TWI612062B - 用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統及方法。本發明的系統包含依序設置在生產線上的反應裝置以及單體移除裝置。反應裝置包含反應器以及設置於反應器外部的外部循環熱交換器,而單體移除裝置包含脫泡槽以及設置於脫泡槽外部的外循環均質器及真空泵。通過設置於反應器外部的外部循環熱交換器,本發明的系統及方法可以有提升反應期間熱移除的效率而縮短製程時間,且在單體移除裝置中併用外循環均質器及真空泵可以同時以物理及化學方式進行單體移除,藉此大幅提升移除未反應單體的效率,進而獲得具有低有機揮發性物質的產品。
Description
本發明涉及一種用於製造共聚物的系統及方法,特別是涉及一種用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統及方法。
乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate,EVA)是醋酸乙烯酯(Vinyl Acetate)與乙烯(Ethylene)經過聚合反應所形成的共聚物,又可稱為PEVA(poly(ethylene-vinyl acetate))。醋酸乙烯酯單體的含量介於70%至95%的EVA產品通常呈乳液狀態而被稱為EVA乳液。EVA乳液為應用範圍非常廣泛的工業原料,其可被用於皮革加工、建築、菸草、覆膜膠、複合材料、包裝、紡織以及木材加工等領域中。
在製備EVA乳液的生產過程中,用以進行醋酸乙烯酯與乙烯之間的乳化聚合反應的反應器一般會配備有攪拌器以協助進行反應期間所產生的反應熱的移除。為加速熱移除的速率而節省製程時間,業界多使用設置於反應器內部的攪拌葉片搭配機電裝置的組合對反應器內的反應物進行機械例的攪拌,或是添加催化劑加速反應的進行。然而,現有使用攪拌器的反應器仍需要數十小時才能達到有效的熱移除,而添加催化劑對乳化聚合反應也有負面的效果。據此,在現有的EVA乳液生產技術中,用以執行乳化聚合反應的批次時間過長而有待改善。
另外,在乳化聚合反應完成後,所獲得的產物流中會殘留有
未反應的醋酸乙烯酯。因此,還需要將此產物流送入單體移除裝置中,用以移除醋酸乙烯酯。若醋酸乙烯酯殘留於EVA乳液產品中的含量過高,則會造成EVA乳液具有過高的揮發性有機物質(VOC)含量,無法通過國家的法規標準,且對環境有所危害。
據此,在本發明的技術領域中,如何改良在乳化聚合反應期間的熱移除的效率,以及提升單體移除效率,仍是亟待解決的技術問題。
為了解決上述問題,根據本發明之其中一實施例,提供一種用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統,其包含一反應裝置以及一單體移除裝置。所述反應裝置包含一反應器以及一設置於所述反應器的外部的外部循環熱交換器。所述單體移除裝置包含一脫泡槽、一設置於所述脫泡槽的外部的外循環均質器以及一設置於所述脫泡槽的外部的真空泵。所述反應裝置以及所述單體移除裝置依序設置在一生產線上。
根據本發明之另一實施例,提供一種用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的方法,包含下列步驟:(a)將乙烯以及醋酸乙烯酯輸入至一反應裝置的一反應器中,用以進行一乳化聚合反應並獲得一產物流,其中,所述產物流含有乙烯/醋酸乙烯酯共聚物以及未反應的醋酸乙烯酯;(b)在所述乳化聚合反應的期間,通過一設置於所述反應器的外部的外部循環熱交換器連續式地進行熱移除;以及(c)將所述產物流輸入至一配備有一真空泵以及一外循環均質器的脫泡槽中,用以移除所述乳化聚合反應後殘留的醋酸乙烯酯。
本發明的主要技術手段在於,本發明所提供的系統及方法中,通過在反應裝置中使用設置於反應器外部的外部循環裝置,可以大幅增進熱移除的效率,且通過在單體移除裝置中併用外部循環熱交換器以及真空泵,可以有效提升未反應的單體的移除效率。據此,本發明所提供的系統及方法不但可以縮減製程時間而
