專利名稱：三相分離工藝及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三相分離工藝及其設(shè)備，特別適用于聚氯乙烯等塑料原料的工業(yè)生產(chǎn)，它屬于從聚合物溶液中除去揮發(fā)性物質(zhì)例如單體類。
目前通行的，以氯乙烯為原料生產(chǎn)聚氯乙烯的工藝流程及設(shè)備有如附

圖1所示，在聚合釜(1)中生成的料漿，由輸送源(2)自上方泵入料漿排放槽(3)，料漿排放槽(3)內(nèi)的氣體(富含未反應(yīng)的氯乙烯)夾帶著大量的泡沫(即液、固相)經(jīng)排氣管排往泡沫捕集器(4)，經(jīng)捕集其中的液、固相后的氣體(富含未反應(yīng)的氯乙烯)再送往后續(xù)工序進(jìn)行回收處理。
這種工藝流程及所用設(shè)備存在下述缺陷1、由于料漿排放槽(3)須兼做分離設(shè)備，故其容積應(yīng)為聚合釜(1)容積的兩倍，否則會(huì)因?yàn)榫彌_空間小，排出的氣體將夾帶大量物料進(jìn)入泡沫捕集器(4);2、為控制從料漿排放槽(3)排出的氣體，在其排氣口要加裝性能良好的排氣壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)閥(8)，否則也將大大增加排出氣體的物料夾帶量;3、泡沫捕集器(4)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為多層絲綢加填料，不僅體積大，而且負(fù)荷量有限，當(dāng)來自料漿排放槽(3)的氣體夾帶大量物料(這是時(shí)有發(fā)生的)時(shí)，不僅會(huì)造成捕集器內(nèi)各填料層積料，還可能使料液循環(huán)管及輸出管堵塞，從而喪失其泡沫捕集功能，并因此危及全套設(shè)備，造成重大損失，即使不至如此，也會(huì)使操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度增大、工作環(huán)境變劣。
本發(fā)明的目的是要通過對(duì)有關(guān)設(shè)備的改造，從而提供一種投資省、占地面積小、三相分離效率高的、特別適用于聚氯乙烯等塑料工業(yè)生產(chǎn)的三相分離工藝，該工藝應(yīng)能明顯減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，且能改善工作環(huán)境。
本發(fā)明工藝流程的技術(shù)特征如下在聚合釜(1)中產(chǎn)生的料漿，由料漿泵(2)泵至設(shè)于料漿排放槽(3)上端的噴射器(7)，經(jīng)增壓、擴(kuò)散后再進(jìn)入料漿排放槽(3);料漿排放槽(3)中的氣相(在生產(chǎn)聚氯乙烯時(shí)，它富含氯乙烯)夾帶泡沫(其中富含液、固相)自料漿排放槽(3)上端進(jìn)入三相分離器(6)，分離后的氣相從三相分離器(6)上端的排氣管(64)排往氣柜再行回收處理，而液、固相則經(jīng)分離器(6)下端的液、固相排出管(65)和噴射器(7)上部的抽吸管(72)進(jìn)入噴射器(7)內(nèi)與來自聚合釜(1)的物料混合注入排放料漿槽(3)，如此循環(huán)進(jìn)行，直到聚合釜(1)的出料過程完成。
本發(fā)明三相分離工藝所用的設(shè)備具有下述特征在料漿排放槽(3)的上端新設(shè)有噴射器(7)，所述噴射器(7)由殼體(71)、附設(shè)于殼體(71)上側(cè)的抽吸管(72)及與殼體同軸且上下兩頭開口的內(nèi)管(73)組成，而內(nèi)管(73)由收斂管(74)與擴(kuò)散管(75)相互留有環(huán)隙地套疊而成。在料漿排放槽(3)的上端與上述噴射器(7)錯(cuò)開一定位置還新設(shè)有三相分離器(6)，所述三相分離器(6)由殼體(61)、與殼體(61)同軸裝配的分離筒(62)和水膜成型組件(63)組成，上述殼體(61)上端有排氣管(64)，下部近分離筒(62)安裝處還分別設(shè)有液、固相排出管(65)(該管與上述噴射器(7)上側(cè)的抽吸管(72)相互連通)和下部進(jìn)水管(66)(用于對(duì)分離器(6)進(jìn)行定期清洗)，在排氣管(64)壁上的適宜部位還安裝有可通過Г形管道向上述水膜成型組件(63)供應(yīng)壓力水(0.6～1.5MPa)的上部進(jìn)水管(67);上述分離筒(62)為下端開口(通向料漿排放槽(3)、上端以錐形頂封閉的圓筒，在筒壁上的適宜部位設(shè)有若干組(例如3組)偶數(shù)個(gè)切向分離口(68)(每組至少兩個(gè)，且方向相反，互相對(duì)稱)，相鄰兩組分離口間相互錯(cuò)開一個(gè)角度;上述水膜成型組件(63)含有管接頭(69)，內(nèi)錐件(70)及外錐件701，內(nèi)錐件(70)上端中心部設(shè)圓柱形凸臺(tái)，凸臺(tái)外周有螺紋與管接頭(69)下部的螺紋螺合，凸臺(tái)中央設(shè)孔用以栓接外錐件701，(通過栓接螺母704)，凸臺(tái)上環(huán)繞中央孔設(shè)多個(gè)壓力水通道702，在內(nèi)錐件(70)與外錐件701之間形成傘形空間703，所述管接頭(69)由兩段直筒夾一段錐筒構(gòu)成，其上端與所述Г形管道相連。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
