一种丁苯胶乳脱气装置及脱气方法与流程

本发明涉及丁苯胶乳生产技术领域，具体涉及一种丁苯胶乳脱气装置及脱气方法。

背景技术：

丁苯胶乳一般用于造纸、涂布等工艺生产中，是由丁二烯、苯乙烯共聚形成羧基丁苯胶乳后经过后续加工制得。反应后的制得的丁苯胶乳中通常会溶解有少量丁二烯和苯乙烯原料，需要经过脱气工艺将残留单体除去。脱气塔除去丁苯胶乳中残留单体一般是通过通入饱和蒸汽，再蒸汽挥发过程中对苯乙烯和丁二烯进行吸附脱除，从而将残留单体从丁苯胶乳中分离除去。

cn211536643u公开了一种用于生产丁苯胶乳的脱气塔，包括塔体，塔体上方开设有进料口，下方开设有出料口，塔体的侧壁上开设有蒸汽入口和蒸汽出口，塔体的内壁上设置有若干导流板，导流板自靠其与塔体内壁连接处的一侧向远离塔体内壁的一侧向下倾斜。该脱气塔通过设置向下倾斜的导流板，可以使丁苯胶乳在重力作用下沿导流板流下，不易在导流板上堆积，进而提高脱气塔的脱气处理效率。

cn203043633u公开了一种新型乳聚丁苯橡胶脱气塔，包括塔体，塔体侧壁设置有入料口，塔体顶面上设置有排气口；塔体底面设置有出料口；塔体侧面底部设置有蒸汽通入口，该蒸汽通入口上设置有流量计；入料口到塔底方向的塔体内壁上平行设置有若干塔盘，塔盘交错排列；任意塔盘上均设置有若干塔孔；任意塔孔均为倒锥形。该设备结构简单，使用简便，能够有效防止塔盘漏液，保证了苯乙烯排除效率，同时降低了排出的污水中的化学需氧量，降低了污水对环境造成的破坏，同时降低脱气工序中饱和中压蒸汽使用量，节省了成本。

然而，现有技术中丁苯胶乳脱气设备及工艺存在脱气时间长、产品质量波动大、能耗高、工艺控制较难等问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种减少产品质量波动，减少脱气时结皮现象，减少能耗的丁苯胶乳脱气装置及脱气方法，可有效提高产品品质和产能，降低能耗，并且减少voc的排放量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种丁苯胶乳脱气装置，包括脱气塔、与所述脱气塔顶端的塔顶气相出口相连通的塔顶真空系统、与所述脱气塔底部的塔底胶乳出口相连通的塔釜真空系统；

所述脱气塔的主体为圆柱体中空结构，内部设置多个垂直并固接于脱气塔内壁的塔盘，所述塔盘的直径与脱气塔的内径一致，塔盘上分布多个蒸汽出口，塔盘一侧开有一缺口，相邻塔盘的所述缺口交错设置，在位于最下层塔盘下方的脱气塔侧壁上开设有一蒸汽进口，在位于最上层塔盘上方的脱气塔侧壁上开设有一胶乳进口；

所述塔顶真空系统包括通过管道依次连通的冷凝器气相进口、塔顶冷凝器、受液槽，所述冷凝器气相进口与所述塔顶气相出口相连通，所述塔顶冷凝器连接一塔顶真空泵；

所述塔釜真空系统包括液封罐，通过管道与所述液封罐顶部的液封罐气相出口相连通的塔底真空泵，通过管道与所述液封罐底部相连通的隔膜泵，所述液封罐的顶部通过管道与所述塔底胶乳出口相连。

优选的，所述蒸汽出口为长方形，相对的两侧边设有一对向上倾斜或弯曲的长条形塔板开口。

优选的，所述塔顶真空泵与塔底真空泵分别与压差联锁控制装置相连。通过压差联锁控制装置监控并自动调节塔顶和塔底的压差。当然，也可以采用常规的人工方式进行监控，手动调节塔顶和塔底的真空度。

本发明的第二方面是提供一种采用上述丁苯胶乳脱气装置进行脱气的方法，其特征在于，包括如下步骤：

s1、启动塔顶真空泵，将脱气塔抽真空；

s2、打开蒸汽阀门，使蒸汽通过蒸汽进口进入脱气塔；

s3、打开进料阀门，丁苯胶乳通过脱气塔胶乳进口流入塔盘，与穿过塔盘上的蒸汽出口上升的蒸汽气流接触，形成飞溅式鼓泡，蒸汽与胶乳液体层接触过程中因气相中的分压较低使胶乳中的voc转移至蒸汽气相中；

s4、丁苯胶乳经过塔盘缺口后流入下一层塔盘，并继续被穿过下一层塔盘蒸汽出口的蒸汽气流处理并带走voc，依次往复至最后一层塔盘后流入脱气塔底部；

s5、打开塔底真空泵，将流入脱气塔底部的经过脱气处理的丁苯胶乳带入液封罐；

s6、保持液封罐的液位高度在30-60％，超过时启动隔膜泵抽走物料；

s7、蒸汽气相通过塔顶气相出口排出并经塔顶冷凝器冷凝后进入受液槽收集。

优选的，步骤s1中真空度控制在-0.03mpa至-0.07mpa。

优选的，步骤s5中，控制塔顶真空泵和塔底真空泵压差保持在-0.072±0.003mpa。

优选的，蒸汽中含有少量氨水，氨水的添加量为1-5kg/m³。通过在脱气塔进塔蒸汽中添加少量氨水，使胶乳处于弱碱性环境中，有利于胶乳的稳定。

与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：

1、通过增加塔釜真空系统来维持脱气塔内压力，降低塔顶v0c出料速度，voc在脱气塔内的停留时间增多，增大了voc脱除的效率；

2、通过增加塔釜真空系统来维持脱气塔内压力，增大胶乳处理量及处理速度，减少被蒸汽携带出去的胶乳，增大了胶乳的收率；

3、通过增加塔釜真空系统来维持脱气塔内压力，使系统稳定运行，有效控制液面高度，防止系统阻力过大，使塔底蒸汽温度升高，使胶乳结皮。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明脱气塔塔盘的结构示意图。

