CN110669155A - 一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置和方法 - Google Patents
一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置和方法,采用串联的2个或3个的凝聚釜,在所述凝聚釜内将橡胶聚合物溶液和热水的混合物与蒸汽进行接触,使橡胶聚合物溶液中的溶剂汽化脱除;通过增加捕集气相夹带细胶粒的装置且搅拌器电机轴上设有热水接收器;所述捕集气相夹带细胶粒的装置安装在搅拌器电机轴上部且与搅拌器电机轴上的热水接收器连通,其转动频次和搅拌器相同。采用本发明提供的凝聚工艺进行聚合物溶液的凝聚时,可以有效减少凝聚釜顶部溶剂气体、水蒸气中细胶粒的夹带,防止后续的冷凝设备的堵塞,使凝聚工艺长周期运行,并提高分离效果、降低单体的消耗。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶类聚合物领域,特别是涉及一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置和方法。
技术背景
一些常见的橡胶类聚合物的生产过程通常包括聚合、凝聚、后处理等工艺过程。在聚合单元,一种或一种以上的单体在溶剂中与催化剂作用下发生聚合反应得到聚合物溶液,再进入凝聚单元,通过水析法使用蒸汽和热水将聚合物中的溶剂闪蒸分离,得到的含水聚合物再经过干燥等后处理过程即得到聚合物产品。水析法凝聚的过程是在机械搅拌下,使胶粒呈液滴状分散于热水中,在釜中直接通入蒸气,靠部分蒸汽冷凝放出潜热来加热热水,热量通过热水传递给胶粒。此时,液滴状胶液中的溶剂、单体等受热部分气化,溶剂气体被水蒸气按一定比例带出凝聚釜,达到脱除溶剂的目的。溶剂蒸出后的橡胶呈颗粒状析出,分散于水中。现有技术的凝聚过程一般采用双釜凝聚或三釜凝聚,多釜凝聚操作能够提高溶剂脱除的效果。
目前国内大多数合成橡胶装置已采用了水析法三釜凝聚的工艺,在首釜凝聚过程中,随着热水和胶液传质传热水析的不断进行,胶粒从溶剂中分离出来,蒸发的溶剂气体、水蒸气会夹带细胶粒从凝聚釜顶带出,进入后续的冷凝分离***,进而堵塞设备,影响换热和分离效果,最终影响装置的能耗和物耗。在目前大部分装置中凝聚首釜使用的分离夹带颗粒的方法是用泵将后处理过程从胶粒中分离出的热水,输送至设置在釜内顶端的带有微孔的环状管式喷淋装置中,依靠泵提供的压力从微孔中喷出,形成液雾将颗粒从气相拦截下来,随液滴返回釜中,初期效果明显,有效的缓解了后续***的堵塞问题,但随着时间的延长效果越来越差,主要是从后处理循环利用的热水必然夹带少部分细胶粒经过时间积累将喷淋微孔堵塞造成液雾分布不均,影响了拦截效果。而管式喷淋装置设置在釜内,清洗困难,并影响装置长周期运行。因此,开发一种有效的捕集气相夹带细胶粒的装置以进一步降低能耗、物耗,减少三废排放,降低成本已成为该领域研究的热点问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提出了一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置和方法,在本发明凝聚过程中,橡胶聚合物溶液和热水在凝聚釜中通过水析法分离过程以实现胶液中溶剂的脱除,通过对凝聚釜喷淋装置的特殊设计,即权利要求中的捕集气相夹带细胶粒的装置,可以使凝聚工艺长周期运行,有效减少凝聚釜顶部溶剂气体、水蒸气中细胶粒的夹带,防止后续的冷凝设备的堵塞,提高分离效果,并降低单体的消耗。
