旋液分离超高分子聚乙烯淤浆的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种旋液分离超高分子聚乙烯淤浆的方法和系统，该方法包括一种旋液分离超高分子聚乙烯淤浆的方法。还包括一种旋液分离超高分子聚乙烯淤浆的系统，该系统由旋液分离器，干燥机，洗涤塔，冷凝器组成，并通过管道将上述设备组合连接。本发明专利技术提供的旋液分离超高分子聚乙烯淤浆的方法和系统，采用旋液分离器对聚乙烯淤浆进行固液分离，使大块物料沉降至旋液分离器底部与聚乙烯湿饼一起送入到后序干燥机中，避免了离心机被大块物料卡住而停车的现象；将本发明专利技术的旋液分离超高分子聚乙烯淤浆的方法和系统用于超高分子量UHMWPE聚乙烯的工业生产中，超高分子量UHMWPE聚乙烯装置运行周期从现有技术离心机的3～5个月延长到本发明专利技术旋液分离器的18～20个月，具有良好的推广应用价值。

The method and system of separating UHMWPE slurry by spinning liquid

【技术实现步骤摘要】
旋液分离超高分子聚乙烯淤浆的方法和系统
本专利技术涉及化工
，尤其涉及一种旋液分离超高分子聚乙烯淤浆的方法和系统。
技术介绍
超高分子量UHMWPE聚乙烯是一种分子量在150万～800万的聚乙烯树脂。由于UHMWPE聚乙烯有更大的分子量，因此UHMWPE聚乙烯具有耐冲击、耐磨损、耐低温、耐腐蚀、自润滑等优良性能，用途十分广泛。另外，UHMWPE聚乙烯还可以应用于超强聚乙烯纤维和锂电池隔膜等二个重要的应用领域。在制备UHMWPE聚乙烯过程中，含50～80wt％己烷的聚乙烯反应淤浆通过淤浆输送泵连续加至高速旋转卧式离心机，经离心分离后，分离成为聚乙烯湿饼和己烷母液。含15～45wt％己烷的聚乙烯湿饼输送至干燥器，经氮气干燥后，成为聚乙烯干燥粉料输送至挤压造粒单元。己烷母液经提气后，送至溶剂回收工段循环使用。由此实行UHMWPE固体颗粒与己烷液体溶剂的固液分离操作。现有技术中，专利技术专利申请号201510142391.5一种釜式淤浆生产聚乙烯的方法、应用及所生产的聚乙烯，公开了首先将乙烯原料、主催化剂四氯化钛、助催化剂三乙基铝、溶剂己烷和氢气、丙烯或丁烯-1等其它物料加至反应器中发生聚合反应；其次将聚合浆液送粉料干燥器闪蒸并进行聚合浆液压滤，实现液固分离；然后将物料进行减压干燥，通入氮气脱除粉料中的己烷；最后将聚乙烯粉料通过振动筛除去凝胶后流入粉料仓中储存；本专利技术乙烯进料量为100kg/h，相当于聚乙烯生产能力为800吨/年。专利技术专利申请号201811056162.1一种超高分子量聚乙烯薄膜的复合材料及其制备方法，公开了首先对超高分子量聚乙烯进行改性，其次通过双螺杆挤出机进行造粒，然后通过单螺杆挤出机挤出成为薄片，而后经过多辊压延机进行压延，进而卷绕成为薄膜。专利技术专利申请号201910213170.0一种用于制备超高分子量聚乙烯组合物的方法，公开了在第一段聚合过程中，不加氢制备出高分子量的聚乙烯；在第二段聚合过程中，加入少量氢气制备出低分子量的聚乙烯；由此在生产超高分子量聚乙烯时，免除了在第一段聚合结束后需要脱氢的步骤。但上述现有专利技术专利申请号201510142391.5仅仅描述了聚合反应、液固分离、减压干燥、振动分离的生产聚乙烯过程，其中聚合浆液的液固分离采用闪蒸、压滤等单元操作，生产能力仅为800吨/年，不是商业化大规模工业生产技术。专利技术专利申请号201811056162.1和专利技术专利申请号201910213170.0仅仅公开了制备超高分子量聚乙烯薄膜或者超高分子量聚乙烯组合物的方法，没有涉及含己烷溶剂的聚乙烯淤浆液固分离过程。现有技术在生产普通聚乙烯产品的工艺过程中，通过离心方式分离聚乙烯淤浆本身并无问题，其分离效率高，固液分离充分。但是在超高分子量UHMWPE聚乙烯的生产过程中，聚合反应器中的部分催化剂和聚乙烯在反应釜内停留时间可达到平均停留时间的数倍，随着在反应釜内停留时间的增加，生成块状物料和粒径大于1.2毫米大颗粒物料的可能性逐渐增加。无论对催化剂进行如何改进，总会或多或少地生成1～3wt％的块状物料和粒径大于1.2毫米大颗粒物料。而离心机外檐有2毫米缝隙，存在离心机缝隙容易被淤浆聚乙烯中的块状物料和大颗粒物料卡住，从而导致离心机停车的问题。通常现有技术超高分子量UHMWPE聚乙烯装置离心机运行3～5个月后，不得不进行停车检修，清除离心机缝隙中积累的杂物。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的上述问题，提出一种旋液分离超高分子聚乙烯淤浆的方法和系统，其采用旋液分离器对超高分子量UHMWPE聚乙烯装置淤浆进行固液分离的方法和系统，满足固液分离要求并减少生产装置停车次数，可应用于制备超高分子量UHMWPE聚乙烯的大规模商业化工业生产中。