本發(fā)明涉及一種聚合物粉料脫揮的裝置及方法，適用于聚烯烴生產(chǎn)裝置。

背景技術(shù)：

在聚合反應(yīng)中，根據(jù)工藝和物性的不同，聚合產(chǎn)物會(huì)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(shí)，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(yùn)行的安全和聚烯烴產(chǎn)品儲(chǔ)存運(yùn)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。

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。現(xiàn)分述如下：

(1)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(tái)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(shí)，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(tái)流化床干燥器脫除水份。先汽蒸、后干燥方法的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)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(zhǎng)、設(shè)備多、占地面積大。

(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(tái)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?dú)獾亩嘀刈饔孟拢酆衔镏袛y帶的烴類被大部分置換出來。聚合物粉料再進(jìn)入一臺(tái)汽蒸器，與含有水蒸氣的氮?dú)庀嘟佑|，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?dú)?、水蒸氣中含有烴類很少，可以直接排放大氣。此法的優(yōu)點(diǎn)是流程比較簡(jiǎn)短。其缺點(diǎn)是離開干燥器的尾氣中除了烴類之外還含有大量的氮?dú)庖约凹訜釙r(shí)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。

(3)在脫氣倉中同時(shí)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(tái)立式的脫氣倉，脫氣倉不帶有攪拌，移動(dòng)床操作。向脫氣倉通入氮?dú)夂臀⒘康乃魵?。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(diǎn)是流程比較簡(jiǎn)短。其缺點(diǎn)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?dú)?，難以用經(jīng)濟(jì)的方法徹底加以回收。

(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(diǎn)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?dú)獾臈l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(diǎn)是通過加熱、攪拌(機(jī)械攪拌或者流化床、氣流輸送)、延長(zhǎng)粉料停留時(shí)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(diǎn)是在不接觸氮?dú)獾臈l件下脫除烴類的聚丙烯粉料進(jìn)入汽蒸、去活設(shè)備時(shí)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?dú)饣旌现箅y以回收、排放時(shí)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(shí)質(zhì)性改進(jìn)就是干燥器中不再通入氮?dú)猓峭ㄟ^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?dú)?，聚丙烯粉料由干燥器進(jìn)入汽蒸器時(shí)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?dú)鈺r(shí)由干燥器進(jìn)入汽蒸 器時(shí)攜帶的烴類要多，汽蒸器尾氣排放時(shí)帶來環(huán)保上的問題。

中國專利CN 102453160A聚丙烯粉料后處理方法的特點(diǎn)是在采用干燥、汽蒸后處理工藝的場(chǎng)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?dú)?，而是直接通入水蒸氣，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?dú)饷摮哿现袛y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(diǎn)是操作流程復(fù)雜，同時(shí)不能保證聚合粉料的干燥。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種聚合物粉料脫揮的裝置及方法，該脫揮裝置利用流化床原理使得聚合物與熱氮?dú)夂驼羝幕旌蠚獬浞纸佑|，揮發(fā)份被放空的氣流帶走，從而提高脫揮效率；該裝置可以調(diào)整熱氮?dú)夂驼羝谋壤?，同時(shí)保持聚合物粉料的干燥。

本發(fā)明提供一種聚合物粉料脫揮裝置，其中，該脫揮裝置包括帶臥式攪拌器的氣相全混流容器和過濾器，所述氣相全混流容器左側(cè)中心軸線處設(shè)有攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述氣相全混流容器頂部遠(yuǎn)離所述攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)設(shè)有過濾器，所述氣相全混流容器頂部靠近攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)設(shè)有進(jìn)料口，所述氣相全混流容器底部遠(yuǎn)離攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)設(shè)有排料口，所述氣相全混流容器底部開有均勻分布的孔。

本發(fā)明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)有伴熱層。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，所述脫揮裝置外壁優(yōu)選還設(shè)有保溫層，所述保溫層優(yōu)選設(shè)置在伴熱層的外面。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，所述脫揮裝置優(yōu)選為恒壓容器。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，所述攪拌器優(yōu)選為螺帶式。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮裝置，其中，所述孔的排布優(yōu)選為沿容器底部軸線方向等間距分布。