降低製程成本,更可以獲致具有低VOC含量的EVA乳液產品。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容,請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖,然而所提供的附圖僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制者。
S‧‧‧系統
1‧‧‧反應裝置
11‧‧‧反應器
12‧‧‧外部循環熱交換器
121‧‧‧連通管
122‧‧‧循環單元
13‧‧‧反應攪拌器
14‧‧‧進料管
15‧‧‧出料管
16‧‧‧盤管式熱交換器
17‧‧‧夾套管式熱交換器
2‧‧‧單體移除裝置
21‧‧‧脫泡槽
22‧‧‧外循環均質器
23‧‧‧真空泵
3‧‧‧連通管路
5‧‧‧分子篩吸附裝置
51‧‧‧吸附塔
52‧‧‧壓縮機真空泵
53‧‧‧乙烯儲存槽
圖1為本發明實施例所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統的功能方塊示意圖;以及圖2為本發明實施例所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統中,反應裝置的示意圖;圖3為配備有盤管式熱交換器的反應裝置的示意圖;圖4為配備有夾套式熱交換器的反應裝置的示意圖;圖5為用以將未反應的乙烯回收利用的分子篩吸附裝置的示意圖;圖6為本發明其中一實施例所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的方法的流程圖;以及圖7為本發明另一實施例所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的方法的流程圖。
以下是通過特定的具體實例來說明本發明所公開有關“用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統及方法”的實施方式,本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與功效。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用,本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用,在不悖離本發明的精神下進行各種修飾與變更。另外,本發明的附圖僅為簡單示意說明,並非依實際尺寸的描繪,先予敘明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容,但所公開的內容並非用以限制本發明的技術範疇。以下所公開的所有內容,請參閱圖1至圖7所示。
首先,請參閱圖1。圖1為本發明實施例所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統的功能方塊示意圖。用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統S包含反應裝置1以及單體移除裝置2。反應裝置1以及單體移除裝置2依序設置在一生產線上。
請配合參閱圖2。圖2為本發明實施例所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統的反應裝置的示意圖。反應裝置1是用以進行乙烯以及醋酸乙烯酯的乳化聚合反應,用以合成乙烯/醋酸乙烯酯共聚物。因此,反應裝置1包含進料管14以及出料管15。進料管14是用以輸入用於進行乳化聚合反應的原料,而由反應裝置1的出料管15所輸出的產物流包含乙烯/醋酸乙烯酯共聚物以及未反應的醋酸乙烯酯。另外,產物流可包含其他聚合反應中所添加的反應助劑,例如乳化劑及催化劑等。
另一方面,單體移除裝置2是用以移除在由反應裝置1所輸出的產物流中的未反應的醋酸乙烯酯,以及其他欲移除的物質。因此,反應裝置1以及單體移除裝置2可經由連通管路3相互連接。
接下來,如圖2所示,反應裝置1還包含反應器11以及設置於反應器11外部的外部循環熱交換器12。反應器11內部用以容納進行乳化聚合反應的原料、由乳化聚合反應所形成的產物以及其他經添加的物質,且反應器11可以用於控制反應過程中的各種條件及參數,例如壓力、溫度、體積、反應物濃度等。反應器11的體積可為,舉例而言,約60立方公尺,在此體積之下,單一反應器11在一批次下可以生產約43噸的EVA乳液產品。然而,反應器11的體積可根據製程需求加以調整,而本發明不在此限制。