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的第一个方面是提供一种旋液分离超高分子聚乙烯淤浆的方法，应用于大规模商业化超高分子量UHMWPE聚乙烯工业生产装置，其特征在于，包括以下步骤：S1，来自上游工序含己烷的超高分子量UHMWPE聚乙烯反应淤浆进入旋液分离器中；在旋液分离器内，含己烷的聚乙烯反应淤浆由进料管沿切线进入到旋液分离器形成旋流，外层为下降旋流，聚乙烯颗粒下降成为含己烷的聚乙烯湿饼；内层为上升旋流，己烷液体上升成为不含聚乙烯颗粒的己烷溶剂；S2，旋液分离器分离出的己烷溶剂从其上部溢出，同时旋液分离器分离出的含己烷的聚乙烯湿饼从其下部通过位差落入干燥机中进一步干燥；S3，干燥机中得到的干燥聚乙烯粉料外送后续造粒工序，干燥机中脱离出的含氮己烷混合气进入洗涤塔经精制提纯后从洗涤塔塔顶流出；洗涤塔塔顶的己烷与旋液分离器分离出的己烷合并为己烷外送去己烷回收工序；S4，来自界外的干燥氮气与循环物流合并进入干燥机中，对聚乙烯湿饼进行干燥处理，干燥机流出的含氮己烷混合气进入洗涤塔，洗涤塔塔顶物流流入冷凝器，在冷凝器内冷凝的己烷回流至洗涤塔中，不凝氮气中的一部分物流与干燥氮气合并再次返回干燥器，另一部分物流排出外送至界外。进一步地，步骤S1中，来自上游工序聚乙烯反应淤浆中的聚乙烯颗粒固体密度870～990kg/cm3，己烷溶剂液体密度500～850kg/m3，超高分子量UHMWPE聚乙烯固体颗粒大小粒径为10～1500微米，颗粒平均粒径为100～700微米，己烷含量为50～80wt％，经过旋液分离器分离出的聚乙烯湿饼己烷含量为15～45wt％；进一步地，步骤S3中，干燥机流出的干燥聚乙烯粉料己烷含量为0.1～2.0wt％；进一步地，所述超高分子量UHMWPE聚乙烯生产装置的生产能力为1.0～15.0万吨/年大规模商业化工业装置。进一步地，步骤S1-S2中，所述旋液分离器的操作压力为0.01～0.06MPaG，操作温度为20～100℃。进一步优选地，步骤S1-S2中，所述旋液分离器的操作压力为0.02～0.05MPaG，操作温度为30～90℃。进一步地，步骤S3-S4中，所述干燥机的操作压力为0.002～0.042MPaG，操作温度为20～120℃；干燥机机械结构形式是圆盘干燥机或者是流化床干燥器或者是汽蒸罐中的一种。进一步优选地，步骤S3-S4中，所述干燥机优选地操作压力为0.007～0.037MPaG，操作温度为30～110℃。进一步地，步骤S3-S4中，所述洗涤塔的操作压力为-0.015～0.025MPaG，操作温度为20～100℃。进一步优选地，步骤S3-S4中，所述洗涤塔的操作压力为-0.010～0.020MPaG，操作温度为30～90℃。本专利技术的第二个方面是提供一种旋液分离超高分子聚乙烯淤浆的系统，应用于上述所述的旋液分离超高分子聚乙烯淤浆的方法中，包括：旋液分离器；干燥机，所述干燥机与所述旋液分离器通过管道连接；洗涤塔，所述洗涤塔与所述干燥机通过管道连接；冷凝器，所述冷凝器与所述洗涤塔和所述干燥机通过管道连接。本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：本专利技术提供一种超高分子聚乙烯淤浆固液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋液分离超高分子聚乙烯淤浆的方法，应用于大规模商业化超高分子量UHMWPE聚乙烯工业生产装置，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，来自上游工序含己烷的超高分子量UHMWPE聚乙烯反应淤浆进入旋液分离器中；在旋液分离器内，含己烷的聚乙烯反应淤浆由进料管沿切线进入到旋液分离器形成旋流，外层为下降旋流，聚乙烯颗粒下降成为含己烷的聚乙烯湿饼；内层为上升旋流，己烷液体上升成为不含聚乙烯颗粒的己烷溶剂；/nS2，旋液分离器分离出的己烷溶剂从其上部溢出，同时旋液分离器分离出的含己烷的聚乙烯湿饼从其下部通过位差落入干燥机中进一步干燥；/nS3，干燥机中得到的干燥聚乙烯粉料外送后续造粒工序，干燥机中脱离出的含氮己烷混合气进入洗涤塔经精制提纯后从洗涤塔塔顶流出；洗涤塔塔顶的己烷与旋液分离器分离出的己烷合并为己烷外送去己烷回收工序；/nS4，来自界外的干燥氮气与循环物流合并进入干燥机中，对聚乙烯湿饼进行干燥处理，干燥机流出的含氮己烷混合气进入洗涤塔，洗涤塔塔顶物流流入冷凝器，在冷凝器内冷凝的己烷回流至洗涤塔中，不凝氮气中的一部分物流与干燥氮气合并再次返回干燥器，另一部分物流排出外送至界外。/n

