[发明专利]一种脱除聚合物中残留挥发分的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从聚合物中脱除挥发性组分的方法和装置，更具体地，涉及一种液体分布器,以及一种脱除高粘度聚合物中残留挥发分的装置和方法。

背景技术

脱挥是一种从聚合体系中分离低分子量组分(通常被统称为“挥发分”)的工艺过程。脱挥是聚合物生产过程中的一个重要步骤，脱挥结果直接影响产品的质量和性能。以丙交酯为原料采用本体聚合法生产聚乳酸的连续聚合方法中，脱挥方法及设备是其中的一个关键环节，由于体系粘度比较高，而且丙交酯单体的沸点又比较高，因此脱挥一直是聚乳酸生产过程和技术开发中的一个棘手难题。在脱挥过程中，都是利用气液界面的挥发分平衡浓度下降，使液相中的挥发分迅速转移到气相中，然而液体深处的挥发分则需要通过扩散达到界面处脱离液相转移到气相中去，因此挥发分的传递速率就成了控制脱挥速率的控制步骤。在恒定温度下，提高挥发分的传递速率的途径有三个，一是使液膜变薄，缩短扩散距离；二是增加液体的湍动强度，使气液界面不断更新；三是促使挥发分汽化并易于与液相分离。目前，对于聚合物脱挥方法及设备大致可以分为静态型和动态型。

动态型脱挥方法(如采用螺杆挤出机)不仅能耗高、费用高，缺点还在于聚合物在螺杆挤出机中所受到的高剪切负荷。在聚乳酸作为热敏感性聚合物的实例下，由剪切引起的分子量下降是明显的。

专利CN1167772A提供了一种聚合物系中残留挥发分的脱除方法和装置，包括逐级变大的加热器，内置加热分布器、搅拌桨和分布板的脱挥装置，聚合物经逐级膨胀的多级加热器后，进入脱挥装置，再经分离器脱去残留挥发分。由于是依靠搅拌桨的搅拌作用实现气液分离，不适用于热敏感性较强的聚乳酸体系。

因此，仍需要工艺简单且能高效脱除高粘度聚合物中残留挥发分的方法和装置。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种既能高效脱除聚合物中残留的挥发分，又使脱挥过程具有良好操作弹性，且不影响产品性能的脱除聚合物残留挥发分的方法和装置。

根据本发明提供了一种液体分布器。所述液体分布器包括在其周向侧壁上分布有至少一个通孔的管道和套接在所述管道上的至少一个分布盘，以使从所述通孔溢流出来的液体自所述分布盘的边缘流出形成液膜。

根据一个具体的实施例，所述管道的横截面可以为圆形、椭圆形、正方形、长方形、菱形等。

根据一个具体的实施例，在所述管道的轴向方向上间隔式设置若干个分布盘，例如两个以上。

根据一个具体的实施例，所述多个分布盘设置为，沿所述管道轴向从上游到下游分布盘的等效直径依次减小。

根据一个具体的实施例，所述分布盘的等效直径与相对应的所述通孔的过流面积相匹配。

根据一个具体的实施例，所述通孔在所述管道的周向上均匀分布。所述通孔的形状可以为圆形、方形、三角形或多边形。各通孔可以相同或不相同，优选各通孔相同。

根据一个具体的实施例，各分布盘之间为平行式设置。所述分布盘的形状可以为圆形、椭圆形、三角形、正方形或多边形。各分布盘的形状可以相同或者不同。

根据本发明还提供了一种脱挥装置，包括壳体和设置在所述壳体中的如上所述的液体分布器，其中所述壳体上设置有抽真空口和物料进口。

在本发明的具体实施式中，所述脱挥装置，还包括与所述壳体相连的换热器。

本发明还提供了一种脱除聚合物中残留挥发分的方法，其在所述脱挥装置中进行，包括：

使所述管道内的聚合物从所述通孔中溢流，其中溢流至分布盘表面的聚合物从分布盘边缘流出形成液膜，以使所述聚合物中残留的挥发分挥发。

在本发明的具体实施方式中，所述聚合物可以先经预热器进行预热，使其温度例如为180-250℃，优选为200-220℃，然后再进入所述管道。

根据一个具体的实施例，所述脱挥装置内的压力控制在50mmHg以下，优选在10mmHg以下。

可采用本发明的方法处理的聚合物可以为热塑性聚合物，优选聚乳酸、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或其混合物。

根据本发明的方法，在具体的实施方式中，可以采用一个所述脱挥装置进行一级脱挥，也可以采用串联的多个(两个或两个以上)所述脱挥装置对聚合物进行多级脱挥。各所述脱挥装置可以相同或不同。

附图说明

通过下面的附图进一步说明本发明。

图1为根据本发明的用于脱除聚合物中挥发分的脱挥装置的结构示意图。