脱挥发分器设计制造技术

一种在温度(T)和压力(P)下运行的脱挥发分器(devolatilizer/devo)，其用于从包含溶剂和聚合物的富含聚合物的溶液中分离出至少一部分溶剂，并且其中所述脱挥发分器至少包含以下组件：A)分配器、加热器或加热器/分配器组合；B)护罩(组件B)，其位于组件A的部分或全部外围的周围；以及C)间隙(组件C)，其位于组件A的外表面与组件B的内表面之间。的外表面与组件B的内表面之间。的外表面与组件B的内表面之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】脱挥发分器设计

技术介绍

[0001]对于溶液聚合，需要一种将减少聚合物遗留物进入真空冷凝器中的脱挥发分设计。在溶液聚乙烯过程中，通常使用两个闪蒸单元(称为脱挥发分(devo)罐)从聚合物中去除未反应的乙烯和溶剂。在第一脱挥发分中去除未反应的乙烯和大部分溶剂，使得聚合物浓度为80到90重量％。在第二脱挥发分中去除其余的溶剂。通常使用热交换器或加热器来加热来自第一脱挥发分的料流。当聚合物流动经过加热器并且加热时，溶剂蒸发并且从聚合物中相分离，使得从加热器槽的出口到第二脱挥发分罐中形成泡沫。挥发物从聚合物中脱离到加热器之外，熔融的聚合物在容器的底部收集且通过脱挥发分罐顶部的喷嘴去除蒸气。但是，典型的脱挥发分器设计会遇到较高聚合物遗留物进入排出口中并最终进入真空冷凝器中的情况。当聚合物被带入真空冷凝器中时，其会阻塞冷凝器，从而降低其效率，即，真空冷凝器无法保持脱挥发分器内的真空度。一些脱挥发分器和/或加热器设计描述于以下文献中：US4808262、US5084134、US5453158、US6627040、US7332058和US8518212。然而，仍然需要一种将减少聚合物遗留物进入真空冷凝器中的脱挥发分设计。通过以下专利技术已满足这个需求。