本发明公开了一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置,包括:
第一凝聚釜,其侧面设有第一进料口和蒸汽入口,所述第一进料口与进料单元连接;底部设有第一出料口;顶部设有第一蒸汽出管和蒸汽冷凝器,用于对第一凝聚釜中的蒸汽进行冷凝回收;
第二凝聚釜,其侧面设有第二进料口,通过第一输送管与第一凝聚釜的第一出料口连接,第一输送管上设有首釜胶粒水泵;底部设有第二出料口,且底部还连接低压蒸汽管;顶部设有第二蒸汽出管,与第一凝聚釜的蒸汽入口连接;
所述第一凝聚釜和第二凝聚釜顶部均连接热水管,内部均设有搅拌器和捕集气相夹带细胶粒的装置,搅拌器电机轴上设有热水接收器;所述搅拌器为单层或多层,所述捕集气相夹带细胶粒的装置安装在搅拌器电机轴上部且与搅拌器电机轴上的热水接收器连通,其转动频次和搅拌器相同。
作为本发明的优选方案,还包括第三凝聚釜;所述第三凝聚釜侧面设有第三进料口,通过第二输送管与第二凝聚釜的第二出料口连接,第二输送管上设有二釜胶粒水泵;底部设有第三出料口,与后处理工艺段的进料口连接;底部还连接低压蒸汽管;顶部设有第三蒸汽出管,与第一凝聚釜的蒸汽入口连接,所述第三蒸汽出管上设有蒸汽喷射器。
作为本发明的优选方案,所述捕集气相夹带细胶粒的装置为圆盘;所述圆盘的直径为0.05~0.6D,优选0.25~0.5D,其中D为凝聚釜直径;圆盘上均布点状孔或线状孔,孔周围设有挡板,所述挡板高度为10~100mm,优选为20~50mm。
作为本发明的优选方案,所述捕集气相夹带细胶粒的装置为呈发射状均匀分布并与热水接收器连通的多条水平布置的槽;槽的深度为20mm~200mm,优选为50~100mm,槽两侧边板的顶部优选为锯齿状,槽型板的长度为0.05~0.4D,优选0.1~0.3D,其中D为凝聚釜直径。
作为本发明的优选方案,所述第一凝聚釜和第二凝聚釜内部安装在搅拌电机轴上的捕集气相夹带细胶粒的装置和搅拌器之间的间距为0.2~0.9L,优选0.5~0.8L,其中L为搅拌电机轴的长度。
作为本发明的优选方案,所述热水接收器为环形槽;环形槽的宽度为0.01~0.3D,优选0.05~0.2D;槽的深度为30mm~300mm,优选为100~200mm。
本发明还公开了一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的方法,包括以下步骤:
(1)橡胶聚合物溶液和一股热水进入混合器混合后输送至第一凝聚釜内,蒸汽从第一凝聚釜底部加入;另一股热水从第一凝聚釜顶的热水管输送至热水接收器,通过捕集气相夹带细胶粒的装置将热水分散成液滴洒向釜内;第一凝聚釜内所得气相从釜顶部的第一蒸汽出管排出,经过后续冷凝回收溶剂和热水;所得液相为第一胶粒水,从釜底的第一出料口排出;
(2)将步骤(1)所得第一胶粒水输送至第二凝聚釜中,低压蒸汽从第二凝聚釜底部加入,热水从第二凝聚釜顶的热水管输送至热水接收器,通过捕集气相夹带细胶粒的装置将热水分散成液滴洒向釜内;第二凝聚釜内所得气相从釜顶部的第二蒸汽出管排出,返回至步骤(1)中的第一凝聚釜中;所得液相为第二胶粒水,从釜底的第二出料口排出;
