CN219327602U - 一种用于聚甲基丙烯酸甲酯的真空系统 - Google Patents
一种用于聚甲基丙烯酸甲酯的真空系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种用于聚甲基丙烯酸甲酯的真空系统，包括多级喷射真空泵、冷凝器、凝液缓冲罐、阻聚剂储罐、凝液蒸汽发生器和凝液冷却器，其特征在于：所述多级喷射真空泵顶部连接被抽真空介质入口；所述冷凝器出口连接有凝液缓冲罐；所述凝液缓冲罐出口连接有凝液输送泵，该凝液缓冲罐连接有阻聚剂储罐，并且设置有MMA入口；所述凝液输送泵的出口连接凝液冷却器和凝液蒸汽发生器，该凝液冷却器出口连接有冷凝器的顶部进口，该凝液蒸汽发生器出口连接多级喷射真空泵的入口。与现有技术相比，本实用新型能够减少工艺废水排放，并减少真空泵故障率的发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及高分子化合物的聚合系统，具体指一种用于聚甲基丙烯酸甲酯的真空系统。
背景技术
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)具有高透明度，低价格，易于机械加工等优点，是平常经常使用的玻璃替代材料。目前，PMMA的合成方法有溶液聚合法、於浆聚合法、本体聚合法三种工艺。高端PMMA品种，如可用于液晶显示屏及导光板等，由于对透光率、热稳定性、产品纯净度要求严格，国外厂商普遍采用连续本体聚合工艺技术来制备PMMA。该技术对设备和工艺的要求苛刻，存在传质、传热和聚合转化率控制等技术难点，操作要求高，特别是挤出机真空系统，需要较高的真空条件。
目前在本体聚合中普遍采用的真空系统主要是液环真空泵加大气喷射系统。液环真空泵系统具有以下缺点：一是液环真空泵含有需要持续运动的动部件，容易出现故障，难以保证长期的稳定运行，因此通常需要整个系统一用一备，设备投资大；二是液环真空泵的抽气率较低，要想满足工艺要求，则必须增大真空泵尺寸，导致设备投资进一步提高；三是液环真空泵在运行过程中会产生大量的工艺废水，需要进行生化处理。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题针对上述的技术现状而提供一种在满足系统所需真空度的同时，减少工艺废水排放，并减少真空泵故障率的发生的用于聚甲基丙烯酸甲酯的真空系统。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于聚甲基丙烯酸甲酯的真空系统，包括多级喷射真空泵、冷凝器、凝液缓冲罐、阻聚剂储罐、凝液蒸汽发生器和凝液冷却器。其特征在于：
多级喷射真空泵顶部连接被抽真空介质入口；
冷凝器出口连接有凝液缓冲罐；
凝液缓冲罐出口连接有凝液输送泵，该凝液缓冲罐连接有阻聚剂储罐，并且设置有MMA入口；
凝液输送泵的出口连接凝液冷却器和凝液蒸汽发生器，该凝液冷却器出口连接有冷凝器的顶部进口，该凝液冷却器的形式包括但不限于管壳式换热器、板式换热器或其他带有夹套或者盘管的容器；该凝液蒸汽发生器出口连接多级喷射真空泵的入口。
为了增加抽气率并对真空泵所出的物料进行冷凝，所述多级喷射真空泵由至少两级串联的喷射真空泵组成，每级喷射真空泵后串联一台冷凝器。
为了充分冷凝真空泵所出物料，所述冷凝器采用顶部分布器喷淋的冷凝方式，冷凝器的分布器可以为管式、双层排管式、槽式、盘式、喷嘴式、莲蓬式、组合式等其中的任意一种型式。
为了增加真空系统可到达的真空度，所述多级喷射真空泵的最后一级喷射真空泵所串联的冷凝器出口处串联一干式真空泵。
为了回收MMA，所述凝液输送泵还设置有一MMA出口。
为了排出并收集副产物，所述凝液蒸汽发生器的底部设置有重沸物出口。
为了提高真空系统的真空度效率并保持平稳运行，所述多级喷射真空泵优选3级喷射真空泵。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
