一种脱除聚醚多元醇中VOC的装置的制作方法

一种脱除聚醚多元醇中voc的装置
技术领域
1.本实用新型属于聚合物制备技术领域，涉及一种脱除聚醚多元醇中voc的装置。


背景技术：

2.聚醚多元醇作为聚氨酯行业的重要原料之一，广泛应用于生活中的各个领域，如家具建材，汽车内饰，保温材料等。随着人们生活水平的提高，聚醚多元醇或聚氨酯材料的voc问题已经成为公众关注的焦点，例如随着汽车行业的快速发展，以及人们对舒适性和安全性认识的提高，要求严格控制所用材料的voc含量。
3.聚醚多元醇在合成过程中因原料带入、副反应生成、后处理添加的各种助剂等多种因素导致产品中有相当一部分voc无法分离，既影响产品质量，又可能造成危害，因而聚醚多元醇中voc的脱除时重要的处理工艺之一。传统的voc脱除工艺通常是把物料加入搅拌罐，抽真空脱除voc，一级处理往往难以达到效果，需要设置二级或三级闪蒸，能耗偏高，而向搅拌罐中通入气体的方式容易造成设备震动，影响脱除工艺的进行。
4.cn 110483759a公开了一种低voc聚醚多元醇的制备方法，该方法包括如下步骤：1)将小分子起始剂和引发剂混合均匀，制得反应液；2)将反应液、环氧丙烷和环氧乙烷注入反应系统进行反应，制得粗制聚醚多元醇；3)将步骤2)的产物通过脱除罐，在高真空状态下通入惰性气体，将汽化的环氧丙烷、环氧乙烷等小分子物质进行脱除，经真空系统中设置的多级冷却器将气相进行冷却，将汽化的环氧丙烷、环氧乙烷凝结成液体，回收至回收罐。该方法采用先抽真空再通入惰性气体的方式脱除voc，但单级脱除罐脱除效果有限，且惰性气体的通入容易引起设备震动，影响设备运行及使用寿命。
5.cn 104130389a公开了一种降低聚醚多元醇voc含量的方法，通过在密闭反应釜中，将过氧化物通过伸入釜底的进料管线将其加入到聚醚多元醇中，在一定压力和温度下进行混合，然后对混合物进行后处理得到voc含量低的聚醚多元醇产品。该方法是通过加入氧化剂的方式氧化voc，降低后续真空脱除的难度，但额外加入氧化剂，反应程度难以控制，容易引入杂质，造成聚醚多元醇产品的性能改变。
6.综上所述，对于聚醚多元醇产品中voc的脱除，还需要选择合适的装置，既能实现voc的充分脱除，提高脱除率，又避免对聚醚多元醇产品质量的影响。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种脱除聚醚多元醇中voc的装置，所述装置通过将蒸汽与待脱除voc的聚醚多元醇产品直接混合，便于蒸汽将voc组分汽提出来，再经汽液分离以及蒸汽冷凝，将各组分充分分离，实现了聚醚多元醇产品中voc的有效脱除。
8.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.本实用新型提供了一种脱除聚醚多元醇中voc的装置，所述装置包括依次连接的汽液混合器、汽提蒸发器、汽液分离塔和蒸汽冷凝器。
10.本实用新型中，对于聚醚多元醇产品中voc的脱除，先设置汽液混合器和汽提蒸发器，将蒸汽直接与产品混合形成稳定汽液两相流，能增加接触面积，提高传热和传质效率，便于voc组分从液相产品汽提到蒸汽中，再通过汽液分离塔将汽提出来的voc与聚醚多元醇产品分离，得到提纯后的聚醚多元醇产品，而为了进一步处理voc组分，再设置蒸汽冷凝器将其与蒸汽分离，便于各部分物料的分别处理或回收；所述装置能够高效脱除聚醚多元醇产品中的voc，且装置结构简单，运行稳定，成本较低，具有广阔的应用前景。
11.以下作为本实用新型优选的技术方案，但不作为本实用新型提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本实用新型的技术目的和有益效果。
12.作为本实用新型优选的技术方案，所述汽液混合器的进口物料包括蒸汽和含voc的聚醚多元醇产品。
13.本实用新型中，所述聚醚多元醇产品通常为聚合物多元醇(pop)，根据其制备原料及工艺，pop产品在脱除voc前先进行预闪蒸，分离回收大部分异丙醇后再进行后续的处理。
14.作为本实用新型优选的技术方案，所述汽液混合器包括管式混合器或静态混合器。
15.本实用新型中，通过将含voc的聚醚多元醇产品和蒸汽直接混合，相比用蒸汽间接加热物料，提高了蒸汽的传热效果和传热效率，使物料更容易达到处理温度。
16.作为本实用新型优选的技术方案，所述汽提蒸发器包括升膜式换热器。
17.作为本实用新型优选的技术方案，所述升膜式换热器为固定管板式换热器，所述固定管板式换热器的管程流体为汽液混合器的出口混合物料，壳程流体为蒸汽。
18.本实用新型中，所述汽提蒸发器选择升膜式换热器，可以利用高速上升的蒸汽带动液体产品物料沿壁面至膜状流动，增加了汽液相的接触面，使voc更容易从液体汽提到蒸汽中，更容易从液体中脱除，而换热器的壳程中的蒸汽可不断提供热量，维持汽提蒸发过程的进行。
