超高分子聚乙烯淤浆固液分离系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种超高分子量UHMWPE聚乙烯装置淤浆固液分离系统和方法，该超高分子聚乙烯淤浆固液分离的系统，包括：己烷沉降罐，干燥机，洗涤塔，冷凝器，通过管道将上述设备组合连接。还涉及一种超高分子聚乙烯淤浆固液分离的方法。本发明专利技术提供的固液分离系统和方法，采用己烷沉降罐对聚乙烯淤浆进行固液分离，使大块物料沉降至己烷沉降罐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固液分离系统和方法应用于超高分子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己烷沉降罐的18～20个月，具有良好的推广应用价值。

Solid liquid separation system and method of UHMWPE slurry

【技术实现步骤摘要】
超高分子聚乙烯淤浆固液分离系统和方法
本专利技术涉及化工
，尤其涉及一种超高分子量UHMWPE聚乙烯装置淤浆固液分离系统和方法。
技术介绍
UHMWPE是分子量在150万以上的无支链线性聚乙烯，是一种综合性能良好的热塑性工程塑料，用途十分广泛。该工程塑料在制备过程中，含己烷50～80wt％聚乙烯淤浆通过淤浆输送泵连续加至高速旋转的离心机，经离心后分离为湿饼和己烷母液。含己烷15～45wt％聚乙烯湿饼输送至干燥器，经氮气干燥后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。现有技术专利技术专利申请号201210005685.X一种制备超强UHMWPE纤维的方法及其相关催化剂，公开了相关催化剂的制备方法，采用该催化剂在聚合时，使聚乙烯不易发生缠绕，从而高效地制备无缠绕的超高分子量聚乙烯纤维，使纤维拉伸强度大幅提高，加工性能得以改善。专利技术专利申请号201280048391.3用于制备超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的催化剂，请求保护双齿配体的第4族过渡金属络合物催化剂；这样的催化剂能够用于烯烃聚合，特别是该催化剂的单位点性质，可用于制备窄分子量分布的超高分子量聚乙烯。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。现有技术专利技术专利申请号201210005685.X仅仅能够高效地制备无缠绕的超高分子量聚乙烯纤维，使聚乙烯纤维加工性能得以改善；专利技术专利申请号201280048391.3仅仅可用于制备窄分子量分布的超高分子量聚乙烯；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，生产能力仅为800吨/年，不是商业化工业大规模生产技术。因此，现有技术在生产聚乙烯的工艺过程中，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，固液分离较为充分。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合物在反应釜内停留时间可以达到平均停留时间的数倍，随着在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。不论采用何种催化剂，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，进而导致离心机停车的问题。通常，现有技术的超高分子量UHMWPE聚乙烯装置离心机运行3～5个月后就需要停车检修。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的上述问题，提出一种超高分子量UHMWPE聚乙烯装置淤浆固液分离系统和方法，能够满足固液分离要求并减少停车概率，可应用于制备超高分子量UHMWPE聚乙烯的工业生产中。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超高分子聚乙烯淤浆固液分离方法，应用于超高分子量UHMWPE聚乙烯生产装置，包括以下步骤：S1，来自上游工序的超高分子量UHMWPE聚乙烯反应淤浆，包含聚乙烯粉料和己烷溶剂，该反应淤浆进入己烷沉降罐中，在己烷沉降罐内，由于聚乙烯粉料密度大于己烷密度，己烷与聚乙烯粉料进行沉降分离，物料分离后，己烷沉降罐的上部为己烷，下部为含己烷的聚乙烯湿饼；S2，所述己烷沉降罐分离出的己烷从其上部溢出，同时，经过所述己烷沉降罐分离出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，干燥机中脱离出的含氮己烷混合气进入洗涤塔精制提纯后从洗涤塔塔顶流出，所述洗涤塔塔顶的己烷与己烷沉降罐分离出的己烷合并为己烷外送去己烷回收工序；干燥机中得到的干燥聚乙烯粉料外送后续造粒工序；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所含的超高分子量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；聚乙烯颗粒固体密度为870～990kg/cm3，己烷溶剂液体密度为500～850kg/m3。