阅读说明：本技术 烯烃聚合催化剂脱活、聚合物脱挥及脱除灰分的集成设备 (Integrated equipment for olefin polymerization catalyst deactivation, polymer devolatilization and ash removal ) 是由 朱博源 于 2021-08-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种烯烃聚合催化剂脱活、聚合物脱挥及脱除灰分的集成设备,其包括外壳,一侧与外壳连接的上盖板,设于外壳内的两组平推流搅拌器及用于驱动平推流搅拌器的驱动电机和齿轮传动机构；两组平推流搅拌器相互平行、叶片相互交合且相向转动,外壳上相对于两组平推流搅拌器内物料推动方向的末端设有出料口；外壳上还设有蒸汽凝液回流口、蒸汽凝液进口及多个低压蒸汽进口；上盖板上设有聚合物进料口及蒸汽夹带的有机挥发组分出口。本发明只用一台集脱活、脱挥、脱灰功能于一体的三合一设备,可大幅度缩小装置的占地面积,节省装置建设的投资、降低生产装置的运行成本、减轻操作人员的劳动强度、减少生产步骤、提高生产效率。(The invention discloses integrated equipment for deactivation of an olefin polymerization catalyst, devolatilization of a polymer and ash removal, which comprises a shell, an upper cover plate, two groups of plug flow stirrers, a driving motor and a gear transmission mechanism, wherein one side of the upper cover plate is connected with the shell; the two groups of horizontal plug flow stirrers are parallel to each other, the blades are mutually jointed and rotate in opposite directions, and a discharge hole is formed in the shell relative to the tail end of the pushing direction of materials in the two groups of horizontal plug flow stirrers; the shell is also provided with a steam condensate return port, a steam condensate inlet and a plurality of low-pressure steam inlets; the upper cover plate is provided with a polymer feed inlet and an organic volatile component outlet carried by steam. The invention only uses a three-in-one device integrating the functions of deactivation, devolatilization and deliming, which can greatly reduce the floor area of the device, save the investment of device construction, reduce the operation cost of the production device, lighten the labor intensity of operators, reduce the production steps and improve the production efficiency.)

烯烃聚合催化剂脱活、聚合物脱挥及脱除灰分的集成设备

技术领域

本发明涉及一种用于烯烃聚合过程中残存催化剂脱活、聚合物脱挥及脱除灰分的三合一设备。

背景技术

在烯烃聚合工艺中，从聚合釜出来、经过一级闪蒸后的聚合物粉料中含有大量的聚合单体、聚合用溶剂及残存的、尚未失活的催化剂活性组分(包括：主催化剂及助催化剂)，传统的做法是用流化床干燥器或单搅拌轴平推流干燥器，借助通入的大量热氮气来实现脱挥的，这种干燥方法的缺点是：第一，要消耗大量的氮气，且由于不凝氮气的强烈推动，相当一部分单体或溶剂无法冷凝下来，造成了原料的浪费及对后处理系统负荷的增加；第二，残存的催化剂活性组分不能在这个阶段得到及时的失活，后系统还要配备专门的脱活设备。第三，原有工艺无法解决聚合物的脱灰问题，从而影响聚合物的耐老化性能及电绝缘性能。

目前的传统做法是：脱活及脱挥设备是两台独立的设备，如果要达到本发明脱灰的目的，还要再增加一台脱灰设备，装置占地大、投资成本高、运行成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何将用于烯烃聚合过程中残存催化剂脱活、聚合物脱挥及脱除灰分的设备集成在一台设备上，即可在一台设备內完成聚合物粉料中残存催化剂的脱活、聚合物脱挥及脱除灰分这三项极其重要的聚合物后处理工作。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种烯烃聚合催化剂脱活、聚合物脱挥及脱除灰分的集成设备，其包括外壳，一侧与外壳连接的上盖板，设于外壳内的两组平推流搅拌器及用于驱动平推流搅拌器的驱动电机和齿轮传动机构；两组平推流搅拌器相互平行、叶片相互交合且相向转动，外壳上相对于两组平推流搅拌器内物料推动方向的末端设有出料口；外壳上还设有蒸汽凝液回流口、蒸汽凝液进口及多个低压蒸汽进口；上盖板上设有聚合物进料口及蒸汽夹带的有机挥发组分出口。