接著,同樣參閱圖2,在本發明的實施例中,外部循環熱交換器12通過連通管121連接至反應器11,用以移除乳化聚合反應期間化學反應所產生的反應熱。具體而言,連通管121的兩端分別
連接反應器11的頂部及底部,而連通管121也連接至循環單元122,用以執行移除反應熱的程序。
接下來,請配合參考圖3及圖4。圖3為配備有盤管式熱交換器的反應裝置的示意圖,而圖4為配備有夾套式熱交換器的反應裝置的示意圖。值得注意的是,除了使用外部循環交換器12達到熱移除的效果之外,本發明實施例所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統S的反應裝置1還包含盤管式熱交換器16以及一夾套管式熱交換器17兩者中的至少一者。
請先參閱圖3。具體而言,盤管式熱交換器16具有由銅管、鋼管或其他合金管均勻地盤繞而成的盤管結構,藉此構成較大的傳熱面積。另外,依據盤管結構的盤繞方式,盤管式熱交換器16可以區分為平板盤管式(Plate Coil)熱交換器及螺旋盤管式(Helical Coil)熱交換器。平板盤管式熱交換器的盤管是水平設置於容器(例如反應器11)底部,藉由自然對流的方式傳遞熱量;而螺旋盤管式熱交換器的盤管則是盤繞於容器的內壁。圖3所顯示的盤管式熱交換器15為螺旋盤管式熱交換器。
接下來,請參閱圖4。夾套管式熱交換器17包括用以循環熱(或冷)流體的夾套(Jacket)。另外,為加強蒸汽或冷凝水的熱傳效果,夾套內可以用擋板(Baffle)將夾套間隔成多個空間,而夾套的設置位置也可因需要而裝設反應器11外部的不同位置。
值得一提的是,本發明實施例較佳是在反應裝置1中同時使用外部循環熱交換器12、盤管式熱交換器16,以及夾套管式熱交換器17之中的兩者以上。最佳地,反應裝置1中同時使用外部循環熱交換器12、盤管式熱交換器16以及夾套管式熱交換器17,如此一來,可以大幅降低乳化聚合反應的反應時間,進而縮短本發明實施例的反應裝置1的批次時間。具體而言,批次時間為加入反應物至產物產出的過程所耗費的時間。
舉例而言,在現有的反應系統中,是僅使用攪拌器搭配盤管式
熱交換器或是夾套式熱交換器來進行熱移除。在此情況下,需要耗費幾十小時(以下稱為批次時間)方能完成乳化聚合反應以及期間的熱移除程序。然而,本發明的發明人發現,同時使用現有的攪拌器(以下將說明的反應攪拌器13)以及本發明所提供的外部循環熱交換器12、盤管式熱交換器16以及夾套管式熱交換器17,可以使批次時間下降約50%。舉例而言,若現有僅使用攪拌器以及盤管式熱交換器或夾套式熱交換器的反應系統的批次時間為12小時,本發明實施例的反應裝置1的批次時間約為6小時。如此一來,本發明實施例所提供的系統S可以達到縮短批次時間以及增加產率的優點。
請再次參閱圖2。反應裝置1還包含設置在反應器1的內部的反應攪拌器13。反應攪拌器13包含攪拌葉片以及與攪拌葉片相連接的電機裝置,且反應攪拌器13可連接至外部的控制模組(未顯示),用以控制反應攪拌器13的攪拌速率。
承上述,反應攪拌器13可對反應器11內部所容納的物料進行機械力的攪拌,使得乳化聚合反應的反應物(乙烯及醋酸乙烯酯單體以及乳化劑)相互摻混而加速乳化聚合反應的速率。在有添加其他添加劑(例如氧化劑及還原劑)至乳化聚合反應的情況下,反應攪拌器13可以使反應物與添加劑均勻接觸,藉此增加反應速率。另外,如前所述,配合前述外部循環熱交換器12及/或其他熱交換器的使用,反應攪拌器13也可以協助熱交換的進行。
接下來,請再次參閱圖1。在乳化聚合反應完成後,反應裝置1通過輸送管路3將產物流傳送至單體移除裝置2內。如圖1所示,單體移除裝置2包含脫泡槽21、設置於脫泡槽21的外部的外循環均質器22以及設置於脫泡槽21的外部的真空泵23。另外,單體移除裝置2還包含設置在脫泡槽21的內部的脫泡攪拌器(未顯示)。
單體移除裝置2的脫泡槽21用以容置由反應裝置1所輸出的