1、通过多级喷射真空泵、凝液缓冲罐、凝液蒸汽发生器和凝液冷却器的连接构建循环，多级喷射真空泵收集的凝液输送至凝液缓冲罐，一部分凝液经过凝液冷却器作为多级喷射真空泵的冷源，另一部分直接通入凝液蒸汽发生器，作为多级喷射真空泵的动力蒸汽，循环使用，无工艺废水产生。
2、喷射真空系统串联一台干式真空泵，增加了真空系统可以抽到的极限真空度，同时也保证了凝液蒸汽发生器中的压力条件。
3、系统大部分采用静设备，减少了转动机械带来的故障维修问题。
附图说明
图1为本实用新型实施例中的一种用于聚甲基丙烯酸甲酯的真空系统的示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，为本实用新型一种用于聚甲基丙烯酸甲酯的真空系统的一个优选实施例。该用于聚甲基丙烯酸甲酯的真空系统包括多级喷射真空泵1、冷凝器2、干式真空泵3、凝液缓冲罐4、阻聚剂储罐5、凝液输送泵6、凝液蒸汽发生器7、凝液冷却器8。
其中，多级喷射真空泵1顶部连接被抽真空介质入口11，每级喷射真空泵后串联一台冷凝器2，最后一级喷射真空泵所串联的冷凝器上部出口处串联一干式真空泵3；冷凝器2底部出口连接有凝液缓冲罐4；凝液缓冲罐4出口连接有凝液输送泵6，该凝液缓冲罐4连接有阻聚剂储罐5，并且设置有MMA入口41；凝液输送泵6的出口连接凝液冷却器8和凝液蒸汽发生器7，该凝液冷却器8设置有一MMA出口61，并且凝液冷却器8出口处连接有冷凝器2顶部进口，该凝液蒸汽发生器7出口连接多级喷射真空泵1的入口，底部设置有重沸物出口71。
多级喷射真空泵1用于对介质进行抽真空，为PMMA的本体聚合提供真空条件。本实施例中，多级喷射真空泵1选用3级喷射真空泵。
冷凝器2用于对多级喷射真空泵1所出物料进行冷凝，其中，分布器21喷淋冷凝液，冷凝液与多级喷射真空泵1所出物料进行热交换使物料冷凝，未能冷凝的不凝气体进入下一级喷射真空泵，经最后一级冷凝器冷凝后仍未能冷凝的不凝气体，经干式真空泵3抽气排出。
干式真空泵3用于抽真空，增加了真空系统可以抽到的极限真空度，同时也保证了凝液蒸汽发生器中的压力条件。
凝液缓冲罐4用于收集经冷凝器2冷凝后的凝液，凝液缓冲罐4上设置有MMA入口41，用于补充输送MMA作为喷射介质。
阻聚剂储罐5用于存放阻聚剂，并将阻聚剂注入凝液缓冲罐4中防止MMA在凝液缓冲罐4中自聚，阻聚剂注入的比例应控制为：凝液缓冲罐4中阻聚剂含量为0％～2％，其中，阻聚剂为甲苯。
凝液输送泵6用于将凝液缓冲罐4中的凝液输送至凝液蒸汽发生器7和凝液冷却器8，并连接回收MMA的MMA出口61。
凝液蒸汽发生器7用于加热加压，将凝液转变为动力蒸汽，凝液蒸汽发生器7的操作温度应控制在80～150℃，操作压力应控制在80～400kPaA，必须注意的是，操作温度和操作压力必须一一对应，不可以是任意值组合的形式。本实施例中，凝液蒸汽发生器7的操作温度控制在110℃，操作压力应控制在115kPaA。
凝液冷却器8用于降低凝液温度，使凝液成为冷凝器2的冷凝液。
应用实施例1：
(1)被抽真空介质从被抽真空介质入口11处进料，进入多级喷射真空泵1，该多级喷射真空泵1选用3级喷射真空泵，经第一级真空泵喷射进入冷凝器2，分布器21喷淋冷凝液，分布器21选用莲蓬式，冷凝液与第一级喷射真空泵所出物料进行热交换，使物料冷凝；
(2)未能冷凝的气体进入下一级喷射真空泵，经经第3级喷射真空泵连接的冷凝器冷凝后仍未能冷凝的气体，经干式真空泵3抽气排出，干式真空泵3选用罗茨真空泵；
(3)冷凝后的冷凝液进入凝液缓冲罐4，凝液缓冲罐4中阻聚剂含量为0.1％，然后，凝液经过凝液输送泵6，一部分进入凝液蒸汽发生器7，该凝液蒸汽发生器7选用釜式换热器，凝液在操作温度控制110℃，操作压力115kPaA的条件下，成为动力蒸汽再次进入多级喷射真空泵1；
(4)另一部分冷凝液进入凝液冷却器8，降温后成为冷凝液经由冷凝器2中的分布器21进行喷淋，该凝液冷却器8选用BEM型换热器；