(3)将步骤(2)所得第二胶粒水输送至第三凝聚釜中,第三凝聚釜的操作压力低于第二凝聚釜,第三凝聚釜的操作压力通过调节设置在第三蒸汽出管上的蒸汽喷射器的蒸汽流量控制;第三凝聚釜内所得气相从釜顶部的第三蒸汽出管排出,返回至步骤(1)中的第一凝聚釜中;所得液相为第三胶粒水,从釜底的第三出料口排出至胶粒后处理单元。
作为本发明的优选方案,所述橡胶聚合物溶液的质量浓度为5~15%;所述橡胶聚合物溶液中的橡胶聚合物为共轭二烯均聚物或共轭二烯与乙烯基芳烃的共聚物;所述共轭二烯均聚物为聚异戊二烯或聚丁二烯;所述共轭二烯与乙烯基芳烃的共聚物为异戊二烯与α-甲基苯乙烯的共聚物或丁二烯与α-甲基苯乙烯的共聚物;所述橡胶聚合物溶液中的溶剂选自烷烃、环烷烃和/或芳烃。
作为本发明的优选方案,单位时间内,进入第一凝聚釜的热水和橡胶聚合物溶液的质量比为2~14:1;进入第一凝聚釜的橡胶聚合物溶液和热水的混合物与进入第二凝聚釜的低压蒸汽的质量流量比为8~80:1,在满足这样的比值下,所述混合物和第二蒸汽的质量流量可以根据不同的工艺规模进行适当的选择,例如所述混合物的质量流量为10000~150000kg/h,第二蒸汽的质量流量为1000~8300kg/h;所述热水的温度为50~95℃,优选为70~95℃。
作为本发明的优选方案,所述第一凝聚釜F1的操作压力为表压0.001~0.05MPa,优选为0.003~0.03MPa,温度为60~92℃,优选为83~92℃;胶液和热水进入凝聚首釜内中下部,在搅拌的作用下,使胶液呈液滴状分散于热水中,在水蒸汽的作用下,釜内热量通过热水传递给胶粒,液滴状胶液中的溶剂等受热气化,被水蒸气按一定比例带出凝聚釜釜顶,达到脱除溶剂的目的,大部分溶剂脱除后,橡胶聚合物呈颗粒状析出,分散于水中。
所述的第二凝聚釜F2的操作压力为表压0.05~0.1MPa,优选为0.06~0.09MPa,温度为92~110℃,优选103~110℃,第二凝聚釜F2的温度是通过调节进入第二凝聚釜底部的蒸汽流量控制。
所述第三凝聚釜F3的操作压力为表压-0.002~0.005MPa,优选-0.001~0.003MPa,温度为80~100℃,优选为93~100℃,正常操作下三釜不通蒸汽,三釜F3的压力是通过调节蒸汽喷射器J1的蒸汽流量控制。
在本发明的方法中,第三凝聚釜的胶粒水已经达到足够的浓缩效果和加热效果,具有足够的热量促进聚合物溶液中的溶剂进一步地除去,已经无需底部吹扫蒸汽来除去溶剂了,而仅需要少量的蒸汽清扫釜壁或扰动胶粒水的作用即可,也就是说,本发明的方法优选将基本全部的蒸汽从第二凝聚釜的蒸汽进料单元中进入,第二凝聚釜消耗的蒸汽即可认为是本发明的凝聚方法所消耗的蒸汽总量。
本发明突出的技术效果是:
(1)本发明可应用于新建装置,也可以利用本发明对一些合成橡胶装置的凝聚单元进行技术改造。采用本发明后,不仅能够实现原有装置的所有功能,在凝聚首釜中顶部蒸汽夹带的细橡胶颗粒大大减少,缓解后续设备堵胶问题,可延长后续溶剂回收装置的操作周期,并减少了产品损失。
(2)可以提高凝聚釜分离效果,降低气相中水含量。
(3)具有降低物耗和能耗的效果。将二釜F2排出的蒸汽和三釜F3排出的蒸汽返回到首釜F1中,特别是将二釜F2排出的蒸汽和三釜F3排出的蒸汽作为首釜F1中的全部的第一蒸汽使用。因此本发明在提高合成橡胶装置生产效率及降低能耗、物耗具有普遍意义。本发明也可应用于天然胶提取工艺及生物燃料制备工艺中。
附图说明
