[发明专利]基于静态混合器和超声波消泡的苯丙乳液脱单装置和工艺

说明书

本发明的基于静态混合器和超声波消泡的苯丙乳液脱单装置和工艺，苯丙乳液和水蒸气混合进入静态混合器进行强化汽提操作，再进入设置有超声波发生器的闪蒸罐脱汽，利用超声波破泡的作用，加快了闪蒸罐内的汽液分离，从而减小闪蒸罐的体积具有过程强化的效果。静态混合器和除沫器的制造材料使用了表面粘连能力较低的聚四氟乙烯材料，能够有效防止聚合物粘黏，利于工艺的稳定运行和装置的检修。本发明具有苯丙乳液脱单效率高、设备体积小的优点。

技术领域

本发明涉聚合乳液后处理过程，具体是基于静态混合器和超声波消泡的苯丙乳液脱单装置和工艺。

背景技术

苯丙乳液（苯乙烯-丙烯酸酯乳液）是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得，其耐水、耐碱、耐洗擦性能好，而且耐户外老化，广泛应用在胶粘剂、涂料等领域。苯丙乳液生产中单体不能100%转化, 不可避免地在乳液中存在一定未反应的单体。苯丙乳液的单体为含不饱和双键的化合物, 如苯乙烯、丙烯酸及其酯类化合物等。这些化合物对环境都存在不良影响, 且都有强烈的刺激性气味和不同程度的毒性, 会损害使用者的健康, 如造成皮肤过敏、呼吸困难、头痛等。因此, 尽可能减少苯丙乳液中的残留单体具有非常重要的意义。汽提法是脱除聚合物乳液中残留单体的常用方法，此法是指在一定温度、真空条件下的汽提塔内, 将水蒸汽或含有其它惰性气体的蒸汽通入聚合物乳液, 利用这些气体与液相接触所产生的界面, 从聚合物乳液中带走残留的单体（盛鑫鑫, 谢德龙, 张心亚. 聚合物乳液中残留单体脱除方法的研究进展[J]. 高分子材料科学与工程, 2013(06):160-164.）。由于汽提法是在真空条件下进行，因此在汽提塔和分离罐内，聚合物乳液在脱气时会大量鼓泡，一方面，需要增大汽提塔和分离罐的体积才能避免泡沫进入真空系统，另一方面，气泡不能及时破裂、更新造成脱单效果下降。因此有必要开发能及时破泡的聚合物乳液汽提脱单装置和工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供基于静态混合器和超声波消泡的苯丙乳液脱单装置和工艺。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：基于静态混合器和超声波消泡的苯丙乳液脱单装置，所述的装置为：第一管路与三通的第一个口相连通，第二管路与三通的第二个口相连通，第三管路的一端与三通的第三个口相连通，第三管路的另一端与静态混合器1的入口相连通，静态混合器1的出口与第四管路的一端相连通，第四管路上设置有节流阀2，第四管路的另一端与闪蒸罐3的中部相连通；闪蒸罐3的上部设置有除沫器3-1，闪蒸罐3的中部设置有超声波发生器3-2，闪蒸罐3底部与第五管路相连通；第六管路的一端与闪蒸罐3的顶部相连通，第六管路的另一端与冷凝器4的入口相连通；冷凝器4的出口与第七管路的一端相连通，第七管路的另一端与冷凝液收集罐5的中部相连通；第八管路的一端与冷凝液收集罐5的顶部相连通，第八管路的另一端接通抽真空系统。

作为改进，所述的静态混合器1的制造材料为聚四氟乙烯。

作为改进，所述的除沫器3-1的制造材料为聚四氟乙烯。

基于静态混合器和超声波消泡的苯丙乳液脱单工艺，所述的工艺包括：苯丙乳液通过第一管路进入三通，水蒸气通过第二管路进入三通，苯丙乳液和水蒸气在三通中混合得到第一气液混合物，并经由第三管路进入静态混合器1，通过静态混合器1后进入第四管路并经由节流阀2进入闪蒸罐3，在闪蒸罐3内第一气液混合物在超声波发生器3-2发出的超声波的作用下实现汽液分离得到第一汽相和第一液相；第一液相在重力的作用下落入闪蒸罐3的底部得到脱单苯丙乳液，脱单苯丙乳液经由第五管路排出；第一汽相往上经过设置在闪蒸罐3上部的除沫器3-1进入闪蒸罐3的顶部，并经由第六管路进入冷凝器4被部分冷凝形成第二汽液混合物；第二汽液混合物经由第七管路进入冷凝液收集罐5，第二汽液混合物在冷凝液收集罐5中进行汽液分离得到第二液相和第二汽相；第二液相落入冷凝液收集罐5的底部；第二汽相从冷凝液收集罐5的顶部经由第八管路去抽真空系统。

作为改进，所述的苯丙乳液和水蒸汽的质量比为5~15:1。