(5)待系统运行平稳后，可产生0.1kPaA的真空度，符合生产要求。
应用实施例2：
(1)被抽真空介质从被抽真空介质入口11处进料，进入多级喷射真空泵1，该多级喷射真空泵1选用3级喷射真空泵，经第一级真空泵喷射进入冷凝器2，分布器21喷淋冷凝液，分布器21选用管式，冷凝液与第一级喷射真空泵所出物料进行热交换，使物料冷凝；
(2)未能冷凝的气体进入下一级喷射真空泵，经经第3级喷射真空泵连接的冷凝器冷凝后仍未能冷凝的气体，经干式真空泵3抽气排出，干式真空泵3选用罗茨真空泵；
(3)冷凝后的冷凝液进入凝液缓冲罐4，凝液缓冲罐4中阻聚剂含量为0.2％，然后，凝液经过凝液输送泵6，一部分进入凝液蒸汽发生器7，该凝液蒸汽发生器7选用釜式换热器，凝液在操作温度控制115℃，操作压力135kPaA的条件下，成为动力蒸汽再次进入多级喷射真空泵1；
(4)另一部分冷凝液进入凝液冷却器8，降温后成为冷凝液经由冷凝器2中的分布器21进行喷淋，该凝液冷却器8选用BEM型换热器；
(5)待系统运行平稳后，可产生0.1kPaA的真空度，符合生产要求。
应用实施例3：
(1)被抽真空介质从被抽真空介质入口11处进料，进入多级喷射真空泵1，该多级喷射真空泵1选用3级喷射真空泵，经第一级真空泵喷射进入冷凝器2，分布器21喷淋冷凝液，分布器21选用槽式，冷凝液与第一级喷射真空泵所出物料进行热交换，使物料冷凝；
(2)未能冷凝的气体进入下一级喷射真空泵，经第3级喷射真空泵连接的冷凝器冷凝后仍未能冷凝的气体，经干式真空泵3抽气排出，干式真空泵3选用爪式真空泵；
(3)冷凝后的冷凝液进入凝液缓冲罐4，凝液缓冲罐4中阻聚剂含量为0.5％，然后，凝液经过凝液输送泵6，一部分进入凝液蒸汽发生器7，在操作温度控制120℃，操作压力158kPaA的条件下，成为动力蒸汽再次进入多级喷射真空泵1；
(4)另一部分冷凝液进入凝液冷却器8，该凝液冷却器8选用BEM型换热器，凝液降温后成为冷凝液经由冷凝器2中的分布器21进行喷淋；
(5)待系统运行平稳后，可产生0.1kPaA的真空度，符合生产要求。
Claims (7)
1.一种用于聚甲基丙烯酸甲酯的真空系统，包括多级喷射真空泵(1)、冷凝器(2)、凝液缓冲罐(4)、阻聚剂储罐(5)、凝液蒸汽发生器(7)和凝液冷却器(8)，其特征在于：所述多级喷射真空泵(1)顶部连接被抽真空介质入口(11)；所述冷凝器(2)出口连接有凝液缓冲罐(4)；所述凝液缓冲罐(4)出口连接有凝液输送泵(6)，该凝液缓冲罐(4)连接有阻聚剂储罐(5)，并且设置有MMA入口(41)；所述凝液输送泵(6)的出口连接凝液冷却器(8)和凝液蒸汽发生器(7)，该凝液冷却器(8)出口连接有冷凝器(2)顶部进口，该凝液蒸汽发生器(7)出口连接多级喷射真空泵(1)的入口。
2.根据权利要求1所述的用于聚甲基丙烯酸甲酯的真空系统，其特征在于：所述多级喷射真空泵(1)由至少两级串联的喷射真空泵组成，每级喷射真空泵后串联一台冷凝器(2)。
3.根据权利要求2所述的用于聚甲基丙烯酸甲酯的真空系统，其特征在于：所述冷凝器(2)采用顶部分布器(21)喷淋的冷凝方式。
4.根据权利要求1所述的用于聚甲基丙烯酸甲酯的真空系统，其特征在于：所述多级喷射真空泵(1)的最后一级喷射真空泵所串联的冷凝器出口处串联一干式真空泵(3)。
5.根据权利要求1所述的用于聚甲基丙烯酸甲酯的真空系统，其特征在于：所述凝液输送泵(6)还连接有一MMA出口(61)。
6.根据权利要求1所述的用于聚甲基丙烯酸甲酯的真空系统，其特征在于：所述凝液蒸汽发生器(7)的底部设置有重沸物出口(71)。
7.根据权利要求1所述的用于聚甲基丙烯酸甲酯的真空系统，其特征在于：所述多级喷射真空泵(1)为3级喷射真空泵。
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