图1本发明的装置示意图;
图2本发明实施例中的捕集气相夹带细胶粒的装置为槽型板的安装示意图;
图3本发明实施例中的捕集气相夹带细胶粒的装置为槽型板的安装俯视图;
图4本发明实施例中的捕集气相夹带细胶粒的装置为圆盘的安装俯视图;
其中,图中主要设备代号说明如下:
M1─混合器 F1─第一凝聚釜
F2─第二凝聚釜 F3─第三凝聚釜
P1─首釜胶粒水泵 P2─二釜胶粒水泵
P3─三釜胶粒水泵 J1─蒸汽喷射器
附图标记:1搅拌器电机轴,2搅拌器,3捕集气相夹带细胶粒的装置,4锯齿,5热水接收器。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明,实施例在如图1所示的装置中实施。
如图1所示为本发明的一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置示意图。
作为本发明的优选实施方式,采用三个串联的凝聚釜,依次为第一凝聚釜F1、第二凝聚釜F2和第三凝聚釜F3,凝聚釜内部均设有搅拌器2,所述搅拌器为3层。
第一凝聚釜即首釜,其进料口与进料单元连接,出料口与第二凝聚釜的进料口连接,且第一输送管上设有首釜胶粒水泵P1;顶部设有第一蒸汽出管和蒸汽冷凝器,用于对第一蒸汽管中的蒸汽进行冷凝回收;侧面的第一蒸汽出管与第二凝聚釜顶部的第二蒸汽出管、第三凝聚釜顶部的第三蒸汽出管连接;顶部接有热水管,热水直接经过热水管流入釜内的环形热水接收器中;
第二凝聚釜底部连接外部的低压蒸汽管,第二出料口与第三凝聚釜的进料口连接,且第二输送管上设有二釜胶粒水泵P2;顶部接有热水管,热水直接经过热水管流入釜内的环形热水接收器中;
第三凝聚釜底部连接外部的低压蒸汽管,但仅用于防止第三凝聚釜内胶粒堵塞;第三出料口与后处理工艺段的进料口通过第三输送管连接,且第三输送管上设有三釜胶粒水泵P3;第三蒸汽出管上设有蒸汽喷射器J1。
作为本发明的优选实施方式,第一凝聚釜和第二凝聚釜内部设置捕集气相夹带细胶粒的装置3,安装在搅拌器电机轴上部且与搅拌器电机轴1上的热水接收器5连通,其转动频次和搅拌器2相同;如图2~3中的槽,3条槽均匀分布在热水接收器5的周围,槽的长度为1120mm,槽的深度为40mm,槽的两侧边板顶部设有锯齿4,槽顶部的锯齿状高度10mm;热水接收器的环形槽的宽度为320mm,深度为40mm。热水接收器中接收到热水后流入3条槽中,槽的顶端为锯齿状,在搅拌器电机轴1转动下带动槽旋转,在离心力的作用下使得热水从槽顶端的锯齿状缝隙中均匀甩出。
作为本发明的优选实施方式,捕集气相夹带细胶粒的装置为图4中的圆盘,圆盘上均布点状孔或线状孔,孔周围安装可选的挡板,挡板顶端留有可选的缝隙,可选的缝隙为任何形状,优选锯齿状;热水接收器中接收到热水后流入圆盘上,在离心力的作用下,部分热水从圆盘的边缘甩出,同时由于圆盘开有均匀的孔,孔周围设有挡板,热水在离心力的作用下碰到挡板从而从孔中落下。
低压蒸汽通入第二凝聚釜釜底作为本发明方法的热源,第二凝聚釜F2由于温度和压力高于凝聚首釜F1,顶部的蒸汽返回首釜底部,可以利用其潜热,起到节能的效果。第三凝聚釜由于操作压力较低,利用蒸汽喷射器J1给釜顶部的蒸汽加压,返回至凝聚釜首釜底部。
实施例1
应用本发明的装置在橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒,优选三个串联的凝聚釜,在所述凝聚釜内橡胶聚合物溶液和水的混合物与蒸汽进行接触使橡胶聚合物溶液中的溶剂汽化脱除。
