專利名稱：聚丙烯粉料后處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的內(nèi)容是關(guān)于生產(chǎn)聚丙烯的工藝中，將離開聚合反應(yīng)器之后的聚丙烯粉料中殘留的催化劑予以去活、脫除并經(jīng)濟地回收粉料中攜帶的烴類的方法。眾所周知，合成聚丙烯之后，離開聚合系統(tǒng)的聚丙烯粉料中攜帶有一定量的烴類， 其中一部分是溶解于聚合物中的、一部分是游離的，聚丙烯粉料后處理的目的就是要將這些攜帶的烴類加以脫除，同時使得粉料中殘留的催化劑(包括催化劑及烷基鋁)去活。上述脫除烴類過程一般稱為脫氣或脫揮(或者稱為干燥)、將殘留的催化劑分解去活的過程一般稱為汽蒸(或者稱為去活)?，F(xiàn)分述如下(1)先汽蒸、后干燥。日本專利特開昭58-216735所述的環(huán)管聚合工藝就是采用這一后處理方法。離開聚合反應(yīng)器的聚合物粉料經(jīng)過初步的氣/固分離之后，仍然攜帶 2%烴類的聚丙烯粉料首先進(jìn)入一臺汽蒸器的上部，與自下而上的水蒸氣逆流相接觸。聚合物中攜帶的烴類被水蒸氣置換出來，從汽蒸器的上部離開并加以回收；聚合物在汽蒸器中接觸水蒸氣的同時，其殘留的催化劑被分解去活。帶有部分游離水的聚合物從汽蒸器的底部離開，進(jìn)入一臺流化床干燥器脫除水份。先汽蒸、后干燥方法的優(yōu)點是可以很方便的將離開汽蒸器的氣相中的烴類和水蒸氣加以分離，從而可以徹底的回收烴類物質(zhì)。其缺點是后處理需要考慮游離水的脫除，需要大量熱氮循環(huán)，流程長、設(shè)備多、占地面積大。(2)先干燥、后汽蒸。日本專利特開昭58-157807，昭56-139520(三井油化)所述的聚合工藝就是采用這一后處理方法。離開聚合反應(yīng)器的聚合物粉料經(jīng)過初步的氣/固分離之后，仍然攜帶 2%烴類的聚丙烯粉料首先進(jìn)入一臺臥式的槳葉干燥器，干燥器的夾套、攪拌軸、攪拌葉片內(nèi)部都可以通入水蒸氣進(jìn)行加熱。在加熱、攪拌和通入氮氣的多重作用下，聚合物中攜帶的烴類被大部分置換出來。聚合物粉料再進(jìn)入一臺汽蒸器，與含有水蒸氣的氮氣相接觸，聚合物中攜帶的微量烴類被進(jìn)一步置換出來，殘留的催化劑被水蒸氣分解去活，離開汽蒸器的氮氣、水蒸氣中含有烴類很少，可以直接排放大氣。此法的優(yōu)點是流程比較簡短。其缺點是離開干燥器的尾氣中除了烴類之外還含有大量的氮氣以及加熱時蒸出的小分子聚合物，難以用經(jīng)濟的方法徹底加以回收。國內(nèi)現(xiàn)有裝置均直接去火炬排放甚至就地排放，增加了聚合單體的單耗以及二氧化碳的排放、造成了環(huán)境的污染。(3)在脫氣倉中同時進(jìn)行干燥、去活。日本專利昭59-230010 (Amoco/Chisso)所述的聚合工藝就是采用這一后處理方法。離開聚合系統(tǒng)的聚合物粉料經(jīng)過初步的氣/固分離之后，仍然攜帶 2%烴類的聚丙烯粉料進(jìn)入一臺立式的脫氣倉，脫氣倉不帶有攪拌，移動床操作。向脫氣倉通入氮氣和微量的水蒸氣。聚合物中的烴類被置換出來，殘留的催化劑被水蒸氣分解去活。此法的優(yōu)點是流程比較簡短。其缺點是操作溫度較低，揮發(fā)份的脫除程度較低，另外離開脫氣倉的尾氣中除了烴類之外還含有大量的氮氣，難以用經(jīng)濟的方法徹底加以回收。
(4)先脫氣、再汽蒸去活。中國專利Q00410053651. 3)聚丙烯粉料后處理方法。 此方法的特點是離開聚合系統(tǒng)的聚合物粉料經(jīng)過初步的氣/固分離之后，仍然攜帶 2% 烴類的聚丙烯粉料，在不接觸氮氣的條件下先將聚合物粉料中的大部分烴類脫除出來、然后再進(jìn)行汽蒸、去活。其方法的優(yōu)點是通過加熱、攪拌(機械攪拌或者流化床、氣流輸送)、 延長粉料停留時間的方法將聚丙烯粉料中的大部分烴類脫除出來、并加以回收，但是其缺點是在不接觸氮氣的條件下脫除烴類的聚丙烯粉料進(jìn)入汽蒸、去活設(shè)備時仍然攜帶比較多的烴類，這些烴類在汽蒸、去活過程中與大量氮氣混合之后難以回收、排放時難以達(dá)到環(huán)保的要求。中國專利(200410053651. 3)比(2)日本專利特開昭58-157807，昭56-139520 (三井油化)的“先干燥、后汽蒸”后處理方法的實質(zhì)性改進(jìn)就是干燥器中不再通入氮氣，而是通過干燥器的加熱、攪拌將100%形態(tài)的烴類泄放出來之后加以回收。