聚合物粉料脫揮裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種聚合物粉料脫揮裝置，包括進(jìn)氣單元、進(jìn)料單元、物料混合單元、放空單元和放料單元，其特征在于，所述物料混合單元采用臥式攪拌氣相全混流容器，在所述氣相全混流容器中安裝有分布板，所述分布板平行于所述氣相全混流容器的水平軸線設(shè)置在所述氣相全混流容器的下部。
【專利說明】
聚合物粉料脫揮裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種聚合物粉料脫揮的裝置，具體涉及一種適用于聚烯烴生產(chǎn)的
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]在聚合反應(yīng)中，根據(jù)工藝和物性的不同，聚合產(chǎn)物會呈現(xiàn)不同的狀態(tài)，其中比較典型的是聚合物以固體粉末狀的形式從反應(yīng)器出料，如氣相法聚烯烴工藝。固體聚合物從反應(yīng)器排出時，聚合物粉料中往往殘留少量未失活的催化劑和未反應(yīng)的單體，這些雜質(zhì)必須在脫氣干燥系統(tǒng)中予以除去，目的是保證造粒和風(fēng)送等下游裝置運行的安全和聚烯烴產(chǎn)品儲存運輸?shù)陌踩?，最大限度地減少共聚單體的消耗，減少產(chǎn)品異味。
[0003]上述脫除烴類的過程一般稱為脫氣或脫揮，將殘留的催化劑分解去活的過程一般稱為汽蒸?，F(xiàn)分述如下:
[0004](I)先汽蒸、后干燥。日本專利特開昭58-216735所述的環(huán)管聚合工藝就是采用這一后處理方法。離開聚合反應(yīng)器的聚合物粉料經(jīng)過初步的氣/固分離之后，仍然攜帶?2%烴類的聚丙烯粉料首先進(jìn)入一臺汽蒸器的上部，與自下而上的水蒸氣逆流相接觸。聚合物中攜帶的烴類被水蒸氣置換出來，從汽蒸器的上部離開并加以回收;聚合物在汽蒸器中接觸水蒸氣的同時，其殘留的催化劑被分解去活。帶有部分游離水的聚合物從汽蒸器的底部離開，進(jìn)入一臺流化床干燥器脫除水分。先汽蒸、后干燥方法的優(yōu)點是可以很方便的將離開汽蒸器的氣相中的烴類和水蒸氣加以分離，從而可以徹底的回收烴類物質(zhì)。其缺點是后處理需要考慮游離水的脫除，需要大量熱氮循環(huán)，流程長、設(shè)備多、占地面積大。
[0005](2)先干燥、后汽蒸。日本專利特開昭58-157807，昭56-139520(三井油化)所述的聚合工藝就是采用這一后處理方法。離開聚合反應(yīng)器的聚合物粉料經(jīng)過初步的氣/固分離之后，仍然攜帶?2%烴類的聚丙烯粉料首先進(jìn)入一臺臥式的槳葉干燥器，干燥器的夾套、攪拌軸、攪拌葉片內(nèi)部都可以通入水蒸氣進(jìn)行加熱。在加熱、攪拌和通入氮氣的多重作用下，聚合物中攜帶的烴類被大部分置換出來。聚合物粉料再進(jìn)入一臺汽蒸器，與含有水蒸氣的氮氣相接觸，聚合物中攜帶的微量烴類被進(jìn)一步置換出來，殘留的催化劑被水蒸氣分解去活，離開汽蒸器的氮氣、水蒸氣中含有烴類很少，可以直接排放大氣。此法的優(yōu)點是流程比較簡短。其缺點是離開干燥器的尾氣中除了烴類之外還含有大量的氮氣以及加熱時蒸出的小分子聚合物，難以用經(jīng)濟(jì)的方法徹底加以回收。國內(nèi)現(xiàn)有裝置均直接去火炬排放甚至就地排放，增加了聚合單體的單耗以及二氧化碳的排放、造成了環(huán)境的污染。
[0006](3)在脫氣倉中同時進(jìn)行干燥、去活。日本專利昭59_230010(Amoco/Chisso)所述的聚合工藝就是采用這一后處理方法。離開聚合系統(tǒng)的聚合物粉料經(jīng)過初步的氣/固分離之后，仍然攜帶?2%烴類的聚丙烯粉料進(jìn)入一臺立式的脫氣倉，脫氣倉不帶有攪拌，移動床操作。向脫氣倉通入氮氣和微量的水蒸氣。聚合物中的烴類被置換出來，殘留的催化劑被水蒸氣分解去活。此法的優(yōu)點是流程比較簡短。其缺點是操作溫度較低，揮發(fā)份的脫除程度較低，另外離開脫氣倉的尾氣中除了烴類之外還含有大量的氮氣，難以用經(jīng)濟(jì)的方法徹底加以回收。
