一种多级气液并流脱挥工艺及脱挥装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种多级气液并流脱挥工艺。多级气液并流脱挥工艺的特征在于：脱挥塔结构主要由塔体、一组或多组填料段、隔板、液封装置、液体分布器等组成。物料从塔顶通过液体分布器进入塔内，塔底可根据需要通入或不通入汽提蒸汽。在填料段内，气液两相呈并流流动，并在在流经筛板塔盘时形成脱挥界面，进行气液两相传质。本多级气液并流脱挥工艺具有气液接触充分，气液通过能力大，两相负荷不受液泛限制，阻力小等优点，并且具有很高的气液传质效率，适合于脱除废水中的溶解性气体和聚合物溶液中的挥发性物质。具有极强的推广价值。
【专利说明】一种多级气液并流脱挥工艺及脱挥装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多级气液并流脱挥工艺及脱挥装置，特别是涉及一种将挥发性物质从聚合物溶液中高效除去的脱挥方法及其装置。
【背景技术】
[0002]脱挥过程是聚合物生产中的重要环节，主要作用是把低分子量的挥发组分从液相中分离出来，以得到合格的液相产品。
[0003]一般强化脱挥过程的措施主要有1、强化操作条件，如提高脱挥体系温度等；2、力口入低沸点脱挥助剂以减小气相中挥发组分的分压；3、多级脱挥；4、增大气液两相相界面，加强表面更新。
[0004]目前工业中已经存在很多种形式的脱挥设备。
[0005]中国专利CN86107755中提出了一种脱除熔融甲醛聚合物中挥发组分的方法，该方法采用了三段式的圆盘式脱挥器从熔融的甲醛聚合物中除去甲醛和其它挥发性物质(如三乙胺和水)，但其设备结构过于复杂，制造和运行成本较高。
[0006]中国专利CN1541742A中提出了一种栅缝降膜脱挥塔，该塔依靠重力和气液相表面更新来进行脱挥，但其因缺少汽提阶段，脱挥效率较低，且内部构造复杂，制造成本较高。
[0007]美国专利US4294625中所提出的使用一个以上的滴落式脱挥器串联操作。这种方法可以调节各个脱挥器的操作温度，从而改善脱挥效果。但是，这种方法装置投资及操作费用较大。
[0008]中国专利CN1665846A中提出的聚合物溶液的脱溶剂方法，是使聚合物溶液与蒸汽接触，通过蒸汽提馏将溶剂除去。但是，由于气液两相流动呈逆流，导致气液通量小，压降大等限制。
【发明内容】
[0009]为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种多级气液并流脱挥工艺及其装置。
[0010]本发明的技术特点为:气液两相并流操作，气液通过能力大，两相负荷不受液泛限制，传质系数高以及压降小等。
[0011]本发明中，脱挥装置结构主要由塔体、一组或多组塔板段(填料段)、隔板、液封装置、液体分布器、物料进口、挥发份出口和物料出口等组成。所述脱挥装置为规整填料塔，填料采用筛板式规整填料。脱挥塔的填料段可根据具体需要，设置I段或多段填料段。所述填料段均设置有液封装置。所述填料段由5-50块筛板规整填料堆砌或0.2-5m格栅填料组成。所述筛板上开有小孔，相邻两层筛板间有5-500mm的间距。
[0012]本发明的技术方案为:可根据具体脱挥过程的需要，从塔底不通入或者通入汽提蒸汽。
[0013]1.塔底不通入汽提蒸汽时，物料从塔顶液体分布器进入塔中，物料通过重力作用通过填料段，在塔盘上进行表面更新，在通过多组填料段后，从塔底出料口排出。[0014]2.塔底通入汽提蒸汽时，物料从塔顶液体分布器进入塔中，汽提蒸汽从塔底进入塔中，塔中气液两相传质的特征为:上升蒸汽到达填料段a底部，由于填料段a底部设置有液封装置，蒸汽从填料段a的A和B区域通过，到达填料段a的顶部，同样，在填料段b下端的中央部位设置有液封装置，上升蒸汽不能从液封装置通过，而与从填料段b的液封装置溢流下行的液体物料混合后，气液两相呈并流的形式从上而下进入填料段a，在填料段a中的筛板上进行传质。气液两相到达填料段a底部后，由于填料段a底部的液封装置，气相不能通过，从而在填料段a底部气液两相发生分离，液相从液封装置溢流通过进入下一段填料，气相则通过填料段a的C和D区域，经过填料段a和填料段b两个填料段后，到达填料段b的顶部，并与通过填料段c的液封装置溢流下行的液体物料混合，气液两相以并流形式从上而下进入填料段b，在填料段b中的筛板上进行传质。气液两相混合物在到达填料段b底部后，由于填料段b底部的液封装置，气相不能通过，从而气液两相分离，液相从液封装置溢流通过进入下一段填料，气相通过填料段b的A和B区域，继续向上进入上一段填料段C。气相上行到达填料段c顶部后，又与通过上段填料液封装置溢流下行的液体物料混合，气液两相以并流形式下行进入填料段C，在填料段c中的筛板上进行传质。气液两相在到达填料段c底部后，由于填料段c底部的液封装置，气相不能通过，从而气液两相分离，气相通过填料段c的C和D区继续上行，液体通过液封装置溢流继续下行。
