[发明专利]一种固体聚合物脱气及排放气回收的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及固体聚合物处理技术领域，尤其涉及一种利用气相反应物质和惰性气体脱除固体聚合物，特别是聚烯烃树脂中的溶剂和未反应单体，并将排放气回收循环利用的方法和装置。

背景技术

在聚合反应中，根据工艺和物性的不同，聚合产物会呈现不同的状态，其中比较典型的是聚合物以固体粉末状的形式从反应器出料，如气相法聚烯烃工艺。固体聚合物从反应器排出时，聚合物粉料中往往残留溶剂和未反应的单体，以气相法流化床生产线性低密度聚乙烯(LLDPE)工艺为例，LLDPE粉料中含有未反应单体、共聚单体和冷凝剂，如乙烯(C₂H₄)、丙烯(C₃H₆)、丁烯(C₄H₈)、己烯(C₆H₁₂)、氢气(H₂)、异戊烷(C₅H₁₂)等，这些杂质必须在脱气干燥系统中予以除去，目的是保证造粒和风送等下游装置运行的安全和聚烯烃产品储存运输的安全，最大限度地减少共聚单体和冷凝剂的消耗，减少产品异味。

典型的固体聚合物脱气方法是用惰性气体在容器中吹扫聚合物粉料。美国专利US 4,372,758公开了一种从聚烯烃树脂中脱除未反应单体的方法，从反应系统排出的固体聚合物从顶部进入脱气容器，同时净化气体从脱气容器底部进入，与固体聚合物逆向接触，在接触过程中脱除聚合物中残留的未反应气相单体，所述的净化气体含有氮气，且不含氧气。该专利还提到脱气容器产生的排放气可返回作为粉料输送气体，或者作为净化气体返回脱气容器。公开号为CN 88102601A的中国发明专利公开了一种聚合物分段脱气方法，树脂先与纯氮气逆向接触，再与含水蒸气的氮气逆向接触，水蒸气的作用是使固体聚烯烃树脂中的齐格勒-纳塔催化剂及有机金属催化剂失活，防止聚合物流出脱气容器后继续反应。

利用氮气作为脱气气体处理固体聚合物是为人们所知的，并在生产中广为应用。除氮气之外，具体聚合物脱气可采用其他气体或气体混合物，如二氧化碳、饱和脂肪烃、气态烃混合物等。美国专利US 5,376,742公开了利用流化床反应器流出气体(循环气体)作为脱气介质，用于聚烯烃树脂脱气，脱气之前循环气中的重烃从气体中分离，此方法的不足是脱气介质依赖于反应器内的条件，压力、组成等无法稳定控制。欧洲专利EP 0127253A1公开了一种以反应气体或一种单体作为脱气介质的聚乙烯粉料脱气方法，排放气返回反应器，这样避免了使用惰性气体(如氮气等)以及排放气分离回收的过程，此方法的缺点是大量的排放气返回反应器将会对反应器的稳定操作造成影响，同时脱气完成后的聚乙烯粉料中仍含有反应单体，反应单体的存在会影响下游工序以及粉料储存的安全，影响产品质量，而且增大了原料消耗和生产成本，另外，专利没有提到对聚合物粒子中的催化剂进行失活处理。专利号为200680002454.6的中国发明专利公开了一种利用丙烷作为脱气介质的聚乙烯树脂脱气方法，排放气经两段分离，回收乙烯和高沸点烯烃，丙烷返回进行聚烯烃粒子的脱气，此方法的缺点是脱气后的聚烯烃粒子中含有丙烷，对下游工艺产生影响。