[0007](4)先脫氣、再汽蒸去活。中國專利(200410053651.3)聚丙烯粉料后處理方法。此方法的特點是離開聚合系統(tǒng)的聚合物粉料經(jīng)過初步的氣/固分離之后，仍然攜帶?2%烴類的聚丙烯粉料，在不接觸氮氣的條件下先將聚合物粉料中的大部分烴類脫除出來、然后再進(jìn)行汽蒸、去活。其方法的優(yōu)點是通過加熱、攪拌(機(jī)械攪拌或者流化床、氣流輸送)、延長粉料停留時間的方法將聚丙烯粉料中的大部分烴類脫除出來、并加以回收，但是其缺點是在不接觸氮氣的條件下脫除烴類的聚丙烯粉料進(jìn)入汽蒸、去活設(shè)備時仍然攜帶比較多的烴類，這些烴類在汽蒸、去活過程中與大量氮氣混合之后難以回收、排放時難以達(dá)到環(huán)保的要求。中國專利(200410053651.3)比(2)日本專利特開昭58-157807，昭56-139520(三井油化)的“先干燥、后汽蒸”后處理方法的實質(zhì)性改進(jìn)就是干燥器中不再通入氮氣，而是通過干燥器的加熱、攪拌將100%形態(tài)的烴類泄放出來之后加以回收。但是仍然不能徹底解決降低單耗的問題。由于干燥器中不通入氮氣，聚丙烯粉料由干燥器進(jìn)入汽蒸器時攜帶的烴類比日本專利特開昭58-157807，昭56-139520(三井油化)在干燥器中通入氮氣時由干燥器進(jìn)入汽蒸器時攜帶的烴類要多，汽蒸器尾氣排放時帶來環(huán)保上的問題。
[0008]中國專利CN102453160A聚丙烯粉料后處理方法的特點是在采用干燥、汽蒸后處理工藝的場合下:不再向具有蒸汽非直接加熱、帶有攪拌的干燥器通入氮氣，而是通入直接水蒸氣，將干燥器改造成為回收烴類和脫除聚丙烯粉料中揮發(fā)份，使殘留的催化劑去活，離開干燥器的聚丙烯粉料中不含有游離水的汽蒸干燥器;上述脫除相當(dāng)一部分烴類之后的聚合物再進(jìn)入現(xiàn)有工藝所采用的汽蒸器，通入氮氣脫除粉料中攜帶的水蒸氣，汽蒸器中不再通入水蒸氣，將汽蒸器改造成為脫除水蒸氣的脫濕器。其缺點是操作流程復(fù)雜，同時不能保證聚合粉料的干燥。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型的目的是提供一種聚合物粉料脫揮的裝置，該脫揮裝置利用流化床原理使得聚合物與熱氮氣和蒸汽的混合氣充分接觸，揮發(fā)份被放空的氣流帶走;可以使混合氣體進(jìn)入脫揮裝置后進(jìn)一步流化分散均勻，增強(qiáng)混合氣體與聚合物粉末的接觸機(jī)會。
[0010]本實用新型提供一種聚合物粉料脫揮裝置，包括進(jìn)氣單元、進(jìn)料單元、物料混合單元、放空單元和放料單元，其特征在于，所述物料混合單元采用臥式攪拌氣相全混流容器，在所述氣相全混流容器中安裝有分布板，所述分布板平行于所述氣相全混流容器的水平軸線設(shè)置在所述氣相全混流容器的下部。
[0011]本實用新型所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，所述分布板優(yōu)選為直流式或側(cè)流式。
[0012]本實用新型所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，所述分布板表面氣孔的數(shù)量優(yōu)選大于等于1000孔/平方米。
[0013]本實用新型所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，優(yōu)選的是，所述進(jìn)氣單元包括蒸汽線、熱氮氣線、氣動開關(guān)閥、單向閥;所述熱氮氣線上設(shè)有氮氣流量計，所述蒸汽線上設(shè)有蒸汽流量計，所述熱氮氣線和所述蒸汽線連接后經(jīng)所述氣動開關(guān)閥控制，經(jīng)過所述單向閥均勻分成多個支路。
[0014]本實用新型所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，優(yōu)選的是，所述物料混合單元包括攪拌電機(jī)和攪拌器，所述攪拌器采用螺帶式攪拌方式。