但是仍然不能徹底解決降低單耗的問題。由于干燥器中不通入氮氣，聚丙烯粉料由干燥器進(jìn)入汽蒸器時攜帶的烴類比日本專利特開昭58-157807，昭56-139520(三井油化)在干燥器中通入氮氣時由干燥器進(jìn)入汽蒸器時攜帶的烴類要多，汽蒸器尾氣排放時帶來環(huán)保上的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一個經(jīng)過改進(jìn)的聚丙烯粉料后處理方法。進(jìn)一步說明如下日本專利特開昭58-157807，昭56-139520(三井油化)的干燥器中通入氮氣將聚丙烯粉料中攜帶的烴類置換出來，其缺點是干燥器尾氣中的烴類難以回收，丙烯單耗較高。 優(yōu)點是通過干燥器通入的氮氣置換之后的聚丙烯粉料進(jìn)入汽蒸器時攜帶的烴類很少，汽蒸器尾氣排放大氣時能夠達(dá)到環(huán)保的要求；中國專利(200410053651. 3)在干燥器中不通入氮氣，其優(yōu)點是能夠?qū)⒏稍锲髦行狗懦鰜淼牟缓械獨獾臒N類直接加以回收，缺點是干燥器不通入氮氣之后離開干燥器的聚丙烯粉料中攜帶的氣體為100%的烴類，聚丙烯粉料進(jìn)入汽蒸器時攜帶的烴類增加了，丙烯單耗難以降到以下，尾氣排放大氣時難以達(dá)到環(huán)保的要求；本發(fā)明在日本專利特開昭58-157807，昭56-139520(三井油化)中使用的槳式干燥器或者設(shè)備本身回轉(zhuǎn)、內(nèi)部有加熱面的回轉(zhuǎn)干燥器中不通入氮氣、而是通入水蒸氣(這里指的是直接水蒸氣，下同)，將傳統(tǒng)的槳式干燥器或者回轉(zhuǎn)干燥器改造成為本發(fā)明的汽蒸干燥器。通過汽蒸干燥器的加熱、攪拌及通入的水蒸氣的置換將粉料中攜帶的烴類徹底釋放出來并加以回收、減少了丙烯單耗，后續(xù)工段的尾氣排放時能夠達(dá)到環(huán)保的要求。由于汽蒸干燥器具有加熱面，離開汽蒸干燥器的聚丙烯粉料攜帶的是不含游離水的水蒸氣，后續(xù)工段只要在一臺脫濕器中通入少量氮氣將水蒸氣置換出來即可，不需要通入大量的熱氮氣將游離水干燥。還可以利用在粉料風(fēng)送系統(tǒng)和粉料接受料倉這些原有的設(shè)備中通入氮氣多級串聯(lián)置換水蒸氣，既不需要增加新的脫濕設(shè)備還可以節(jié)省氮氣，簡化了流程與設(shè)備，減少了占地面積。本發(fā)明也可以采用批量操作的方式，下面將予以詳細(xì)說明。本發(fā)明的主要內(nèi)容為(1)汽蒸干燥離開聚合反應(yīng)器的聚合物粉料經(jīng)過初步的氣/固分離之后，仍然攜帶 2%的聚丙烯粉料，進(jìn)入一臺通入水蒸氣的汽蒸干燥器，在機械攪拌或者設(shè)備本身回轉(zhuǎn)、加熱、水蒸氣置換的共同作用下，聚合物粉料中的烴類被脫除出來、殘留的催化劑被水蒸氣分解去活。汽蒸干燥過程在一臺具有加熱面的設(shè)備中進(jìn)行，離開汽蒸干燥器的聚丙烯粉料中不含游離水?？梢詫㈦x開汽蒸干燥器的烴與水蒸氣的混合氣體中的水蒸氣加以分離，然后將主要成分為烴的不凝氣(最好加熱至100°C以上)返回汽蒸干燥器中，以降低汽蒸干燥器的露點。(2)脫濕脫除烴類之后的聚合物再進(jìn)入一臺通入氮氣的脫濕器，加入氮氣脫除粉料中的水蒸氣。在脫濕過程的同時粉料中殘留的微量烴類也被脫除。本發(fā)明的脫濕器可以為一臺帶攪拌、帶夾套蒸汽加熱或者不帶夾套蒸汽加熱的立式或者臥式容器，也可以為一臺不帶攪拌、不帶夾套蒸汽加熱的立式容器(相當(dāng)于一臺經(jīng)本發(fā)明改造只通入氮氣、不通入水蒸氣的脫氣倉)。由于本發(fā)明中此改造后的脫氣倉的作用不再是脫除烴類，僅僅是脫濕，因此可以縮短停留時間、減少容積。脫濕器的特點是只通入氮氣、不通入水蒸氣，還可以利用氮氣風(fēng)送系統(tǒng)和在粉料接受料倉中通入氮氣進(jìn)行多級串聯(lián)脫濕(氮氣先進(jìn)入粉料接受料倉、再進(jìn)入粉料風(fēng)送系統(tǒng)、最終攜帶水蒸汽外排)以降低氮氣消耗。(3)本發(fā)明可以汽蒸干燥、脫濕在同一臺容器中以批量操作的方式進(jìn)行。此容器 (汽蒸干燥脫濕器)不必帶加熱面，但是汽蒸干燥、脫濕在負(fù)壓下操作，至少2臺或者2臺以上的汽蒸干燥脫濕器交替操作。