专利名称：一种热集成浓缩汽析方法
技术领域：
本发明属于化学浓缩汽析设备技术领域，涉及一种热集成浓缩汽析方法，应用于聚碳酸酯与溶剂的分离场合。
背景技术：
聚碳酸酯(PC)与溶剂分离是PC生产中能量消耗最多的工艺过程，选择合适的分离方案和分离设备，对降低整套装置的能量消耗和稳定运行具有重要意义。目前在工业生产中PC与溶剂的分离方法有沉淀法、水析法、汽析法、流延法和热力法等。沉淀法是利用沉淀剂将PC从溶液中沉淀出来，沉淀剂在强烈搅拌下加到PC溶液中，PC即呈粉状或粒状析出，此方法要求沉淀剂必须是不溶解树脂而与溶剂有比较好的互溶性，并且与溶剂的分离比较容易，聚碳酸酯的沉淀剂包括醇类、酯类、酮类和芳香烃类等；水析法是利用水析塔将聚碳酸酯溶液喷入热水流中，溶剂与热水共沸而汽化，聚碳酸酯树脂则呈絮状悬浮于热水中，悬浮于热水中的絮状树脂经分离器进入滤水器，滤水器中喷淋冷水使树脂降温，冷却后树脂移入离心机脱水后在干燥箱中烘干，再经挤出造粒机制成颗粒；汽析法是利用蒸汽与聚碳酸酯树脂溶液直接进行热交换，溶剂受热汽化而使聚碳酸酯析出，利用喷射器使聚碳酸酯树脂溶液雾化与高温蒸汽快速换热，溶剂受热汽化，汽化的溶剂经缓冲器、冷却器冷凝成液态通过分离器流至储槽，粉状树脂则进一步干燥脱除参与的溶剂和水分，送挤出造粒机中制成颗粒；流延法是将聚碳酸酯溶液在流延机上流延成厚度为2毫米左右的薄片，以热空气吹除溶剂，得到的薄片再切成颗粒，也可以将树脂溶液直接制成不同厚度的薄膜，溶剂用冷凝法或吸附法回收；热力法是将浓缩的树脂溶液于双滚筒塑炼机上，借助滚筒间的剪切力和热作用，使水和溶剂逐渐挥发，溶剂经冷却后回收，树脂经塑炼成鳞片疏松块状， 此块状树脂于90°C左右干燥约半小时后，再用粉碎机破碎，得粉状料，干燥，挤制成颗粒。现有的工业生产中采用汽析法的较多，但是现有汽析法中由于汽析后的尾气温度较高直接进行冷却处理不但要消耗大量能源，而且也浪费了尾气本身携带的能源，要是进行喷射的物料浓度不高，也是会增加蒸汽的用量而使蒸汽消耗量增多。总而言之，现有的分离技术普遍存在着设备结构复杂，分离工艺过程较多，能源浪费多，消耗大，且自动化控制水平低等突出缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种能够将聚碳酸酯与溶剂有效分离的汽析技术方案，采用热集成方式的浓缩汽析工艺，实现节能和提高生产效率的功效。汽析过程是利用蒸汽与树脂溶液在喷射器内直接进行热交换，溶剂受热汽化而使聚碳酸酯析出形成颗粒，形成的颗粒然后经过汽析管被继续加热，进一步干燥颗粒，蒸发溶剂，在这个过程中的能量除了用于干燥物料和设备损失以外，大部分的能量都进入了尾汽当中，所以汽析管以后的尾汽温度很高；由于树脂溶液的粘度很高，所以在进入喷射器以前需要加热到一定温度才可以，所以可以利用这些尾汽对前面树脂容易进行加热，有效利用尾汽的能量，利用尾汽能量的也可以减少对于处理尾汽所需要的能量，就可以起到节约能量保护环境和提高经济效益的效果了。进入喷射器的树脂浓度对汽析过程的蒸汽量有很大的影响，当树脂溶液浓度比较低的时候，溶剂含量比较大，所以在喷射器中需要蒸汽的量就要增大，因此提高进入喷射器前树脂溶液的浓度可以节省进入喷射器的蒸汽量；所以利用汽析管后面的尾汽对树脂溶液进入喷射器之前进行加热，然后进行闪蒸，蒸发出一些溶剂， 有利于尾汽能量的利用。