[发明专利]聚合物脱除挥发性组分的方法及其装置与应用

说明书

本发明涉及聚合物后处理领域，公开了一种聚合物脱除挥发性组分的方法及其装置与应用。该方法包括以下步骤：聚合物熔体输送至第一换热器进行一次加热处理后，进入第一闪蒸罐进行一级脱挥，得到第一闪蒸气相和第一聚合物熔体；将第一聚合物熔体输送至第二换热器进行二次加热处理后，进入第二闪蒸罐进行二级脱挥，得到第二闪蒸气相；将第二闪蒸气相输送至第一冷凝器中进行冷却后输送至分层罐中进行油水分层，得到油相；将第一闪蒸气相和油相输送至重组分脱除塔中进行三级脱挥，得到轻组分和重组分。采用该方法对聚合物进行处理，产品中挥发物含量低，避免了低聚物和高沸点有机化合物在循环液中的聚集，确保了产品的质量和性能稳定。

技术领域

本发明涉及聚合物后处理领域，具体的，公开一种聚合物脱除挥发性组分的方法及其装置与应用。

背景技术

在聚合物工业中，芳香族烯烃单体通过在液相单体中本体聚合反应连续制备聚合物，聚合物熔体再被输送到脱挥发组分装置，在该装置中，不需要的化合物如未反应的单体、溶剂、二聚体和三聚体可以从聚合物中除去。例如，挥发组分可以通过真空蒸馏、加热闪蒸、汽提等方式或几种方式组合来去除。从脱挥装置中排出的气体经冷凝后回收再利用。

US5540813A中介绍了一种用于芳香族烯烃化合物中去除挥发物的方法，聚合物溶液通过换热器加热至230℃以上，再经过两级真空脱挥发器脱除，其中第一级闪蒸塔顶为下流型热交换器，第二级闪蒸塔顶为多喷头插座圈，该多喷头插座圈包括许多直接向下的小孔喷管的环流管使熔化的聚合物形成细条垂直落下，得到的聚合物中的残余单体含量低于500ppm。

US5380822A中介绍了一种提高脱除挥发分效率的方法，将1wt％或更多的水注入到含有残余单体的聚合物或聚合物组合物中，其中的压力在 200-270℃时保持在3-10MPa，然后注入到一个压力为0.6KPa的带有分配器塔盘组件的闪蒸脱挥器中去除挥发性物质，得到聚合物的残余单体含量最低达到150ppm。

现有脱除挥发分的方法专注于脱除效率和效果上，对于挥发分冷凝后的循环液的组分中对树脂性能影响较大的低聚物，如二聚物和三聚物没有针对性的处理，导致这些低聚物在循环液中聚集，并随循环液重复利用返回到聚合物制备过程中，造成聚合物低聚物含量偏高，从而影响树脂性能，如弯曲模量、抗冲强度、透光率等。另一方面，在聚合过程中必须加入特定的添加剂，如某些酯类化合物、相对高沸点碳氢化合物(如矿物油)以及颜料或着色剂、稳定剂等。虽然许多添加剂本质上是非挥发性的，但在开发过程中普遍存在的高温低压条件会导致某些长链脂肪酸、酯和蜡以及高沸点碳氢化合物(如矿物油)的蒸发。为了达到产品质量控制的要求，在脱挥过程和循环利用过程中，需要尽可能减少这些化合物。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的存在聚合物脱除挥发性组份时，聚合物中包含低聚物以及高沸点碳氢化合物等添加剂难以脱除的问题，提供聚合物脱除挥发性组分的方法及其装置与应用，采用该方法对聚合物进行处理，得到的产品中的挥发物含量低，回收循环液在经过纯化后避免了低聚物和某些高沸点有机化合物在循环液中的聚集，确保了产品的质量和性能稳定。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种聚合物脱除挥发性组分的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、将来自聚合反应的聚合物熔体输送至第一换热器E-1进行一次加热处理后，进入第一闪蒸罐DV-1进行一级脱挥，得到第一闪蒸气相和第一聚合物熔体；

S2、将第一聚合物熔体输送至第二换热器E-2进行二次加热处理后，进入第二闪蒸罐DV-2进行二级脱挥，得到第二闪蒸气相和第二聚合物熔体；

S3、将第二闪蒸气相输送至第一冷凝器E-3中进行冷却，冷却得到的液体输送至分层罐V-1中进行油水分层，得到油相和水相；

S4、将步骤S1的第一闪蒸气相和步骤S3的油相输送至重组分脱除塔 T-1中进行三级脱挥，得到轻组分和包含低沸点化合物的重组分。