聚丙烯粉料進(jìn)入此容器(汽蒸干燥脫濕器)中之后，首先在負(fù)壓工況下通入水蒸氣將聚丙烯粉料中攜帶的烴類予以脫除，如果需要降低粉料溫度的話還可以加入適量的游離水，通過游離水在負(fù)壓工況下的蒸發(fā)將聚丙烯粉料中攜帶的烴類予以脫除、并降低粉料溫度；然后，繼續(xù)在負(fù)壓工況下通入氮氣脫濕；最后，在常壓或者加壓工況下將汽蒸干燥脫濕器內(nèi)的聚丙烯粉料排出；再次抽真空準(zhǔn)備受料，重復(fù)上述批量操作過程。由于為批量操作，至少有2臺或者2臺以上的汽蒸干燥脫濕器交替操作。汽蒸干燥脫濕器在負(fù)壓操作下的工況一般在-0. 5 -0. 95大氣壓、最好在-0. 8 -0. 9大氣壓。本發(fā)明的主要特點為1、本發(fā)明將傳統(tǒng)的槳葉干燥器和回轉(zhuǎn)干燥器改造成了 “汽蒸干燥器”。傳統(tǒng)的槳葉干燥器和回轉(zhuǎn)干燥器是通入氮氣而不通入水蒸氣的，氮氣與烴類難以用經(jīng)濟的方法徹底加以分離，通入氮氣之后不僅給回收烴類帶來了麻煩，排放時還帶來了環(huán)保上的問題。而本發(fā)明在傳統(tǒng)的槳葉干燥器和回轉(zhuǎn)干燥器中不通入氮氣、而是通入水蒸氣，利用水蒸氣作為載氣可以將粉料中的烴類更加徹底的置換出來，置換出來的烴與水蒸氣的分離非常容易，只要將其冷卻到常溫就可以將其中的大部分水蒸氣冷凝下來、從而能夠以一種經(jīng)濟的方法將烴類徹底予以回收，同時還解決了環(huán)保上的問題。本發(fā)明在傳統(tǒng)的槳葉干燥器和回轉(zhuǎn)干燥器中通入了水蒸氣，使得催化劑得以分解去活，既起到了汽蒸器的作用、同時又起到了聚丙烯干燥器脫除烴類的作用；再加上槳葉干燥器和回轉(zhuǎn)干燥器中帶有加熱面，聚丙烯粉料離開槳葉干燥器和回轉(zhuǎn)干燥器時是干燥的。 因此，本發(fā)明將改造之后通入水蒸氣的傳統(tǒng)的槳葉干燥器和回轉(zhuǎn)干燥器稱之為“汽蒸干燥
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'ΠΒ' ο2、由于汽蒸干燥器具有加熱面，離開汽蒸干燥器的聚丙烯粉料中不含游離水(必要時還可以將離開汽蒸干燥器的氣體分離水分之后部分返回汽蒸干燥器，以降低汽蒸干燥器的露點)，簡化了后處理的流程和設(shè)備。脫濕后處理只要一臺通入氮氣的脫濕器即可，還可以利用氮氣風(fēng)送系統(tǒng)和在粉料接受料倉中通入氮氣進(jìn)行多級串聯(lián)脫濕，既降低了氮氣的消耗、又不需要增加新的后處理設(shè)備。3、本發(fā)明的汽蒸干燥、脫濕可以在同一臺容器中以批量操作的方式予以實施。還可通入適量的游離水，利用水的蒸發(fā)降低粉料的溫度。4、本發(fā)明能夠徹底脫除聚丙烯粉料中攜帶的烴類、并以一種經(jīng)濟的冷卻分離冷凝水的方式徹底予以回收，尾氣外排時能夠達(dá)到環(huán)保的要求。


附圖1為本發(fā)明所述的離開聚合釜的聚丙烯粉料后處理示意圖。11為將槳式干燥器改造而成的汽蒸干燥器，傳統(tǒng)的槳式干燥器是不通入直接水蒸氣的，本發(fā)明改為不通入氮氣、通入直接水蒸氣。12為攪拌軸，13為攪拌槳葉。加熱蒸汽由104進(jìn)入11的夾套，蒸汽凝液由105離開11的夾套。12和13的內(nèi)部也可以通入加熱蒸汽、排出蒸汽凝液(圖上未表示)。攜帶有 2.5% (wt)烴類的聚丙烯粉料由100進(jìn)入汽蒸干燥器11，直接水蒸氣由 101進(jìn)入汽蒸干燥器11。在加熱、攪拌、水蒸氣置換的共同作用下聚丙烯粉料中的烴類(揮發(fā)份)被脫除，被脫除的烴類和加入的水蒸氣由102離開汽蒸干燥器11，分離水分后加以回收。脫除烴類(揮發(fā)份)之后的聚丙烯粉料由103離開、進(jìn)入脫濕器14，15為攪拌軸，16 為攪拌葉片。加熱蒸汽由109進(jìn)入14的夾套，蒸汽凝液由110離開14的夾套。攜帶有 1% (wt)水蒸氣的聚丙烯粉料由103進(jìn)入脫濕器14，氮氣由106進(jìn)入脫濕器14。在加熱、 攪拌和氮氣置換的作用下，聚丙烯粉料中攜帶的水蒸氣及殘余的烴類被脫除。聚丙烯粉料由108離開脫濕器14。通入脫濕器14的氮氣、被脫除的殘余烴類及水蒸氣由107離開脫濕器14。附圖1上汽蒸干燥器11為臥式帶加熱面的槳式干燥器，本發(fā)明中通入了直接水蒸氣。附圖1上脫濕器14為立式帶夾套加熱的的攪拌容器，但是也可以是臥式攪拌容器或者是不帶機械攪拌不帶夾套加熱的立式容器，相當(dāng)于一臺只通氮氣、不通水蒸氣的脫氣倉，由于本發(fā)明中此脫氣倉的作用不再是脫除烴類，僅僅是脫濕，因此可以縮短停留時間、 減少容積。