吸收式热泵回收聚合物凝聚过程余热的方法技术

本发明专利技术提出了一种利用吸收式热泵合理回收聚合物凝聚过程余热的方法，在聚合物凝聚过程中，接上吸收式热泵，从而利用汽提气的低温位余热使循环热水升温。采用本发明专利技术的方法，可大量节省凝聚过程蒸气与循环冷却水用量，减少了凝聚过程排放废热、废气所造成的环境污染，具有明显的经济效益和社会效益。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提出了一种利用吸收式热泵合理回收聚合物凝聚过程余热的方法，特别是回收合成橡胶装置胶液凝聚过程中汽提气余热的方法。在合成橡胶、合成热塑性弹性体等生产装置中，对胶液的凝聚过程通常采用经典的釜式凝聚方法，即用水蒸汽汽提胶液中的溶剂，对凝聚过程中所产生的大量低温位汽提气的处理，目前都是采用各种不同的冷凝、冷却方法。附图2为当前通用的凝聚工艺示意图。在图2中，由来自脱水振动筛的循环热水与胶液混合后入凝聚装置，通过蒸汽将其加热升温，同时将胶液中的溶剂汽提出来，脱除溶剂的水胶粒由脱水振动筛将热水与湿胶粒分开，筛出的循环热水又返回凝聚装置，凝聚过程产生的汽提气经汽提气冷凝冷却器用循环冷却水冷凝冷却成汽提液后去油水分离罐。在上述凝聚过程中，一方面加热蒸汽的用量很大，几乎占全装置蒸汽用量的一半，另一方面又需用大量的循环冷却水来冷凝冷却汽提气，从经济角度看，这种工艺不尽合理。另外，从环保角度看，蒸汽与循环冷却水用量大就意味着向大气排放的工业废热和燃煤燃油所产生的燃烧废气都增加，从而加重了环境污染。本专利技术的目的是在合成橡胶生产的凝聚过程中，提供一种利用吸收式热泵技术处理凝聚过程产生的低温位蒸气、回收凝聚中余热的工艺方法。按照本专利技术，可以通过吸收式热泵将凝聚过程产生的汽提气低温位余热转换成高温位热能来加热凝聚过程所必需的循环热水，从而可大量节省凝聚过程的加热蒸气和循环冷却水的用量，也减少了凝聚过程排放工业废热、废气所造成的大气污染，具有明显的经济效益和社会效益。为达到上述目的，本专利技术采取如下措施在原聚合物凝聚流程中，接上吸收式热泵，从而使汽提气通过吸收式热泵后再通向尾气冷凝冷却器，循环热水通过吸收式热泵后再返回凝聚装置。具体流程如下(1)凝聚过程排出的汽提气首先进入蒸发器管程，在这里汽提气作为热源将蒸发器壳程中的软水加热并使其蒸发产生水蒸汽，此时有部分汽提气被冷凝成汽提液并排出余下的汽提气再进入再生器管程，在这里汽提气再次作为热源将再生器壳程中的稀溴化锂溶液中水份蒸发而使其提浓，这时大部分汽提气被冷凝成汽提液并排出；最后所剩下的汽提气尾气进入尾气冷凝冷却器被冷凝成汽提液并排出；(2)蒸发器壳程中的软水被蒸发器管程中的汽提气加热蒸发成水蒸汽后进入吸收器壳程，被来自再生器壳程的浓溴化锂溶液所吸收，从而使浓溴化锂溶液变成稀溴化锂溶液，所放出的热量用来加热吸收器管程中的循环热水，稀溴化锂溶液再进入再生器壳程，被再生器管程中的汽提气加热蒸发而提浓，所得的浓溴化锂溶液再返回吸收器壳程，所蒸出的软水蒸气经冷凝器冷凝成软水然后返回蒸发器壳程，在这个过程中还可利用液液换热器使稀溴化锂溶液与浓溴化锂溶液进行换热，以进一步提高热量的利用；(3)来自聚合物凝聚流程中脱水振动筛的循环热水入吸收器管程，被吸收器壳程中由浓溴化锂溶液吸收软水蒸汽时放出的热量加热而升温，然后流出吸收器管程返回凝聚装置。在本专利技术的流程中所说的蒸发器、吸收器、再生器均可为一般常用的垂直降膜管壳式设备，也可以是水平降膜式管壳式设备，所说的冷凝器可为一般的常用冷凝器。本专利技术所用的热泵工质对可为溴化锂和水。在热泵运转过程中，溴化锂溶液的浓度在吸收与蒸出二个阶段中会发生变化，在本专利技术的条件下，稀溴化锂溶液的浓度最低不小于45％(重量)，浓溴化锂溶液的浓度最高不大于60％(重量)。本专利技术也可使用其它热泵工质对。本专利技术在冷凝器中采用循环冷却水冷却方式，当然也可采用其它冷却方式。本专利技术的聚合物凝聚过程余热回收方法可适用于通常的高聚物，例如顺丁橡胶、溶液丁苯橡胶、低顺丁橡胶、苯乙烯—丁二烯嵌段共聚物、异戊二烯—苯乙烯嵌段共聚物等。按照本专利技术，用吸收式热泵回收聚合物凝聚过程余热的主要工艺条件如下吸收器壳程操作压力为45±5KPa；冷凝器壳程操作压力为5±1KPa；凝聚汽提气入蒸发器管程的温度由凝聚过程给定，但一般可为≥85℃；从尾气冷凝冷却器流出的汽提液的温度一般可控制为≤40℃；循环热水进入吸收器管程的温度由凝聚过程给定，一般可为80～95℃；循环热水出吸收器管程时的温度应控制在≥100℃；在本专利技术控制的工艺条件下，热泵的性能系数(COP)可达45％左右。