[发明专利]一种溶聚橡胶汽提釜装置及其压力控制方法

说明书

本发明公开了一种溶聚橡胶汽提釜装置及其压力控制方法，溶聚橡胶汽提单元由汽提首釜、汽提末釜以及胶粒水罐组成，其中汽提首釜底部的出口管通过第一输送泵连接着汽提末釜进口，汽提末釜底部的出口管通过第二输送泵连接着胶粒水罐，胶粒水罐底部的出口管通过第三输送泵将胶粒水输送至后处理单元，蒸汽喷射泵的进口连接着驱动中压蒸汽管，蒸汽喷射泵的出口管连接着汽提首釜下部的进口，汽提末釜上部的出口管连接着蒸汽喷射泵的进口，在汽提末釜与胶粒水罐罐体之间的上部连接着汽相平衡管。本发明可以避免受汽提首釜压力波动的影响，同时采用负压操作，汽化推动力大延长胶粒的停留时间，使溶剂油脱除彻底，强化汽提末釜内蒸，回收蒸汽热量。

技术领域

本发明涉及合成溶聚橡胶，属于溶聚橡胶汽提釜装置及其压力控制方式，特别是一种溶聚橡胶汽提釜装置及其压力控制方法。

背景技术

溶聚橡胶指的是通过溶液聚合生产合成橡胶。是由聚合单体在催化剂作用下，通过溶液聚合制备橡胶。聚合胶液中除含有高分子橡胶外，还含有溶剂和未反应完成的单体。为了分离溶剂与未反应的单体。溶聚橡胶生产中的胶液一般采用水析法完成溶剂与橡胶产品的分离。含有溶剂的胶液喷入带有搅拌的汽提釜中，在搅拌的作用下同热水、蒸汽混合，水作为传热介质，有作为输送介质，用水蒸气将溶剂、单体闪蒸汽化，进入釜顶汽相冷却回收，脱除溶剂后的橡胶成为橡胶颗粒悬浮在热水中，送后序工段进一步干燥成为成品。

溶聚橡胶生产过程中能耗（蒸汽消耗）与物耗（溶剂油消耗）主要发生在汽提过程。需要依靠大量的蒸汽和热水将溶剂油和未反应的单体汽化，从釜顶汽相中回收。胶液脱除溶剂油后成为橡胶颗粒悬浮在水中，橡胶颗粒中残存的溶剂油越低，装置的溶剂油消耗也越低。而且胶中含油量高会给后处理的干燥过程带来环保和安全操作问题。汽提后的胶粒中的溶剂油含量需要越低越好。溶剂油的脱除是通过水蒸气的汽提进行，所以汽提单元耗用大量水蒸气，汽提的通入蒸气量大，汽提釜顶后序的冷凝冷却换热器需要消耗大量的冷却水，也增加了能耗。溶聚橡胶装置主要能耗就在汽提单元。

胶液水析汽提过程中，橡胶经历了分散、吸热和汽化等几个阶段。胶液在介质中分散形成胶液液滴阶段：由于水或水蒸气的加入，使极性均很小的橡胶和溶剂在水中破碎成为一个个胶液液滴，此阶段基本上是一个液液分散过程。此过程热量流动基本是以水向胶液传导热量，降低温度差为主，用能较少，但是却对后续过程影响较大。如果分散效果不佳，后序过程就需要更高的温度以强化传热，保证溶剂油的析出效果，从而需要更多的热量；

溶剂汽化形成含油胶粒阶段：胶液除了受水或水蒸气的作用分散成为胶滴后，从其中吸收热量，使胶滴中的溶剂汽化、进入周围液相。溶剂汽化后会形成自胶粒内部至表面的众多细孔，形成溶剂含量大大降低的疏松海绵状的含油胶粒；进入液相主体的溶剂蒸汽与水蒸气一起穿过釜内的物料到达釜顶汽相空间；

含油胶粒继续脱除溶剂油阶段：初步成型的固态胶粒中仍含有约5％的溶剂油，还要继续回收其中的溶剂，直到溶剂含量降到允许值为止。先是含油胶粒内部的溶剂向表面的分子扩散、从含油胶粒内部进入胶粒表面，随后汽化进入汽相。这是一个在多孔胶粒中很慢的分子扩散过程。这是整个汽提过程的控制步骤。

经过上述3个阶段，完成了从胶液中回收溶剂和提取橡胶的任务。可以看出，水析汽提是一个既有传质又有传热的过程，每一个过程各不相同，需要采取不同的手段强化传热传质过程，以达到节能的目的。

在汽提首釜主要完成的是胶液分散和大部分溶剂油挥发的过程。胶液中游离溶剂油和胶粒表面的溶剂油获得热量快速汽化，95%以上的溶剂油在汽提首釜汽化，这个过程很快。不需要太长停留时间，汽提首釜貌似不需要太大，但采用胶液采用汽相进料可以强化溶剂油闪蒸，这时候汽提首釜的体积要大。

汽提末釜和胶粒水罐负责其余的溶剂油脱除，在汽提末釜，胶粒已成型，成为多孔疏松的橡胶颗粒。溶剂油从胶粒内部向外部扩散是控制步骤。需要加强汽化推动力。

胶粒水罐主要起到同后处理干燥单元的缓冲 ，也是延长胶粒的停留时间，保证胶粒中溶剂油脱除彻底。