[發(fā)明專利]原位補(bǔ)充熱能的超重力脫除聚合物中揮發(fā)分的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910734604.1
• 申請(qǐng)日: 2019-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN112337140B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅勇;陳建峰;初廣文;鄒?？?/a>;孫寶昌;張亮亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D19/00
• 分類號(hào): B01D19/00;B01D3/06
• 代理公司: 北京志霖律師事務(wù)所 11575
• 代理人: 張文祎

本發(fā)明公開了原位補(bǔ)充熱能的超重力脫除聚合物中揮發(fā)分的方法，包括如下步驟：準(zhǔn)備超重力脫揮裝置；用閃蒸超重力反應(yīng)器進(jìn)行閃蒸；經(jīng)閃蒸超重力反應(yīng)器閃蒸后，氣體用真空泵抽出，液體輸送到超重力脫揮裝置；利用超重力脫揮裝置進(jìn)行脫揮。其中，一級(jí)閃蒸超重力反應(yīng)器用來(lái)初步脫除聚合物中的揮發(fā)分；二級(jí)原位加熱超重力脫揮裝置用來(lái)深度脫除聚合物中的揮發(fā)分，通過(guò)二級(jí)串聯(lián)超重力反應(yīng)器，強(qiáng)化了聚合物揮發(fā)分的脫出。本發(fā)明方法使用的超重力裝置無(wú)需額外的加熱裝置，通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)械能經(jīng)磁力切割原位轉(zhuǎn)化為熱能，自動(dòng)補(bǔ)充脫揮過(guò)程中揮發(fā)分氣化帶走的大量熱量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種脫除聚合物中揮發(fā)分的方法。更具體地，涉及一種原位補(bǔ)充熱能的超重力脫除聚合物揮發(fā)分的方法。

背景技術(shù)

聚合物廣泛應(yīng)用于食品包裝、供水管道、汽車內(nèi)飾件、水杯、廚具等方面，與人們的生活密切相關(guān)。聚烯烴是一種重要的聚合物。以聚烯烴為例，聚烯烴的原料及用其加工生產(chǎn)的制品所散發(fā)出的氣味屬于揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)的范疇，聚烯烴的揮發(fā)分來(lái)源歸納為以下3個(gè)方面:(1)聚合工藝殘留物質(zhì)。聚烯烴的主要生產(chǎn)工藝包括淤漿聚合、溶液聚合和氣相聚合。各工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品中殘留的單體、溶劑，如果不能脫除干凈，就會(huì)對(duì)物料的氣味產(chǎn)生影響；(2)加工以及使用過(guò)程中產(chǎn)生的氣味。加工過(guò)程中，尤其在高溫高剪切條件下，聚烯烴易于分解，同時(shí)在殘余催化劑的金屬離子催化作用下，高分子被加速氧化降解，散發(fā)出醛、酮，從而至嗅。聚烯烴中所含的低聚物，其分子鏈短，更容易因氧化降解，而成為低相對(duì)分子質(zhì)量的VOC。因此低聚物含量高也是導(dǎo)致產(chǎn)生氣味的重要因素。在實(shí)際聚烯烴擠出造粒過(guò)程中，向基料中加入不同量的低聚物，工作現(xiàn)場(chǎng)的異味濃度會(huì)明顯上升。在聚烯烴產(chǎn)品的存儲(chǔ)、使用過(guò)程中，隨著使用時(shí)間的推移，抗氧劑及其他添加劑逐漸損耗并遷移，氧化并生成副產(chǎn)物，最終產(chǎn)生致嗅物質(zhì)；(3)添加劑的影響。在聚烯烴中加入不恰當(dāng)?shù)目寡鮿?、爽滑劑、各種色母粒、含有不同成分偶聯(lián)劑的填充物等，也會(huì)導(dǎo)致聚烯烴產(chǎn)生異味。

以旋轉(zhuǎn)填充床為核心裝備的超重力技術(shù)是一種過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)。近些年在脫揮領(lǐng)域，旋轉(zhuǎn)填充床受到很大的關(guān)注。超重力的作用下，高粘度聚合物流體變成極細(xì)的小液滴、液膜，增大比表面積且表面快速更新，從而促進(jìn)揮發(fā)份的快速逸出。超重力法脫揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于停留時(shí)間短，微觀混合均勻，反應(yīng)效率高且可以進(jìn)行連續(xù)性脫揮等。與傳統(tǒng)的脫揮裝置相比，其具有占地面積小，脫除效率高，良好的自清潔作用等優(yōu)點(diǎn)。目前，傳統(tǒng)的超重力脫揮工藝中(如中國(guó)專利ZL200710120712.7)，由于脫揮時(shí)氣化帶走了大量的熱量，需要通過(guò)外殼夾套升溫來(lái)維持超重力旋轉(zhuǎn)床內(nèi)空腔和轉(zhuǎn)子的溫度以補(bǔ)充脫揮氣化帶走的熱量，在這個(gè)過(guò)程中，夾套升溫首先加熱空氣，加熱的空氣然后給轉(zhuǎn)子升溫，其效率較低，導(dǎo)致能耗居高不下。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種原位補(bǔ)充熱能的超重力脫除聚合物中揮發(fā)分的方法。該方法使用的超重力裝置無(wú)需額外的加熱裝置，通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)械能經(jīng)磁力切割原位轉(zhuǎn)化為熱能，自動(dòng)補(bǔ)充脫揮時(shí)VOC氣化帶走的大量熱量，節(jié)約了能耗；經(jīng)檢測(cè)，使用本發(fā)明的方法，可以節(jié)約能耗20-50％。

本發(fā)明中的術(shù)語(yǔ)“脫除聚合物中揮發(fā)分”簡(jiǎn)稱“脫揮”。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種原位補(bǔ)充熱能的超重力脫除聚烯烴中揮發(fā)分的方法，包括如下具體步驟：

S1、準(zhǔn)備超重力脫揮裝置

所述超重力脫揮裝置包括殼體、電機(jī)、動(dòng)磁力盤、轉(zhuǎn)子填料、靜磁力盤、固定環(huán)、液體進(jìn)料口、氣體出口和液體出料口；

所述電機(jī)的輸出軸自殼體頂部穿過(guò)殼體延伸到殼體內(nèi)，電機(jī)輸出軸的下端頭與動(dòng)磁力盤上端面中心位置固定連接；

所述轉(zhuǎn)子填料設(shè)置在動(dòng)磁力盤上表面；電機(jī)輸出軸與轉(zhuǎn)子填料之間設(shè)有空腔；

所述動(dòng)磁力盤的下方設(shè)置靜磁力盤；

S2、將用氮?dú)獗Ｗo(hù)下的原料儲(chǔ)罐內(nèi)的原料液輸送到閃蒸超重力反應(yīng)器進(jìn)行閃蒸；