[发明专利]一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置和方法

说明书

本发明提供了一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置和方法，采用串联的2个或3个的凝聚釜，在所述凝聚釜内将橡胶聚合物溶液和热水的混合物与蒸汽进行接触，使橡胶聚合物溶液中的溶剂汽化脱除；通过增加捕集气相夹带细胶粒的装置且搅拌器电机轴上设有热水接收器；所述捕集气相夹带细胶粒的装置安装在搅拌器电机轴上部且与搅拌器电机轴上的热水接收器连通，其转动频次和搅拌器相同。采用本发明提供的凝聚工艺进行聚合物溶液的凝聚时，可以有效减少凝聚釜顶部溶剂气体、水蒸气中细胶粒的夹带，防止后续的冷凝设备的堵塞，使凝聚工艺长周期运行，并提高分离效果、降低单体的消耗。

技术领域

本发明涉及橡胶类聚合物领域，特别是涉及一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置和方法。

技术背景

一些常见的橡胶类聚合物的生产过程通常包括聚合、凝聚、后处理等工艺过程。在聚合单元，一种或一种以上的单体在溶剂中与催化剂作用下发生聚合反应得到聚合物溶液，再进入凝聚单元，通过水析法使用蒸汽和热水将聚合物中的溶剂闪蒸分离，得到的含水聚合物再经过干燥等后处理过程即得到聚合物产品。水析法凝聚的过程是在机械搅拌下，使胶粒呈液滴状分散于热水中，在釜中直接通入蒸气，靠部分蒸汽冷凝放出潜热来加热热水，热量通过热水传递给胶粒。此时，液滴状胶液中的溶剂、单体等受热部分气化，溶剂气体被水蒸气按一定比例带出凝聚釜，达到脱除溶剂的目的。溶剂蒸出后的橡胶呈颗粒状析出，分散于水中。现有技术的凝聚过程一般采用双釜凝聚或三釜凝聚，多釜凝聚操作能够提高溶剂脱除的效果。

目前国内大多数合成橡胶装置已采用了水析法三釜凝聚的工艺，在首釜凝聚过程中，随着热水和胶液传质传热水析的不断进行，胶粒从溶剂中分离出来，蒸发的溶剂气体、水蒸气会夹带细胶粒从凝聚釜顶带出，进入后续的冷凝分离系统，进而堵塞设备，影响换热和分离效果，最终影响装置的能耗和物耗。在目前大部分装置中凝聚首釜使用的分离夹带颗粒的方法是用泵将后处理过程从胶粒中分离出的热水，输送至设置在釜内顶端的带有微孔的环状管式喷淋装置中，依靠泵提供的压力从微孔中喷出，形成液雾将颗粒从气相拦截下来，随液滴返回釜中，初期效果明显，有效的缓解了后续系统的堵塞问题，但随着时间的延长效果越来越差，主要是从后处理循环利用的热水必然夹带少部分细胶粒经过时间积累将喷淋微孔堵塞造成液雾分布不均，影响了拦截效果。而管式喷淋装置设置在釜内，清洗困难，并影响装置长周期运行。因此，开发一种有效的捕集气相夹带细胶粒的装置以进一步降低能耗、物耗，减少三废排放，降低成本已成为该领域研究的热点问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置和方法，在本发明凝聚过程中，橡胶聚合物溶液和热水在凝聚釜中通过水析法分离过程以实现胶液中溶剂的脱除，通过对凝聚釜喷淋装置的特殊设计，即权利要求中的捕集气相夹带细胶粒的装置，可以使凝聚工艺长周期运行，有效减少凝聚釜顶部溶剂气体、水蒸气中细胶粒的夹带，防止后续的冷凝设备的堵塞，提高分离效果，并降低单体的消耗。

本发明公开了一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置，包括：

第一凝聚釜，其侧面设有第一进料口和蒸汽入口，所述第一进料口与进料单元连接；底部设有第一出料口；顶部设有第一蒸汽出管和蒸汽冷凝器，用于对第一凝聚釜中的蒸汽进行冷凝回收；

第二凝聚釜，其侧面设有第二进料口，通过第一输送管与第一凝聚釜的第一出料口连接，第一输送管上设有首釜胶粒水泵；底部设有第二出料口，且底部还连接低压蒸汽管；顶部设有第二蒸汽出管，与第一凝聚釜的蒸汽入口连接；

所述第一凝聚釜和第二凝聚釜顶部均连接热水管，内部均设有搅拌器和捕集气相夹带细胶粒的装置，搅拌器电机轴上设有热水接收器；所述搅拌器为单层或多层，所述捕集气相夹带细胶粒的装置安装在搅拌器电机轴上部且与搅拌器电机轴上的热水接收器连通，其转动频次和搅拌器相同。