为了实现上述目的，本发明方法在汽析装置中进行，先将汽析管后面的物料在一个分离器内分离出产品和尾汽，产品进入后续处理工序，尾汽进入第二换热器，对进入喷射器之前的树脂溶液进行加热，在此进行尾汽能量的第一次回收利用，由于含有大量水蒸汽和溶剂等，经过一次换热后的尾气温度还比较高，所以尾汽再进入闪蒸罐前面的第一换热器对物料进行加热，以使物料在后面闪蒸罐中闪蒸进行浓缩提高溶液浓度，此处进行的是尾汽能量第二次回收利用，最后尾汽进入第三换热器进行冷却处理。本发明使用的汽析装置主体结构包括第一换热器、闪蒸罐、第二换热器、喷射器、 汽析管、分离器和第三换热器；闪蒸罐的底部与第二换热器管道连通，闪蒸罐的顶部与第一换热器管道连通，第一换热器的前端与第三换热器连通式对接；第二换热器的输出端与第一换热器管道连通，第二换热器的另一输出端与喷射器对接式管道连通；喷射器与分离器的连接管路中串通式制有汽析管，分离器的顶部与第二换热器连通式对接；第三换热器上制有进气口和出气口 ；第一换热器上制有进气口 ；闪蒸罐的顶部处制有进气口 ；分离器的底端处制有出料口。本发明与现有技术相比，其原理安全可靠，工艺简便，使用的装置结构简单，操作使用灵活，分离效果好，工艺成熟，能够对尾气能量进行利用，节省能量，提高效率，增加经济效益。
图1为本发明的工艺流程结构原理示意图，其主体装置包括第一换热器1、闪蒸罐 2、第二换热器3、喷射器4、汽析管5、分离器6和第三换热器7。
具体实施例方式下面通过实施例并结合附图作进一步说明。实施例本实施例在图1所示的汽析装置中进行，先将汽析管5后面的物料在分离器6内分离出产品和尾气，产品进入后续处理工序，尾气进入第二换热器3，对进入喷射器4之前的树脂溶液进行加热，在此进行尾气能量的第一次回收利用；经过一次换热后的尾气温度还比较高，尾气再进入闪蒸罐2前面的第一换热器1对物料进行加热，以使物料在后面闪蒸罐2中闪蒸进行浓缩提高溶液浓度，此处进行的是尾气能量第二次回收利用，最后尾气进入第三换热器7进行冷却处理。本实施例使用的汽析装置主体结构包括第一换热器1、闪蒸罐2、第二换热器3、喷射器4、汽析管5、分离器6和第三换热器7 ；闪蒸罐2的底部与第二换热器3管道连通，闪蒸罐2的顶部与第一换热器1管道连通，第一换热器1的前端与第三换热器7连通式对接；第二换热器3的输出端与第一换热器1管道连通，第二换热器3的另一输出端与喷射器4 对接式管道连通；喷射器4与分离器6的连接管路中串通式制有汽析管5，分离器6的顶部与第二换热器3连通式对接；第三换热器7上制有进气口和两个出气口 ；第一换热器1上制有进气口 ；闪蒸罐2的顶部处制有进气口 ；分离器6的底端处制有出气口。
本实施例选用的液体为二氯甲烷中溶解有聚碳酸酯的树脂溶液，其中聚碳酸酯 二氯甲烷的质量比=0. 12 0.88，温度为25°C，总流量*M361kg/h，通过第一换热器1经过尾汽加热以后达到80°C，需要能量为496. 6kW，然后进入闪蒸罐2进行闪蒸浓缩，浓缩后液相质量20371kg/h，质量比聚碳酸酯二氯甲烷=0. 144 0. 856，温度在40°C，浓缩后的物料被尾汽加热到60°C需要能量为126. 5kW，然后进行汽析，汽析后的尾汽温度为110°C， 尾汽为蒸汽和二氯甲烷，通过计算可知，经过汽析前面第二换热器3换热以后的尾汽温度为90°C，经过第一换热器1后的温度为88. 9°C，其回收利用尾气623. Ikff能量。