为进一步阐述本专利技术的回收聚合物凝聚过程余热的方法，以苯乙烯—丁二烯嵌段共聚物为例加以说明。附附图说明图1是产量为12500吨/年的苯乙烯—丁二烯嵌段共聚物装置的凝聚过程余热回收流程图。下面将结合附图1对本专利技术的方法加以详述，但本专利技术并不限于附图的内容。参见附图1。启动抽气装置通过管线和分别将吸收器及冷凝器各壳程分别抽空减压。来自凝聚装置的汽提气经管线进入蒸发器的管程，在这里部分汽提气被冷凝成汽提液从管线排出，余下的汽提气经管线进入再生器的管程，在这里大部分汽提气被冷凝成汽提液从管线排出，最后剩下的少量汽提气尾气再经管线进入尾气冷凝冷却器冷凝成汽提液从管线排出；在蒸发器壳程中的软水被管程中的汽提气加热蒸发成软水蒸汽经管线进入吸收器的壳程，来自再生器壳程的浓溴化锂溶液通过管线经液液换热器换热后进入吸收器的壳程，两者经混合吸收而成稀溴化锂溶液，所得的稀溴化锂溶液通过管线经液液换热器换热后进入再生器的壳程，被再生器管程中的汽提气加热蒸发提浓，所得浓溴化锂溶液通过管线经液液换热器换热后再返回吸收器的壳程，从而实现了溴化锂溶液的闭合循环，而蒸发出来的软水蒸气经管线进入冷凝器壳程被冷凝成软水经管线返回蒸发器壳程，从而实现了软水的闭合循环；凝聚后所得聚合物胶粒被循环热水带出凝聚装置经管线到达脱水振动筛，由脱水振动筛筛出的循环热水经管线进入吸收器的管程，被吸收器壳程中的浓溴化锂溶液吸收软水蒸汽时放出的热量所加热，然后通过管线与胶液管线的胶液混合后喷入凝聚装置，从而实现了循环热水的闭合循环。来自循环冷却水系统的循环冷却水经管线进入冷凝器的管程，然后通过管线进入尾气冷凝冷却器的管程，最后经管线流回循环冷却水系统。本例的工艺条件如下吸收器壳程的操作压力为48KPa；冷凝器壳程的操作压力为6KPa；凝聚汽提气入蒸发器管程的温度为94℃；凝聚汽提气尾气入尾气冷凝冷却器的温度为71.6℃；从尾气冷凝冷却器流出的汽提液温度控制在≤40℃；循环热水进入吸收器管程的温度为83℃；循环热水出吸收器管程的温度为106.7℃；循环热水进出吸收器管程的对应温升为23.7℃.本例的吸收式热泵实测性能系数(COP)为48.3％.利用吸收式热泵回收合成橡胶、合成热塑性弹性体等凝聚过程所产生的低温位余热，热泵性能系数可达45％左右，可大量降低蒸气和循环冷却水用量，对于使用5000kw.h模的吸收式热泵，每年可节省蒸汽3万吨(约合210万元)，循环冷却水75万吨(约合41万元)，投资回收期约两年，而且减少了环境污染，保护了人类的生态环境。权利要求1.一种利用，该方法包括汽提气降温及循环热水的加热，其特征在于1)将凝聚装置产生的低温位汽提气作为热泵的热源引入蒸发器的管程，使蒸发器壳程中的软水蒸发，由蒸发器管程引出的降温后的汽提气进入再生器的管程再次降温冷凝，使再生器壳程中的稀溴化锂溶液蒸发，未凝的汽提气尾气入尾气冷凝冷却器充分冷凝冷却；2)由蒸发器壳程出来的软水蒸气进入吸收器壳程后，被来自再生器壳程的浓溴化锂溶液吸收，从而产生稀溴化锂溶液并同时放出热量，稀溴化锂溶液再进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用吸收式热泵回收聚合物凝聚过程余热的方法，该方法包括汽提气降温及循环热水的加热，其特征在于：１）将凝聚装置产生的低温位汽提气作为热泵的热源引入蒸发器的管程，使蒸发器壳程中的软水蒸发，由蒸发器管程引出的降温后的汽提气进入再生器的管程 再次降温冷凝，使再生器壳程中的稀溴化锂溶液蒸发，未凝的汽提气尾气入尾气冷凝冷却器充分冷凝冷却；２）由蒸发器壳程出来的软水蒸气进入吸收器壳程后，被来自再生器壳程的浓溴化锂溶液吸收，从而产生稀溴化锂溶液并同时放出热量，稀溴化锂溶液再进入再生 器壳程，被再生器管程中的汽提气加热蒸发而提浓，所得的浓溴化锂溶液返回吸收器壳程，而蒸出的软水蒸汽经冷凝器冷凝后又返回蒸发器壳程；３）来自脱水振动筛的循环热水进入吸收器的管程，被吸收器壳程中由浓溴化锂溶液吸收软水蒸汽时所产生的热量加热升温 ，然后返回凝聚装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李淞平，张家彦，梁爱民，周淑芬，李巍，王智广，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，北京燕山石油化工公司研究院，大连理工大学化工学院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]