优选地，所述外壳上设有温度仪表安装口、压力仪表安装口。

优选地，所述外壳上还设有备用口。

优选地，所述外壳上设有3个设置在同一水平线上的低压蒸汽进口，分别相对于平推流搅拌器的两端及中部设置。

优选地，所述外壳与上盖板通过螺栓连接。

优选地，所述外壳与上盖板构成密封结构。

优选地，所述平推流搅拌器的表面设有多组间距相等且相互平行的平推流搅拌叶片，每片平推流搅拌叶片上均布有流体导向件。

更优选地，所述平推流搅拌叶片为环形、螺旋形或多叶斜桨形；所述流体导向件为斜叶状、A形或S形，对设备內的聚合物料流动起导向作用，提升接触效果。

水蒸汽与聚合物中残存的催化剂发生反应，使催化剂失活，实现催化剂脱活功能；在两个平推流搅拌叶片相互交合、相向运转的平推流式搅拌器的推动下，聚合物粉料被顺利地卷入下层水相中，与水相充分接触，经脱盐水及蒸汽凝液的充分洗涤，带走催化剂失活后产生的无机物，从而大幅度降低聚合物的灰分，实现聚合物脱除灰分的功能；在较高的操作温度(体系中物料的温度完全可以通过蒸汽的温度及通入量来调节)下，蒸汽会携带着有机挥发组分从该设备的顶部逸出(去往冷凝系统)，通过对冷凝换热器温度的控制，迅速降低水蒸汽的流速，从而避免了传统脱挥装置因氮气的不凝结，使氮气夹带的有机挥发份很难在后冷凝系统中得到充分冷凝，从而造成原料的浪费及对装置尾气处理系统造成的压力的问题；从上游系统送来的含有大量溶剂、少量不凝气、一定量催化剂的聚合物粉料，经过该设备的脱活、脱挥及脱灰，仅含一定量水份的聚合物从出料口进入下一单元(一般为干燥单元)。

本发明只用一台集脱活、脱挥、脱灰功能于一体的三合一设备，可大幅度缩小装置的占地面积，节省装置建设的投资、降低生产装置的运行成本、减轻操作人员的劳动强度、减少生产步骤、提高生产效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

第一，用一台兼顾催化剂脱活、聚合物脱挥及脱除灰分的专用设备替代了原有工艺至少三台设备；第二，脱挥、脱活及脱灰过程中不用氮气，直接用低压蒸汽及脱盐水，其优点在于：水蒸气是很容易凝结的气体，通过对换热器温度的控制，会迅速降低水蒸汽的流速，从而使蒸汽中夹带的有机挥发组分在该三合一设备气相出口下游设置的冷凝器中被冷凝下来，减少原料的浪费及对装置尾气处理系统造成的压力；第三，本发明设备同时实现对聚合物脱挥、催化剂脱活、产品脱灰的三种功能，可节省装置建设中的设备投资、缩小装置占地面积、降低运行能耗和成本、减轻操作人员劳动强度、减少生产步骤、提高生产效率。在替代落后产能、打造绿色化工、构建节能环保型生产工艺中，具有广泛的市场前景及应用潜力。

附图说明

图1、2为本发明提供的烯烃聚合催化剂脱活、聚合物脱挥及脱除灰分的集成设备；

图3为平推流式搅拌器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例

如图1、2所示，为本发明提供的一种烯烃聚合催化剂脱活、聚合物脱挥及脱除灰分的集成设备，其包括外壳1，一侧与外壳1连接的上盖板2，设于外壳1内的两组平推流搅拌器及用于驱动平推流搅拌器的驱动电机和齿轮传动机构，即平推流搅拌器一3A的轴从外壳1中穿出，通过齿轮传动机构一5A与驱动电机一4A的输出端连接，平推流搅拌器二3B的轴从外壳1中穿出，通过齿轮传动机构二5B与驱动电机二4B的输出端连接；两组平推流搅拌器相互平行、叶片相互交合且相向转动，即转动方向相反。

外壳1上相对于两组平推流搅拌器内物料推动方向的末端设有出料口1-4；外壳1上还设有蒸汽凝液回流口1-2、蒸汽凝液进口1-7、温度仪表安装口1-5、压力仪表安装口1-3、备用口1-6及3个低压蒸汽进口。3个低压蒸汽进口设置在同一水平线上，即低压蒸汽进口一1-1A、低压蒸汽进口二1-1B、低压蒸汽进口三1-1C分别设于相对于平推流搅拌器一3A/平推流搅拌器二3B的输入端、中部、输出端。

外壳1与上盖板2通过螺栓连接，外壳1与上盖板2构成密封结构。上盖板2上设有聚合物进料口2-1及蒸汽夹带的有机挥发组分出口2-2。

如图3所示，所述平推流搅拌器的表面设有多组间距相等且相互平行的平推流搅拌叶片3-1，每片平推流搅拌叶片3-1的圆周上均布有流体导向件3-2。平推流搅拌叶片3-1为环形、螺旋形或多叶斜桨形(本实施例中为环形)，所述流体导向件3-2为斜叶状、A形或S形(本实施例中为A形)。

水蒸汽与聚合物中残存的催化剂发生反应，使催化剂失活，实现催化剂脱活功能；在两个平推流搅拌叶片相互交合、相向运转的平推流式搅拌器的推动下，聚合物粉料被顺利地卷入下层水相中，与水相充分接触，经脱盐水及蒸汽凝液的充分洗涤，带走催化剂失活后产生的无机物，从而大幅度降低聚合物的灰分，实现聚合物脱除灰分的功能；在较高的操作温度(体系中物料的温度完全可以通过蒸汽的温度及通入量来调节)下，蒸汽会携带着有机挥发组分从该设备顶部的蒸汽夹带的有机挥发组分出口2-2逸出(去往冷凝系统)，通过对冷凝换热器温度的控制，迅速降低水蒸汽的流速，从而避免了传统脱挥装置因氮气的不凝结，使氮气夹带的有机挥发份很难在后冷凝系统中得到充分冷凝，从而造成原料的浪费及对装置尾气处理系统造成的压力的问题；从上游系统送来的含有大量溶剂、少量不凝气、一定量催化剂的聚合物粉料，经过该设备的脱活、脱挥及脱灰，仅含一定量水份的聚合物从出料口1-4进入下一单元(一般为干燥单元)。