[发明专利]聚烯烃粉料后处理装置及方法

说明书

本发明涉及聚烯烃粉料后处理装置及方法，以解决聚烯烃粉料停留时间长、聚烯烃粉料不能与置换气体充分逆向接触，导致离开脱挥器的粉料仍携带较多烃类的技术缺陷。一种聚烯烃粉料后处理装置，包括汽蒸器和干燥器，汽蒸器出料口和干燥器连接：汽蒸器为带有锥形底部的筒体，该筒体分上下两段，上部为粉料进料段，下部为加热段，粉料进料段内设置粉料分布板，粉料分布板开孔率为30%‑70%；汽蒸器筒体下部为加热段，加热段内设有一层或多层内置可拆卸板式换热组件，每层板式换热组件由多块换热板组成；筒体的锥形底部上设有与筒体连通的汽蒸器锥体置换汽环形分布器；干燥器的结构与汽蒸器相似。

技术领域

本发明涉及一种粉料处理装置，特别涉及聚烯烃粉料后处理装置及方法，属于石油化工技术领域。

背景技术

在聚烯烃的生产工艺中，离开聚合反应器之后的聚烯烃粉料，经过初步的气/固分离，将聚烯烃粉料中残留的催化剂失活，并经济的回收聚烯烃粉料中携带的烃类。

众所周知，合成聚烯烃粉料之后，因聚烯烃特有的空隙结构和堆密性，离开聚合系统的聚烯烃粉料会携带一定量的烃类，根据生产聚烯烃的工艺不同，烃类包括但不限于乙烯、丙烯、丙烷、己烷等。聚烯烃粉料后处理的第一个目的就是要将这些携带的烃类脱除，以确保粉料在使用过程中的安全、环保。在脱除烃类时，一般通过单独或者是混合加入水蒸汽、氮气等低价值惰性气体来置换聚烯烃粉料中的烃类，该过程一般称之为汽蒸、脱气或者是脱挥。另外，如果通入的是水蒸汽，或者是水蒸汽占比超过10%的混合气，则聚烯烃粉料在脱除烃类后，还需要再用氮气脱除聚烯烃粉料中携带的水蒸汽，该过程一般称之为聚烯烃粉料的干燥。同时，为提高水蒸汽、氮气脱除聚烯烃粉料中的烃类效果，还可以将聚烯烃粉料加热至一定温度，促进烃类的挥发。

聚烯烃粉料后处理的第二个目的是将粉料中残留的带活性的催化剂反应成安全、稳定的化合物，催化剂包括但不限于四氯化钛、三乙基铝等，该过程一般称之为催化剂失活或钝化。催化剂失活或钝化的方法是向聚烯烃粉料中通入少量的水蒸汽，水蒸汽与催化剂反应生产稳定的化合物。

现将国内外聚烯烃粉料后处理方法和装置的专利综述如下：

1、先汽蒸、后干燥。日本专利特开昭58-216735中所述的环管聚合工艺就是采用这一后处理方法。离开聚合反应器的聚合物粉料经过初步的气/固分离后，聚合物仍携带约2%wt的烃类。聚合物粉料先从顶部进入一台带立式搅拌的汽蒸器，随重力落下，与汽蒸器底部通入的大量水蒸汽将进入汽蒸器的聚烯烃粉料温度从约80℃间接加热到约110℃并与聚烯烃粉料逆向接触并完全脱除烃类，聚烯烃粉料再从底部离开汽蒸器。水蒸汽带着置换出来的烃类从汽蒸器顶部离开，经过冷凝脱水、压缩后回收烃类。汽蒸器有夹套，可通入水蒸汽，适当加热聚烯烃粉料。聚合物在汽蒸器中接触水蒸汽的同时，其残留的催化剂与水蒸汽充分反应，生产稳定的化合物。

离开汽蒸器的聚烯烃粉料，不携带烃类，但是携带水蒸汽，需要进一步干燥处理。含水蒸汽的聚烯烃粉料从顶部进入一台带立式搅拌的干燥器，随重力落下，与干燥器底部通入的大量氮气逆向接触并完全脱除水蒸汽，并从底部离开干燥器。氮气带着置换出来的水蒸汽从干燥器顶部离开，经过冷凝脱水、压缩后的氮气再重新回到干燥器，循环使用。

先汽蒸、后干燥方法的优点是从汽蒸器底部通入大量水蒸汽加热粉料并与粉料逆向接触，能完全彻底的脱除聚合物中的烃类。干燥器采用类似操作，又能完全脱除聚烯烃粉料中的水蒸汽。缺点是汽蒸器通入蒸汽量较大，干燥器置换氮气通入量也较大，整个粉料处理流程长，设备多，能耗高。