[发明专利]一种聚合物溶液汽提凝聚分离方法及其装置

说明书

技术领域：

本发明属于聚合物生产技术领域，涉及一种经过改进了的具有增效和节能功效的合成橡胶、合成树脂和塑料等聚合物溶液汽提凝聚分离方法及其装置。

背景技术：

溶液聚合法得到的聚合物溶液目前普遍采用在热水中汽提凝聚法将聚合物和溶剂分离.目前广泛采用多釜凝聚技术(两个或两个以上搅拌釜串联)在凝聚效果和能耗上优于早期的单釜凝聚和塔式凝聚技术(虞乐舜，合成橡胶工业，1978，1(5)，1；北京燕山石化公司胜利化工厂，合成橡胶工业，1978，1(4)，1；赵多山，合成橡胶工业，1986，9(5)，318；徐世艾等，合成橡胶工业，1997，20(6)，369).虞乐舜，合成橡胶工业，1980，3(3)，145.根据凝聚过程机理(虞乐舜，合成橡胶工业，1979，2(4)，289)，在凝聚过程后期处于减速凝聚阶段由溶剂从聚合物颗粒内部向外扩散所控制。因此要达到降低的聚合物溶剂含量，需要较长的凝聚时间。目前生产上普遍采用的双釜凝聚可使凝聚后聚合物残存溶剂含量只能达到1％左右。含在聚合物中的这些残存溶剂在挤压干燥过程中作为挥发成分污染环境。随着环境保护要求不断提高，对聚合物溶剂含量要求尽量低，要求达到0.5％甚至0.1％以下。目前生产难以满足这一要求。

解决现有技术存在的问题的对策主要是增加凝聚釜的个数以增加凝聚时间，一般把现在的双釜改为三釜(甚至增加到5个凝聚釜)增加聚合物的停留时间以增加凝聚效果。为此，也可在两个凝聚釜之间的管道上增设特殊设计的提浓分离器[Brit.1，172，797(1969)]，从中抽出一部分热水(提浓水)进一步降低水胶比，提高了聚合物颗粒在水中的浓度，从而延长凝聚时间同样起到增加凝聚釜个数的作用。此类提浓分离器都是采用多空管或筛网过滤的方式进行聚合物颗粒与水的分离。然而，由于从第一凝聚釜出来的尚未凝聚完全的聚合物颗粒粘结性较强，很容易粘结和堵塞过滤表面而无法正常操作，以致此类以过滤为主要手段分离聚合物颗粒和水的提浓分离器的提浓效果是难以保证的。此外，从第二凝聚釜出来的高温聚合物颗粒水在后处理闪蒸损失相当大的热量，由于没有适合于聚合物颗粒水的换热装置，难以回收这部分热量，造成能源浪费。2007100143185号申请文件公开了改进技术的聚合物溶液汽提凝聚分离装置及其分离方法，但该申请仍然未能将现有技术中存在的缺点完全克服掉。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，特别是针对现有技术在增效和节能方面的不足提出了新的聚合物溶液汽提凝聚分离方法及其装置，可以最大限度的增加生产效率，节约能源。

为了实现上述目的，本发明是在聚合物溶液双釜凝聚流程的第一与第二串联的凝聚釜之间的聚合物颗粒水管路上设置一个聚合物颗粒水的提浓分离器，从中按一定比例(10％～80％)抽出水(提浓水)，使聚合物颗粒水的聚合物浓度提高(浓度为2～50％)，在后凝聚釜的凝聚时间加长，凝聚效果提高；在提浓分离器中利用聚合物颗粒的比重或假比重与水的比重差使聚合物颗粒具有的自身悬浮能力和水的提升为主要分离手段进行相分离的；提浓分离器是竖直安装的，为了限制聚合物颗粒随从底部抽出的提浓水向下流动，以及加大向上流动水对聚合物颗粒的提升速度，提浓分离器由下部的圆筒形悬浮段，中间的锥体形过渡段和上部的圆筒形提升段连通对接组成；三段的直径由聚合物颗粒水和提浓水的流量而定并由下向上递减；各段的高度与直径比≥0.5；提浓分离器的聚合物颗粒水的进料口管线由下向上并与提浓分离器轴线的夹角为0～90度，切线方向安装在悬浮段的上部，提浓分离器提升段聚合物颗粒水的出口管线位于用来平衡第一凝聚釜釜压的提升段的顶部，从中溢流出来的被提浓的聚合物颗粒水直接加入到第二凝聚釜的汽相而不是液相；提浓分离器悬浮段底部提浓水出口管线外有一个金属丝网笼，防止非正常操作由提浓水带出的聚合物颗粒流出；金属丝网笼的网孔小于4×4mm，金属丝网笼的下部装有防止胶粒堵塞的反吹蒸汽或氮气管线；从提浓分离器底部抽出的提浓水的温度为70～100℃，与从第二凝聚釜或最后一个凝聚釜出来的90～105℃高温聚合物颗粒水混合降温，以减少在振动分离筛的热量损失，或直接返回第一凝聚釜；提浓分离器的提升段下方设置蒸汽提升管，将原本通过加热蒸汽管加热第二凝聚釜的蒸汽的一部分通过蒸汽提升管直接加热进入第二凝聚釜的聚合物颗粒水，同时起到提升作用；提浓分离器用作直接混合换热器，无论采用什么样的凝聚流程，从第二凝聚釜或最后一个凝聚釜出来的90～105℃高温聚合物颗粒水与从后处理来的80～98℃循环热水在管线上直接混合降温，减少在后处理闪蒸的热量损失。