权利要求
1.一种热集成浓缩汽析方法，其特征在于先将汽析管后面的物料在一个分离器内分离出产品和尾汽，产品进入后续处理工序，尾汽进入第二换热器，对进入喷射器之前的树脂溶液进行加热，在此进行尾汽能量的第一次回收利用，由于含有大量水蒸汽和溶剂，经过一次换热后的尾气温度还比较高，所以尾汽再进入闪蒸罐前面的第一换热器对物料进行加热， 以使物料在后面闪蒸罐中闪蒸进行浓缩提高溶液浓度，此处进行的是尾汽能量第二次回收利用，最后尾汽进入第三换热器进行冷却处理。
2.根据权利要求1所述的热集成浓缩汽析方法，其特征在于使用的汽析装置的结构包括第一换热器、闪蒸罐、第二换热器、喷射器、汽析管、分离器和第三换热器；闪蒸罐的底部与第二换热器管道连通，闪蒸罐的顶部与第一换热器管道连通，第一换热器的前端与第三换热器连通式对接；第二换热器的输出端与第一换热器管道连通，第二换热器的另一输出端与喷射器对接式管道连通；喷射器与分离器的连接管路中串通式制有汽析管，分离器的顶部与第二换热器连通式对接；第三换热器上制有进气口和出气口 ；第一换热器上制有进气口 ；闪蒸罐的顶部处制有进气口 ；分离器的底端处制有出料口。
3.根据权利要求1所述的热集成浓缩汽析方法，其特征在于选用二氯甲烷中溶解有聚碳酸酯的树脂溶液，其中聚碳酸酯二氯甲烷的质量比=0.12 0.88，温度为251，总流量为M361kg/h，通过第一换热器经过尾汽加热以后达到80°C，需要能量为496. 6kW，然后进入闪蒸罐进行闪蒸浓缩，浓缩后液相质量20371kg/h，质量比聚碳酸酯二氯甲烷= 0. 144 0.856，温度在40°C，浓缩后的物料被尾汽加热到60°C需要能量为126. 5kW，然后进行汽析，汽析后的尾汽温度为110°c，尾汽为蒸汽和二氯甲烷，通过计算可知，经过汽析前面第二换热器换热以后的尾汽温度为90°c，经过第一换热器后的温度为88.9°C，其回收利用尾气623. IkW能量。
全文摘要
本发明属于化学浓缩汽析设备技术领域，涉及一种热集成浓缩汽析方法，先将汽析管后面的物料在一个分离器内分离出产品和尾汽，产品进入后续处理工序，尾汽进入第二换热器，对进入喷射器之前的树脂溶液进行加热，在此进行尾汽能量的第一次回收利用，由于含有大量水蒸汽和溶剂等，经过一次换热后的尾气温度较高，尾汽再进入闪蒸罐前面的第一换热器对物料进行加热，以使物料在后面闪蒸罐中闪蒸进行浓缩提高溶液浓度，此处进行的是尾汽能量第二次回收利用，最后尾汽进入第三换热器进行冷却处理；其原理可靠，工艺简便，使用的装置结构简单，操作灵活，分离效果好，工艺成熟，节省能量，提高效率。
文档编号B01D9/02GK102532506SQ20121004281
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者付振波, 岳金彩, 李小利, 毕荣山, 谭心舜, 马建军 申请人:甘肃银光聚银化工有限公司, 青岛科技大学, 青岛银科恒远化工过程信息技术有限公司