在第一凝聚釜F1(凝聚首釜)中,橡胶聚合物溶液和一股热水进入混合器M1混合后,进入凝聚首釜F1入口喷嘴,另一股热水从釜顶进入输送至捕集气相夹带细胶粒的装置,胶液在热水、以及来自蒸汽进料***和第二凝聚釜F2、第三凝聚釜F3返回的蒸汽的加热作用下,胶液中的胶粒开始分散并与溶剂分离,包含溶剂和蒸汽的气相从首釜顶部排出,经过后续冷凝工艺回收热水和溶剂,回收的热水回用至首釜F1和第二凝聚釜F2。脱除大部分溶剂的胶粒水通过第一胶粒水泵P1从釜底抽出进入第二凝聚釜中下部;所述捕集气相夹带细胶粒的装置安装在凝聚首釜顶层搅拌器上部,固定在搅拌器电机轴上,其转动频次和搅拌器相同,为开孔圆盘型或均匀分布槽型,利用转动的离心力、液体本身的重力和液体与气体的摩擦力可以使釜顶部加入的热水分散成液滴均匀洒向釜内,将气相中夹带的细胶粒捕集下来,随液滴返回釜中。所述开孔圆盘型或均匀分布槽型捕集气相夹带细胶粒的装置的另一个优点是上部为开放空间,回收热水中夹带的胶粒由于密度比水小,将悬浮于捕集气相夹带细胶粒的装置上部开放空间,在离心力的作用下被甩出捕集气相夹带细胶粒的装置,进入到凝聚釜液相中,避免了回收热水中夹带的细胶粒堵塞捕集气相夹带细胶粒的装置,使装置运行周期大大延长。
在第二凝聚釜中,将所述第一胶粒水加入并与蒸汽进行第二接触,进一步将橡胶聚合物中的溶剂脱除,包含溶剂和蒸汽的气相从顶部排出,回用至第一凝聚釜,底部得到分离后的第二胶粒水;第二凝聚釜F2的蒸汽从釜底加入,胶粒水和蒸汽接触后第二凝聚釜的温度和压力比凝聚首釜高,脱除溶剂的效果更好,胶粒水在蒸汽的作用下在第二凝聚釜F2中进一步脱除溶剂,使胶粒中残余的溶剂大部分被脱除,胶粒水通过P2抽出进入第三凝聚釜F3中下部;同样,在第二凝聚釜顶层搅拌器上部安装捕集气相夹带细胶粒的装置,避免细胶粒随气相带出第二凝聚釜釜顶。
在第三凝聚釜中,将所述第二胶粒水通过进一步闪蒸和分离,将溶剂尽可能脱除。在第三凝聚釜F3中,由于胶粒水在首釜F1和第二凝聚釜经历了两次胶粒水和蒸汽接触、凝聚脱除溶剂的过程,使得进入第三凝聚釜F3内的胶粒水已经具有较高的温度和较高的浓度,可以在无需通入蒸汽来提供热量和携带的情况下,利用余热和第三凝聚釜的压力变化进一步除去自身的溶剂,第三凝聚釜的操作压力低于第二凝聚釜,有利于溶剂进一步蒸发。第三凝聚釜F3也具有蒸汽进料单元,但是该蒸汽进料单元提供的少量蒸汽主要是吹扫清洁、防止胶粒堵塞的作用。
作为本发明的优选实施方式,第一凝聚釜F1、第二凝聚釜F2和第三凝聚釜F3全容积分别为40m3(内径Φ3200mm,直筒高度3800mm)、65m3(内径Φ3750mm,直筒高度4450mm)、65m3(内径Φ3750mm,直筒高度4450mm)。
将聚异戊二烯溶液(聚异戊二烯浓度为10%,溶剂为己烷,5000kg/h)和热水(温度为90℃,40000kg/h)混合后以45000kg/h的流量送入第一凝聚釜F1中,保持釜底蒸汽流量为1460kg/h(来自第二凝聚釜F2和第三凝聚釜F3的釜顶排出的包含溶剂和蒸汽的气相混合物),第一凝聚釜F1的操作条件包括:表压0.03Mpa,温度为86℃,胶粒水的停留时间为42.7min。输送至接收器的热水流量为1000kg/h。