[0015]本實用新型所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，優(yōu)選的是，所述進(jìn)料單元由聚合物粉料入口構(gòu)成，所述聚合物粉料入口設(shè)置在所述氣相全混流容器的頂部靠近所述攪拌電機(jī)一側(cè)。
[0016]本實用新型所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，優(yōu)選的是，所述放料單元由聚合物粉料出口構(gòu)成，所述聚合物粉料出口設(shè)置在所述氣相全混流容器的底部遠(yuǎn)離所述攪拌電機(jī)一側(cè)。
[0017]本實用新型所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，優(yōu)選的是，所述放空單元包括放空管線、放空過濾器、壓力調(diào)節(jié)閥和球閥。
[0018]本實用新型所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，所述脫揮裝置外壁優(yōu)選設(shè)有保溫層和伴熱層。
[0019]本實用新型還可以詳述如下:
[0020]本實用新型所述的聚合物粉料脫揮裝置，適用于聚烯烴生產(chǎn)裝置，該裝置由進(jìn)氣單元、進(jìn)料單元、物料混合單元、放空單元和放料單元構(gòu)成，其物料混合單元采用臥式攪拌氣相全混流容器，在混合器中安裝有分布板，分布板位于脫揮裝置的下部。所述的分布板的形式為直流式或者側(cè)流式，優(yōu)選側(cè)流式。分布板上均勻分布有氣孔，孔的數(shù)量不小于1000孔/平方米。
[0021]進(jìn)氣單元由蒸汽線和熱氮氣線構(gòu)成，其中熱氮氣線上設(shè)有熱氮氣流量計，蒸汽線上設(shè)有蒸汽流量計，熱氮氣和蒸汽的混合氣經(jīng)過氣動開關(guān)閥控制，經(jīng)過單向閥，然后氣線均勻分成多個支路，混合氣經(jīng)過分布板均勻分散后與聚合物物料充分接觸。
[0022]該脫揮裝置為設(shè)有分布板的臥式攪拌氣相全混流容器，攪拌器為螺桿式，熱氮氣和蒸汽的混合氣從脫揮裝置底部均勻分散進(jìn)入，氣體通過頂部遠(yuǎn)離攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)的過濾器后進(jìn)行放空；聚合物粉料從脫揮裝置頂部靠近攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)進(jìn)入反應(yīng)器，從底部遠(yuǎn)離攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)排出反應(yīng)器，脫揮裝置外壁設(shè)有伴熱保溫層，脫揮裝置為恒壓容器。
[0023]本實用新型所述的聚合物粉料脫揮裝置的壓力是0.1MPa?0.7MPa，優(yōu)選0.2MPa?0.7MPaο
[0024]本實用新型所述的聚合物粉料脫揮裝置中聚合物粉料的停留時間是5min?60min，優(yōu)選1min?30min，可根據(jù)脫揮效果進(jìn)行調(diào)整。
[0025]本實用新型所述的聚合物粉料脫揮裝置中所述熱氮氣的溫度是30°C?100°C，優(yōu)選 70°C ?100°C。
[0026]本實用新型所述的聚合物粉料脫揮裝置中，所述熱氮氣和蒸汽的混合比例可調(diào)，蒸汽含量在0%?100%可調(diào)，優(yōu)選蒸汽含量1%?10%。
[0027]本實用新型所述的聚合物粉料脫揮裝置中，所述脫揮裝置的外壁設(shè)有伴熱溫度是30 °C?100 °C，伴熱溫度優(yōu)選60 °C?100 °C。
[0028]本實用新型所述的聚合物粉料脫揮裝置中，所述攪拌槳的轉(zhuǎn)速是5r/h?300r/h，優(yōu)選 50r/h ?100r/h。