[0015]上行气体最终从塔顶排出塔外，下行液体物料最终到达脱挥塔底部，从而得到合格的产品。所述填料段可根据具体脱挥过程需要，设置多级填料段。
[0016]本发明提供的多级气液并流脱挥塔用途极广，适用于粘度0.1mPa.s-2000Pa.s的液体脱挥，可广泛用于石油化工、精细化工、医药、食品等行业。与传统脱挥器比较具有以下优点:气液通过能力大，两相负荷不受液泛限制，传质系数高以及压降小，适用范围广，结构简单，维修方便，制造及运行费用低等。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为脱挥装置的结构示意图；
[0018]图2为脱挥装置填料段的截面图。
[0019]图中:1、塔体；2、填料段；3、隔板；4、液封装置；5、液体分布器；6、物料进口 ；7、挥发份出口:8、物料出口 ；A、B、C、D区为筛板规整填料和塔壁的间隙。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明的保护范围。
[0021]实施例一:环氧乙烷水溶液脱除C02。
[0022]本例中，脱挥塔直径1100mm,高7600mm，填料塔盘600mmX 150mm,设置3段填料，每段26块塔盘，相邻塔盘间距25mm。
[0023]含2% C02的环氧乙烷水溶液入塔，温度50°C，流量25000?30000kg/h，气量(水蒸汽)1000?1900kg/h，塔内压力0.16MPa(绝压)。出塔环氧乙烷水溶液中二氧化碳可脱净。
[0024]实施例二:聚苯乙烯聚合物溶液中脱除苯乙烯。
[0025]本例中，脱挥塔直径1200mm，高8000mm，填料塔盘620mm X 170mm,设置3段填料，每段28块塔盘，相邻塔盘间距25mm。
[0026]含25 %苯乙烯的聚苯乙烯溶液进入塔中，温度200 V，流量28000?34000kg/h，气量(水蒸汽)1500?2400kg/h，塔内压力0.15MPa(绝压)。出塔聚苯乙烯产品中残留单体含量在200ppm以下。
[0027]以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种多级气液并流脱挥装置，其特征在于:所述脱挥装置由塔体(I)、一组或多组填料段(2)、隔板(3)、液封装置(4)、液体分布器(5)、物料进口(6)、挥发份出口(7)和物料出口⑶组成。
2.根据权利要求1所述的脱挥装置，其特征为:所述脱挥装置为规整填料塔，填料采用筛板式规整填料或格栅填料；所述填料段(2)可根据具体需要，设置多段。
3.根据权利要求1所述的脱挥装置，其特征为:所述填料段(2)均设置有液封装置⑷。
4.根据权利要求1所述的脱挥装置，其特征为:所述填料段(2)由5-50块筛板规整填料堆砌或0.2-5m格栅填料组成。所述筛板规整填料上开有小孔，相邻两层筛板间有5-500mm的间距。
5.根据权利要求1-4所述的脱挥装置中任何一种，其应用场合包括:聚合物缩聚过程、溶剂脱挥、需要脱除低分子生成物的化学反应、真空蒸发或解吸操作过程。
6.一种多级气液并流脱挥工艺，其特征为:可根据具体脱挥过程的需要，从塔底通入或者不通入汽提蒸汽，气液两相在填料段(2)内呈并流形式。
7.根据权利要求6所述的脱挥工艺，其特征为:塔底通入汽提蒸汽时，物料从塔顶液体分布器进入塔中，汽提蒸汽从塔底进入塔中，上升蒸汽进入a，蒸汽从a的A和B区域到达a的顶部，由于上端填料段的中央设置有液封装置，上升蒸汽不能通过，并与从b的液封装置溢流下行的液体物料混合，气液两相呈并流的形式进入a，在a中进行传质。
8.根据权利要求6所述的脱挥工艺，其特征为:气液两相到达a底部后，由于底部的液封装置，在a底部气液两相发生分离，液相从液封装置溢流通过进入下一段填料，气相则通过a的C和D区域，经过a和b后，到达b的顶部，并与通过c的液封装置溢流下行的液体物料混合，气液两相以并流形式下行进入b，在b中进行传质。
9.根据权利要求6所述的脱挥工艺，其特征为:气液两相混合物在到达b底部后，气液两相分离，液相从液封装置溢流通过进入下一段填料，气相进入b的A和B区，继续上行进入上一段C。气相上行至c顶部，又与通过液封装置，溢流下行的液体物料混合，气液两相以并流形式下行进入C，在c中进行传质。气液两相在到达填料段c底部后，气液两相分离，气相通过c的C和D区继续上行。
【文档编号】B01D3/38GK104028008SQ201410229322
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】费昱恺, 张志烨 申请人:天津佑华科技有限公司