[发明专利]聚合物溶液汽提凝聚分离装置及其分离方法

说明书

技术领域

本发明属于聚合物生产技术领域，更明确地说涉及合成橡胶、合成树脂和塑料等聚合物溶液的汽提凝聚分离装置及其分离方法的改进。

背景技术

溶液聚合法得到的聚合物溶液目前普遍采用在热水中汽提凝聚法将聚合物和溶剂分离。目前广泛采用多釜凝聚技术(两个或两个以上搅拌釜串联)，在凝聚效果和能耗上优于早期的单釜凝聚和塔式凝聚技术[虞乐舜，合成橡胶工业，1978，1(5)，1；北京燕山石化公司胜利化工厂，合成橡胶工业，1978，1(4)，1；赵多山，合成橡胶工业，1986，9(5)，318；徐世艾等，合成橡胶工业，1997，20(6)，369]。其中，每个串联的凝聚釜都是立式搅拌釜，其高度H和直径D的比例H/D在3左右，这样就不得不采用多层搅拌器。在生产上，60～100立方米凝聚釜的搅拌电机功率为75kW，平均单位体积的能耗约为1kW/m³左右，是相当高的[虞乐舜，合成橡胶工业，1980，3(3)，145]。此外，串联的凝聚釜之间必须采用大直径的管道通过釜与釜之间的液位差、压力差或大功率颗粒泵来输送热水和胶粒，这不仅使设备安装和操作控制复杂及能耗增加，而且容易出现因胶粒的堵塞而影响正常操作。

有的生产流程为了增加胶粒在第2釜(和第3釜)的停留时间以增加凝聚效果[GB1172797(1969)]，在两个凝聚釜之间的管道上增设特殊设计的提浓器，从胶粒水中分出一定量的热水。然而，此提浓器不仅结构复杂而且容易被胶粒堵塞影响正常操作。

也有的生产流程为了进一步节省蒸汽，将第2凝聚釜的上升汽体(水蒸汽质量占80％左右)直接引入第1凝聚釜作为加热蒸汽的一部分而节能[US3076795(1963)]。这样就不得不将第2凝聚釜压力提高，以克服第1凝聚釜的液位产生的压力，这使两个釜之间的联结更加困难。

因此，目前需要从节省设备投资和能耗及简化操作控制角度对现有的双釜或多釜凝聚技术加以改进。

发明内容

本发明的目的，在于克服上述缺点和不足，提供一种聚合物和溶剂的汽提凝聚分离装置及其分离方法。它能有效节省设备投资、大大降低能耗节约能源，简化操作和控制工艺，取得优良的凝聚分离效果。

为了达到上述目的，本发明将传统的两个或多个串联的立式搅拌凝聚釜改为单个的卧式搅拌凝聚釜，中间用隔板分成两个凝聚区(釜)，在达到双釜或多釜凝聚效果的同时进一步节省设备投资和能耗及简化操作控制。

本发明包括带有进口和聚合物颗粒水出口且左右分为A区和B区的卧式凝聚器、分别安装在A区和B区的搅拌器、安装在卧式凝聚器进口的三流体喷嘴、连接在三流体喷嘴上的聚合物溶液管线、连接在卧式凝聚器B区上面的B区上升汽体管线、与B区上升汽体管线和B区加热蒸汽管线连接的文丘里混合器、连接在卧式凝聚器B区底部的B区加热蒸汽管线、连接在卧式凝聚器A区上面的A区上升汽体管线、连接在A区上升汽体管线上的冷凝器、承接在聚合物颗粒水出口下面的分离筛、连接在分离筛下面的热水罐、安装在卧式凝聚器A区下面的提浓器、与提浓器连接的提浓水管线、连接在提浓水管线上的热水泵、分别连接在热水泵和聚合物溶液管线以及卧式凝聚器A区之间的循环热水管线和热水管线。热水管线、循环热水管线和提浓水管线上分别安装着热水流量计、循环热水流量计和提浓水流量计，热水罐和提浓水管线之间以管线连接。文丘里混合器还以管线与三流体喷嘴的蒸汽夹套连接。

卧式凝聚器的A区和B区中分别安装着一个搅拌器，中间固定着隔板，隔板的下部有开孔，隔板的侧面安装着闸板，闸板上联结一个在器壁有填料密封的螺杆使闸板可上下移动，根据生产能力的大小来调节开孔的大小。两个搅拌器均靠近隔板安装。两个搅拌器均为轴流型。

加热蒸汽流经文丘里混合器时产生一定的负压，将凝聚器B区的上升蒸汽吸入并混合后通过三流体喷嘴的夹套喷入凝聚器A区作为汽提凝聚的加热蒸汽。这样，可用高温的B区的上升蒸汽来加热A区，并防止由此造成B区的压力升高，从而节省能量。

三流体喷嘴由静态混合器和蒸汽夹套组成，聚合物溶液和循环热水在静态混合器中混合，被夹套中来自文丘里混合器的水蒸汽预热，然后三者一起喷入凝聚器的A区。聚合物溶液预热不仅有利于降低流体粘度促进混合，而且在喷嘴的出口处产生剪切力进一步产生切割和分散作用，增进凝聚效果。静态混合器具有5～20个混合单元。