CN109867373A

CN109867373A - 一种处理低浓度聚四氟乙烯液的方法

Info

Publication number: CN109867373A
Application number: CN201711249611.XA
Authority: CN
Inventors: 蒋玉超; 郑洪伟; 李岗; 段绍书; 唐毅
Original assignee: Zhonghao Chenguang Research Institute of Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Zhonghao Chenguang Research Institute of Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2019-06-11

Abstract

本发明属于有机高分子化合物领域，提供一种处理低浓度聚四氟乙烯液的方法，其特征在于，将凝聚造粒后及反应釜清洗产生的低浓度聚四氟乙烯液，通过过滤装置，过滤掉废液中的漂浮物，然后进入废液收集槽，收集槽内废液通过输送泵至废液处理装置，在废液处理装置处理后，再通过固液分离设备分离，液体直接排放，固体收集干燥。本发明提出的方法，解决了聚四氟乙烯树脂生产过程中的低浓度聚四氟乙烯树脂废液的排放问题，在一定程度上，缓减了聚四氟乙烯树脂生产过程中的环保压力，保证了正常生产的同时，将废液中残留的聚四氟乙烯树脂，重新回收利用，并降级为次级产品进行销售，在解决环保问题的同时也创造了经济价值，实用性较强。

Description

一种处理低浓度聚四氟乙烯液的方法

技术领域

本发明属于有机高分子化合物领域，具体涉及一种低浓度聚四氟乙烯乳液的处理方法。

背景技术

常见的分散法聚四氟乙烯树脂的生产方法是将聚合反应结束后的聚合液，在凝聚桶或类似的设备中，通过盐析的方法，将聚四氟乙烯树脂凝聚造粒，干燥后作为后续加工的原材料。在分散法聚四氟乙烯树脂的生产过程中，聚合釜清洗及聚合液凝聚后的液体中都残留了1～3％的聚四氟乙烯树脂，该液体呈白色浑浊状，COD在60～200mg/L，而且残留的聚四氟乙烯树脂会伴随着液体的流动及温度等因素的影响，逐渐从液体中破乳析出，不能被环境所降解，所以该液体不经过处理，按照现有的排放标准是无法达标排放的。

现有技术中未有相关处理技术，此低浓度的聚四氟乙烯树脂也可以作为生产聚四氟乙烯分散液的原料，本发明在生产成本及处理能力上，都比前者更具优势。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提出一种低浓度聚四氟乙烯液的处理方法及其配套装置。该方法比将该部分液体用于其它生产工艺的处理方法更加效率节能，只需要增加简单的处理装置就可以实现，处理效果好且工艺流程短。

本发明进一步的目的是提出应用于该处理方法的搅拌桶。

实现本发明上述目的的技术方案为：

一种处理低浓度聚四氟乙烯液的方法，将凝聚造粒后及反应釜清洗产生的低浓度聚四氟乙烯液，通过过滤装置，过滤掉废液中的漂浮物，然后进入废液收集槽，收集槽内废液通过输送泵至废液处理装置，在废液处理装置处理后，再通过固液分离设备分离，液体直接排放，固体收集干燥。

其中，在所述废液处理装置内加入盐析剂，所述盐析剂为碱金属的盐，盐析剂加入量占所述低浓度聚四氟乙烯液质量的1～3％，在转速为220-300rpm条件下搅拌至液面上有白色漂浮物析出。

所述盐析剂可以是氯化钙、氯化钠、氯化钾、硫酸钾中的一种且不限于此。

优选地，对于体积为2.0m³的低浓度聚四氟乙烯液，搅拌的时间为15-30min；所述低浓度聚四氟乙烯液中聚四氟乙烯树脂含量为0.8～3％。

其中，所述固液分离设备为圆振筛；固体干燥的温度160～200℃、时间24～32小时。

一种搅拌桶，用于处理低浓度聚四氟乙烯液，所述搅拌桶内设置有搅拌装置，搅拌装置有四层桨叶，所述桨叶和水平面的夹角为40～50度。按照搅拌时桨叶的迎水面的上沿在前、下沿在后设置。

