一种连续式制备氢化丁腈橡胶的射流闪蒸凝聚釜制造技术

本发明专利技术涉及一种连续式制备氢化丁腈橡胶的射流闪蒸凝聚釜，主要包括带有夹套的筒体、电机传动搅拌装置及文丘里射流装置；带有夹套的筒体上封头连接电机传动搅拌装置；筒体下封头连接文丘里射流装置。所述的文丘里射流装置通过冷却水进口管平台，冷却水出口管平台将冷却水进口管和冷却水出口管固定在下封头；文丘里射流器筒体及与其焊接的环管和冷却水环管靠冷却水进口接管和冷却水出口接管固定在下封头之上；在底座上安装有蒸汽喷嘴和热水喷嘴；蒸汽接管水平直接插入底座外侧管中，与冷却水进口接管冷却水出口接管平面相垂直。本发明专利技术提高溶剂汽化的速率及蒸汽的有效利用率；实现连续凝聚工艺，操作简便，凝聚时间短，有利于橡胶凝聚的大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种连续式制备氢化丁腈橡胶的射流闪蒸凝聚釜
本专利技术属于氢化丁腈橡胶(HNBR)凝聚工艺领域，针对均相催化剂加氢制备HNBR过程中的一种凝聚橡胶胶粒，回收溶剂的高效生产设备；涉及一种连续式HNBR射流闪蒸凝聚釜。
技术介绍
氢化丁腈橡胶(HydrogenatedNitrileRubber，HNBR)是一种具有高饱和度的腈类弹性体，是有选择性的对丁腈橡胶(NBR)链段上的丁二烯单元进行氢化，将不饱和双键加氢生产饱和的C-C单键。氢化丁腈橡胶不仅保持了NBR良好的耐油性、耐磨及耐低温性能，而且具有良好的耐高温、耐氧化、臭氧和化学耐受性，更是具有高水平的机械特性，抗压缩永久变形性能，以及优异的高耐磨性能，具有十分出色的综合性能。凝聚工艺是制备氢化丁腈橡胶的重要一环。主要作用是将氢化丁腈橡胶从溶剂中分离出来，一般工业上采用湿式凝聚法，其过程是利用热水、蒸汽及机械搅拌的作用，对胶液进行分散，加热分散的胶液液滴、汽提溶剂等过程，使溶剂从溶液中蒸发出来，得到含水的橡胶颗粒，汽化的溶剂经过冷凝、分离后循环再利用。现有技术中，凝聚单釜都是间歇操作，处理量有限；多釜操作虽能连续生产，但工艺复杂。传统凝聚釜仅靠通入蒸汽和机械搅拌的作用，使得脱除溶剂后的橡胶颗粒大小不一，在通过溢流管排出的过程中容易发生胶粒阻塞管道的情况；同时仅靠蒸汽冲击效果，传统凝聚釜为了得到理想体积的橡胶颗粒必须大量通入蒸汽，造成蒸汽消耗高并且凝聚后的橡胶颗粒中溶剂含量偏高，影响后处理工序。目前迫切希望优化凝聚设备，降低生产氢化丁腈橡胶的成本，使HNBR的性价比更合理，满足市场需求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种连续式制备HNBR射流闪蒸凝聚釜，通过蒸汽与循环热水射流的共同作用使得胶液被剪碎分散成理想的胶液液滴，解决了传统凝聚釜中，胶粒大小不一，容易阻塞管道的情况。与传统凝聚釜相比，加入热水射流使得其与蒸汽共同作用能在很大程度上减少蒸汽使用量，解决了传统工艺中蒸汽消耗高的问题。需要凝聚的橡胶胶液从文丘里射流器环管中喷出，从而能更好的与热水进行能量交换，使溶剂能够更好的汽化，解决了传统工艺凝聚后的橡胶颗粒中溶剂含量偏高的问题。本专利技术的技术方案如下：一种连续式制备HNBR射流闪蒸凝聚釜，主要包括带有夹套的筒体、电机传动搅拌装置及文丘里射流装置；其特征是带有夹套的筒体上封头连接电机传动搅拌装置；筒体下封头连接文丘里射流装置。所述的文丘里射流装置通过冷却水进口管平台(1-1)，冷却水出口管平台(1-2)将冷却水进口管(20)和冷却水出口管(D)固定在下封头；文丘里射流器筒体(14)及与其焊接的胶液喷入的环管(16)和冷却水环管(15)靠冷却水进口接管(20)和冷却水出口接管(D)固定在下封头之上；在底座(19)上安装有蒸汽喷嘴(18)和热水喷嘴(17)；蒸汽接管(I)水平直接插入底座(19)外侧管中，与冷却水进口接管(20)冷却水出口接管(D)平面相垂直。所述热水进口管(A)与底座(19)直接焊接，且与竖直方向有一定角度的偏转。文丘里射流器筒体(14)外圈设置胶液喷入的环管(16)；胶液喷入的环管(16)外侧设置冷却水环管(15)；冷却水环管(15)上设置有冷却水进口和冷却水出口；胶液喷入的环管(16)上设置有胶液进口；与胶液喷入的环管(16)连接的文丘里射流器筒体(14)管壁位置设置胶液喷孔。如图1所示为新型凝聚工艺简图。凝聚后的胶粒从溢流管切向出釜，连接超重力分离器，实现胶粒和热水的动态分离。水蒸气带着进入周围水相中的溶剂蒸汽一同穿过釜内物料来到釜顶的冷凝器中，冷凝回收溶剂。冷凝中用来冷凝溶剂蒸汽的水和喷胶前保持胶液温度的冷却水经换热后进入热水罐，可实现热水的循环使用，节约能源。如图2所示蒸汽进口侧视图，蒸汽进口垂直插入用来连接蒸汽喷嘴(18)，热水喷嘴(17)与下封头(2)的底座(19)之中。