[發明專利]真空脫揮發分裝置

有效

• 申請號: 201080061519.0
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102781533A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 承明·理查·葉;R·維特凱夫·埃斯瓦蘭
• 申請（專利權）人: 利斯特股份公司
• 主分類號: B01D1/00
• 分類號: B01D1/00;B01D19/00;F16J15/00
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本發明涉及一種用于真空脫降聚合物揮發分的裝置。此外，本發明還涉及一種包括真空脫揮發分裝置的聚合物生產或加工設備，特別地，本發明涉及一種包括真空脫揮發分裝置的溶液聚合設備。

背景技術

在許多聚合物生產及處理過程中，都需要從不揮發性聚合物中去掉揮發性化合物，如溶劑和殘余單體，現已發展有多種技術來完成這種過程。例如，液體分離包括將混合物的溫度和壓力調節至相圖中的一點，在該點上混合物分為貧聚合物相和富聚合物相，然后將這兩相分離。另一種廣泛使用的實例是在閃蒸器中蒸發揮發組分，除去作為頂流的蒸汽，在容器底部采集聚合物，其中容器的底部設有用于從中移走聚合物的出口。這種閃蒸室被廣泛應用于溶液聚合以及淤漿聚合。第三種技術是真空脫揮發分裝置，為了使成品聚合物的揮發水平降低到理想水平，該裝置中的熔融聚合物暴露于真空中，同時受到劇烈攪拌來脫去如溶劑和殘余單體等揮發組分。通常情況下會將這些方法相結合。

一種產生含有聚合物的反應器流出物且溶劑和殘余單體必須從中去除的過程是烯烴連續溶液聚合。

連續溶液聚合過程通常包括向單體和溶劑混合物中添加催化劑。需將混合物在大體上沒有濃度梯度的環境下進行回混，從而提供一種均質聚合物。專利WO9400500(及其同族專利)描述了一種在連續攪拌反應罐中利用茂金屬的溶液聚合，其中，該連續攪拌反應罐可能是一組串聯的反應器裝置，用于生產多種產品。

聚合反應中的熱度會被聚合混合物吸收，從而引起溫升。另外，或者說除此之外，可通過冷卻系統、通過從外部冷卻反應器的器壁或者通過載熱流體冷卻內置的熱交換表面來消除反應熱。

在聚合過程中，通常會消耗多數單體(超過50摩爾％)，形成的聚合物在溶劑中溶解。聚合物的濃度越高，含有聚合物、溶劑和未反應組分的聚合反應混合物的粘性越高。混合物從聚合反應器流入精加工部件，在其中分離聚合物、溶劑和未反應單體。在精加工的過程中，逐漸從聚合混合物中去除溶劑和未反應單體，直至聚合物可成型為固體顆粒或固態包。可將分離出來的溶劑和單體聚合再回收到反應器中。

精加工部件可能還包括真空脫揮發分裝置。

美國專利US6881800和US7163989描述了一種用于烯烴連續溶液聚合的方法和裝置，其中烯烴包括乙烯、丙烯及其他烯烴共聚單體。在一個或多個聚合反應器中，在壓力下發生聚合反應，然后在具有催化劑滅活劑的精加工部件中處理一個或多個反應器的流出物，然后在降壓前在一個或多個換熱器中對其進行加熱，降壓會導致流出物逐步分離成富聚合物相和貧聚合物相。將這兩相分離，提純貧聚合物相并將其回收用作溶劑。富聚合物相經受進一步的分離和凈化階段，包括通過真空脫揮發分裝置。在真空脫降聚合物揮發分后，將聚合物成型為用于儲藏和運輸的顆粒或包。這種方法適用于生產一系列不同類型的聚合物。

在一些溶液處理中(參見專利WO9802471，科爾薩莫)，聚合的混合物在兩個階段發生閃蒸，由此溶劑和未反應單體被轉換成氣相。高效萃取溶劑等要求低蒸汽壓力以及氣相壓縮或凝縮，然后泵送到隨后的分離階段。泵送是用來將聚合物從閃蒸分離階段轉送至最后的脫揮擠壓器中。

在溶液設備中，溶劑選擇、工作溫度和凈化系統須適用于所需聚合過程的特定操作窗口。催化劑的可用范圍允許生產就聚合單體含量、分子量而言等多種不同的聚合物。

一些利用溶液聚合或其他技術生產的聚合物的硬度低或具有粘性，因此容易產生處理問題。因此，需用可以改善處理這種低硬度聚合物的設備和方法。

一些聚合物容易被空氣中的氧氣氧化，引起成品中的膠狀物和其他缺陷。也有需要減少這種膠狀物和其他污染物。

盡管已經證實真空脫揮發分裝置本身會有效地減少聚合物熔體中的殘余揮發組分的水平，但已發現脫揮發分裝置特別是其密封件需要高水平的維護，從而才能保持工作的穩定性。常用的機械密封件具有兩個平滑盤片，其中一個固定，一個安裝在軸上，它們之間的空隙充滿油液，已發現這種機械密封件容易出現聚合物進入盤片之間的問題，從而導致密封件失效并且油液釋放到聚合物中。因此需要一種具有改良密封件的改進的脫揮發分裝置。

此外，由于許多聚合物產品的最終用途會涉及與食品接觸，尤其是聚合物薄膜，所以需要確保聚合物符合食品使用的相關規定，如美國食品藥物監督管理局(FDA)的規定。

對于其他補充的背景技術，還可參見專利文獻WO9400500和WO9214766。

發明內容