CN114773587B - 一种用于ppc生产过程中环氧丙烷脱除工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于PPC生产过程中环氧丙烷脱除工艺，包括以下内容：定制由SCP卧式自洁反应器组成的SCP机组，在SCP机组下部出料端设置下料仓，同时与双螺杆挤出机进料口连接，使SCP机组与双螺杆挤出机构成同一整体组成双螺杆脱PO机组；物料以恒定下料量进入SCP机组内，通过蒸汽升温加热，真空抽提，主轴旋转搅拌，勾爪切割物料等操作，其中90％左右的轻组分环氧丙烷被抽提，物料在此过程中由粘稠液体变为小球状的固体料块，再通过SCP下料仓进入双螺杆挤出机内，进一步升温加热，真空抽提，将包括环氧丙烷、碳酸丙烯酯在内的可挥发成分全部抽提出去，以达到既定的PPC产品质量指标。
Description
技术领域
本发明涉及精细化工技术领域，特别涉及一种用于PPC生产过程中环氧丙烷脱除工艺。
背景技术
PPC可降解塑料为高分子聚合物，黏度较高，传统生产工艺中随着反应的进行PPC所占比重增加，物料的黏度随之上升，反应进行至一定程度后物料黏度达到1500cps后，必须人为终止反应，未参与反应的环氧丙烷以液体的形式存在，将PPC溶解其中，以保证物料流动性满足工艺要求。现有技术中CN112358607A专利提出在反应过程中加入第三中有机溶剂以保证环氧丙烷全部参与反应，但是反应结束后，PPC仍然溶解在有机溶剂内。上述两种情况均需要进行溶剂脱除，精制的后处理工序方可产出PPC产品。
现阶段行业内PPC生产工艺中后处理技术，即环氧丙烷(或其他用于PPC合成的有机溶剂)脱除技术，主要分两种，一种溶剂萃取技术，第二种为双螺杆脱挥技术。
现有的溶剂萃取技术是利用乙醇等有机溶剂萃取PPC，具体操作如下，反应结束后向合成的PPC浆液中加入乙醇或其他有机溶剂，将PPC物料萃取至乙醇或其他有机溶剂相内，分离环氧丙烷，再向有机溶剂相内加入盐酸等萃取液使PPC析出，以达到PPC分离提纯的目的，此工艺存在以下缺点：虽然生产的PPC纯度较高，但分离提纯工艺繁琐，环氧丙烷回收再利用难度增加，生产能耗偏高，同时此过程中产生大量的工艺废水，难以处理，造成环境污染。
现有的双螺杆脱挥技术利用了环氧丙烷或其他参与PPC合成的有机溶剂低沸点这一物理特性，物料在通过双螺杆机组时采用加热同时真空抽提的手段，分离物料中的挥发份，达到提纯PPC的目的，此工艺虽然操作简单，能耗较低，但因双螺杆内部腔体较小，物料平均停留时间少等情况，导致设备处理能力受限，无法进行万吨级PPC装置的生产需求，同时存在轻组份脱除不彻底的质量问题。
本发明主要基于上述PPC后处理技术中出现的能耗高，废水产量多，环境污染，处理能力小等问题，发明了新一代的SCP脱挥后处理技术，以达到在简化PPC后处理工艺的前提高生产能力。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于PPC生产过程中环氧丙烷脱除工艺的新技术，属于PPC生产工艺的技术革新，新技术的应用可降低PPC生产工艺中后处理工艺如PO或其他溶剂脱除工艺的难度，降低生产能耗，提高装置生产能力，本发明提供的技术方案为：
一种用于PPC生产过程中环氧丙烷脱除工艺，包括以下内容：定制由SCP卧式自洁反应器组成的SCP机组，在SCP机组下部出料端设置下料仓，同时与双螺杆挤出机进料口连接，使SCP机组与双螺杆挤出机构成同一整体组成双螺杆脱PO机组；
