[發明專利]原位補充熱能的超重力脫除聚合物中揮發分的方法

有效

• 申請號: 201910734604.1
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號: CN112337140B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 羅勇;陳建峰;初廣文;鄒海魁;孫寶昌;張亮亮
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01D19/00
• 分類號: B01D19/00;B01D3/06
• 代理公司: 北京志霖律師事務所 11575
• 代理人: 張文祎

本發明公開了原位補充熱能的超重力脫除聚合物中揮發分的方法，包括如下步驟：準備超重力脫揮裝置；用閃蒸超重力反應器進行閃蒸；經閃蒸超重力反應器閃蒸后，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行脫揮。其中，一級閃蒸超重力反應器用來初步脫除聚合物中的揮發分；二級原位加熱超重力脫揮裝置用來深度脫除聚合物中的揮發分，通過二級串聯超重力反應器，強化了聚合物揮發分的脫出。本發明方法使用的超重力裝置無需額外的加熱裝置，通過旋轉機械能經磁力切割原位轉化為熱能，自動補充脫揮過程中揮發分氣化帶走的大量熱量。

技術領域

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

背景技術

聚合物廣泛應用于食品包裝、供水管道、汽車內飾件、水杯、廚具等方面，與人們的生活密切相關。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的制品所散發出的氣味屬于揮發性有機物(VOC)的范疇，聚烯烴的揮發分來源歸納為以下3個方面:(1)聚合工藝殘留物質。聚烯烴的主要生產工藝包括淤漿聚合、溶液聚合和氣相聚合。各工藝生產的產品中殘留的單體、溶劑，如果不能脫除干凈，就會對物料的氣味產生影響；(2)加工以及使用過程中產生的氣味。加工過程中，尤其在高溫高剪切條件下，聚烯烴易于分解，同時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，而成為低相對分子質量的VOC。因此低聚物含量高也是導致產生氣味的重要因素。在實際聚烯烴擠出造粒過程中，向基料中加入不同量的低聚物，工作現場的異味濃度會明顯上升。在聚烯烴產品的存儲、使用過程中，隨著使用時間的推移，抗氧劑及其他添加劑逐漸損耗并遷移，氧化并生成副產物，最終產生致嗅物質；(3)添加劑的影響。在聚烯烴中加入不恰當的抗氧劑、爽滑劑、各種色母粒、含有不同成分偶聯劑的填充物等，也會導致聚烯烴產生異味。

以旋轉填充床為核心裝備的超重力技術是一種過程強化技術。近些年在脫揮領域，旋轉填充床受到很大的關注。超重力的作用下，高粘度聚合物流體變成極細的小液滴、液膜，增大比表面積且表面快速更新，從而促進揮發份的快速逸出。超重力法脫揮技術優勢在于停留時間短，微觀混合均勻，反應效率高且可以進行連續性脫揮等。與傳統的脫揮裝置相比，其具有占地面積小，脫除效率高，良好的自清潔作用等優點。目前，傳統的超重力脫揮工藝中(如中國專利ZL200710120712.7)，由于脫揮時氣化帶走了大量的熱量，需要通過外殼夾套升溫來維持超重力旋轉床內空腔和轉子的溫度以補充脫揮氣化帶走的熱量，在這個過程中，夾套升溫首先加熱空氣，加熱的空氣然后給轉子升溫，其效率較低，導致能耗居高不下。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種原位補充熱能的超重力脫除聚合物中揮發分的方法。該方法使用的超重力裝置無需額外的加熱裝置，通過旋轉機械能經磁力切割原位轉化為熱能，自動補充脫揮時VOC氣化帶走的大量熱量，節約了能耗；經檢測，使用本發明的方法，可以節約能耗20-50％。

本發明中的術語“脫除聚合物中揮發分”簡稱“脫揮”。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種原位補充熱能的超重力脫除聚烯烴中揮發分的方法，包括如下具體步驟：

S1、準備超重力脫揮裝置

所述超重力脫揮裝置包括殼體、電機、動磁力盤、轉子填料、靜磁力盤、固定環、液體進料口、氣體出口和液體出料口；

所述電機的輸出軸自殼體頂部穿過殼體延伸到殼體內，電機輸出軸的下端頭與動磁力盤上端面中心位置固定連接；

所述轉子填料設置在動磁力盤上表面；電機輸出軸與轉子填料之間設有空腔；

所述動磁力盤的下方設置靜磁力盤；

S2、將用氮氣保護下的原料儲罐內的原料液輸送到閃蒸超重力反應器進行閃蒸；