其方向与冷却水进口接管(20)和冷却水出口接管(D)平面垂直，同时热水进口接管(A)与竖直方向有一定角度的转向，保证各个接管间有足够的操作空间。如图2所示的连续式HNBR射流闪蒸凝聚釜，将溶解在有机溶剂中的氢化丁腈橡胶首先由凝聚釜底部的文丘里射流器环管之中喷出，与射流器高速射流的循环热水快速混合，进行热量交换，温度提高，汽化胶液中的溶剂，使胶液凝聚成疏松的小颗粒，并被热水带入凝聚釜中继续汽化、传质。凝聚釜内加设搅拌桨，用于胶液及蒸汽分散，并防止凝聚后的胶粒结团，及蒸汽的短路跑空。本专利技术有以下优点：首先与传统HNBR凝聚釜相比，连续式HNBR射流闪蒸凝聚釜通过釜底文丘里射流器内热水的高速射流，与被吸入的釜内热水之间的卷吸作用和紊动扩散作用，将蒸汽剪碎成小气泡，使从喉管环管中喷入的HNBR胶液破碎分散成一个个的胶液液滴，从而进行能量交换。使胶液在短时间内迅速凝聚，提高溶剂汽化的速率及蒸汽的有效利用率。其次连续式HNBR射流闪蒸凝聚釜实现了连续的凝聚工艺，操作简便，凝聚时间短，处理量高，有利于橡胶凝聚的大规模生产。再次连续式HNBR射流闪蒸凝聚釜中，冷凝溶剂蒸汽的水和喷胶前保持胶液温度的冷却水经换热后可循环使用，节约能源，降低成本，整个系统实现水的循环利用.总之通过蒸汽与循环热水射流的共同作用使得胶液被剪碎分散成理想的胶液液滴，解决了传统凝聚釜中，胶粒大小不一，容易阻塞管道的情况。与传统凝聚釜相比，加入热水射流使得其与蒸汽共同作用能在很大程度上减少蒸汽使用量，解决了传统工艺中蒸汽消耗高的问题。需要凝聚的橡胶胶液从文丘里射流器环管中喷出，从而能更好的与热水进行能量交换，使溶剂能够更好的汽化，解决了传统工艺凝聚后的橡胶颗粒中溶剂含量偏高的问题。该新型凝聚釜可扩展应用到其他溶液聚合橡胶，如顺丁橡胶，液体丁苯橡胶，溶聚丁苯橡胶等均可尝试采取此方法来实现溶剂分离、橡胶凝聚的过程。附图说明图1为新型凝聚工艺流程示意图；图2为连续式HNBR射流闪蒸凝聚釜中的主视图及蒸汽进口侧视图；图3为文丘里装置部分放大图；图4为文丘里装置流体流向图，其中蒸汽进口管在设备背后；图5为胶液和冷却水在环管内的流动图，蒸汽进口管如图所示在设备背后；图6从设备侧面看蒸汽的流向图；其中：1-1-冷却水进口管平台，1-2-冷却水出口管平台，2-下封头，3-下封头夹套，4-法兰，5-搅拌桨，6-筒体夹套，7-转轴，8-圆形除沫板，9-上封头，10-支架，11-电机，12-减速器，13-筒体，14-文丘里射流器筒体，15-冷却环管，16-胶液喷入的环管，17-热水喷嘴，18-蒸汽喷嘴，19-底座，20-冷却水进口管，21-锁紧螺母，热水进口接管(A)，胶液进口管(B)，冷却水进口接管(C)，冷却水出口接管(D)，橡胶出口管(E)，溶剂蒸汽出口管(F)，蒸汽接管(I)，筒体夹套热载体进口管(H1)，筒体夹套热载体出口管(H2)，下封头夹套热载体进口管(G1)，下封头夹套热载体进口管(G2)。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术涉及的连续式HNBR射流闪蒸凝聚釜作进一步详细说明。一种连续式HNBR射流闪蒸凝聚釜，主要包括带有夹套的筒体、电机传动搅拌装置、及文丘里射流装置；如图2所述。电机传动搅拌装置组成包括：搅拌桨(5)，转轴(7)，圆形除沫板(8)，支架(10)，电机(11)，减速器(12)；如图2所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续式制备HNBR射流闪蒸凝聚釜，主要包括带有夹套的筒体、电机传动搅拌装置及文丘里射流装置；其特征是带有夹套的筒体上封头连接电机传动搅拌装置；筒体下封头连接文丘里射流装置。

【技术特征摘要】
1.一种连续式制备HNBR射流闪蒸凝聚釜，主要包括带有夹套的筒体、电机传动搅拌装置及文丘里射流装置；其特征是带有夹套的筒体上封头连接电机传动搅拌装置；筒体下封头连接文丘里射流装置；所述的文丘里射流装置通过冷却水进口管平台(1-1)，冷却水出口管平台(1-2)将冷却水进口管(20)和冷却水出口管(D)固定在下封头；文丘里射流器筒体(14)及与其焊接胶液喷入的环管(16)和冷却水环管(15)靠冷却水进口管(20)和冷却水出口管(D)固定在下封头之上；底座(19)焊接在射流闪蒸凝聚釜下封头(2)底部，两者中心线重合；底座(19)上安装有热水喷嘴(17)和蒸汽喷嘴(18)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓静，苏伟，崔萌，于曰铭，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12