產物流,而外循環均質器22以及真空泵23用以對產物流進行脫泡。在現有技術中,是利用脫泡攪拌器攪拌產物流,並以真空泵23抽真空,用以移除產物流中欲移除的物質,例如未反應的醋酸乙烯酯以及其他添加劑。與現有技術不同的是,本發明所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統S中,是同時併用外循環均質器22以及真空泵23來促進單體移除的效果。
具體而言,使用脫泡攪拌器以及真空泵23的組合可以先通過機械力攪拌產物流,再由真空泵23將最終產品中所不欲的物質移除。同時,可以將一化學脫單劑添加至產物流中,並透過脫泡攪拌器以及外循環均質器22的攪拌,使得化學脫單劑與產物流中未反應的醋酸乙烯酯反應而生成較易被移除的甲醇。藉由形成甲醇而減低產物流中未反應的醋酸乙烯酯的含量之後,再透過真空泵23將甲醇以及未反應的醋酸乙烯酯移除。
換句話說,相較於現有技術對產物流進行脫泡的方式,本發明所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統S可以同時利用物理方式以及化學方式進行脫泡程序。如此一來,可大幅增進單體移除的效率,降低EVA乳液產品中的VOC含量而符合國家規範以及達到環保訴求。舉例而言,本發明所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統S所生產的EVA乳液產品可具有低於50ppm的VOC含量。
再者,在現有技術中單獨使用真空泵23進行單體移除程序的條件下,無法對於黏度較高的EVA乳液產品進行單體移除。舉例而言,單獨使用真空泵23是適用於對低黏度,例如2000至3000cps的EVA乳液產品進行單體移除。對於黏度較高的產品,單獨使用真空泵23的系統是無法達到良好的分散性。相對地,本發明所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統S的單體移除裝置2可以用以對高黏度,例如黏度為高於5000cps的EVA乳液產品進行單體移除程序,同時達到良好的分散性。在本發明中,良好的
分散性是以達到95%以上之均勻度所需的攪拌時間進行比較。舉例而言,在其他配備相同的情況下,現有技術單獨使用真空泵23的單體移除裝置2須耗費12小時進行分散(即使在此系統中以化學脫單劑協助進行單體移除),而本發明同時使用真空泵23以及外循環均質器22的單體移除裝置2則僅需要4小時以內的時間,即可達到95%以上的均勻度。
除此之外,外循環均質器22還可用以將脫泡劑、防霉劑等助劑添加至脫泡槽21內,用以輔助單體移除程序的進行,或是使EVA乳液產品中的顆粒更細更均勻。
值得一提的是,產物流中若存在有未反應的乙烯,其同樣可以藉由單體移除裝置2予以移除,而被移除的乙烯經收集後可以回收再次使用,藉此降低成本並符合環保訴求。
請參考圖5。圖5為用以將未反應的乙烯回收利用的分子篩吸附裝置的示意圖。舉例而言,可通過二段式乙烯尾氣再利用的程序來達到回收乙烯的效果。具體而言,反應裝置1中未反應的乙烯流(以下稱為「乙烯尾氣」)可以經單體移除裝置2排放並輸送至乙烯尾氣氣櫃6中儲存。另外,乙烯尾氣可以被送至分子篩吸附裝置5,用以將乙烯流中的乙烯予以吸附。依據所欲吸附的氣體的種類,分子篩吸附裝置5中所使用的吸附材需要經過選擇,以將吸附效果最佳化。
如圖5所示,分子篩吸附裝置5包含吸附塔51、壓縮機真空泵52以及乙烯儲存槽53。經吸附塔51分離的乙烯可被輸送至乙烯儲存槽53,供反應裝置1的聚合反應使用。除此之外,未經分子篩吸附的微量乙烯則可被送回系統的鍋爐內作為燃料,以在保證鍋爐的機組得以安全運作的條件下達到未反應的乙烯的最大使用率。
值得一提的是,當反應裝置1的製程異常而停止進行生產時,含有未反應的乙烯的乙烯尾氣可根據乙烯尾氣氣櫃6液位高度通
過旁通閥,排放到地面火炬塔燃燒。此處理方式符合各國的環保排放標準。
如此一來,本發明實施例所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統S,除了可以通過乙烯的回收再利用而達到節省能源以及降低成本的功效之外,還可以減少製程產生的污染物,符合環境保護的訴求。
