[發明專利]改善的干燥系統

在審

• 申請號: 201680015383.7
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN107405586A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: P·S·喬達摩;T·霍克;W·E·小霍拉;J·A·馬胡德;R·彼得斯
• 申請（專利權）人: 沙特基礎工業全球技術公司
• 主分類號: B01J2/04
• 分類號: B01J2/04;B29B13/06;C08J3/12
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 王永偉,顏芳

相關申請

本申請要求美國專利申請62/135,974——“改善的干燥系統”(2015年3月20日提交)——的優先權和權益，該申請的全部內容通過引用并入本文，用于任何和全部目的。

技術領域

本公開涉及聚合物干燥系統和方法領域。

背景技術

本發明總體上涉及用于從非水溶劑(例如二氯甲烷)中的聚碳酸酯溶液生產聚碳酸酯樹脂粉末的蒸汽沉淀法。更具體地，本發明涉及更節能的、生產具有相對較低水含量的粉末的蒸汽沉淀方法，從而避免了大部分的后干燥器能力(容量，capacity)的需求，否則將需要該部分的后干燥器能力來生產可接受地干燥的聚碳酸酯粉末。干燥粉末一般具有小于按重量計1％的揮發物。

聚碳酸酯是廣泛使用的一類熱塑性材料，其價值在于其較優的透明度和物理韌性。一種優選的生產聚碳酸酯的方法，常稱為“界面法”，包括使光氣和雙酚A在具有水相和非水相的兩相系統中反應，其中非水相一般包括二氯甲烷作為溶劑。在反應后，一般形成聚碳酸酯的二氯甲烷溶液。然后，一般除去水相，并可洗滌二氯甲烷相以協助除去殘留的鹽、催化劑和其它雜質。

在最終的干燥步驟中，聚碳酸酯的二氯甲烷溶液必須轉化為干燥的聚碳酸酯粉末。該步驟一般占據大部分總生產成本，因為干燥該粉末是高度能量密集型過程，一般采用熱氣干燥器。這些干燥器需要大量的電力和蒸汽來操作，并且維護密集。需要的電力和蒸汽制造昂貴，并且其制造涉及環境成本。干燥步驟存在問題還因為界面聚碳酸酯合成設備的能力通常受限于其執行該最終干燥步驟的能力。

蒸汽沉淀是將聚碳酸酯的二氯甲烷溶液轉化為濕聚碳酸酯粉末的常用工業方法。在蒸汽沉淀中，聚碳酸酯溶液被霧化并噴霧到流動蒸汽氣氛中。該蒸汽氣氛的溫度和壓力足以導致二氯甲烷從聚碳酸酯溶液小液滴蒸發，形成粒狀顆粒，該粒狀顆粒通常在下游沉淀管道回路中被回收。

不幸的是，雖然蒸汽沉淀在蒸發二氯甲烷時是相對有效的，但蒸汽本身同時部分地凝結在顆粒上，形成濕粉末。濕粉末一般具有按重量計從約25％(或從25％)至約60％(或至60％)的水含量。需要若干下游干燥器以從濕粉末除去殘留水來生產具有可接受的百分比水含量(重量)的干燥產品粉末，該可接受的百分比水含量一般小于1％。

在常用方法中，溶于二氯甲烷的聚碳酸酯的溶液被進料(提供，feed)至噴射器，在此其被引入到高溫蒸汽流中，導致二氯甲烷蒸發并使得聚碳酸酯固化。噴射器的設計影響該方法的能效以及最終聚合物粉末的顆粒尺寸。增加能效或改善產品顆粒尺寸分布的噴射器設計使得整體制造方法更合乎需要。

常規的噴射器設計建立了能效和產品粉末顆粒尺寸分布的基線。增加聚合物溶液濃度或在聚合物溶液進入噴射器前預熱聚合物溶液使整體能效增加。一些已經描述了蒸汽比例、樹脂濃度和噴射器設計的各種改善，其全部被設計以改善能效和樹脂顆粒尺寸分布。

通過本發明，申請人發現了改善的蒸汽沉淀方法，用于生產比通過常規蒸汽沉淀生產的粉末具有相對更低水含量的聚碳酸酯粉末。該改善的方法能夠利用較少能量(即，蒸汽和電力)和潛在地利用較少的干燥器(維護較少)生產干燥粉末。

發明概述

如本文所述，能效和顆粒尺寸分布可通過改變噴射器設計以將多個較小樹脂溶液流引入至各噴射器來改善。換句話說，代替美國專利4,209,912描述的通過單一樹脂入口將樹脂溶液引入到噴射器中，樹脂進料可被分流(split)并通過兩個或更多個較小入口引入到蒸汽噴射器中。

對于性能改善的一個可能而非限制性的解釋是，通過多個入口進料樹脂改善了樹脂流的霧化，這改善了樹脂溶液和蒸汽流的接觸，進而增加了能效和顆粒尺寸分布。

這些類型的噴射器組件利用常規機械技術來組裝可以是非常困難且昂貴的。增材制造(additive manufacturing)(有時稱為三維打印或者3D或3-D打印)的發展能夠簡化由適合的構造材料如不銹鋼和其它金屬和/或合金進行的本公開組件的構造。

增材制造提供的靈活性還允許實現常規機械技術所實現不了或所不能的設計簡化構造，如設計中的死點的消除、在半徑變化周圍的平滑過渡、以及曲線流動通道——以更好地平衡流動。

附圖簡述

發明概述以及下文的詳細描述在結合附圖閱讀時將被進一步理解。為了示例本發明，在附圖中示出了本發明的示例性實施方式；但是，本發明不限于所公開的具體方法、組成和裝置。另外，附圖不一定是按比例繪制的。在附圖中：