物料以恒定下料量进入SCP机组内，通过蒸汽升温加热，真空抽提，主轴旋转搅拌，勾爪切割物料等操作，其中90％左右的轻组分环氧丙烷被抽提，物料在此过程中由粘稠液体变为小球状的固体料块，再通过SCP下料仓进入双螺杆挤出机内，进一步升温加热，真空抽提，将包括环氧丙烷、碳酸丙烯酯在内的可挥发成分全部抽提出去，以达到既定的PPC产品质量指标。
优选的是，在SCP机组上部安装物料进料管线及真空排气管线，同时设置物料观察视镜及摄像头，与物料观察视镜及摄像头电性连接的DCS屏幕，真空管线后部依次设置真空凝液缓冲罐、冷却器、真空泵。
优选的是，在双螺杆挤出机上设置真空管线及观察视镜，同时在真空管线后部设置真空凝液缓冲罐、冷却器、真空泵。
本发明的有益效果为：
本发明针对于PPC生产工艺中，物料高粘度，易降解等特性，经实验确认，SCP卧式自洁反应器可适用于PPC后处理工艺，可以和双螺杆挤出机配合适用，既避免了溶剂萃取技术中出现的高能耗，高污染等问题，又避免了双螺杆脱挥技术处理量小，轻组分脱除不彻底等问题。
本发明创造性的将SCP卧式反应器与双螺杆脱挥机组合在一起，解决了双螺杆脱挥机物料处理量小的技术瓶颈。
本发明简化了PPC后处理工艺的生产难度，降低了生产能耗，同时SCP卧式反应器体积面积远小于同处理能力的双螺杆脱挥机，设备成本及场地要求更低，突破了万吨级PPC生产工艺后处理技术难题。
相比背景技术中提到的所述溶剂萃工艺及双螺杆挤出工艺，本发明采用的SCP脱挥后处理技术具有无废水污染，环氧丙烷已分离，可回收利用，单体设备处理能力高等优势。
附图说明
图1为本发明中提供的PPC生产过程中环氧丙烷脱除工艺流程图
图2为所述SCP机组内部结构示意图。
所示附图中，物料进料管线1，真空排气管线2，真空凝液缓冲罐3，冷却器4，真空泵5，双螺杆脱PO机组6，外壳6-1，主轴6-2，勾爪6-3，空心腔体6-4，PPC进料***7，聚合物闪蒸罐8，脱PO预提浓机9，防粘料给料机10，切粒机11，离心脱水机12。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字及附图能够据以实施。
一种用于PPC生产过程中环氧丙烷脱除工艺包括以下内容：
根据实际生产数据定制设备腔体容积为2000L的SCP卧式自洁反应器组成的SCP机组，其中SCP卧式自洁反应器，常用于高聚物(或与高粘物料体系相关的)反应聚合、大容量脱挥、传热传质、混合混炼、蒸发浓缩、相变结晶等工艺，具有短流程，连续化，高效率等优点，被广泛应用于橡胶制品行业，内部结构如下图2示：包括设备外壳6-1，主轴6-2，勾爪6-3，其中设备主轴6-2外设空心腔体6-4，可通入蒸汽加热，设备外壳6-1为双层夹层，也可通入蒸汽，对物料加热；其理论处理能力为2.5吨/小时，在设备上部安装物料进料管线1及真空排气管线2，同时设置物料观察视镜及摄像头，设备内物料情况可实时反映至DCS屏幕。真空管线后部依次设置真空凝液缓冲罐3、冷却器4、真空泵5。
在SCP机组下部出料端设置下料仓，同时与双螺杆挤出机进料口连接，使SCP机组与双螺杆挤出机构成同一整体组成双螺杆脱PO机组6，其中双螺杆挤出机的设计处理能力为1.5吨/h，同时在双螺杆挤出机同样设置真空管线及观察视镜，如图1所示，在真空管线后部设置真空凝液缓冲罐3、冷却器4、真空泵5。从而构成了以环氧丙烷脱除为目的的PPC后处理工艺及PPC脱挥技术即本文中所述的SCP脱挥后处理技术。