另外,本發明實施例所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統S,還可進一步包含設置於生產線上的三元振動篩分裝置(未顯示),其中,單體移除裝置2設置於反應裝置1以及三元振動篩分裝置之間。換句話說,由反應裝置1所輸出的產物流是先被送至單體移除裝置2進行單體移除製程,而經單體移除的EVA乳液可再被輸送至三元振動篩分裝置,用以透過篩網針對產品以粒徑進行篩分而確保產品的品質。
前述三元振動篩分裝置可進一步通過可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)來控制其進料及出料的速度,藉此確保三元振動篩分裝置的篩網的篩分順暢度,避免產品堵塞於篩網而發生外溢的情形。
值得一提的是,前述反應裝置1、單體移除裝置2以及三元振動篩分裝置皆可被電性連接或訊號連接至一控制系統,例如一分散控制系統(Distributed Control System,DCS),分散控制系統可以控制於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統S在各個序中的各項參數。
除此之外,本發明實施例所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統S還可以通過同時配置有三組反應裝置1,即,將三組反應裝置1並聯,而進行連續式生產。
在另一個實施例中,用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統S還可以進一步包含設置於生產線上的混合槽(未顯示),用以將用於進行乳化聚合反應的原料(乙烯、醋酸乙烯酯、乳化劑及其他助
劑)先行摻配,再將經摻配的物料以自動劑量泵由混合槽輸入至反應器11內。如此一來,還可以進一步縮短在反應器11內進行乳化聚合反應的時間。舉例而言,通過使用混合槽,可以節省約2小時的反應時間。
另外,本發明實施例還提供一種用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的方法。請參閱圖6及圖7所示,圖6為本發明其中一實施例所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的方法的流程圖,而圖7為本發明另一實施例所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的方法的流程圖。
首先,請參閱圖6。本發明實施例所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的方法包含下列步驟:(a)將乙烯以及醋酸乙烯酯輸入至一反應裝置的一反應器中,用以進行一乳化聚合反應並獲得一產物流,其中,所述產物流含有乙烯/醋酸乙烯酯共聚物以及未反應的醋酸乙烯酯(步驟S100);(b)在所述乳化聚合反應的期間,通過一設置於所述反應器的外部的外部循環熱交換器連續式地進行熱移除(步驟S102);以及(c)將所述產物流輸入至一配備有一真空泵以及一外循環均質器的脫泡槽中,用以移除所述乳化聚合反應後殘留的醋酸乙烯酯(步驟S104)。
請同時參閱圖1。首先,在步驟S100中,將乳化聚合反應的原料,包含乙烯單體、醋酸乙烯酯單體以及乳化劑輸入至反應裝置1的反應器11中。乙烯單體可以選用生質乙烯,而醋酸乙烯酯單體可以選用無苯醋酸乙烯酯,如此一來,可以生產符合環保標準、具有低VOC的EVA乳液。另外,在步驟S100中還可進一步添加乙烯單體和醋酸乙烯酯單體之外的第三單體,例如氯乙烯、丁二烯、丙烯酸以及聚氨酯等。加入第三單體可以改善EVA乳液產品的性能,或是用以生產其他種類的產品。
在上述反應物被加入至反應器11內之後,進行乳化聚合反應
而產生含有乙酸/醋酸乙烯酯共聚物的產物流。乳化聚合反應是熱聚合反應(thermo-polymerization)或是氧化還原聚合反應(redox polymerization)。以氧化還原聚合反應為例,可以採用包含氧化劑(例如過硫酸鹽)以及還原劑(例如亞硫酸鹽)起始氧化還原聚合反應。以下將敘述進行乳化聚合反應的詳細步驟及機制。