其中，所述搅拌桶为体积为2.5～3.5m³的圆柱桶体，上置搅拌装置，驱动搅拌装置的为变频电机，电机输出转速在200～300rpm之间。

所述搅拌桶的内壁上设置4个垂直于水平面的挡板，挡板高度为桶体直径的3～9％本搅拌桶不设置夹套。

其中，搅拌装置上的四层桨叶间距为25-30cm，桨叶连接搅拌轴的一端宽、远离搅拌轴的一端窄，桨叶的窄端宽度为10-12cm、宽端宽度为15-18cm，桨叶直径90-100cm。

本发明的有益效果在于：

本发明提出的方法，解决了聚四氟乙烯树脂生产过程中的低浓度聚四氟乙烯树脂废液的排放问题，在一定程度上，缓减了聚四氟乙烯树脂生产过程中的环保压力，保证了正常生产的同时，将废液中残留的聚四氟乙烯树脂，重新回收利用，并降级为次级产品进行销售，在解决环保问题的同时也创造了经济价值，实用性较强。

附图说明

图1为本发明方法工艺流程图。

图2为实施例1工艺流程图。

图3为搅拌桶的结构图。

图4为搅拌桶的俯视图。

图5为桨叶的形状结构图。

图6为桨叶的俯视角度的示意图。

图中，1为搅拌桶，2为桨叶，3为搅拌轴，4为挡板。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如无特别说明，实施例中所采用的手段均为本领域常规的技术手段。

本发明提出一种处理低浓度聚四氟乙烯液的方法，将凝聚造粒后及反应釜清洗产生的低浓度聚四氟乙烯液，通过过滤装置，过滤掉废液中的漂浮物，然后进入废液收集槽，收集槽内废液通过输送泵至废液处理装置，在废液处理装置处理后，再通过固液分离设备分离，液体直接排放，固体收集干燥。流程见图1。

分散法聚四氟乙烯树脂，根据其聚合原理，聚四氟乙烯树脂以全氟羧酸盐为分散剂，借此分散在无离子水中，反应结束后，聚合液中聚四氟乙烯树脂含量在25～30％，聚合液根据生产工艺流程要输送至下游岗位，聚合釜需要重新清洗后继续生产，此时清洗聚合釜产生了低浓度聚四氟乙烯液，该液体含聚四氟乙烯树脂约0.8～1.2％；聚合液通过后处理凝聚工艺后，液体中中残留聚四氟乙烯树脂约1～3％，以上为2种低浓度聚四氟乙烯液来源。废液处理装置参照与凝聚造粒工艺，区别在于凝聚造粒工艺，以保证产品性能为先，进行凝聚造粒，搅拌强度及工艺参数都有较为严格的要求，因此现有工艺难以将聚合液中的聚四氟乙烯树脂充分造粒完全，而本发明旨在将聚四氟乙烯树脂从液体中更大程度的分离出来，考虑到投入及工艺的难易度，结合实际应用结果，总结出本发明。本发明根据凝聚造粒体系进行改进调整，增加叶浆迎水面积，搅拌数量在原有2层叶浆的基础上改为4层叶浆，在增加强度的同时提高搅拌转速至200～300rpm，增强了机械破乳的强度，对盐析剂选择溶解度更大的试剂，并适当增加加入量，来缩短破乳的时间，能够实现在15～30min的搅拌后，将液体中的聚四氟乙烯树脂含量降低到0.3％以下。

下面用具体参数举例说明本技术方案。

实施例1：

本实施例中，废液收集槽体积在10m³，废液收集槽暂存废液，同时缓冲前后装置、保证连续运行(前面为废液产生的生产装置，后面为废液处理装置)，收集槽内废液通过输送泵至废液处理装置，在废液处理装置处理后，再通过固液分离设备分离，液体直接排放，固体收集干燥。

参见图3至图6，采用的搅拌桶1内设置有搅拌装置，搅拌装置有四层桨叶2，所述桨叶和水平面的夹角为45度，按照搅拌时桨叶的迎水面的上沿在前、下沿在后设置(图中未示出该倾斜设置)。本实施例搅拌桶1为体积为2.5m³的圆柱桶体，直径1300mm，上置搅拌装置，驱动搅拌装置的为变频电机，电机输出转速在200～300rpm之间。搅拌装置上的四层桨叶间距为28cm，桨叶连接搅拌轴3的一端宽、远离搅拌轴的一端窄，桨叶的窄端宽度为120mm、宽端宽度为18mm，桨叶直径90cm。搅拌桶的内壁上设置4个垂直于水平面的挡板4，挡板高度为80mm。