第一凝聚釜F1出料的第一胶粒水通过第一胶粒水泵P1从釜底抽出进入第二凝聚釜中下部,第一胶粒水泵P1的流量为41842kg/h,第二凝聚釜的操作条件为:表压0.07Mpa,温度为100℃,胶粒水的停留时间为70min,蒸汽流量为1400kg/h。捕集气相夹带细胶粒的装置为开孔圆盘形,圆盘直径为3000mm,所述孔为直径为4mm点状孔,均匀分布于圆盘上,输送至圆盘上的热水流量为1000kg/h。
第二凝聚釜出料的第二胶粒水通过第二胶粒水泵P2抽出进入第三凝聚釜F3中下部,第三凝聚釜底部蒸汽流量为100kg/h,第二胶粒水泵P2的流量为42982kg/h。第三凝聚釜的操作条件为:表压0.03Mpa,温度为96℃,胶粒水的停留时间为68min。
凝聚***的总停留时间为3h,***总共消耗了1500kg水蒸气和42000kg的热水,处理了5000kg的聚异戊二烯溶液,从第一凝聚釜F1釜顶的蒸汽出口收集冷凝得到5618kg的液体,相分离后4400kg己烷,1218kg热水,第三凝聚釜F3出料所得第三胶粒水送至后处理干燥得到干胶498kg,其中,干胶中己烷含量为0.1%(重量百分含量)。装置运行超过800h,无堵塞事故发生。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变形,比如开孔圆盘和均匀分布的槽型与搅拌轴的安装角度不限于垂直,这些简单的变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置,其特征在于包括:
第一凝聚釜,其设有第一进料口和蒸汽入口,所述第一进料口与进料单元连接;第一凝聚釜底部设有第一出料口;顶部设有用于对第一凝聚釜中的蒸汽进行冷凝回收的第一蒸汽出管和蒸汽冷凝器;
第二凝聚釜,其设有第二进料口,第二进料口通过第一输送管与第一凝聚釜的第一出料口连接;第二凝聚釜底部设有第二出料口,且底部还连接低压蒸汽管;顶部设有第二蒸汽出管,第二蒸汽出管与第一凝聚釜的蒸汽入口连接;
所述第一凝聚釜和第二凝聚釜顶部均连接热水管,内部均设有搅拌器和捕集气相夹带细胶粒的装置,搅拌器电机轴上设有热水接收器;所述搅拌器为单层或多层,所述捕集气相夹带细胶粒的装置安装在搅拌器电机轴上部且与搅拌器电机轴上的热水接收器连通。
2.如权利要求1所述的一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置,其特征在于,还包括第三凝聚釜;所述第三凝聚釜设有第三进料口,第三进料口通过第二输送管与第二凝聚釜的第二出料口连接;第三凝聚釜底部设有第三出料口,第三出料口与后处理工艺段的进料口连接;第三凝聚釜底部还连接低压蒸汽管;顶部设有第三蒸汽出管,第三蒸汽出管与第一凝聚釜的蒸汽入口连接,所述第三蒸汽出管上设有蒸汽喷射器。
3.如权利要求1所述的一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置,其特征在于,所述捕集气相夹带细胶粒的装置为圆盘;所述圆盘的直径为0.05~0.6D,其中D为凝聚釜直径;圆盘上均布点状孔或线状孔,孔周围设有挡板。
4.如权利要求1所述的一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置,其特征在于所述捕集气相夹带细胶粒的装置为呈发射状均匀分布并与热水接收器连通的多条水平布置的槽;槽的深度为20mm~200mm,槽两侧边板的顶部为锯齿状,槽的长度为0.05~0.4D,其中D为凝聚釜直径。