[0029]所述分布板可選擇直流式或者側(cè)流式，其中側(cè)流式分布板是在分布板孔中裝有錐形風(fēng)帽，氣流從錐帽底部的側(cè)縫或錐帽四周的側(cè)孔流出，側(cè)縫式錐帽因其不會在頂部形成小的死區(qū)，氣體緊貼分布板板面吹出，適當(dāng)氣速下也可以消除板面上的死區(qū)，從而大大改善床層的流態(tài)化質(zhì)量，避免發(fā)生燒結(jié)和分布板磨蝕現(xiàn)象，因此應(yīng)用更廣，脫揮的效果更佳，因此使用本實用新型裝置使聚合物粉料與熱氮氣和蒸汽更加充分接觸，揮發(fā)份被放空的氣流更易帶走，從而使脫揮效率提尚。
[0030]本實用新型的有益效果:
[0031]本實用新型提供的脫揮裝置利用流化床原理使得聚合物與熱氮氣和蒸汽的混合氣充分接觸，揮發(fā)份被放空的氣流帶走;可以使混合氣體進(jìn)入脫揮裝置后進(jìn)一步流化分散均勻，增強(qiáng)混合氣體與聚合物粉末的接觸機(jī)會同時該裝置可以調(diào)整熱氮氣和蒸汽的比例，同時保持聚合物粉料的干燥。本實用新型裝置使聚合物粉料與熱氮氣和蒸汽更加充分接觸，揮發(fā)份被放空的氣流更易帶走，從而使脫揮效率提高。
【附圖說明】
[0032]圖1:聚合物粉料脫揮的裝置示意圖；
[0033]圖2:聚合物粉料脫揮裝置的分布板示意圖；
[0034]其中附圖標(biāo)記:
[0035]1-蒸汽線；2-熱氮氣線；3-氮氣流量計;4-蒸汽流量計;5-氣動開關(guān)閥；6_單向閥；7-分布板;8-攪拌電機(jī);9-攪拌器;10-聚合物粉料入口； 11-聚合物粉料出口； 12-放空管線；13-放空過濾器;14-壓力調(diào)節(jié)閥；15-球閥；16-保溫層和伴熱層；17-氣相全混流容器。
【具體實施方式】
[0036]以下對本實用新型的實施例作詳細(xì)說明:本實施例在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和過程，但本實用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實施例，下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件。
[0037]本實用新型提供一種聚合物粉料脫揮裝置，參考附圖1，所示的聚合物粉料脫揮裝置示意圖，包括進(jìn)氣單元、進(jìn)料單元、物料混合單元、放空單元和放料單元，所述物料混合單元采用臥式攪拌氣相全混流容器17，在所述氣相全混流容器17中安裝有分布板7，所述分布板7平行于所述氣相全混流容器17的水平軸線設(shè)置在所述氣相全混流容器17的下部。
[0038]所述分布板7為直流式，參考附圖2，當(dāng)然在其他實施例中也可以采用側(cè)流式。
[0039]所述分布板表面氣孔的數(shù)量為1000孔/平方米，當(dāng)然在其他實施例中也可以大于1000孔/平方米。
[0040]所述進(jìn)氣單元包括蒸汽線1、熱氮氣線2、氣動開關(guān)閥5、單向閥6;所述熱氮氣線2上設(shè)有氮氣流量計3，所述蒸汽線I上設(shè)有蒸汽流量計4，所述熱氮氣線2和所述蒸汽線I連接后經(jīng)所述氣動開關(guān)閥5控制，經(jīng)過所述單向閥6均勻分成多個支路，熱氮氣和蒸汽的混合氣經(jīng)過氣動開關(guān)閥5控制，經(jīng)過單向閥6，然后氣線均勻分成多個支路，混合氣經(jīng)過分布板7均勻分散后與聚合物物料充分接觸。
[0041 ] 所述物料混合單元包括攪拌電機(jī)8和攪拌器9，所述攪拌器9采用螺帶式攪拌方式。
[0042]所述進(jìn)料單元由聚合物粉料入口10構(gòu)成，所述聚合物粉料入口 10設(shè)置在所述氣相全混流容器17的頂部靠近所述攪拌電機(jī)8—側(cè)。
[0043]所述放料單元由聚合物粉料出口11構(gòu)成，所述聚合物粉料出口 11設(shè)置在所述氣相全混流容器17的底部遠(yuǎn)離所述攪拌電機(jī)8—側(cè)。
[0044]所述放空單元包括放空管線12、放空過濾器13、壓力調(diào)節(jié)閥14和球閥15。
[0045]所述脫揮裝置外壁設(shè)有保溫層和伴熱層16。
[0046]如圖1所示，聚合物粉料脫揮裝置為一設(shè)有臥式攪拌的300L恒壓容器，壓力為
