一种制备高性能塑料材料原料的装置及提纯方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及塑料材料技术领域，是一种制备高性能塑料材料原料的装置及提纯方法；该装置包括蒸发装置和蒸馏塔；蒸发装置的出气端和蒸馏塔的进气端通过进气管连接在一起，蒸馏塔的出气端和冷却装置的进气端通过回流管连接在一起，在冷却装置的出液端和进气管之间连接有回液管。本发明专利技术通过该装置对塑料材料原料液依次进行蒸发、蒸馏和冷却，从而实现对塑料材料原料液中的苯乙烯进行分离纯化的目的，纯化后纯度可达到99.99%，为下一工序提供了优质原料，同时大大降低了苯乙烯自聚合现象和苯乙炔的含量，使用本发明专利技术得到的高性能塑料材料原料液制备的苯乙烯聚合物具有耐热性和耐化学性好的特点，显著提高了苯乙烯聚合物的性能。显著提高了苯乙烯聚合物的性能。显著提高了苯乙烯聚合物的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种制备高性能塑料材料原料的装置及提纯方法


[0001]本专利技术涉及塑料材料
，是一种制备高性能塑料材料原料的装置及提纯方法。

技术介绍

[0002]蒸馏是将沸点不同的两种或多种以上的液体混合而成的原液加热蒸发，使低沸点的气体（或蒸气）冷凝而分离液体混合物成分的操作。在混合组分之间相对挥发性很大的情况下，组分的分离很容易。然而，在通常状态下，仅通过蒸发和冷凝只能分离液体混合物的一部分。因此，蒸馏技术中的一般做法是，部分冷凝液体从蒸馏塔顶部返回（回流），与从塔顶返回的回流液充分接触，使低沸点组分从蒸馏塔顶部排出，而高沸点组分从塔底排出。蒸馏塔的效率可以根据塔的规格、通过塔供给的液体和气体的流量及其性质进行理论的计算。但是，在传统的方法和装置中，有时不能获得根据理论将获得的一定水平的蒸馏性能，特别是如果蒸馏塔的直径大，或者供给液体的表面张力大，或者供给液体的粘度高，或者供给液体存在两个或两个以上沸点相近似的性质时，很难快速准确的进行蒸馏分离混合物。
[0003]工业生产的大部分苯乙烯是由乙苯在连续脱氢过程中使用绝热裂解法或等温法制造，然后在脱氢反应器流出物中分离苯乙烯。在单乙烯基芳族聚合物化合物的制造中，苯与乙烯反应形成乙苯，该化合物然后脱氢形成粗苯乙烯产品，随后纯化粗苯乙烯产品以生产苯乙烯单体产品，然后在引发剂或催化剂存在下聚合苯乙烯单体以形成最终的聚苯乙烯原料。与聚苯乙烯有关的聚合物中的残留单体和其他污染物，导致生产的材料气味、色差和性能变差，最终使得聚合物质量较差。
[0004]聚苯乙烯中常常含有大量的未反应的乙烯基芳族单体，通常是苯乙烯单体，单体未反应的原因是苯乙烯原料中苯乙炔的存在影响了聚合反应。但是在乙苯脱氢的过程中会形成苯乙炔、甲苯、乙苯和二甲苯等其他杂质，它是脱氢反应的一种不良副产物。这些杂质的去除不能通过常规的蒸馏法来完成，并且到目前为止一直是一个困难的问题。无论使用的聚合方法是阴离子聚合还是自由基聚合，苯乙烯单体中混入的其他杂质的存在都会产生不良后果，在阴离子聚合过程中，微酸性的苯乙炔会大幅消耗催化剂，其中每分子苯乙炔从聚合过程中消耗一个催化剂分子，这种消耗导致催化剂的浓度难以控制，这进而导致聚苯乙烯的分子量难以控制，并可能导致低分子量聚合物的浓度增加，甚至在聚苯乙烯中留下未反应的苯乙烯。在自由基聚合过程中，苯乙炔的存在会对链长和聚合速率产生不利影响，因为它是一种较差的链转移剂。在苯乙烯的自由基聚合中，随着聚合过程中苯乙烯浓度的降低，苯乙炔和二甲苯等其他杂质的相对浓度自然会升高。由于苯乙炔作为聚合抑制剂，聚合过程受到不利影响。然而，通过自由基聚合法生产的苯乙烯聚合物在立体化学结构中具有无规构型，具有无规构型的苯乙烯聚合物具有耐热性和耐化学性差的问题。因此，在制造用于制造发泡聚苯乙烯珠粒时，会在珠粒中留下大量残留的苯乙烯。即使在聚合物中仅以微量存在时，苯乙烯也会产生不良的味道、颜色和气味。因此，苯乙烯单体中苯乙炔的存在对成本、聚合过程的控制以及所得聚苯乙烯的纯度具有不利影响。聚苯乙烯中苯乙炔的存
在还会影响聚合物主链中的烯烃键，这会增加交联并导致聚合物更快速的氧化，这两者都会显著影响聚合物的性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种制备高性能塑料材料原料的装置及提纯方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有塑料材料原料中含有苯乙炔和苯乙烯单体纯度低，而导致后续制备的聚合物性能差的问题。
[0006]本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种制备高性能塑料材料原料的装置，包括蒸发装置、蒸馏塔和冷却装置；在蒸发装置的顶部设有出气端，在蒸馏塔的中部设有进气端，蒸发装置的出气端和蒸馏塔的进气端通过进气管固定连接在一起，在蒸馏塔的上部设有负压口端，在蒸馏塔的负压口端上通过连通管固定连接有减压泵，在蒸馏塔的顶部设有出气端，在冷却装置的上部设有进气端，蒸馏塔的出气端和冷却装置的进气端通过回流管固定连接在一起，在冷却装置的底部设有出液端，在冷却装置的出液端和进气管之间固定连接有回液管，在回液管和进气管上分别固定安装有阀门。