聚乙烯反应淤浆中己烷含量为50～80wt％；经过己烷沉降罐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，步骤S1-S2中，所述己烷沉降罐的操作压力为0.01～0.06MPaG，操作温度为20～100℃。进一步优选地，步骤S1-S2中，所述己烷沉降罐的操作压力为0.02～0.05MPaG，操作温度为30～90℃。更进一步优选地，步骤S1-S2中，所述己烷沉降罐的操作压力为0.03～0.04MPaG，操作温度为40～75℃。进一步地，步骤S2-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S2-S4中，所述干燥机的操作压力为0.007～0.037MPaG，操作温度为30～110℃。更进一步地优选地，步骤S2-S4中，所述干燥机的操作压力为0.015～0.025MPaG，操作温度为40～100℃。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℃。更进一步地优选地，步骤S3-S4中，所述洗涤塔的操作压力为-0.005～0.015MPaG，操作温度为40～70℃。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。本专利技术的第二个方面是提供一种超高分子量UHMWPE聚乙烯装置淤浆固液分离系统，应用于上述所述的超高分子聚乙烯淤浆固液分离方法中，其包括：己烷沉降罐；干燥机，所述干燥机与所述己烷沉降罐通过管道连接；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量UHMWPE聚乙烯装置淤浆固液分离系统和方法，使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.超高分子聚乙烯淤浆固液分离方法，应用于超高分子量UHMWPE聚乙烯生产装置，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，来自上游工序的超高分子量UHMWPE聚乙烯反应淤浆，包含聚乙烯粉料和己烷溶剂，该反应淤浆进入己烷沉降罐中，在己烷沉降罐内，由于聚乙烯粉料密度大于己烷密度，己烷与聚乙烯粉料进行沉降分离，物料分离后，己烷沉降罐的上部为己烷，下部为含己烷的聚乙烯湿饼；/nS2，所述己烷沉降罐分离出的己烷从其上部溢出，同时，经过所述己烷沉降罐分离出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，干燥机中脱离出的含氮己烷混合气进入洗涤塔精制提纯后从洗涤塔塔顶流出，所述洗涤塔塔顶的己烷与己烷沉降罐分离出的己烷合并为己烷外送去己烷回收工序；干燥机中得到的干燥聚乙烯粉料外送后续造粒工序；/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.超高分子聚乙烯淤浆固液分离方法，应用于超高分子量UHMWPE聚乙烯生产装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1，来自上游工序的超高分子量UHMWPE聚乙烯反应淤浆，包含聚乙烯粉料和己烷溶剂，该反应淤浆进入己烷沉降罐中，在己烷沉降罐内，由于聚乙烯粉料密度大于己烷密度，己烷与聚乙烯粉料进行沉降分离，物料分离后，己烷沉降罐的上部为己烷，下部为含己烷的聚乙烯湿饼；
S2，所述己烷沉降罐分离出的己烷从其上部溢出，同时，经过所述己烷沉降罐分离出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，干燥机中脱离出的含氮己烷混合气进入洗涤塔精制提纯后从洗涤塔塔顶流出，所述洗涤塔塔顶的己烷与己烷沉降罐分离出的己烷合并为己烷外送去己烷回收工序；干燥机中得到的干燥聚乙烯粉料外送后续造粒工序；
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所述的超高分子聚乙烯淤浆固液分离方法，其特征在于：
步骤S1中，来自上游工序聚乙烯反应淤浆中所含的超高分子量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；聚乙烯颗粒固体密度为870～990kg/cm3，己烷溶剂液体密度为500～850kg/m3。聚乙烯反应淤浆中己烷含量为50～80wt％；经过己烷沉降罐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所述的超高分子聚乙烯淤浆固液分离方法，其特征在于，步骤S1-S2中，所述己烷沉降罐的操作...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕世军，刘兴冰，项海定，朱彦博，张贤，崔春霞，高毕亚，潘炯彬，何琨，白玫，孙丽丽，唐绮颖，余超，
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