0.2MPa?0.7MPa，攪拌器為螺桿式，轉(zhuǎn)速為60r/h ；混合氣中蒸汽的比例為5 %，熱氮氣的溫度為80°C，熱氮氣與蒸汽的混合氣由脫揮裝置底部靠近攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一側(cè)均勻分散進(jìn)入，與由脫揮裝置頂部靠近攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)進(jìn)入的聚合物粉料充分接觸，形成全混流狀態(tài);通過持續(xù)運轉(zhuǎn)的攪拌槳將聚合物粉料輸送至臥式容器的另一側(cè)，聚合物粉料在脫揮裝置中的停留時間為20min;氣體通過頂部遠(yuǎn)離攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)的過濾器后進(jìn)行放空，脫揮后的聚合粉料從底部遠(yuǎn)離攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)排出脫揮裝置，脫揮裝置外壁伴熱保溫層的溫度為70°C。
[0047]如圖2所示為脫揮裝置中的分布板，為直流式，該分布板可以選擇焊接的方式固定在脫揮裝置中，或者選擇螺紋固定方式。由脫揮罐底部均勻分散進(jìn)入的混合氣體經(jīng)過分布板后，使得氣流進(jìn)一步的流化分散均勻，增強(qiáng)混合氣體與聚合物粉末的接觸機(jī)會，因此本實用新型裝置可以使聚合物粉料與熱氮氣和蒸汽更加充分接觸，從而使揮發(fā)份更易被放空的氣流帶走，從而使脫揮效率提1? O
【主權(quán)項】
1.一種聚合物粉料脫揮裝置，包括進(jìn)氣單元、進(jìn)料單元、物料混合單元、放空單元和放料單元，其特征在于，所述物料混合單元采用臥式攪拌氣相全混流容器，在所述氣相全混流容器中安裝有分布板，所述分布板平行于所述氣相全混流容器的水平軸線設(shè)置在所述氣相全混流容器的下部。2.如權(quán)利要求1所述的聚合物粉料脫揮裝置，其特征在于，所述分布板為直流式或側(cè)流式。3.如權(quán)利要求2所述的聚合物粉料脫揮裝置，其特征在于，所述分布板表面氣孔的數(shù)量大于等于1000孔/平方米。4.如權(quán)利要求1所述的聚合物粉料脫揮裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣單元包括蒸汽線、熱氮氣線、氣動開關(guān)閥、單向閥；所述熱氮氣線上設(shè)有氮氣流量計，所述蒸汽線上設(shè)有蒸汽流量計，所述熱氮氣線和所述蒸汽線連接后經(jīng)所述氣動開關(guān)閥控制，經(jīng)過所述單向閥均勻分成多個支路。5.如權(quán)利要求1所述的聚合物粉料脫揮裝置，其特征在于，所述物料混合單元包括攪拌電機(jī)和攪拌器，所述攪拌器采用螺帶式攪拌方式。6.如權(quán)利要求5所述的聚合物粉料脫揮裝置，其特征在于，所述進(jìn)料單元由聚合物粉料入口構(gòu)成，所述聚合物粉料入口設(shè)置在所述氣相全混流容器的頂部靠近所述攪拌電機(jī)一側(cè)。7.如權(quán)利要求5所述的聚合物粉料脫揮裝置，其特征在于，所述放料單元由聚合物粉料出口構(gòu)成，所述聚合物粉料出口設(shè)置在所述氣相全混流容器的底部遠(yuǎn)離所述攪拌電機(jī)一側(cè)。8.如權(quán)利要求1所述的聚合物粉料脫揮裝置，其特征在于，所述放空單元包括放空管線、放空過濾器、壓力調(diào)節(jié)閥和球閥。9.如權(quán)利要求1所述的聚合物粉料脫揮裝置，其特征在于，所述脫揮裝置外壁設(shè)有保溫層和伴熱層。
【文檔編號】C08F10/00GK205528547SQ201620164656
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】呂紅麗, 楊國興, 趙興龍, 高宇新, 宋磊, 王斯晗, 姜進(jìn)憲, 郭峰, 王登飛, 孫彬彬, 李 瑞, 國海峰, 李明全, 任合剛, 楊琦
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司