附圖2與附圖1不同的是為了避免進(jìn)入汽蒸干燥器的水蒸氣冷凝下來之后以游離水的形態(tài)被聚丙烯粉料攜帶進(jìn)入后續(xù)設(shè)備，將離開汽蒸干燥器的烴與水蒸氣的混合氣體通過一臺冷凝器將水蒸氣冷凝下來，然后將主要成分為烴的不凝氣(最好加熱至100 IlO0C )返回汽蒸干燥器中，以降低汽蒸干燥器的露點。其余部分同附圖1。附圖2的說明詳見實施例2。附圖3同附圖1，汽蒸干燥器31為一臺本發(fā)明改造后的回轉(zhuǎn)干燥器，傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)干燥器是不通入直接水蒸氣的，本發(fā)明改為不通入氮氣、通入直接水蒸氣。加熱蒸汽由304 進(jìn)入31的內(nèi)部加熱管，在內(nèi)部加熱管中冷凝的蒸汽凝液由305離開(內(nèi)部加熱管在圖上未表示)。攜帶有 2. 5% (wt)烴類的聚丙烯粉料由300進(jìn)入汽蒸干燥器31，直接水蒸氣由 301進(jìn)入汽蒸干燥器31。在加熱、設(shè)備回轉(zhuǎn)、水蒸氣置換的共同作用下，聚丙烯粉料中的烴類(揮發(fā)份)被脫除，被脫除的烴類和通入的直接水蒸氣由302離開汽蒸干燥器31，分離水分后即可加以回收。脫除烴類(揮發(fā)份)之后的聚丙烯粉料由303離開、進(jìn)入脫濕器34，35 為攪拌軸，36為攪拌葉片。加熱蒸汽由309進(jìn)入34的夾套，蒸汽凝液由310離開34的夾套。攜帶有 (wt)水蒸氣的聚丙烯粉料由303進(jìn)入脫濕器34，氮氣由306進(jìn)入脫濕器 34。在加熱、攪拌和氮氣置換的作用下，聚丙烯粉料中攜帶的水蒸氣及殘余的烴類被脫除。 聚丙烯粉料由308離開脫濕器34。通入脫濕器34的氮氣、被脫除的殘余烴類及水蒸氣由 307離開脫濕器；34。附圖3上脫濕器34為立式帶夾套加熱的攪拌容器，但是也可以是臥式攪拌容器或者是不帶機械攪拌不帶夾套加熱的立式容器，相當(dāng)于一臺只通氮氣、不通水蒸氣的脫氣倉， 由于本發(fā)明中此脫氣倉的作用不再是脫除烴類，僅僅是脫濕，因此可以縮短停留時間、減少容積。附圖4上汽蒸干燥脫濕器41為批量操作的容器，由于聚合釜為連續(xù)化操作、汽蒸干燥脫濕器為批量操作，至少需要2臺汽蒸干燥脫濕器交替操作，圖上只表示了 1臺。攜帶有 2.5% (wt)烴類的聚丙烯粉料由400進(jìn)入汽蒸干燥脫濕器41，直接水蒸氣由401A進(jìn)入。在負(fù)壓抽吸、水蒸氣置換的共同作用下聚丙烯粉料中的烴類(揮發(fā)份)被脫除，被脫除的烴類和通入的直接水蒸氣由402離開汽蒸干燥脫濕器41，進(jìn)入真空泵42，離開真空泵的氣體由403進(jìn)入冷凝器43，由404離開冷凝器43進(jìn)入分液罐44，冷凝水由405 排出，烴類由406去回收。由401A通入的水蒸氣將聚丙烯粉料中的烴類(揮發(fā)份)脫除之后，關(guān)閉水蒸氣 401A，繼續(xù)在負(fù)壓工況下由407向汽蒸干燥脫濕器41通入氮氣，氮氣和脫除的水蒸氣由402 離開汽蒸干燥脫濕器41，進(jìn)入真空泵42，離開真空泵之后由408外排。然后關(guān)閉離開汽蒸干燥脫濕器41的402，由407通入氮氣使得汽蒸干燥脫濕器41 的壓力恢復(fù)常壓或者0. 3MPaG左右的低壓，打開409將汽蒸干燥脫濕器41內(nèi)的聚丙烯粉料排出。汽蒸干燥脫濕器41內(nèi)的聚丙烯粉料排盡之后，關(guān)閉409、打開402，令汽蒸干燥脫濕器41建立負(fù)壓，將汽蒸干燥脫濕器41內(nèi)的氮氣抽走，經(jīng)真空泵42由408排出。打開400受料。重復(fù)上述操作?？梢越?jīng)401B加入純水部分或者全部代替401A加入的水蒸氣，通過純水的蒸發(fā)脫除聚丙烯粉料中的烴類，并降低粉料的溫度。詳見實施例4、5。附圖5為利用氮氣風(fēng)送系統(tǒng)和在粉料接受料倉中通入氮氣進(jìn)行多級串聯(lián)脫濕的示意圖。汽蒸干燥器51為一臺不通入氮氣、通入直接水蒸氣的回轉(zhuǎn)干燥器。加熱蒸汽由 504進(jìn)入51的內(nèi)部加熱管，在內(nèi)部加熱管中冷凝的蒸汽凝液由505離開(內(nèi)部加熱管在圖上未表示)。攜帶有 2. 5% (wt)烴類的聚丙烯粉料由500進(jìn)入汽蒸干燥器51，直接水蒸氣由501進(jìn)入汽蒸干燥器51。