本發(fā)明還提供一種聚合物粉料脫揮方法，其中，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)入脫揮器，熱氮?dú)夂驼羝幕旌蠚鈴拿摀]裝置底部均勻分散進(jìn)入，聚合物和混合氣充分接觸，進(jìn)行脫揮，氣體通過頂部遠(yuǎn)離攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)的過濾器過濾后放空，聚合物從底部遠(yuǎn)離攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)排出脫揮器，所述脫揮裝置為上述聚合物粉料脫揮裝置。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮方法，其中，所述脫揮裝置中聚合物粉料的停留時(shí)間優(yōu)選是5min～60min，更優(yōu)選的是10min～30min，可根據(jù)脫揮效果進(jìn)行調(diào)整。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮方法，其中，所述脫揮裝置的壓力優(yōu)選是0.1MPa～0.7MPa，更優(yōu)選的是0.2MPa～0.7MPa。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮方法，其中，所述熱氮?dú)獾臏囟葍?yōu)選是30℃～100℃，更優(yōu)選的是70℃～100℃。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮方法，其中，所述熱氮?dú)夂驼羝幕旌蠚庵姓羝w積優(yōu)選占0％～100％，更優(yōu)選占1％～10％。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮方法，其中，所述伴熱層溫度優(yōu)選為30℃～100℃，更優(yōu)選為60℃～100℃。

本發(fā)明所述的聚合物粉料脫揮方法，其中，所述攪拌器的轉(zhuǎn)速優(yōu)選是5r/h～300r/h，更優(yōu)選為50r/h～100r/h。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，流程短，用于對(duì)聚合物粉料中吸附夾帶的可燃揮發(fā)份進(jìn)行脫除處理，既可實(shí)現(xiàn)揮發(fā)份的高效脫除，又能根據(jù)產(chǎn)品要求控制粉料的干燥程度，不會(huì)對(duì)后續(xù)處理工藝造成影響，大大降低后續(xù)工藝的安全風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說明

圖1：一種聚合物粉料脫揮的裝置示意圖；

其中，附圖標(biāo)記

過濾器 1

氣相全混流容器 2

伴熱層 3

保溫層 4

排料口 5

孔 6

攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu) 7

攪拌器 8

進(jìn)料口 9.

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例，下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件。

本發(fā)明提供一種聚合物粉料脫揮的裝置及方法，該脫揮裝置利用流化床原理使得聚合物與熱氮?dú)夂驼羝幕旌蠚獬浞纸佑|，揮發(fā)份被放空的氣流帶走，從而提高脫揮效率；該裝置可以調(diào)整熱氮?dú)夂驼羝谋壤瑫r(shí)保持聚合物粉料的干燥。

參考附圖1，所示的聚合物粉料脫揮的裝置示意圖，該脫揮裝置包括帶臥式攪拌器的氣相全混流容器2和過濾器1，氣相全混流容器2左側(cè)中心軸線處設(shè)有攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)7，氣相全混流容器2頂部遠(yuǎn)離攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)7一側(cè)設(shè)有過濾器1，氣相全混流容器2頂部靠近攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)7一側(cè)設(shè)有進(jìn)料口9，氣相全混流容器2底部遠(yuǎn)離攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)7一側(cè)設(shè)有排料口5，氣相全混流容器2底部開有均勻分布的孔6，孔6的排布為沿容器底部軸線方向等間距分布。

所述脫揮裝置外壁設(shè)有伴熱層2，脫揮裝置外壁還設(shè)有保溫層3，保溫層設(shè)置在伴熱層的外面，脫揮裝置為恒壓容器。

所述攪拌器為螺帶式8。

本發(fā)明還提供一種聚合物粉料脫揮方法，其中，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)入脫揮器，熱氮?dú)夂驼羝幕旌蠚鈴拿摀]裝置底部均勻分散進(jìn)入，聚合物和混合氣充分接觸，進(jìn)行脫揮，氣體通過頂部遠(yuǎn)離攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)的過濾器過濾后放空，聚合物從底部遠(yuǎn)離攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)排出脫揮器，所述脫揮裝置為上述聚合物粉料脫揮裝置。

