[发明专利]脱挥发分设备和使用该脱挥发分设备的过程

说明书

公开了一种适于使包括挥发性组分的粘性液体（2）脱挥发分的静态脱挥发分设备（1）。所述设备（1）包括在上部区域（5）中的相分离室（100），所述相分离室（100）用于在第一脱挥发分步骤中处理所述粘性液体（2），以形成第一脱挥发分的粘性液体（21），并且分布器子单元（200）位于所述相分离室（100）之下和下部储池区域（4）之上。所述子单元（200）具有第二排出区域（222），第二排出区域（222）实施成使得它被第一脱挥发分的粘性液体（21）接触，并且所述区域（222）具有实施成使得第一脱挥发分的粘性液体（21）在第二脱挥发分步骤中被处理的表面（223）。本发明还涉及使用设备（1）使粘性液体脱挥发分的过程，并且也涉及设备（1）在聚合物熔体或溶液的脱挥发分中的使用。

技术领域

本发明涉及一种用于使包括挥发性组分的粘性液体脱挥发分的静态脱挥发分设备。本发明还涉及一种用于使用所述设备来使包括挥发性组分的粘性液体脱挥发分的过程，以及所述设备在粘性液体的脱挥发分中的使用。

背景技术

用于移除挥发性组分的粘性液体的脱挥发分是具有商业利益的。例如，可以移除有害的或不需要的挥发性组分以改进粘性液体的纯度或其它属性，或者可能感兴趣的是分离挥发性组分，并且允许对挥发性组分的回收和潜在的再循环。

在一种特定应用中，聚合物脱挥发分是一种分离过程，其中，“挥发物”从处于熔相、液相或溶液相的最终聚合物中被去除。被去除的“挥发物”可以包括溶剂、水、残余的未反应单体（或多种单体）（例如，在聚苯乙烯情况下的苯乙烯）、副产品、杂质和/或其它挥发性的低分子量物质，例如，二聚物、三聚物以及其它低聚化合物。因此，为了达到适销品质，聚合物必须在聚合步骤结束时脱气，以便从原料树脂中去除这样的挥发物。取决于聚合物，此操作通常通过在可能从真空上至数巴（bar）的压力下以相对高的温度（100-350℃）加热聚合物来实现。

在脱挥发分后，聚合物中“挥发物”的最终量一般需要是很低的，例如，通常在大约100 ppm和大约1000 ppm之间。低含量的挥发物是期望的，以改进聚合物的处理和其它属性。对于一些特定聚合物，由于环境、健康和安全（EHS）的原因，去除有毒的单体和/或溶剂可能是十分重要的。例如，低水平的挥发物能够负面地影响聚合物的挤制、注射成型或吹塑成型处理，或导致形成品质较差的聚合物制品。

在脱气或脱挥发分过程中的聚合物物质和挥发性组分物质之间的分离是基于那些物质之间的挥发性差异。用于脱挥发分的驱动力是气相中比聚合物中低的化学势。此化学势的差异引起浓度梯度在聚合物界面处的形成，从而导致从聚合物到气相的扩散通量。

物质在介质中的化学势是其在特定相中以及与温度有关的浓度的函数。能够通过同时增加聚合物的温度以及降低物质的分压力以使它脱挥发分成气相，来加强质量传递的驱动力。然而，那些作用受到各种因素限制，如聚合物稳定性和真空系统容量。

化学势允许确定多相体系中溶质的理论平衡分布，但它没有给出关于质量传递过程的任何动力学信息。实际上，溶质在两相之间的转移从不是瞬时的。达到平衡状态所需的时间可能是相当大的，特别是在如下情况下，即：非常粘性的液体，例如，聚合物熔体或溶液，和/或化学势在两相之间存在小的差异，例如由于待脱挥发分的物质的粘性液体或聚合物中的低挥发性或低浓度。

通常期望增加质量传递的动力学，以便限制脱挥发分装备的大小或聚合物在苛刻的脱挥发分条件下的停留时间，所述苛刻的脱挥发分条件经常造成聚合物降解。