在加熱、設(shè)備回轉(zhuǎn)、水蒸氣置換的共同作用下聚丙烯粉料中的烴類(揮發(fā)份)被脫除，被脫除的烴類和通入的直接水蒸氣由502離開汽蒸干燥器51，分離水分后即可予以回收。脫除烴類(揮發(fā)份)之后攜帶有 (wt)水蒸氣的聚丙烯粉料由503離開、進(jìn)入緩沖罐52。聚丙烯粉料由506離開緩沖罐52進(jìn)入氮氣輸送系統(tǒng)，與風(fēng)送氮氣混合后的507進(jìn)入粉料受料罐53，受料罐53底部通入置換氮氣509，聚丙烯粉料由508離開。聚丙烯粉料中的水蒸氣及殘余的烴類被風(fēng)送系統(tǒng)中的氮氣和進(jìn)入受料罐53的氮氣509脫除后由510離開，進(jìn)入風(fēng)送風(fēng)機M，加壓后經(jīng)511將離開緩沖罐52的聚丙烯粉料 506經(jīng)507風(fēng)送至受料罐53。風(fēng)送氣體511中的部分氣體512進(jìn)入緩沖罐52，與進(jìn)入緩沖罐的聚丙烯粉料503接觸之后，攜帶聚丙烯粉料中攜帶的濕氣、殘余烴類由513離開緩沖罐 52。這樣，就聚丙烯粉料而言在緩沖罐52、風(fēng)送系統(tǒng)507、粉料受料罐53被3次串聯(lián)脫濕， 就氮氣而言在粉料受料罐53、風(fēng)送系統(tǒng)507、緩沖罐52先后3次串聯(lián)用于脫濕。既能夠利用粉料風(fēng)送、粉料受料罐這些現(xiàn)有的設(shè)備、又能夠降低氮氣的消耗。緩沖罐52僅僅用于脫濕氮氣的分離，停留時間 10分鐘。本發(fā)明的汽蒸干燥器51本身雖然比脫氣倉投資要大一些，但是能夠以經(jīng)濟的方式徹底回收聚丙烯粉料攜帶的烴類，徹底解決環(huán)保的問題，綜合經(jīng)濟效益、社會效益明顯優(yōu)于脫氣倉工藝。
具體實施例方式實施例1 如附圖1所示，汽蒸干燥器11為一臺通入直接水蒸氣的粉料加熱器(槳式干燥器)，操作壓力0.006Mpag，加熱面積為70平方米。12為攪拌軸，13為攪拌槳葉。離開聚合釜的聚合物經(jīng)氣/固分離后，進(jìn)入汽蒸干燥器11的聚丙烯粉料100為4000kg/hr，攜帶的烴類約lOOkg/hr，通入汽蒸干燥器11的直接水蒸氣101為lOOkg/hr。加熱蒸汽由104 進(jìn)入11的夾套，蒸汽凝液由105離開11的夾套。12和13的內(nèi)部可以通入加熱蒸汽、排出蒸汽凝液(圖上未表示)。聚丙烯粉料在汽蒸干燥器11中被加熱到105°C，在加熱、攪拌、 水蒸氣置換共同作用下，烴類(揮發(fā)份)從粉料中逸出，由102回收，從102回收的烴類接近lOOkg/hr。聚丙烯粉料由103離開汽蒸干燥器11進(jìn)入脫濕器14，脫濕器14的操作溫度露點以上 80°C，操作壓力0. 004Mpag。由106向脫濕器通入氮氣約100kg/hr。由103進(jìn)入脫濕器14的聚丙烯粉料中攜帶的烴類小于聚丙烯粉料量的0. 1%。在加熱、攪拌和氮氣置換的作用下，聚丙烯粉料中攜帶的水蒸氣及殘余的烴類被脫除。聚丙烯粉料由108離開脫濕器14。通入脫濕器14的氮氣、被脫除的水蒸氣及殘余烴類(正常工況下小于聚丙烯粉料0. 由107離開脫濕器14。脫濕器14也可以為臥式攪拌容器、或者是不帶機械攪拌不帶加熱夾套的立式容器(類似于脫氣倉，但是本發(fā)明中不通入水蒸氣、只通入氮氣，由于主要用于脫除水蒸氣，容積可以比脫氣倉小得多)，附圖1上未表示。比較例1 同附圖1，離開聚合釜的聚合物經(jīng)氣/固分離后，進(jìn)入汽蒸干燥器11的聚丙烯粉料100為4000kg/hr，溫度為70°C，攜帶的烴類約為100kg/hr。由101通入汽蒸干燥器11的直接水蒸氣為0kg/hr、氮氣也為0kg/hr。相當(dāng)于中國專利Q00410053651. 3)在干燥器中不通入氮氣，也不通水蒸氣。從102回收的烴類為60kg/hr，由103進(jìn)入脫濕器14 的聚丙烯粉料中攜帶的烴類約為40kg/hr，相當(dāng)于每噸聚丙烯損失IOkg烴類。裝置擴大規(guī)模之后外排烴類將達(dá)不到環(huán)保要求。比較例2 如附圖1，離開聚合釜的聚合物經(jīng)氣/固分離后，進(jìn)入汽蒸干燥器11的聚丙烯粉料100為4000kg/hr，溫度為70°C，攜帶的烴類約為lOOkg/hr。但是在汽蒸干燥器中通入氮氣125kg/hr，不通水蒸氣(由101進(jìn)入汽蒸干燥器11的水蒸氣為Okg/hr、氮氣為125kg/hr)，相當(dāng)于特開昭58-157807，昭56-139520(三井油化)的干燥器。