装置，加热及搅拌有助于聚合物溶解，回流冷凝器1能防止溶剂逃逸。

进一步，本实施例所述的第一级乳化泵5包括油相入口和水相入口，第二级乳化泵9包括油相入口和水相入口，第三级乳化泵13包括油相入口和水相入口，第一级旋液分离机6包括油相出口和水相出口，第二级旋液分离机10包括油相出口和水相出口，第三级旋液分离机14包括油相出口和水相出口；

其中，聚合物溶解罐2的罐底与第一级转子泵3的入口相连，第一级转子泵3的出口与第一级乳化泵5的油相入口相连，第一级酸液计量泵4的出口与第一级乳化泵5的水相入口相连，第一级乳化泵5的出口与第一级旋液分离机6的入口相连；

第一级旋液分离机6的油相出口与第二级转子泵7的入口相连，第二级转子泵7的出口与第二级乳化泵9的油相入口相连，第二级酸液计量泵8的出口与第二级乳化泵9的水相入口相连，第二级乳化泵9的出口与第二级旋液分离机10的入口相连；

第二级旋液分离机10的油相出口与第三级转子泵11的入口相连，第三级转子泵11的出口与第三级乳化泵13的油相入口相连，脱盐水计量泵12的出口与第三级乳化泵13的水相入口相连，第三级乳化泵13的出口与第三级旋液分离机14的入口相连；

第一级乳化泵5的水相入口为酸性水溶液入口，第二级乳化泵9的水相入口为酸性水溶液入口，第三级乳化泵13的水相入口为脱盐水入口，第一级旋液分离机6、第二级旋液分离机10以及第三级旋液分离机14均为配有水相出口的离心式分离机。

采用本实施例的脱除装置脱除聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的过程如下：

如图1、图2所示，含乙醇或不含乙醇的聚碳酸亚丙酯固体粉状物，在聚合物溶解罐2中与二氯甲烷加热回流溶解，含催化剂聚合物溶液经第一级转子泵3送入第一级乳化泵5，第一级乳化泵5同时接受第一级酸液计量泵4中泵入的甲酸水溶液(酸水)，经乳化后的油水混合物进入第一级旋液分离机6进行油水分离，油相(聚合物溶液)再经第二级转子泵7送入第二级乳化泵9，第二级乳化泵9同时接受第二级酸液计量泵8中泵入的甲酸水溶液，经乳化后的油水混合物进入第二级旋液分离机10进行油水分离，油相(聚合物溶液)再经第三级转子泵11送入第三级乳化泵13，第三级乳化泵13同时接受脱盐水计量泵12的泵入脱盐水，经乳化后的油水混合物进入第三级旋液分离机14进行油水分离，所得油相聚合物溶液为重金属含量合格产品(合格聚合物溶液)，经脱溶剂后重金属锌含量小于等于150mg/kg。

本实用新型提供的聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的脱除装置，在常压下操作，温度控制在25-35℃，无须气体保护，无废气排放，聚合物溶液与酸性水溶液在乳化泵作用下，高度乳化，油水充分接触，催化剂与酸反应彻底，高速离心状态下进行液液强制分层，油相含水量极低，之后经脱盐水洗涤，整个过程无须额外的装置洗涤物料。

本实用新型装置中所用的溶剂为二氯甲烷，二氯甲烷性质稳定，容易回收，酸性水溶液，要求使用甲酸水溶液，降低因使用无机强酸而造成的对设备腐蚀，尤其在后续工艺高温脱挥过程中残留的无机强酸腐蚀设备、破坏聚合物产品中有机官能团。

最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本实用新型实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例方案的范围。

Claims (6)

1.一种聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的脱除装置，其特征在于，包括：

依次相连的聚合物溶解罐、第一级乳化泵、第一级旋液分离机、第三级乳化泵和第三级旋液分离机形成连通装置；

第一级酸液计量泵，其与所述第一级乳化泵相连；

脱盐水计量泵，其与所述第三级乳化泵相连；

第一级转子泵，其连通于所述聚合物溶解罐与所述第一级乳化泵之间；

第三级转子泵，其连通于所述第一级旋液分离机与所述第三级乳化泵之间。

2.根据权利要求1所述的聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的脱除装置，其特征在于，所述第一级旋液分离机与第三级乳化泵之间还设置有与第一级旋液分离机、第三级乳化泵连通的第二级乳化泵、第二级旋液分离机；所述第一级旋液分离机与所述第二级乳化泵之间通过第二级转子泵连通，所述第二级乳化泵与第二级酸液计量泵相连，所述第二级旋液分离机与第三级乳化泵之间通过第三级转子泵连通。

3.根据权利要求1所述的聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的脱除装置，其特征在于，所述脱除装置还包括回流冷凝器，所述回流冷凝器设置在所述聚合物溶解罐顶部，与所述聚合物溶解罐相连。

4.根据权利要求1所述的聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的脱除装置，其特征在于，所述脱除装置还包括加热套装置，所述加热套装置套设在所述聚合物溶解罐外部。

5.根据权利要求1所述的聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的脱除装置，其特征在于，所述第一级旋液分离机、第二级旋液分离机以及第三级旋液分离机均为配有水相出口的离心式分离机。

6.根据权利要求2所述的聚碳酸亚丙酯共聚物中戊二酸锌的脱除装置，其特征在于，所述第一级乳化泵包括油相入口和水相入口，所述第二级乳化泵包括油相入口和水相入口，所述第三级乳化泵包括油相入口和水相入口；

所述第一级旋液分离机包括油相出口和水相出口，所述第二级旋液分离机包括油相出口和水相出口，所述第三级旋液分离机包括油相出口和水相出口；

其中，所述聚合物溶解罐的罐底与所述第一级转子泵的入口相连，所述第一级转子泵的出口与所述第一级乳化泵的油相入口相连，第一级酸液计量泵的出口与所述第一级乳化泵的水相入口相连，所述第一级乳化泵的出口与所述第一级旋液分离机的入口相连；

所述第一级旋液分离机的油相出口与所述第二级转子泵的入口相连，所述第二级转子泵的出口与所述第二级乳化泵的油相入口相连，所述第二级酸液计量泵的出口与所述第二级乳化泵的水相入口相连，所述第二级乳化泵的出口与所述第二级旋液分离机的入口相连；

所述第二级旋液分离机的油相出口与所述第三级转子泵的入口相连，所述第三级转子泵的出口与所述第三级乳化泵的油相入口相连，所述脱盐水计量泵的出口与所述第三级乳化泵的水相入口相连，所述第三级乳化泵的出口与所述第三级旋液分离机的入口相连。

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