本实施例处理的低浓度聚四氟乙烯液中聚四氟乙烯树脂含量为1.5％，在搅拌桶中加入2.0m³的低浓度聚四氟乙烯液以及2kg CaCl₂，搅拌的时间为30min；转速为250rpm，搅拌至液面上有白色漂浮物析出。

固液分离设备为圆振筛；固体干燥的温度180℃、时间24小时。具体流程参见图2。

本实施例处理装置中回收的聚四氟乙烯颗粒检测数据如下：

样品数	拉伸强度Mpa	伸长率％	平均粒径μm	体积密度g/L
					1	30	330	135	235
2	31	350	146	260
					3	28	320	110	204
4	25	290	107	196

从检测数据看，性能上与正常产品稍有差异，可降级进行销售。

此装置在实际使用过程中，每吨废水能回收聚四氟乙烯树脂约15kg，处理后水中残留聚四氟乙烯树脂平均含量在0.25％，COD测试平均值为15mg/L。

实施例2

设备同实施例1，操作不同之处在于：本实施例处理的低浓度聚四氟乙烯液中聚四氟乙烯树脂含量为1.0％，在搅拌桶中加入2.0m³的低浓度聚四氟乙烯液以及2kg CaCl₂，搅拌的时间为30min；转速为270rpm，搅拌至液面上有白色漂浮物析出。

处理后水中残留聚四氟乙烯树脂平均含量在0.22％，COD测试平均值为14mg/L，可达标排放(排放的COD要求低于60mg/L)。

发明人在实践中发现，废液的浓度高则搅拌速度低，对于聚四氟乙烯树脂含量为1.0-1.5％的废液，优选搅拌转速260-250rpm。

对比例1

采用本企业已有的凝聚桶，其搅拌桨有2层，能够达到的搅拌强度很小，转速200rpm、搅拌30min后，COD测试平均值为101mg/L，还有残留的颗粒，不符合排放的标准。

对比例2

采用和实施例1相同的搅拌桶，提高转速至1000rpm以上，在转速1000rpm和2000rpm下搅拌20min，虽然有白色漂浮物析出，但检测颗粒粒径在10微米以下，不符合市场需求，不能卖钱。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种处理低浓度聚四氟乙烯液的方法，其特征在于，将凝聚造粒后及反应釜清洗产生的低浓度聚四氟乙烯液，通过过滤装置，过滤掉废液中的漂浮物，然后进入废液收集槽，收集槽内废液通过输送泵至废液处理装置，在废液处理装置处理后，再通过固液分离设备分离，液体直接排放，固体收集干燥。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述废液处理装置内加入盐析剂，所述盐析剂为碱金属的盐，盐析剂加入量占所述低浓度聚四氟乙烯液质量的1～3％，在转速为220-300rpm条件下搅拌至液面上有白色漂浮物析出。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于体积为2.0m³的低浓度聚四氟乙烯液，搅拌的时间为15-30min；所述低浓度聚四氟乙烯液中聚四氟乙烯树脂含量为0.8～3％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固液分离设备为圆振筛；固体干燥的温度160～200℃、时间24～32小时。

5.一种搅拌桶，用于处理低浓度聚四氟乙烯液，其特征在于，所述搅拌桶内设置有搅拌装置，搅拌装置有四层桨叶，所述桨叶和水平面的夹角为40～50度。

6.根据权利要求5所述的搅拌桶，其特征在于，所述搅拌桶为体积为2.5～3.5m³的圆柱桶体，上置搅拌装置，驱动搅拌装置的为变频电机，电机输出转速在200～300rpm之间。

7.根据权利要求5所述的搅拌桶，其特征在于，所述搅拌桶的内壁上设置4个垂直于水平面的挡板，挡板高度为桶体直径的3～9％。

8.根据权利要求5-7任一项所述的搅拌桶，其特征在于，搅拌装置上的四层桨叶间距为25-30cm，桨叶连接搅拌轴的一端宽、远离搅拌轴的一端窄，桨叶的窄端宽度为10-12cm、宽端宽度为15-18cm，桨叶直径90-100cm。