從102離開干燥器的烴類接近lOOkg/hr，其它還有數(shù)量相當(dāng)?shù)牡獨庖约凹訜釙r蒸出的小分子聚合物， 由103進(jìn)入汽蒸器14的聚丙烯粉料中攜帶的烴類為聚丙烯粉料量的0.1%左右。由于離開102尾氣的烴類與大量的氮氣以及加熱時蒸出的小分子聚合物混合在一起，難以用經(jīng)濟的方法徹底加以回收，相當(dāng)于每噸聚丙烯損失25kg烴類，若將離開102尾氣直接排放還會帶來環(huán)保上的問題。實施例2:如附圖2所示。汽蒸干燥器21為一臺通入直接水蒸氣的粉料加熱器(槳式干燥器)，操作壓力 0.006Mpag，加熱面積為70平方米。22為攪拌軸，23為攪拌槳葉。離開聚合釜的聚合物經(jīng)氣/固分離后，進(jìn)入汽蒸干燥器21的聚丙烯粉料200為4000kg/hr，攜帶的烴類約IOOkg/ hr，通入汽蒸干燥器21的直接水蒸氣201為lOOkg/hr。加熱蒸汽由204進(jìn)入21的夾套，蒸汽凝液由205離開21的夾套。22和23的內(nèi)部可以通入加熱蒸汽、排出蒸汽凝液(圖上未表示)。聚丙烯粉料在汽蒸干燥器21中被加熱到105°C，在加熱、攪拌、水蒸氣置換共同作用下，烴類(揮發(fā)份)從粉料中逸出后由202離開。聚丙烯粉料由203離開汽蒸干燥器21 進(jìn)入脫濕器對，脫濕器M的操作溫度露點以上 80°C，操作壓力0. 004Mpag。由206向脫濕器通入氮氣約lOOkg/hr。進(jìn)入脫濕器M的聚丙烯粉料中攜帶的烴類小于聚丙烯粉料量的0. 1%。在加熱、攪拌和氮氣置換的作用下，聚丙烯粉料中攜帶的水蒸氣及殘余的烴類被脫除。聚丙烯粉料由208離開脫濕器M。通入脫濕器24的氮氣、被脫除的殘余烴類及水蒸氣由207離開脫濕器24。脫濕器M也可以為臥式攪拌容器、或者是不帶機械攪拌不帶加熱夾套的立式容器，圖上未表示。同實施例1不同的是將離開汽蒸干燥器的烴與水蒸氣的混合氣體202通過一臺冷凝器27將水分冷凝下來后由211排出，主要成分為烴的不凝氣由212排出進(jìn)入風(fēng)機觀， 經(jīng)風(fēng)機加壓后由213排出，從213中分出50kg/hr的氣體215經(jīng)加熱器四加熱至100°C后由216返回汽蒸干燥器21。由214外排的回收氣體中的烴類接近lOOkg/hr。實施例3 如附圖3所示，汽蒸干燥器31為一臺操作壓力0. 006Mpag、加熱面積70 平方米、通入直接水蒸氣的回轉(zhuǎn)干燥器。離開聚合釜的聚合物經(jīng)氣/固分離后，進(jìn)入汽蒸干燥器31的聚丙烯粉料300為 4000kg/hr，攜帶的烴類約100kg/hr，通入汽蒸干燥器31的直接水蒸氣301為100kg/hr。 加熱蒸汽由304進(jìn)入31的內(nèi)部加熱管，蒸汽凝液由305離開31的內(nèi)部加熱管(內(nèi)部加熱管在圖上未表示)。聚丙烯粉料在汽蒸干燥器31中被加熱到105°C，在加熱、設(shè)備回轉(zhuǎn)、水蒸氣置換共同作用下，烴類(揮發(fā)份)從粉料中逸出，由302回收，從302回收的烴類接近 100kg/hro聚丙烯粉料由303離開汽蒸干燥器31進(jìn)入脫濕器34，脫濕器34的操作溫度露點以上 80°C，操作壓力0. 004Mpag。由306向脫濕器通入氮氣約100kg/hr。進(jìn)入脫濕器 34的聚丙烯粉料中攜帶的烴類小于聚丙烯粉料量的0. 1%。脫濕器34也可以為臥式攪拌容器、或者是不帶機械攪拌不帶加熱夾套的立式容器，圖上未表示。實施例4 如附圖4所示，汽蒸干燥脫濕器41為一臺操作壓力0. 006 _0· 09Mpag 的容器。至少有2臺或者2臺以上的汽蒸干燥脫濕器交替操作，圖上只表示一臺。批量操作的過程如下(1)離開聚合釜的聚合物經(jīng)氣/固分離后，進(jìn)入汽蒸干燥脫濕器41的聚丙烯粉料 400為4000kg/批，攜帶的烴類約100kg/批；(2)利用真空泵42將汽蒸干燥脫濕器41的壓力降低至0. 02MPa絕壓以下的工況下由401A通入直接水蒸氣80kg/批。通入的直接水蒸氣與攜帶的烴類由402離開汽蒸干燥脫濕器41，經(jīng)真空泵42由403送至一臺操作壓力為0. OOBMPaG的冷凝器43，冷凝下來的水蒸氣與烴類404進(jìn)入分離器44，冷凝水由405分出，烴類由406去回收；(3)如果需要降低粉料的溫度，由401B向汽蒸干燥脫濕器41中加入30kg的純水， 操作壓力仍然為0. 