附圖1是現(xiàn)有聚氯乙烯工業(yè)生產(chǎn)工藝流程及設(shè)備示意圖。
附圖2是本發(fā)明工藝流程及設(shè)備示意圖。
附圖3是本發(fā)明三相分離器(6)的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4是本發(fā)明噴射器(7)的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖5是本發(fā)明三相分離器(6)中的水膜成型組件(63)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1-聚合釜，2-料漿泵，3-料漿排放槽，4-泡沫捕集器，5-循環(huán)泵，6-三相分離器，61-殼體，62-分離筒，63-水膜成型組件，64-排氣管，65-液、固相排出管，66-下部進(jìn)水管，67-上部進(jìn)水管，68-切向分離口，69-管接頭，70-內(nèi)錐件，701-外錐件，702-壓力水通道，703-傘形空間，704-栓接螺母，7-噴射器，71-殼體，72-抽吸管，73-內(nèi)管，74-收斂管，8-排氣壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
由圖可知，本發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的關(guān)鍵，是對(duì)原有設(shè)備中的料漿排放槽進(jìn)行了重要改造，即原有排放槽上的排氣管上串接有三相分離器(6)，而原有排放槽上的進(jìn)料管用噴射器(7)替代。這樣的變化又必然引出下述結(jié)果1、省去了排氣壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)閥(8)，且因?yàn)榇朔N閥尚未國產(chǎn)化，同時(shí)也容易損壞，故其意義是明顯的;2、一般還可省去泡沫分離器(4)和循環(huán)泵(5)，這就可以減少設(shè)備的占地面積，同時(shí)也節(jié)省了相應(yīng)的投資;3、被分離出的液、固相能自動(dòng)返回料漿排放槽(3)而不至于影響產(chǎn)品質(zhì)量;4、由于三相分離效果好，還能減少料漿排放槽(3)的容積，使料漿排放槽(3)與聚合釜(1)的容積比可由2∶1降至1.15∶1，甚至更低。
當(dāng)聚合釜(1)出料時(shí)，物料(含氣、液、固三相的料漿)通過料漿泵(2)的泵送入噴射器(7)的內(nèi)管(73)，先在收斂管(74)內(nèi)增壓，隨即在擴(kuò)散管(75)內(nèi)擴(kuò)散形成主物料流并注入料漿排放槽(3);而由于主物料流的出現(xiàn)又會(huì)在噴射器(7)上側(cè)的抽吸管(72)內(nèi)形成負(fù)壓，因?yàn)閲娚淦?7)的抽吸管(72)與三相分離器下部的液、固相排出管(65)相通，這一負(fù)壓又引起對(duì)三相分離器(6)下部液、固相的抽吸作用，并使它們通過噴射器收斂管(74)與擴(kuò)散管(75)之間的環(huán)隙進(jìn)入擴(kuò)散管(75)而與主物料流混合，一起進(jìn)入料漿排放槽(3)。
三相分離器(6)集分離及水浴除沫功能于一體，所以制造中應(yīng)注意使殼體(61)內(nèi)壁與分離筒(62)之間有一個(gè)適宜的距離，以保證進(jìn)入的三相物料從分離筒(62)的切向分離口(68)甩出后有最佳分離效果。另外，對(duì)位于分離筒(62)上方的水膜成型組件(63)，則除了注意組件的安裝位置外，還必須仔細(xì)調(diào)整內(nèi)錐件(70)與外錐件(701)之間的傘狀空間(703)，使從其末端呈傘狀噴出的壓力水(0.6～1.5MPa)能形成完好的水膜，從而強(qiáng)化從上升的氣體中捕集夾帶的液、固相的效果。而要調(diào)整這一間隙，只稍旋動(dòng)栓接螺母(704)即可。用以形成水膜的壓力水系來自一自動(dòng)控制閥(圖中未示出)且與聚合釜(1)的出料程序同步進(jìn)行的。
實(shí)踐表明，對(duì)于年產(chǎn)2.5萬噸聚氯乙烯的成套設(shè)備，采用原有技術(shù)時(shí)，每釜次的物料夾帶量為3～5立方米，而采用本發(fā)明技術(shù)后，每釜次的物料夾帶量則微乎其微，僅以PPM計(jì)。開始為了對(duì)比，在采用本發(fā)明技術(shù)時(shí)仍保留泡沫捕集器(4)(測(cè)物料夾帶量取樣都在其中進(jìn)行)，直到實(shí)踐證明沒有必要才予以取消的。既然采用本發(fā)明技術(shù)后解決了從三相物料中分離出氣相而基本不夾帶液、固相的問題，所以也就較好地解決了設(shè)備操作維護(hù)上的原有問題，減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境。