所述脫揮裝置中聚合物粉料的停留時(shí)間優(yōu)選是5min～60min，更優(yōu)選的是10min～30min，可根據(jù)脫揮效果進(jìn)行調(diào)整；如果聚合物粉料的停留時(shí)間小于5min，由于停留時(shí)間過短，造成脫揮不充分，可燃介質(zhì)殘留量大；而聚合物粉 料的停留時(shí)間大于60min，由于停留時(shí)間過長(zhǎng)，造成時(shí)間浪費(fèi)，且導(dǎo)致產(chǎn)品中細(xì)粉含量增加，影響加工效果，并無其他有益效果。

所述脫揮裝置的壓力優(yōu)選是0.1MPa～0.7MPa，更優(yōu)選的是0.2MPa～0.7MPa。如果脫揮裝置的壓力小于0.1MPa，由于壓力過小，造成放空不暢，無法將揮發(fā)份徹底帶走，而脫揮裝置的壓力大于0.7MPa，由于壓力過大，造成上游下料阻力大，且易導(dǎo)致放空過濾器堵塞頻繁，增加后續(xù)處理工作，并無其他有益效果。

所述熱氮?dú)獾臏囟葍?yōu)選是30℃～100℃，更優(yōu)選的是70℃～100℃；如果熱氮?dú)獾臏囟刃∮?0℃，由于溫度過低，造成粉料中夾帶的重組份揮發(fā)度不夠，而熱氮?dú)獾臏囟瘸^100℃，由于溫度過高，容易造成粉料在脫揮器中粘結(jié)壓實(shí)，排料不暢，并無其他有益效果。

所述熱氮?dú)夂驼羝幕旌蠚庵姓羝w積優(yōu)選占0％～100％，更優(yōu)選占1％～10％。

所述伴熱帶溫度優(yōu)選為30℃～100℃，更優(yōu)選為60℃～100℃；如果伴熱帶的溫度小于30℃，由于溫度過低，造成粉料溫度過低，重組份揮發(fā)不徹底，而伴熱帶的溫度超過100℃，由于溫度過高，容易造成粉料在脫揮器中粘結(jié)壓實(shí)，排料不暢，并無其他有益效果。

所述攪拌器的轉(zhuǎn)速優(yōu)選是5r/h～300r/h，更優(yōu)選為50r/h～100r/h；如果攪拌器的轉(zhuǎn)速小于5r/h，由于攪拌器的轉(zhuǎn)速過低，造成上游下料負(fù)荷受限，且易導(dǎo)致產(chǎn)品吸水量過高；而攪拌器的轉(zhuǎn)速大于300r/h，由于攪拌器的轉(zhuǎn)速過高，容易造成粉料磨碎，細(xì)粉含量增加，并無其他有益效果。

實(shí)施例1：

如圖1所示，聚合物粉料脫揮裝置為一設(shè)有臥式攪拌的0.5m³恒壓容器，控制壓力為0.2MPa，攪拌器為螺帶式，設(shè)定轉(zhuǎn)速為5r/h；混合氣中蒸汽的比例為100％，蒸汽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(yùn)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(shí)間為60min；氣體通過頂部遠(yuǎn)離攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)的過濾器過濾后放空，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30℃。

實(shí)施例2：

如圖1所示，聚合物粉料脫揮裝置為一設(shè)有臥式攪拌的0.5m³恒壓容器，控制壓力為0.3MPa，攪拌器為螺帶式，設(shè)定轉(zhuǎn)速為60r/h；混合氣中蒸汽的比例為5％，熱氮?dú)獾臏囟葹?0℃，熱氮?dú)馀c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(yùn)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(shí)間為30min；氣體通過頂部遠(yuǎn)離攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)的過濾器過濾后放空，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℃。

實(shí)施例3：

如圖1所示，聚合物粉料脫揮裝置為一設(shè)有臥式攪拌的0.5m³恒壓容器，控制壓力為0.7MPa，攪拌器為螺帶式，設(shè)定轉(zhuǎn)速為300r/h；混合氣中蒸汽的比例為0％，熱氮?dú)獾臏囟葹?00℃，熱氮?dú)庥擅摀]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(yùn)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(shí)間為5min；氣體通過頂部遠(yuǎn)離攪拌執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)的過濾器過濾后放空，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100℃。