02MPa絕壓，純水蒸發(fā)的同時粉料溫度被降低至60°C左右。如果不需要降低粉料的溫度，此批量操作步驟可以取消；(4)由407通入氮氣30kg，攜帶粉料中殘留的水蒸氣由402離開汽蒸干燥脫濕器 41，經(jīng)真空泵42由408排放至大氣，此脫濕過程的操作壓力仍然為0. 02MPa絕壓(5)關(guān)閉402的閥門，由407通入氮氣，令汽蒸干燥脫濕器41的壓力變成常壓或者 0. 4MPaG左右的壓力；(6)打開409的出料閥，依靠重力或者壓力將汽蒸干燥脫濕器41的聚丙烯粉料排出；(7)關(guān)閉407氮氣進(jìn)口、關(guān)閉409出料，打開402上的排氣閥門，將汽蒸干燥脫濕器 41內(nèi)的氮氣經(jīng)真空泵42由408排放至大氣，令汽蒸干燥脫濕器41再次建立真空；(8)重復(fù)上述(1) (7)的批量操作。實施例5 同附圖4所示。批量操作的過程如下(1)離開聚合釜的聚合物經(jīng)氣/固分離后，進(jìn)入汽蒸干燥脫濕器41的聚丙烯粉料 400為4000kg/批，攜帶的烴類約IOOkg/批；(2)由401B向汽蒸干燥脫濕器41中加入30kg的純水；(3)利用真空泵42將汽蒸干燥脫濕器41的壓力降低至0. 02MPa絕壓以下。通入的純水蒸發(fā)而成水蒸氣與攜帶的烴類由402離開汽蒸干燥脫濕器41，經(jīng)真空泵42送至一臺操作壓力為0. OOBMPaG的冷凝器43，冷凝下來的水蒸氣與烴類進(jìn)入分離器44，冷凝水由 405分出，烴類由406去回收。與此同時粉料溫度被降低至60°C左右。由于沒有通入水蒸氣脫除烴類的過程，因此需要延長真空泵抽真空的時間；(4)由407通入氮氣30kg，攜帶粉料中殘留的水蒸氣由402離開汽蒸干燥脫濕器 41，經(jīng)真空泵42由408排放至大氣，此脫濕過程的操作壓力仍然為0. 02MPa絕壓；(5)關(guān)閉402的閥門，由407通入氮氣，令汽蒸干燥脫濕器41的壓力變成常壓或者 0. 4MPaG左右的壓力；(6)打開409出料閥，依靠重力或者壓力將汽蒸干燥脫濕器41的聚丙烯粉料排出；(7)關(guān)閉407氮氣進(jìn)口、關(guān)閉409出料，打開402上的排氣閥門，將汽蒸干燥脫濕器 41內(nèi)的氮氣經(jīng)真空泵42由408排放至大氣，令汽蒸干燥脫濕器41再次建立真空；(8)重復(fù)上述(1) (7)的批量操作。實施例6如附圖5所示，汽蒸干燥器51為一臺操作壓力0. 006Mpag、加熱面積70 平方米、通入直接水蒸氣的回轉(zhuǎn)干燥器。離開聚合釜的聚合物經(jīng)氣/固分離后，進(jìn)入汽蒸干燥器51的聚丙烯粉料500為 4000kg/hr，攜帶的烴類約100kg/hr，通入汽蒸干燥器51的直接水蒸氣501為100kg/hr。加熱蒸汽由504進(jìn)入51的內(nèi)部加熱管，蒸汽凝液由505離開51的內(nèi)部加熱管(內(nèi)部加熱管在圖上未表示)。聚丙烯粉料在汽蒸干燥器51中被加熱到105°C，在加熱、設(shè)備回轉(zhuǎn)、水蒸氣置換共同作用下，烴類(揮發(fā)份)從粉料中逸出，由502回收，從502回收的烴類接近lOOkg/hr。 聚丙烯粉料由503離開汽蒸干燥器51后先進(jìn)入緩沖罐52，由506離開緩沖罐52進(jìn)入粉料輸送系統(tǒng)并經(jīng)507風(fēng)送至粉料受料罐53，聚丙烯粉料最終由508離開粉料受料罐53。由509進(jìn)入粉料受料罐53的氮氣為60kg/hr，攜帶粉料中的水蒸氣由510離開粉料緩沖罐53進(jìn)入風(fēng)送風(fēng)機M，被風(fēng)送風(fēng)機M加壓至0. 05MPaG后由511送出，與離開緩沖罐52的聚丙烯粉料506混合之后由507送至粉料受料罐53。由511中分出 60kg/hr的風(fēng)送氣體512至緩沖罐52，聚丙烯粉料503中攜帶的水蒸氣、殘余烴類被512攜帶，由513 離開緩沖罐52。進(jìn)入緩沖罐52的風(fēng)送氣體除了 512之外還有部分風(fēng)送氣體從506的下料旋轉(zhuǎn)閥反竄進(jìn)入緩沖罐52，在圖上未表示。聚丙烯粉料在緩沖罐52、風(fēng)送管507、粉料受料罐53被3次串聯(lián)脫濕，進(jìn)入的氮氣 509在粉料受料罐53、風(fēng)送管507、緩沖罐52先后3次用于脫濕。