本發(fā)明應(yīng)用范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)，其流程和相應(yīng)設(shè)備可根據(jù)實(shí)際需要系列化，能廣泛運(yùn)用于石油、化工生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是要求實(shí)現(xiàn)部分物料自動(dòng)循環(huán)，而氣相能連續(xù)排走的場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1.一種三相分離工藝流程，特別適用于聚氯乙烯等塑料原料的工業(yè)生產(chǎn)，其特征是，聚合釜(1)中生成的料漿，由料漿泵(2)泵至設(shè)于料漿排放槽(3)上端的噴射器(7)，經(jīng)增壓、擴(kuò)散后再進(jìn)入料漿排放槽(3)；料漿排放槽(3)中的氣相(在生產(chǎn)聚氯乙烯時(shí)，它富含氯乙烯)夾帶泡沫(其中富含液、固相)自料漿排放槽(3)上端進(jìn)入三相分離器(6)，分離后的氣相從三相分離器(6)上端的排氣管(64)排往氣柜再行回收處理，而液、固相排出管(65)和噴射器(7)上部的抽吸管(72)進(jìn)入噴射器(7)內(nèi)與來自聚合釜(1)的物料混合注入料漿排放槽(3)，如此循環(huán)進(jìn)行，直到聚合釜(1)的出料過程完成。
2.一種適用于權(quán)利要求1所述三相分離工藝流程的設(shè)備，由聚合釜(1)、料漿泵(2)、料漿排放槽(3)等組成，其特征是(1)在所述料漿排放槽(3)上端新設(shè)有噴射器(7)，該噴射器(7)由殼體(71)、附設(shè)于殼體(71)上側(cè)的抽吸管(72)及與殼體同軸且上、下兩頭開口的內(nèi)管(73)組成，內(nèi)管(73)由收斂管(74)與擴(kuò)散管(75)，相互留有環(huán)隙地套疊而成;(2)在所述料漿排放槽(3)上端與上述噴射器(7)錯(cuò)開一定位置還設(shè)有三相分離器(6)，所述三相分離器(6)由殼體(61)、與之同軸的分離筒(62)和水膜成型組件(63)組成;上述殼體(61)上端設(shè)排氣管(64)，下部近分離筒(62)安裝處還分別設(shè)有液、固相排出管(65)(該管與上述噴射器(7)的抽吸管(72)相互連通)和下部進(jìn)水管(66);在排氣管(64)壁上的適宜部位安裝了通過Г形管管道向上述水膜成型組件(63)供應(yīng)壓力水(0.6～1.5MPa)的上部進(jìn)水管(67)，上述分離筒(62)為下端開口(通向料漿排放槽(3))，上端以錐形頂封閉的圓筒，在筒壁上的適宜位置設(shè)有若干組(例如3組)偶數(shù)個(gè)切向分離口(68)(每組至少兩個(gè)，且方向相反，互相對(duì)稱)，相鄰兩組分離口間相互錯(cuò)開一個(gè)角度;所述水膜成型組件(63)含有管接頭(69)、內(nèi)錐件(70)和外錐件(701)，內(nèi)錐件(70)上端中心部設(shè)圓柱形凸臺(tái)，凸臺(tái)外周有螺紋與管接頭(69)下部的螺紋螺合，凸臺(tái)中央設(shè)孔用以栓接外錐件(701)(通過栓接螺母(704))，凸臺(tái)上環(huán)繞中央孔設(shè)多個(gè)壓力水通道(702)，在內(nèi)錐件(70)與外錐件(701)之間形成傘狀空間(703)，所述管接頭(69)由兩段直筒夾一段錐筒構(gòu)成，其上端與所述Г形管道相連。
全文摘要
三相分離工藝及設(shè)備特別適于聚氯乙烯等塑料工業(yè)，是在現(xiàn)有料漿排放槽上端新設(shè)三相分離器和噴射器，使原有工藝流程及設(shè)備簡化并獲得良好的效果，聚合釜出料時(shí)，料漿通過料漿泵經(jīng)噴射器增壓，擴(kuò)散后注入料漿排放槽，槽內(nèi)上升氣體夾帶液固相在三相分離器中經(jīng)機(jī)械、水浴雙重作用較徹底地分離，部分液固相還經(jīng)噴射器的抽吸管重入排放槽循環(huán)進(jìn)行至出料完成。還可廣泛用于石、化領(lǐng)域，特別是要求部分物料自動(dòng)循環(huán)，氣相連續(xù)排走場(chǎng)合。
文檔編號(hào)B01J19/00GK1063421SQ91106859
公開日1992年8月12日 申請(qǐng)日期1991年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月29日
發(fā)明者鄧家勝, 黃紅名, 周石俫, 佘運(yùn)祥, 郭江, 彭召春, 顧梅珍 申請(qǐng)人:湖南省株洲化學(xué)工業(yè)集團(tuán)公司