[0007]下面是对上述专利技术技术方案之一的进一步优化或/和改进：上述在蒸发装置的上部设有进料端，在蒸发装置的进料端上固定连接有进料管，在蒸发装置的底部设有出料端，在蒸发装置的出料端上固定连接有出料管，在进料管和出料管上分别固定安装有阀门。
[0008]上述在蒸馏塔的底部设有出液端，在蒸馏塔的下方有集液器，在集液器的顶部设有进液端，在集液器的底部设有出液端，蒸馏塔的出液端和集液器的进液端通过集液管固定连接在一起，在集液器的出液端上固定连接有出液管，在集液管和出液管上分别固定安装有阀门。
[0009]上述在蒸馏塔的顶部分别固定安装有温度计和压力表。
[0010]上述在蒸发装置的左侧下部设有换热液进口端，在蒸发装置的换热液进口端上固定连接有导热油进液管，在蒸发装置的右侧上部设有换热液出口端，在蒸发装置的换热液出口端上固定连接有导热油回液管，在导热油进液管和导热油回液管上分别固定安装有阀门；在冷却装置的左侧下部设有冷却液进口端，在冷却装置的冷却液进口端上固定连接有冷却水进液管，在冷却装置的右侧上部设有冷却液出口端，在冷却装置的冷却液出口端上固定连接有冷却水回液管，在冷却水进液管和冷却水回液管上分别固定安装有阀门。
[0011]上述蒸发装置为蒸发器；冷却装置为冷却器。
[0012]本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种制备高性能塑料材料原料的提纯方法，按下述步骤进行：第一步，将塑料材料原料液在蒸发装置中进行蒸发，蒸发温度为50℃至60℃、蒸发压力为
‑
0.095Mpa至
‑
0.1Mpa，蒸发产生的气相进入蒸馏塔中；第二步，进入蒸馏塔中的气相经蒸馏塔蒸馏后，液相聚集在蒸馏塔的底部，气相从蒸馏塔的顶部进入冷却装置中；第三步，进入冷却装置中的气相经冷后得到冷却液；第四步，冷却液与蒸发装置中产生的气相经逆向接触并换热后重新进入蒸发装置中；第五步，收集聚集在蒸馏塔底部的液相，得到高性能塑料材料原料液。
[0013]下面是对上述专利技术技术方案之二的进一步优化或/和改进：上述塑料材料原料液为含有乙苯、苯乙炔、甲苯和4,6
‑
二硝基邻仲丁基酚杂质的
苯乙烯原料液。
[0014]上述冷却装置中的温度为20℃至25℃，冷却装置中的压力为
‑
0.095Mpa至
‑
0.1Mpa。
[0015]上述蒸发装置的液位为蒸发装置容积的1/3至2/3。
[0016]本专利技术通过一种制备高性能塑料材料原料的装置，对塑料材料原料液依次进行蒸发、蒸馏和冷却，从而实现对塑料材料原料液中的苯乙烯进行分离纯化的目的，纯化后纯度可达到99.99%，为下一工序提供了优质原料，同时大大降低了苯乙烯自聚合现象和苯乙炔的含量，使用本专利技术得到的高性能塑料材料原料液制备的苯乙烯聚合物具有耐热性和耐化学性好的特点，显著提高了苯乙烯聚合物的性能。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备高性能塑料材料原料的装置，其特征在于包括蒸发装置、蒸馏塔和冷却装置；在蒸发装置的顶部设有出气端，在蒸馏塔的中部设有进气端，蒸发装置的出气端和蒸馏塔的进气端通过进气管固定连接在一起，在蒸馏塔的上部设有负压口端，在蒸馏塔的负压口端上通过连通管固定连接有减压泵，在蒸馏塔的顶部设有出气端，在冷却装置的上部设有进气端，蒸馏塔的出气端和冷却装置的进气端通过回流管固定连接在一起，在冷却装置的底部设有出液端，在冷却装置的出液端和进气管之间固定连接有回液管，在回液管和进气管上分别固定安装有阀门。2.根据权利要求1所述的一种制备高性能塑料材料原料的装置，其特征在于蒸发装置的上部设有进料端，在蒸发装置的进料端上固定连接有进料管，在蒸发装置的底部设有出料端，在蒸发装置的出料端上固定连接有出料管，在进料管和出料管上分别固定安装有阀门。3.根据权利要求1或2所述的一种制备高性能塑料材料原料的装置，其特征在于蒸馏塔的底部设有出液端，在蒸馏塔的下方有集液器，在集液器的顶部设有进液端，在集液器的底部设有出液端，蒸馏塔的出液端和集液器的进液端通过集液管固定连接在一起，在集液器的出液端上固定连接有出液管，在集液管和出液管上分别固定安装有阀门。4.根据权利要求1或2所述的一种制备高性能塑料材料原料的装置，其特征在于蒸馏塔的顶部分别固定安装有温度计和压力表。5.根据权利要求1或2所述的一种制备高性能塑料材料原料的装置，其特征在于蒸发装置的左侧下部设有换热液进口端，在蒸发装置的换热液进口端上固定连接有导热油进液管，在蒸发装置的右侧上部设有换热液出口端，在蒸发装置的换热液出口端上固定连接有导热油回液管，在导热油进液管和导热油回液管上分别固定安装有阀门；在冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔晶晶，
申请(专利权)人：深圳科瑞沃科技有限公司，
类型：发明
国别省市：