一種凝聚釜氣相物料熱量回收的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于化學工程技術領域，涉及一種熱量回收的方法，尤其涉及一種凝聚釜氣相物料熱量回收的方法。
【背景技術】
[0002]溶液聚合橡膠如順丁橡膠(BR)、異戊橡膠(IR)、溶聚丁苯橡膠(SS-BR)、液體丁苯橡膠(LS-BR)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物等一般采用水析凝聚的方法分離聚合物和溶劑。在凝聚過程中，能耗和物耗在生產成本中占很大的比例，能耗和物耗的控制是評價水析凝聚工藝是否先進的重要指標之一。水析凝聚過程中，為降低聚合物顆粒中的溶劑量就必然提高凝聚溫度，大量的水蒸汽在溶劑汽化過程中被夾帶到冷凝器中，浪費蒸汽的同時也增加的冷卻水消耗，同樣情況下，為減少蒸汽消耗而降低凝聚溫度，則會使溶劑汽化推動力下降，凝聚釜內聚合物顆粒因含有較多溶劑而發生粘接，形成大塊，導致聚合釜生產能力下降；同時凝聚出的顆粒中也含有較多溶劑，使凝聚過程中物耗增加。目前水析凝聚技術主要通過優化凝聚工藝流程，采用雙釜差壓凝聚和利用蒸汽噴射栗回收三釜余熱的多釜凝聚技術，以解決能耗和物耗的矛盾，但無論雙釜凝聚還是三釜凝聚都存在釜間膠粒水栗易堵塞，凝聚釜液位頻繁波動等問題，嚴重時影響整個裝置連續穩定生產。
[0003]中國專利CN1060296A公開了一種順丁橡膠生產中凝聚釜氣相潛熱利用的方法及其工藝流程。用凝聚釜氣相物料作為裝置內精制單元脫重塔塔釜新增再沸器的熱源(原有再沸器保留，在凝聚釜氣相量不足時使用)，氣相物料在新增再沸器內熱交換后進入汽液分離罐，氣相從罐頂進入凝聚釜冷凝器，液相經冷卻器冷卻后，用離心栗送到凝聚釜冷凝器。該流程雖可直接利用凝聚釜氣相物料的汽化潛熱，但要求凝聚釜有一定的操作壓力，以確保長距離傳輸時，氣相物料能夠按一定流量連續穩定的進入塔Il再沸器；同時氣相物料在長距離輸送過程中，產生的凝液對凝聚釜和再沸器的穩定控制造成一定影響。該流程操作不當容易同時影響精制單元和凝聚單元的穩定操作。
[0004]中國專利CN101565471A，公開了一種合成橡膠工藝的節能方法及其設備，該方法是在水析法橡膠合成工藝中，凝聚過程輸送出的膠粒水經膠粒水提濃器后，分離出一部分與膠粒水等溫的高溫循環熱水直接返回到凝聚首釜，形成的高濃度膠粒水進入橡膠后處理，從而提高循環熱水的溫度，達到節能的目的。該節能設備為膠粒水提濃器，主要包括是上封頭、下封頭和筒形罐體，所述的罐體外部包覆隔熱保溫材料，在罐體的側面設有進料管，進料管伸入罐體內部，并與罐體側壁保持向上傾斜30?60度角；所述罐體頂部設置有出料口和出水口，其中出料口與合成橡膠后處理工藝段的進料口連接，出水口與合成橡膠凝聚過程循環熱水回水管線口連接；在所述罐體的底部設置一個放凈口 ；所述罐體內有四塊隔板，即水平隔板、豎直隔板、T形豎直隔板和短豎直隔板，水平隔板、豎直隔板兩塊隔板相互垂直設置，其中水平隔板水平設置于罐體內部靠下封頭上方的位置，水平隔板上均布若干通孔A，所述的豎直隔板豎直設置于罐體內部，豎直隔板的頂部位于出料口出水口之間，豎直隔板上下兩端固定連接在罐體的上封頭和下封頭的內壁上；τ形豎直隔板的豎直端固定連接在罐體的上封頭的內壁上；短豎直隔板固定連接在罐體的下封頭的內壁上。