技术实现思路

[0002]一种在温度(T)和压力(P)下运行的脱挥发分器(devolatilizer/devo)，其用于从包含溶剂和聚合物的富含聚合物的溶液中分离出至少一部分溶剂，并且其中所述脱挥发分器至少包含以下组件：
[0003]A)分配器、加热器或加热器/分配器组合(组件A)，其长度为L，即从所述组件A的顶部到底部的竖直距离；
[0004]B)护罩(组件B)，其位于组件A的部分或全部外围的周围；并且其中所述护罩包含至少一个位于组件A的所述外围之外的圆柱形部分，并且其中此圆柱形部分包围组件A的所述外围的至少一部分，以及
[0005]C)间隙(组件C)，其位于组件A的外表面与组件B的内表面之间，并且其中所述间隙具有宽度(w)，即从组件A的所述外表面到组件B的至少一个圆柱形部分的内表面的距离，并且所述间隙的长度≤L；并且其中w可以任选地沿着长度L连续或不连续地变化；并且
[0006]其中组件A包含内部通道和从所述内部通道延伸到所述间隙的多个横截面开口；并且其中部分或全部所述富含聚合物的溶液进入所述内部通道，并且径向移动通过所述横截面开口，并且在每个开口内，所述富含聚合物的溶液的部分或全部溶剂蒸发，形成溶剂蒸气和聚合物熔融物；并且其中所述聚合物熔融物进入所述间隙，并且从入口点向下流入间隙，并且其中部分或全部所述溶剂蒸气从所述入口点向下流入所述间隙；并且
[0007]其中对于每个竖直距离y，如从组件A的所述外表面的顶部测量，在给定距离y下离开组件A并且向下流入组件C的所述溶剂蒸气的总量具有以下速度：
[0008]a)在所述间隙内的平均竖直向下速度，定义为“总溶剂蒸气流速”与“可用于流动的横截面积”的比率，并且其中“所述总溶剂蒸气流速”和“所述可用于流动的横截面积”中
的每一种在相同竖直距离y下测量，以及
[0009]b)离开所述组件A的径向平均速度，定义为“在所述脱挥发分器的所述温度(T)和所述压力(P)下组件A的出口处的所述总溶剂蒸气流速”与“组件A中的开口数乘以每个开口的横截面积”的比率，并且
[0010]其中所述平均竖直向下速度≤离开所述组件A的径向平均速度。
附图说明
[0011]图1是溶液聚合过程的示意图。
[0012]图2是脱挥发分过程的示意图。
[0013]图3是离开“加热器和/或分配器”并移动通过加热器/分配器与护罩之间的环形区域的聚合物和蒸气的示意图。
[0014]图4是包括比较实例在内的不同护罩设计的示意图。
[0015]图5是图4所示的本专利技术实例的护罩设计细节的示意图。
[0016]图6描绘了本专利技术设计1的一种实施例/变型。
[0017]图7是组件A与B之间的间隙中的蒸气与y值，表示图4中所示的每个脱挥发分器设计。图7含有一条恒定的直线，表示离开组件A的径向平均速度。注意到，本专利技术实例2和本专利技术实例3的速度(V(m/秒))结果一致，参见图7最下方的线条。蒸气的平均径向速度也描绘为一条水平直线。是“平均蒸气竖直向下速度”的曲线。
[0018]图8描绘了包围分配器和/或加热器(组件A)和护罩(组件B)的外部容器。
具体实施方式
[0019]如上文所论述，提供一种装置，其为如上文所论述的脱挥发分器(devo)(参见
技术实现思路
)。
[0020]脱挥发分器(devo)可以包含本文所述的两个或更多个实施例。
[0021]在一个实施例中，按富含聚合物的溶液的重量计，富含聚合物的溶液包含≥60重量％、≥70重量％、或≥80重量％、或≥90重量％、或≥95重量％的聚合物。
[0022]在一个实施例中，间隙的宽度(w)沿长度L变化。
[0023]在一个实施例中，间隙的宽度(w)沿长度L连续地变化。
[0024]在一个实施例中，间隙的宽度(w)沿长度L不连续地变化。
[0025]在一个实施例中，L为10cm到200cm、或20cm到180cm、或30cm到160cm。
[0026]在一个实施例中，对于每个距离y，平均竖直向下速度为1m/秒到10m/秒、或1m/秒到8m/秒、或1m/秒到6m/秒、或1m/秒到4m/秒。
[0027]在一个实施例中，离开组件A的径向平均速度为≥10m/s秒或≥8m/秒、或≥6m/秒。
[0028]在一个实施例中，组件A具有沿着组件A的长度的对称的横截面积。
[0029]在一个实施例中，组件A为圆柱形，并且A进一步为圆柱体。
[0030]在一个实施例中，对于组件A，横截面开口均具有相同的尺寸。如本文所用，短语“相同尺寸”是指目标尺寸的
±
1.0％的公差。
