[發明專利]一種脫除乳液中揮發性有機化合物的裝置及方法

有效

• 申請號: 201810552220.3
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108654124B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 馬磊;賈元峰;楊建強;韓晶;李樹森;喬義濤;孫家寬
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司;萬華化學（廣東）有限公司
• 主分類號: B01D1/14
• 分類號: B01D1/14;B01D1/00;B01D19/00;B01D19/02
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本發明公開一種脫除乳液中揮發性有機化合物的裝置及方法，該裝置主體包括汽液混合器和脫VOC塔兩部分，其中氣液混合器為多層套管式結構或帶有孔板的管式結構；脫VOC塔的塔體分為上、下兩部分，上部分內徑大于下部分內徑，上部分在塔頂處安裝有旋轉噴淋裝置，下部分在塔底處安裝有氣體分布器；在旋轉噴淋裝置與氣體分布器之間安裝有篩板。采用本發明裝置脫除多種乳液中揮發性有機化合物的方法，處理過程不易起泡，結皮，特別對BA、St及苯系物等疏水性VOC，具有連續高效等優點，在超低VOC、凈味乳液領域具有極大的應用和推廣前景。

技術領域

本發明屬于綠色石油化工領域，涉及一種脫除乳液中揮發性有機化合物的裝置及方法。

背景技術

隨著物質條件的改善和環保意識的增強，室內空氣污染日益受到關注。內墻涂料在生產和使用過程中會直接或間接釋放出一定量的揮發性有機化合物(VOC)，造成室內空氣污染，影響人們正常的工作生活。中國國家標準GB 18582－2008《室內裝飾裝修材料內墻涂料中有害物質限量》中將VOC定義為“在101.3kPa標準壓力下，任何初沸點低于或等于250℃的有機化合物”。世界各國和國際主流的環保標準認證體系也紛紛制定法規和條例對VOC含量作出了嚴格的控制，限制涂料中VOC的排放，而德國“藍天使”環境標志產品則更是要求零VOC涂料的VOC≤1.05g/L。

傳統的乳液本身含有一定量的VOC及刺激性氣味物質，成為令消費者困擾的難題，研究開發零/低VOC環保型乳液成為解決當前困局的唯一途徑。通過原料控制與優化合成工藝可以大幅降低乳液VOC總量，但乳液中依然殘留較多VOC組分(500～2000ppm)。

汽提法是脫除聚合物分散體中VOC組分的有效方法。此法是指在一定溫度、真空條件下,將水蒸汽或含有其它惰性氣體的蒸汽通入聚合物乳液,利用這些氣體與聚合物接觸，進而從聚合物乳液中帶走殘留的單體與VOC。其脫除效率與設備的結構、參數等有較大關系。

Salazar R等(Salazar R,Alvarez D,llundain P,et al.Post-polymerizationvs de-volatilization f or monomer removal in latexes[J].Aqueous PolymerDispersions,2004,124:116-120.)在實驗室規模下,以含飽和水的空氣或氮氣為脫附劑,通過控制真空度、溫度、氣體流速以及脫附時間研究了殘留單體的脫除效率。結果表明：汽提法對VAc/BA/AA共聚乳液中的VAc單體的脫除具有很高效率,而對于BA等疏水性單體處理效率較低。

美國專利US6096858A首先通過引入氧化還原引發劑消除乳液殘留單體,然后在汽體塔內通入惰性氣體進行汽提除臭，可以使得殘留單體含量降至100ppm以下。但是該汽提塔結構復雜，設備投入高，并且汽提過程中少量蒸汽冷凝使乳液濃度下降,后期需濃縮處理影響乳液最終性能。

中國專利CN105169730A公開了一種丙烯酸乳液VOC脫離方法及其裝置，通過將預熱后的丙烯酸乳液粗提物通入到蒸發器中，同時向蒸發器內通入含有水蒸汽和惰性氣體的混合氣體進行VOC脫離，從而制得丙烯酸乳液成品。但是該方法汽提過程中易起泡，易產生大量結皮,需停機清理,影響設備的生產能力。并且該專利未對蒸發器結構展開詳細闡述，不具備參考性。

發明內容

鑒于現有技術中存在的上述不足，本發明目的在于提供一種脫除乳液中揮發性有機化合物的裝置，通過汽液混合器、旋轉噴淋裝置、氣體分布器等部件的設計，提高丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)及苯系物等疏水性單體的脫除速率。

同時，本發明還提供了使用該裝置脫除乳液中揮發性有機化合物的方法，該處理方法是純物理分離過程，在高效去除乳液中VOC、消除乳液氣味的同時可減少結皮，無需停機處理，可實現連續化高效生產，可用于生產超低VOC、凈味乳液。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：