[0005]中國專利CN102382214A，公開了一種聚合產品生產過程中凝聚工藝節能降耗的流程、工藝條件及操作方式，尤其適用于SBS生產裝置。將三釜差壓凝聚與膠粒提濃技術相結合，形成了節能降耗型SBS凝聚新工藝，可有效緩解節能與降耗這對矛盾，達到降低溶劑消耗和蒸汽用量的目的。
[0006]中國專利CN202450017U，公開了一種溶液法生產合成橡膠的三釜凝聚裝置，屬于有機化工生產設備領域，其特征在于包括:凝聚首釜、凝聚中釜、凝聚末釜、熱水蒸汽噴射器和膠粒水栗、回收蒸汽噴射器，凝聚首釜、凝聚中釜和凝聚末釜通過管路串聯使用，在串聯的管路上在凝聚首釜、凝聚中釜和凝聚末釜后面分別設置有膠粒水栗，凝聚首釜的進料口通過管路連接熱水蒸汽噴射器。此技術節能效果明顯，三釜差壓凝聚技術與等壓雙釜凝聚技術相比:蒸汽消耗降低約0.7?1.0噸/噸膠，溶劑油消耗降低約8千克/噸膠、循環水消耗量減少約15噸/噸膠、污水排放減少約4.4噸/噸。
[0007]《中國石油和化工標準與質量》2012年第15期發表的“用凝聚釜頂的氣相潛熱作脫水塔進料預熱熱源的設想”，公開了順丁橡膠車間生產工藝中，凝聚采用水析法雙釜凝聚，這種凝聚方式凝聚釜頂要排出大量含油蒸汽，這部分含油蒸汽再由水冷凝器冷凝下來，氣相潛熱經計算數量相當可觀，如果利用于生產中，可大大降低順丁橡膠的能耗。現在設想將其作為脫水進料預熱的熱源，利用了一部分釜頂氣相潛熱，取得了一定的經濟效益。
[0008]以上現有技術雖然在降低能耗等方面取得一定的效果，但是由于工藝及設備方面存在一定的不足之處，所以沒有能夠大幅降低水析凝聚生產聚合物的成本，減少資源浪費和環境污染。
【發明內容】
[0009]本發明的技術方案是為了克服現有技術中存在的不能夠大幅降低水析凝聚生產聚合物的成本，減少資源浪費和環境污染的不足之處，而提出一種凝聚釜氣相物料熱量回收的方法。該方法通過向熱量回收塔塔頂加入一定量的水，回收凝聚釜上升氣相部分顯熱和其中部分水蒸氣的汽化潛熱，被回收熱量后的凝聚釜氣相物料從熱量回收塔塔頂進入凝聚釜冷凝器；回收了凝聚釜氣相熱量的熱水通過熱水栗從熱量回收塔塔釜采出，一部分送至生產裝置其他換熱器，另一部分通過副線與換熱器回水一起返回至熱量回收塔塔頂。根據換熱器的所需換熱量通過調節閥控制進入換熱器的熱水流量；通過安裝在副線上的調節閥使進入到熱量回收塔的總熱水量保持穩定，并通過在熱量回收塔塔釜增設的低壓蒸汽管線，以確保熱水溫度不因凝聚釜操作波動而發生變化。
[0010]本發明的技術方案:
[0011]—種凝聚釜氣相物料熱量回收裝置，該裝置包括:所述的熱量回收塔的塔釜設有通入低壓蒸汽的管線和熱水排出管線，所述熱水排出管線的另一端連接換熱器的熱水供水管線，所述塔釜還通過溢流管線連接至凝聚熱水循環罐；在熱量回收塔底部設有凝聚釜氣相入口 ；在熱量回收塔的塔頂通過管線連接到所述換熱器的熱水出口熱水栗設置在所述熱水排出管線上。
[0012]所述熱水栗與所述換熱器中間安裝有調節閥。
[0013]所述的熱水栗與所述換熱器的熱水回水管線的之間設置旁路，所述旁路上安裝調節閥。
[0014]所述換熱器的熱水回水管線設在所述熱量回收塔靠近頂部第I?3塊塔板處。
[0015]所述的凝聚釜氣相入口設在所述熱量回收塔靠近所述塔釜底部的第I?3塊塔板處。