緩沖罐52、風(fēng)送管507、粉料受料罐53的操作溫度由 95°C逐步降低至 60°C， 均在露點以上。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)聚合生產(chǎn)的聚丙烯粉料的后處理方法。其特征在于在現(xiàn)有的聚丙烯后處理工藝“離開連續(xù)聚合系統(tǒng)的聚合物粉料經(jīng)初步的氣/固分離 (旋風(fēng)分離器或者袋濾器+帶攪拌的受料罐或者料倉靜置)之后，聚丙烯粉料先進(jìn)入一臺具有蒸汽非直接加熱、帶有攪拌的干燥器，通過干燥器的蒸汽非直接加熱、攪拌和通入氮氣， 脫除粉料中大部分烴類。再進(jìn)入汽蒸器，通入氮氣和水蒸氣脫除粉料中剩余的烴類和使得催化劑失活”；或者“離開連續(xù)聚合系統(tǒng)的聚合物粉料經(jīng)袋濾器初步的氣/固分離之后進(jìn)入脫氣倉，在脫氣倉中通入氮氣和水蒸氣脫除烴類和催化劑的去活”的流程基礎(chǔ)上加以改進(jìn)在采用干燥、汽蒸后處理工藝的場合下不再向具有蒸汽非直接加熱、帶有攪拌的干燥器通入氮氣，而是通入直接水蒸氣，將干燥器改造成為回收烴類和脫除聚丙烯粉料中揮發(fā)份、使殘留的催化劑去活、離開干燥器的聚丙烯粉料中不含有游離水的汽蒸干燥器；上述脫除烴類之后的聚合物再進(jìn)入現(xiàn)有工藝所采用的汽蒸器，通入氮氣脫除粉料中攜帶的水蒸氣，汽蒸器中不再通入水蒸氣，將汽蒸器改造成為脫除水蒸氣的脫濕器。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，在采用脫氣倉后處理工藝的場合下，在脫氣倉之前增加一臺汽蒸干燥器，在汽蒸干燥器中通入直接水蒸氣脫除烴類之后再進(jìn)入脫氣倉。在脫氣倉中通入氮氣脫除粉料中攜帶的水蒸氣，不再通入水蒸氣，將脫氣倉改造成為脫除水蒸氣的脫濕器。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，上述具有蒸汽非直接加熱、不通氮氣、通入水蒸氣置換、帶有攪拌的汽蒸干燥器可以為具有蒸汽非直接加熱、不通氮氣、通入直接水蒸氣置換、 設(shè)備本身回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)干燥器。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，可以將部分離開脫氣干燥器的含有較多水蒸氣的烴分離水分之后返回汽蒸干燥器，以降低汽蒸干燥器的露點。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，利用氮氣風(fēng)送系統(tǒng)和在粉料接受料倉中通入氮氣進(jìn)行多級串聯(lián)脫濕。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，汽蒸干燥器與脫濕器合并在同一臺設(shè)備汽蒸干燥脫濕器中以批量操作的方式進(jìn)行在負(fù)壓工況下通入水蒸氣(或者加入純水)利用水蒸氣(或者純水蒸發(fā)后生成的水蒸氣)脫除聚丙烯粉料中的揮發(fā)份、使殘留的催化劑去活、然后在負(fù)壓工況下通入氮氣進(jìn)行脫濕、在常壓或者低壓工況下排出粉料、最后在負(fù)壓工況下排出氮氣之后再次接受聚丙烯粉料重復(fù)上述批量操作。至少2臺汽蒸干燥脫濕器交替操作。
全文摘要
本發(fā)明聚丙烯粉料后處理方法，屬石油化工領(lǐng)域。對聚丙烯后處理工藝“離開聚合系統(tǒng)經(jīng)初步氣/固分離后進(jìn)入干燥器，經(jīng)蒸汽非直接加熱和通入氮氣，脫除粉料中烴類，再進(jìn)入汽蒸器通入氮氣和水蒸氣使催化劑失活、或在脫氣倉中通入氮氣和水蒸氣脫除烴類”進(jìn)行改進(jìn)干燥器中不通氮氣，通入水蒸氣，將干燥器改造為回收烴類并使催化劑去活的汽蒸干燥器，脫除烴類后的聚合物進(jìn)入汽蒸器(或者脫氣倉、下同)，在汽蒸器中加入不含水蒸氣的氮氣，將汽蒸器改造為脫除粉料中水蒸氣的脫濕器。汽蒸干燥器可以為通入直接水蒸氣、具有加熱面的槳式干燥器，也可以為通入直接水蒸氣、具有加熱面的回轉(zhuǎn)干燥器。汽蒸干燥脫濕可在同一臺容器中以批量方式、多臺交替運行。
文檔編號C08F6/28GK102453161SQ20101051574
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者高煦 申請人:高煦