图中：1脱气塔、101脱气塔胶乳进口、2蒸汽进口、3塔盘、301蒸汽出口、302塔板开口、4塔底胶乳出口、5塔顶气相出口、6液封罐气相出口、7塔底真空泵、8塔底真空泵出口、9防泛挡板、10液封罐、11隔膜泵、12隔膜泵出口、13受液槽、14塔顶冷凝器、15冷凝器气相进口、16塔顶真空泵、17塔顶真空泵出口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，需要说明的是，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

实施例1

参阅图1和图2，一种丁苯胶乳脱气装置，包括脱气塔1、与脱气塔1顶端的塔顶气相出口5相连通的塔顶真空系统、与脱气塔1底部的塔底胶乳出口4相连通的塔釜真空系统；

脱气塔1的主体为圆柱体中空结构，内部设置六个垂直并固接于脱气塔1内壁的塔盘3，塔盘3的直径与脱气塔1的内径一致，塔盘3上分布多个蒸汽出口301，蒸汽出口301为长方形，相对的两侧边设有一对向上弯曲的长条形塔板开口302，塔盘3一侧开有一缺口，相邻塔盘的缺口交错设置，在位于最下层塔盘3下方的脱气塔侧壁上开设有一蒸汽进口2，在位于最上层塔盘3上方的脱气塔侧壁上开设有一胶乳进口101；

塔顶真空系统包括通过管道依次连通的冷凝器气相进口15、塔顶冷凝器14、受液槽13，冷凝器气相进口15与塔顶气相出口5相连通，塔顶冷凝器14连接一塔顶真空泵16，型号可以是2xz-4；

塔釜真空系统包括液封罐10，通过管道与液封罐10顶部的液封罐气相出口6相连通的塔底真空泵7，型号可以是wxz-1；通过管道与液封罐10底部相连通的隔膜泵11，型号可以是qby-65；液封罐10的顶部通过管道与塔底胶乳出口4相连。

采用上述丁苯胶乳脱气装置进行脱气的方法如下：

s1、启动塔顶真空泵16，将脱气塔1抽真空，真空度控制在-0.05±0.005mpa；

s2、打开蒸汽阀门，使蒸汽通过蒸汽进口2进入脱气塔1；

s3、打开进料阀门，丁苯胶乳通过脱气塔胶乳进口101流入塔盘3，与穿过塔盘3上的蒸汽出口301上升的蒸汽气流接触，形成飞溅式鼓泡，蒸汽与胶乳液体层接触过程中因气相中的分压较低使胶乳中的voc转移至蒸汽气相中，在负压及气流控制下，在塔板的液面上部形成约50-80mm的液层；

s4、丁苯胶乳经过塔盘缺口后流入下一层塔盘，并继续被穿过下一层塔盘蒸汽出口301的蒸汽气流处理并带走voc，依次往复至最后一层塔盘后流入脱气塔底部；

s5、打开塔底真空泵7，将流入脱气塔底部的经过脱气处理的丁苯胶乳带入液封罐10，控制塔顶真空泵16和塔底真空泵7压差保持在-0.072±0.003mpa，采用常规的人工方式进行监控，手动调节塔顶和塔底的真空度；

s6、保持液封罐10的液位高度在30-60％，超过时启动隔膜泵11抽走物料；

s7、蒸汽气相通过塔顶气相出口5排出并经塔顶冷凝器14冷凝后进入受液槽13收集。

实施例2

液封罐气相出口6下方设置一防泛挡板9，防止液泛作用。防泛挡板9与液封罐10的竖向中心线成45°夹角。其他同实施例1。

实施例3

塔顶真空泵16与塔底真空泵7分别与压差联锁控制装置相连。通过压差联锁控制装置监控并自动调节塔顶和塔底的压差。其他同实施例1。

实施例4

蒸汽中含有少量氨水，氨水的添加量为蒸汽用量的3kg/m³。其他同实施例1。通过在脱气塔进塔蒸汽中添加少量氨水，使胶乳处于弱碱性环境中，有利于胶乳的稳定。

对比例1

不设置塔顶真空系统和塔釜真空系统，采用cn203043633u公开的丁苯胶乳脱气塔对丁苯胶乳进行脱气处理。

对比例2

不设置塔釜真空系统，直接收集脱气塔底部经过脱气处理的丁苯胶乳，脱气方法中省略步骤s5和s6，其他设备和工艺方法同实施例1。

对实施例1和对比例1、2得到的丁苯胶乳的产率和voc含量进行测定(按照标准gb-t25260.1-2010中规定的方法进行检测)，结果如表1所示：

表1丁苯胶乳产率和voc含量对比

从以上检测数据可以看出，与不设置塔顶真空系统和塔釜真空系统的常规脱气装置相比，本发明脱气装置通过增加塔釜真空系统来维持脱气塔内压力，可提高voc脱除效率，增大胶乳处理量及处理速度，减少被蒸汽携带出去的胶乳，增大了胶乳的收率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。