如图1所示，生产期间，PPC进料***7供料后物料经聚合物闪蒸罐8、脱PO预提浓机9后以恒定下料量2.0-2.5m3/h进入SCP机组内，通过蒸汽升温加热，真空抽提，主轴6-2旋转搅拌，勾爪6-3切割物料等操作，其中90％左右的轻组分环氧丙烷被抽提，物料在此过程中由粘稠液体变为小球状的固体料块，再通过SCP下料仓进入双螺杆挤出机内，进一步升温加热，真空抽提，将包括环氧丙烷、碳酸丙烯酯在内的可挥发成分全部抽提出去，以达到既定的PPC产品质量指标。工艺操作过程中工艺指标如下，SCP机组控制温度130℃-150℃，真空度控制在20KPa(A)-50KPa(A)，双螺杆挤出机控制温度150℃-170℃，真空度控制在3KPa(A)-10KPa(A)，冷却器4控制温度为-5℃-0℃。
SCP机组进料量控制2.0-2.5m3/h，双螺杆挤出机控制出料速度1-1.5m3/h，冷凝***可挥发成分回收量控制在0.8m3/h-1.2m3/h，剩余可挥发成分在尾气***回收。
经双螺杆挤出机的物料经防粘料给料机10、切粒机11及离心脱水机12等后续工序完成生产。
本发明针对于PPC生产工艺中，物料高粘度，易降解等特性，经实验确认，SCP卧式自洁反应器可适用于PPC后处理工艺，可以和双螺杆挤出机配合适用，既避免了溶剂萃取技术中出现的高能耗，高污染等问题，又避免了双螺杆脱挥技术处理量小，轻组分脱除不彻底等问题。
本发明创造性的将SCP卧式反应器与双螺杆脱挥机组合在一起，解决了双螺杆脱挥机物料处理量小的技术瓶颈。
本发明简化了PPC后处理工艺的生产难度，降低了生产能耗，同时SCP卧式反应器体积面积远小于同处理能力的双螺杆脱挥机，设备成本及场地要求更低，突破了万吨级PPC生产工艺后处理技术难题。
相比背景技术中提到的所述溶剂萃工艺及双螺杆挤出工艺，本发明采用的SCP脱挥后处理技术具有无废水污染，环氧丙烷已分离，可回收利用，单体设备处理能力高等优势。
现阶段经过生产测算，SCP脱挥后处理技术处理后的PPC物料其中PC含量小于2％，物料熔融指数在5g/10min以下，满足国家标准，单台设备处理能力可达到1万吨每年，此工艺进一步放大可实现单台设备处理能力可达到5万吨每年，为10万吨PPC及百万吨PPC装置的建设提供了技术支撑。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (2)
1.一种用于PPC生产过程中环氧丙烷脱除工艺，其特征在于，包括以下内容：定制由SCP卧式自洁反应器组成的SCP机组，在SCP机组下部出料端设置下料仓，同时与双螺杆挤出机进料口连接，使SCP机组与双螺杆挤出机构成同一整体组成双螺杆脱PO机组；
物料以恒定下料量进入SCP机组内，通过蒸汽升温加热，真空抽提，主轴旋转搅拌，勾爪切割物料，其中90%的轻组分环氧丙烷被抽提，物料在此过程中由粘稠液体变为小球状的固体料块，再通过SCP下料仓进入双螺杆挤出机内，进一步升温加热，真空抽提，将包括环氧丙烷、碳酸丙烯酯在内的可挥发成分全部抽提出去；
在SCP机组上部安装物料进料管线及真空排气管线，同时设置物料观察视镜及摄像头，与物料观察视镜及摄像头电性连接的DCS屏幕，真空管线后部依次设置真空凝液缓冲罐、冷却器、真空泵。
2.根据权利要求1所述的一种用于PPC生产过程中环氧丙烷脱除工艺，其特征在于，在双螺杆挤出机上设置真空管线及观察视镜，同时在真空管线后部设置真空凝液缓冲罐、冷却器、真空泵。
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