5.如权利要求1所述的一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的装置,其特征在于所述第一凝聚釜和第二凝聚釜内部安装在搅拌电机轴上的捕集气相夹带细胶粒的装置和搅拌器之间的间距为0.2~0.9L,其中L为搅拌电机轴的长度。
6.如权利要求1所述的一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的方法,其特征在于所述热水接收器为环形槽;环形槽的宽度为0.01~0.3D,槽的深度为30mm~300mm。
7.一种应用权利要求2所述装置的橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)橡胶聚合物溶液和一股热水进入混合器混合后输送至第一凝聚釜内,蒸汽从第一凝聚釜底部加入;另一股热水从第一凝聚釜顶的热水管输送至热水接收器,通过捕集气相夹带细胶粒的装置将热水分散成液滴洒向釜内;第一凝聚釜内所得气相从釜顶部的第一蒸汽出管排出,经过后续冷凝回收溶剂和热水;所得液相为第一胶粒水,从釜底的第一出料口排出;
(2)将步骤(1)所得第一胶粒水输送至第二凝聚釜中,低压蒸汽从第二凝聚釜底部加入,热水从第二凝聚釜顶的热水管输送至热水接收器,通过捕集气相夹带细胶粒的装置将热水分散成液滴洒向釜内;第二凝聚釜内所得气相从釜顶部的第二蒸汽出管排出,返回至步骤(1)中的第一凝聚釜中;所得液相为第二胶粒水,从釜底的第二出料口排出;
(3)将步骤(2)所得第二胶粒水输送至第三凝聚釜中,第三凝聚釜的操作压力低于第二凝聚釜,第三凝聚釜的操作压力通过调节设置在第三蒸汽出管上的蒸汽喷射器的蒸汽流量控制;第三凝聚釜内所得气相从釜顶部的第三蒸汽出管排出,返回至步骤(1)中的第一凝聚釜中;所得液相为第三胶粒水,从釜底的第三出料口排出至胶粒后处理单元。
8.如权利要求1所述的一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的方法,其特征在于所述橡胶聚合物溶液的质量浓度为5~15%;所述橡胶聚合物溶液中的橡胶聚合物为共轭二烯均聚物或共轭二烯与乙烯基芳烃的共聚物;所述共轭二烯均聚物为聚异戊二烯或聚丁二烯;所述共轭二烯与乙烯基芳烃的共聚物为异戊二烯与α-甲基苯乙烯的共聚物或丁二烯与α-甲基苯乙烯的共聚物;所述橡胶聚合物溶液中的溶剂选自烷烃、环烷烃和/或芳烃。
9.如权利要求1所述的一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的方法,其特征在于单位时间内,进入第一凝聚釜的热水和橡胶聚合物溶液的质量比为2:1~14:1;进入第一凝聚釜的橡胶聚合物溶液和热水的混合物与进入第二凝聚釜的低压蒸汽的质量流量比为8:1~80:1;所述热水的温度为50~95℃。
10.如权利要求1所述的一种橡胶溶液水析法凝聚过程中捕集气相夹带细胶粒的方法,其特征在于所述第一凝聚釜的操作压力为表压0.001~0.05MPa,温度为60~92℃;所述第二凝聚釜的操作压力为表压0.05~0.1MPa,温度为92~110℃;所述第三凝聚釜的操作压力为表压-0.002~0.005MPa,温度为80~100℃。
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