[0016]通過一個熱量回收塔，用熱水吸收氣相物料中水蒸氣的汽化潛熱，再用升溫后熱水作為裝置其他換熱器加熱介質，并通過在熱量回收塔塔釜增設的低壓蒸汽管線，以確保熱水溫度不因凝聚釜操作波動而發生變化；根據換熱器的換熱量調節進入換熱器的熱水流量；通過安裝在旁路上的調節閥使返回至熱量回收塔的總熱水量保持穩定；從凝聚釜氣相物料回收的蒸汽凝水通過熱量回收塔塔釜有溢流管線，返回至凝聚單元熱水循環罐，減少了凝聚單元熱水損失。
[0017]凝聚釜氣相物料熱量回收的方法，還包括如下步驟:
[0018]凝聚釜氣相物料從熱量回收塔底部靠近塔釜底部第I?3塊塔板處進入熱量回收塔；
[0019]用于吸收凝聚釜氣相物料的顯熱和其中部分水蒸氣的汽化潛熱的熱水從熱量回收塔靠近頂部第I?3塊塔板進入熱量回收塔；
[0020]回收熱量后的凝聚釜氣相物料熱量回收塔塔頂采出進入凝聚釜冷凝器；
[0021]用熱水栗將升溫后的熱水從熱量回收塔塔釜采出，一部分送至生產裝置其他換熱器，另一部分通過旁路與換熱器回水一起返回至熱量回收塔塔頂；
[0022]根據換熱器的熱負荷調節進入換熱器的熱水流量；通過安裝在旁路上的調節閥使返回至熱量回收塔的總熱水量保持穩定；
[0023]用于吸收凝聚釜氣相物料的熱水溫度，比所需回收的溶劑和未反應單體在熱量回收塔塔頂壓力下的泡點溫度高O?15°C ；
[0024]根據凝聚釜氣相物料的溫度和進入熱量回收塔塔頂的熱水流量，使從塔釜采出的熱水溫度比凝聚釜氣相進料溫度低O?15°C ;
[0025]熱量回收塔塔釜配有低壓蒸汽管線，以防止凝聚單元出現負荷波動，凝聚釜上升氣相量不足時，通過向熱量回收塔塔釜補充蒸汽使回收塔塔釜熱水溫度穩定；
[0026]從凝聚釜氣相物料回收的蒸汽凝水通過熱量回收塔塔釜有溢流管線，返回至凝聚單元熱水循環罐。
[0027]所述的熱量回收塔是使用壓降小，空隙率高的規整填料和散堆填料的填料塔。
[0028]在壓力不變的情況下，通過降低凝聚釜上升氣相物料的溫度，減少了其中水蒸氣的含量，降低了凝聚釜冷凝器的負荷和冷卻水消耗量。
[0029]所說的進入熱量回收塔的熱水，再用升溫后可以作為裝置其他換熱器加熱介質。
[0030]本發明有益效果:
[0031]本發明解決了水析凝聚過程中，提高凝聚溫度降低物耗時，蒸汽和冷卻水消耗量過高的問題。通過用熱水吸收氣相物料中的部分顯熱和其中部分水蒸氣的汽化潛熱，降低凝聚釜上升氣相物料的溫度，減少了其中水蒸氣的含量，可以減少約40?60%凝聚釜冷凝器冷卻水消耗量，熱水吸收這些熱量后作為原料精制于溶劑回收單元換熱器的加熱介質，可減少約15?30%蒸汽消耗量。通過本發明可以大幅降低水析凝聚生產聚合物的生產成本，減少資源浪費和環境污染有重要意義。
【附圖說明】
[0032]本說明書共有I幅附圖。
[0033]圖1.是本發明一種用于凝聚釜氣相物料熱量回收的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖對本發明的實施例作進一步描述:
[0035]如圖1所示的凝聚釜氣相物料熱量回收裝置，該裝置包括:所述的熱量回收塔I的塔釜11設有通入低壓蒸汽的管線111和熱水排出管線112，所述熱水排出管線112的另一端連接換熱器2的熱水供水管線，所述塔釜11還通過溢流管線113連接至凝聚熱水循環罐3 ;在熱量回收塔I底部設有凝聚釜氣相入口 ；在熱量回收塔I的塔頂通過管線連接到所述換熱器2的熱水出口熱水栗4設置在所述熱水排出管線112上。
[0036]所述熱水栗4與所述換熱器2中間安裝有