在步驟S100中,可以先將水、乳化劑和醋酸乙烯酯單體加入反應器11。在添加乳化劑的初期,的乳化劑是以單分子形式存在,直到乳化劑濃度達到預定濃度(臨界膠束濃度)時,後續添加的乳化劑以膠束形式出現。在加入醋酸乙烯酯單體後,單體會分散成單體珠滴,並經由乳化劑的增溶作用被吸收到膠束中而形成增溶膠束。接著,加入氧化劑以及還原劑起始乙烯單體以及醋酸乙烯酯單體之間的乳化聚合反應,藉此形成包含呈乳膠顆粒形式的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的產物流。
接下來,在步驟S102中,在乳化聚合反應的期間,通過設置於反應器11外部的外部循環熱交換器12連續式地進行熱移除。值得注意的是,步驟S100以及步驟S102可以同時進行。換句話說,在步驟S100中執行乳化聚合反應的期間,同時進行步驟S102以移除乳化聚合反應期間所產生的反應熱。
如前所述,外部循環熱交換器12通過連通管121連接反應器11的頂部及底部,而連通管121另外連接至循環單元122,用以執行移除反應熱的程序。另外,在步驟S102中,除了通過外部循環熱交換器12進行熱移除之外,還可以通過反應攪拌器13來加速述乳化聚合反應的進行,以及在乳化聚合反應期間連續式地進行熱移除。
在另一實施例中,於步驟S102中,還包括以反應器11內的盤管式熱交換器16以及夾套管式熱交換器17兩者中的至少一者在乳化聚合反應期間連續式地進行熱移除。換句話說,在本發明其中一實施例所提供的方法中,是同時使用反應器11內的反應攪拌
器13、盤管式熱交換器16以及夾套管式熱交換器17,以及反應器11外部的外部循環熱交換器12來進行熱移除。如前所述,使用反應攪拌器13配合本發明所提供的外部循環熱交換器12、盤管式熱交換器16以及夾套管式熱交換器17,可以使聚合乳化反應的批次時間下降約50%。
於步驟S104中,將所述產物流輸入至配備有真空泵23以及外循環均質器22的脫泡槽21中,用以移除乳化聚合反應後殘留的醋酸乙烯酯。在乳化聚合反應後,未反應的醋酸乙烯酯以及聚合反應中所添加的其他添加劑會隨著乙烯/醋酸乙烯酯共聚物存在於產物流中被送至單體移除裝置2中。因此,在將此產物流進行進一步的篩分(例如透過三元振動篩分裝置篩分)之前,必須執行移除單體的步驟。
如圖1所示,單體移除裝置2包含脫泡槽21、外循環均質器22以及真空泵23。單體移除裝置2的脫泡槽21用以容置由反應裝置1所輸出的產物流,而外循環均質器22以及真空泵23用以對產物流進行脫泡。如前所述,現有技術一般是僅利用機械力進行單體移除,即,先以脫泡攪拌器攪拌產物流再以真空泵23抽真空,而本發明所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的方法中則是同時併用外循環均質器22以及真空泵23來促進單體移除的效果。
換句話說,相較於現有技術對產物流進行脫泡的方式,本發明所提供的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的方法可以同時利用物理方式以及化學方式進行脫泡程序。如此一來,可大幅增進單提移除的效率,降低EVA乳液產品中的VOC含量而符合國家規範以及達到環保訴求。
舉例而言,在步驟S104中,還進一步包含下列步驟:(c1)將一化學脫單劑輸入至所述脫泡槽中(步驟S1040);(c2)通過所述外循環均質器的攪拌,使所述化學脫單劑與所述產物流中的未反應
的醋酸乙烯酯反應並生成甲醇(步驟S1042);以及(c3)通過所述真空泵移除甲醇以及未反應的醋酸乙烯酯(步驟S1044)。加入化學脫單劑與未反應的醋酸乙烯酯反應生成甲醇是為了將較難移除的醋酸乙烯酯轉換為較易移除的甲醇。如此一來,通過同時以物理方式及化學方式達到移除單體的效果,本發明可以獲得具有低VOC含量的VEA乳液產品。
綜上所述,本發明的有益效果在於,通過在反應裝置1中使用設置於反應器11外部的外部循環裝置12,可以大幅增進熱移除的效率,且通過在單體移除裝置2中併用外循環均質器22以及真空泵23,可以有效提升未反應的單體的移除效率,並達成較高黏度之產品的分散性。據此,本發明所提供的系統S及方法不但可以縮減製程時間而降低製程成本,更可以獲致具有低VOC含量、高黏度的EVA乳液產品。
以上所述僅為本發明的較佳可行實施例,非因此侷限本發明的專利範圍,故舉凡運用本發明說明書及附圖內容所做的等效技術變化,均包含於本發明的保護範圍內。
S‧‧‧系統
1‧‧‧反應裝置
11‧‧‧反應器
