[發(fā)明專利]一種生產(chǎn)氯化高聚物的裝置及工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410308204.1
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN104607114B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉軍;周軍;熊新陽;黃崢嶸;李永宏;周歡;靖志國;蔣琨;池建忠;李自兵;徐勇;張芳英;劉東洋;王麗;蘇缽;郭靖;陳占江;臧繆洋;萬振國;陳財來
• 申請（專利權(quán)）人: 新疆兵團(tuán)現(xiàn)代綠色氯堿化工工程研究中心（有限公司）;新疆天業(yè)(集團(tuán))有限公司
• 主分類號: B01J8/26
• 分類號: B01J8/26;B01J8/38;B01J19/08;B01J19/12
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)制造領(lǐng)域，尤其是一種生產(chǎn)氯化高聚物的裝置及工藝。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的氯化聚合物生產(chǎn)工藝主要包括溶液法、水相懸浮法、氣固相法。由于溶劑法生產(chǎn)氯化聚合物會產(chǎn)生大量對人體有害且嚴(yán)重破壞大氣臭氧層的有機(jī)溶劑，所以目前已被國內(nèi)外生產(chǎn)廠家逐步淘汰。水相懸浮法生產(chǎn)工藝是目前大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)氯化聚乙烯和氯化聚氯乙烯的主要方法。但水相懸浮法生產(chǎn)工藝需要大量的水體資源作為載體，對我國缺水地區(qū)的水源造成較大的浪費(fèi)和污染，因而開發(fā)新的清潔高效型生產(chǎn)工藝是解決根本問題的關(guān)鍵。氣固相法是將聚氯乙烯樹脂在干態(tài)狀況下處于循環(huán)流化床反應(yīng)器和提升管反應(yīng)器中連續(xù)流動，與氯氣反應(yīng)進(jìn)行深度氯化制得氯化聚氯乙烯。氣固相法由于其工藝簡單，設(shè)備腐蝕小，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)受到廣泛的關(guān)注。

現(xiàn)有的氣固相法是單獨(dú)利用紫外光或等離子體催化，是一種常用的、有前景的高聚物氯化催化方式。紫外光催化能夠降低反應(yīng)溫度，且能量穩(wěn)定，功耗小，等離子體催化進(jìn)一步降低了反應(yīng)溫度，在室溫下就可以催化氯化，但功耗較高，能量穩(wěn)定性上較難把握。專利201010165999.7?提出了采用循環(huán)流化床在提升管反應(yīng)器中以紫外光催化的氣固相法制備氯化聚氯乙烯的方法，只有循環(huán)流化床和提升管反應(yīng)器兩路進(jìn)氣，沒有下料輔助氣路，容易發(fā)生下料管堵塞，下料均勻性差；同時容易發(fā)生物料返混現(xiàn)象，無法保證氯化均勻性，由于氯化值到一定程度時，該反應(yīng)為快速放熱過程而無法進(jìn)行熱量的有效轉(zhuǎn)移。專利200910092928.6《低溫等離子體循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的方法和裝備》提出采用低溫等離子體能夠同時活化氯氣與聚氯乙烯表面的特點(diǎn)，在下行床中實(shí)現(xiàn)了高效激發(fā)聚氯乙烯氯化反應(yīng)的過程，并進(jìn)一步在提升管和湍動床中實(shí)現(xiàn)表面氯向內(nèi)部轉(zhuǎn)動遷移的過程，從而將整個氯化過程解耦為快慢兩個步驟，生產(chǎn)效率明顯優(yōu)于紫外加氯與水相懸浮法加氯過程；但是在下行床反應(yīng)器中物料處于濃相流動狀態(tài)，固氣比高，氣體經(jīng)過等離子體處理后形成的氯自由基少，發(fā)生氯化反應(yīng)的機(jī)率小，增加了設(shè)備維護(hù)操作，且設(shè)備利用率低，且等離子相對溫度高，而該反應(yīng)中期為快速放熱反應(yīng)，因此熱量不能有效轉(zhuǎn)移。專利201110061421.1《低溫等離子體循環(huán)床連續(xù)生產(chǎn)氯化聚氯乙烯的方法和裝置》提出采用低溫等離子體催化制取氯化聚氯乙烯的方法，在循環(huán)流化床中實(shí)現(xiàn)PVC的快速氯化，同時兩組流化床反應(yīng)器輪流操作實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，這樣一是避免了由于反應(yīng)器停車，卸料所帶來的生產(chǎn)效率降低等問題?；另一方面可以避免風(fēng)機(jī)和尾氣處理裝置等停車重啟，節(jié)省了能源消耗，延長了設(shè)備壽命，但也存在下行床反應(yīng)器中物料處于濃相流動狀態(tài)，固氣比高，發(fā)生氯化反應(yīng)的機(jī)率小，氯化不均勻、物料易堵塞、返混，溫度不能有效控制，同時增加設(shè)備維護(hù)的工作量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)氯化高聚物的裝置及工藝，具體的說是利用兩個或兩個以上的循環(huán)流化床，用便于調(diào)節(jié)長度并內(nèi)部設(shè)置有等離子或紫外燈的提升管進(jìn)行連接，通過攪拌和流化氣裝置的結(jié)合；利用兩個或兩個以上的內(nèi)部設(shè)置有等離子或紫外燈的提升管進(jìn)行連接循環(huán)流化床下端和上部，結(jié)合夾套；解決返混、催化時間控制、傳熱等問題，實(shí)現(xiàn)氯化均勻，傳熱迅速、顆粒間傳熱均勻性一致、延長催化作用時間的目的；同時，利用抽真空裝置，實(shí)現(xiàn)了氯化物反應(yīng)前后的處理；清潔生產(chǎn)，提升管采用了環(huán)隙式結(jié)構(gòu)，成功的解決了高聚物的轉(zhuǎn)移和反應(yīng)過程中熱量轉(zhuǎn)移。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種生產(chǎn)氯化高聚物的裝置，由依次聯(lián)接的流化床反應(yīng)器11、提升管9、調(diào)壓裝置13、真空裝置12、氣體除雜裝置8、加熱系統(tǒng)6；其中用提升管9順序連接兩臺或兩臺以上流化床反應(yīng)器11，在高聚物通過提升管9時能有效的調(diào)節(jié)高聚物反應(yīng)時的溫度，能使反應(yīng)氣體與高聚物充分混合，兩臺流化床反應(yīng)器11的設(shè)置，使在高聚物從一臺流化床反應(yīng)器11A到另一臺流化床反應(yīng)器11B后，在第一臺流化床反應(yīng)器11A中不殘留，從而避免返混，同時保證相同批次的高聚物在等離子或紫外燈的催化環(huán)境下催化次數(shù)相同，催化時間盡可能的接近，調(diào)壓裝置13聯(lián)接在流化床反應(yīng)器11，用于調(diào)節(jié)流化床反應(yīng)器11的壓力，真空裝置12聯(lián)接在流化床反應(yīng)器11，用于提供流化床反應(yīng)器11負(fù)壓，氣體除雜裝置8聯(lián)接在高聚物進(jìn)入端，用于氣體凈化、除氧，加熱系統(tǒng)6聯(lián)接在流化床反應(yīng)器11及提升管9，用于調(diào)節(jié)反應(yīng)系統(tǒng)熱平衡。

用于上述裝置的工藝過程可以按照如下步驟進(jìn)行：