【技术特征摘要】
1.一种旋液分离超高分子聚乙烯淤浆的方法，应用于大规模商业化超高分子量UHMWPE聚乙烯工业生产装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1，来自上游工序含己烷的超高分子量UHMWPE聚乙烯反应淤浆进入旋液分离器中；在旋液分离器内，含己烷的聚乙烯反应淤浆由进料管沿切线进入到旋液分离器形成旋流，外层为下降旋流，聚乙烯颗粒下降成为含己烷的聚乙烯湿饼；内层为上升旋流，己烷液体上升成为不含聚乙烯颗粒的己烷溶剂；
S2，旋液分离器分离出的己烷溶剂从其上部溢出，同时旋液分离器分离出的含己烷的聚乙烯湿饼从其下部通过位差落入干燥机中进一步干燥；
S3，干燥机中得到的干燥聚乙烯粉料外送后续造粒工序，干燥机中脱离出的含氮己烷混合气进入洗涤塔经精制提纯后从洗涤塔塔顶流出；洗涤塔塔顶的己烷与旋液分离器分离出的己烷合并为己烷外送去己烷回收工序；
S4，来自界外的干燥氮气与循环物流合并进入干燥机中，对聚乙烯湿饼进行干燥处理，干燥机流出的含氮己烷混合气进入洗涤塔，洗涤塔塔顶物流流入冷凝器，在冷凝器内冷凝的己烷回流至洗涤塔中，不凝氮气中的一部分物流与干燥氮气合并再次返回干燥器，另一部分物流排出外送至界外。


2.根据权利要求1所述的旋液分离超高分子聚乙烯淤浆的方法，其特征在于：
步骤S1中，来自上游工序聚乙烯反应淤浆中的聚乙烯颗粒固体密度870～990kg/cm3，己烷溶剂液体密度500～850kg/m3，超高分子量UHMWPE聚乙烯固体颗粒大小粒径为10～1500微米，颗粒平均粒径为100～700微米，己烷含量为50～80wt％，经过旋液分离器分离出的聚乙烯湿饼己烷含量为15～45wt％；
步骤S3中，干燥机流出的干燥聚乙烯粉料己烷含量为0.1～2.0wt％。


3.根据权利要求1所述的旋液分离超高分子聚乙烯淤浆的方法，其特征在于，所述超高分子量UHMWPE聚乙烯生...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕世军，何琨，白玫，孙丽丽，唐绮颖，余超，刘兴冰，项海定，朱彦博，张贤，崔春霞，高毕亚，潘炯彬，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中石化上海工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11