12‧‧‧外部循環熱交換器
2‧‧‧單體移除裝置
21‧‧‧脫泡槽
22‧‧‧外循環均質器
23‧‧‧真空泵
3‧‧‧連通管路
Claims (9)
- 一種用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統,其包含:一反應裝置,其包含一反應器以及一設置於所述反應器的外部的外部循環熱交換器;以及一單體移除裝置,其包含一脫泡槽、一設置於所述脫泡槽的外部的外循環均質器以及一設置於所述脫泡槽的外部的真空泵;其中,所述反應裝置以及所述單體移除裝置依序設置在一生產線上;其中,所述反應裝置還包含一盤管式熱交換器及一夾套管式熱交換器兩者中的至少一者。
- 如請求項1所述的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統,其中,所述反應裝置還包含一設置在所述反應器的內部的反應攪拌器。
- 如請求項1所述的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統,其中,所述反應裝置還包含一盤管式熱交換器以及一夾套管式熱交換器兩者中的至少一者。
- 如請求項1所述的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統,其中,所述單體移除裝置還包含一設置在所述脫泡槽的內部的脫泡攪拌器。
- 如請求項1所述的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的系統,還進一步包含一設置於所述生產線上的三元振動篩分裝置,其中,所述單體移除裝置設置於所述反應裝置以及所述三元振動篩分裝置之間。
- 一種用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的方法,包含下列步驟:(a)將乙烯以及醋酸乙烯酯輸入至一反應裝置的一反應器中,用以進行一乳化聚合反應並獲得一產物流,其中,所述產物流 含有乙烯/醋酸乙烯酯共聚物以及未反應的醋酸乙烯酯;(b)在所述乳化聚合反應的期間,通過一設置於所述反應器的外部的外部循環熱交換器連續式地進行熱移除;以及(c)將所述產物流輸入至一配備有一真空泵以及一外循環均質器的脫泡槽中,用以移除所述乳化聚合反應後殘留的醋酸乙烯酯;其中,所述反應器內還包含一盤管式熱交換器以及一夾套管式熱交換器兩者中的至少一者,用以在所述乳化聚合反應的期間連續式地在所述反應器的內部進行熱移除。
- 如請求項6所述的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的方法,其中,所述反應器還包含一反應攪拌器,用以加速所述乳化聚合反應的進行,以及在所述乳化聚合反應期間連續式地進行熱移除。
- 如請求項6所述的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的方法,其中,在步驟(c)中,還進一步包含下列步驟:(c1)將一化學脫單劑輸入至所述脫泡槽中;(c2)通過所述外循環均質器的攪拌,使所述化學脫單劑與所述產物流中的未反應的醋酸乙烯酯反應並生成甲醇;以及(c3)通過所述真空泵移除甲醇以及未反應的醋酸乙烯酯。
- 如請求項6所述的用於製造乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的方法,其中,乙烯為生質乙烯。
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Citations (2)
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CN1803251A (zh) * | 2005-12-13 | 2006-07-19 | 中国石化集团四川维尼纶厂 | 一种聚合反应尾气的回收工艺 |
TW201412789A (zh) * | 2012-08-09 | 2014-04-01 | Kuraray Co | 改性乙烯-乙烯醇共聚物、其製造方法及其用途 |
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