[0031]在一个实施例中，组件B的圆柱形部分的长度大于或等于组件A的长度。在另一个实施例中，组件B的圆柱形部分的长度等于组件A的长度。
[0032]在一个实施例中，组件B的圆柱形部分的长度小于组件A的长度。
[0033]在一个实施例中，对于组件B，圆柱形部分包含连续的扩口圆柱体，其所述扩口圆柱体的末端的下部外径大于所述扩口圆柱体的开端的上部外径。参见，例如，图4的本专利技术实例1和图6。在另一个实施例中，下部外径比上部外径大1.2倍。扩口圆柱体的底部在扩口圆柱体的顶部的下游。
[0034]在一个实施例中，对于组件B，圆柱形部分包含长度为h1的竖直部分，之后是长度为h2的扩口部分。在另一个实施例中，长度为h2的扩口部分之后是长度为h3的竖直部分。参见，例如，图6。在一个实施例中，h1＝h2。在一个实施例中，h1＝h2＝h3。在一个实施例中，h2≥h1和/或h2≥h3。在一个实施例中，h1+h2≤L、或h1+h2≥L、或h1+h2＝L。在一个实施例中，h1+h2+h3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在温度(T)和压力(P)下运行的脱挥发分器(devolatilizer/devo)，其用于从包含溶剂和聚合物的富含聚合物的溶液中分离出至少一部分溶剂，并且其中所述脱挥发分器至少包含以下组件：A)分配器、加热器或加热器/分配器组合(组件A)，其长度为L，即从所述组件A的顶部到底部的竖直距离；B)护罩(组件B)，其位于组件A的部分或全部外围的周围；并且其中所述护罩包含至少一个位于组件A的所述外围之外的圆柱形部分，并且其中此圆柱形部分包围组件A的所述外围的至少一部分，以及C)间隙(组件C)，其位于组件A的外表面与组件B的内表面之间，并且其中所述间隙具有宽度(w)，即从组件A的所述外表面到组件B的至少一个圆柱形部分的所述内表面的距离，并且所述间隙的长度≤L；并且其中w可以任选地沿着长度L连续或不连续地变化；并且其中组件A包含内部通道和从所述内部通道延伸到所述间隙的多个横截面开口；并且其中部分或全部所述富含聚合物的溶液进入所述内部通道，并且径向移动通过所述横截面开口，并且在每个开口内，所述富含聚合物的溶液的部分或全部溶剂蒸发，形成溶剂蒸气和聚合物熔融物；并且其中所述聚合物熔融物进入所述间隙，并且从入口点向下流入所述间隙，并且其中部分或全部所述溶剂蒸气从所述入口点向下流入所述间隙；并且其中对于每个竖直距离y，如从组件A的所述外表面的顶部测量，在给定距离y下离开组件A并且向下流入组件C的所述溶剂蒸气的总量具有以下速度：a)在所述间隙内的平均竖直向下速度，定义为“总溶剂蒸气流速”与“可用于流动的横截面积”的比率，并且其中“所述总溶剂蒸气流速”和“所述可用于流动的横截面积”中的每一种在相同竖直距离y下测量，以及b)离开所述组件A的径向平均速度，定义为“在所述脱挥发分器的所述温度(T)和所述压力(P)下组件A的出口处的所述总溶剂蒸气流速”与“组件A中的开口数乘以每个开口的横截面积”的比率，并且其中所述平均竖直向下速度≤离开所述组件A的所述径向平均速度。2.根据权利要求1所述的脱挥发分器，其中所述间隙的所述宽度(w)沿着所述长度L变化。3.根据权利要求1或权利要求2所述的脱挥发分器，其中对于每个距离y，所述平均竖直向下速度在1.0m/秒到10.0m/秒的范围内。4.根据前述权利要求中任一项所述的脱挥发分器，其中组件A是圆柱形。5.根据前述权利要求中任一项所述的脱挥发分器，其中对于组件A，所述横截面开口均具有相同的尺寸。6.根据前述权利要求中任一项所述的脱挥发分器，其中对于组件B，所述圆柱形部分的长度大于或等于组件A的长度。7.根据前述权利要求中任一项所述的脱挥发分器，其中对于组件B，所述圆柱形部分的长度小于组件A的所述长度。8.根据前述权利要求中任一项所述的脱挥发分器，其中对于组件B，所述圆柱形部分包含圆柱形扩口圆柱体，其在所述扩口圆柱体的末端的直径大于所述扩口圆柱体的开端的所述直径。
9.根据权利要求8所述的脱挥发分器，其中扩口部分的所述末端的所述直径比所述扩口部分的所述开端的所述直径大1.2倍。10.根据权利要求1到7中任一项所述的脱挥发分器，其中对于组件B，所述圆柱形部分包含长度为h1的竖直部分，之后是长度为h2的扩口部分。11.根据权利要求11所述的脱挥发分器，其中长度为h2的所述扩口部分之后是长度为h3的竖直...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：