19.作为本实用新型优选的技术方案，所述汽液分离塔包括气提填料塔，所述气提填料塔的气提气体包括氮气，所述气提填料塔的填料包括金属波纹板规整填料。
20.本实用新型中，汽提后的聚醚多元醇产品需要将其与含voc的蒸汽分离，而对于汽液分离塔的选择，填料塔能起到较好的作用，同时选择真空操作，有助于voc的进一步脱除，并使用氮气进行汽提，将含voc的蒸汽更容易从液体产品中脱除，而金属波纹板填料抗堵性能良好，可维持装置的长时间连续运行；另外，所述气提填料塔也可以使用散装填料。
21.作为本实用新型优选的技术方案，所述汽液分离塔的上部出口与蒸汽冷凝器连接，所述汽液分离塔的下部出口连接有产品收集装置。
22.本实用新型中，所述汽液分离塔分离出的产品采用产品泵将其输送到产品收集装置中储存备用。
23.作为本实用新型优选的技术方案，所述蒸汽冷凝器包括固定管板式换热器，所述固定管板式换热器的管程流体为含voc的蒸汽，壳程流体为循环水。
24.作为本实用新型优选的技术方案，所述蒸汽冷凝器的出口还连接有凝液收集器，所述凝液收集器的下部出口连接有废水处理装置。
25.本实用新型中，对于含voc的蒸汽的处理，通过蒸汽冷凝器将蒸汽尽可能冷凝，进入凝液收集器，但其中也会有部分voc组分的冷凝，因而得到的冷凝液需要进行废水处理。
26.作为本实用新型优选的技术方案，所述蒸汽冷凝器的出口和凝液收集器的上部出口均连接有真空装置。
27.本实用新型中，对于蒸汽冷凝后剩余的voc部分，利用真空装置的抽真空作用，将其收集后进入尾气处理装置。
28.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
29.(1)本实用新型所述装置通过汽液混合、汽提蒸发以及汽液分离等装置的设置，利用蒸汽与含voc聚醚多元醇产品的直接混合降低voc组分汽提的难度，再通过汽液分离作用进一步汽提并分离汽液两相，实现了聚醚多元醇产品中voc的高效脱除，voc残余量可降至5ppm以下，达到客户对聚醚产品的要求；
30.(2)本实用新型所述装置结构简单，运行稳定，成本较低，具有广阔的应用前景。
附图说明
31.图1是本实用新型实施例1提供的脱除聚醚多元醇中voc的装置的结构示意图；
32.其中，1
‑
汽液混合器，2
‑
汽提蒸发器，3
‑
汽液分离塔，4
‑
蒸汽冷凝器，5
‑
凝液收集器，6
‑
产品输送泵，7
‑
凝液输送泵。
具体实施方式
33.为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，下面对本实用新型进一步详细说明，但下述的实施例仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型保护范围以权利要求书为准。
34.本实用新型具体实施方式部分提供了一种脱除聚醚多元醇中voc的装置，所述装置包括依次连接的汽液混合器1、汽提蒸发器2、汽液分离塔3和蒸汽冷凝器4。
35.以下为本实用新型典型但非限制性实施例：
36.实施例1：
37.本实施例提供了一种脱除聚醚多元醇中voc的装置，所述装置的结构示意图如图1所示，所述装置包括依次连接的汽液混合器1、汽提蒸发器2、汽液分离塔3和蒸汽冷凝器4。
38.所述汽液混合器1的进口物料包括蒸汽和含voc的聚醚多元醇产品，所述蒸汽压力为0.8mpa。
39.所述汽液混合器1为管式混合器。
40.所述汽提蒸发器2为升膜式换热器，具体选择固定管板式换热器，所述固定管板式换热器的管程流体为汽液混合器1的出口混合物料，壳程流体为蒸汽。
41.所述汽液分离塔3为气提填料塔，所述气提填料塔的气提气体为氮气，所述气提填料塔的填料为金属波纹板规整填料。
42.所述汽液分离塔3的上部出口与蒸汽冷凝器4连接，所述汽液分离塔3的下部出口通过产品输送泵6连接产品收集装置。
43.所述蒸汽冷凝器4为固定管板式换热器，所述固定管板式换热器的管程流体为含voc的蒸汽，壳程流体为循环水。
44.所述蒸汽冷凝器4的出口还连接有凝液收集器5，所述凝液收集器5的下部出口通过凝液输送泵7连接废水处理装置。
45.所述蒸汽冷凝器4的出口和凝液收集器5的上部出口经真空装置连接至尾气处理装置。
46.实施例2：
47.本实施例提供了一种脱除聚醚多元醇中voc的装置，所述装置包括依次连接的汽液混合器1、汽提蒸发器2、汽液分离塔3和蒸汽冷凝器4。
48.所述汽液混合器1的进口物料包括蒸汽和含voc的聚醚多元醇产品。
49.所述汽液混合器1为sv型静态混合器。
50.所述汽提蒸发器2为升膜式换热器，具体选择固定管板式换热器，所述固定管板式换热器的管程流体为汽液混合器1的出口混合物料，壳程流体为蒸汽。
51.所述汽液分离塔3为气提填料塔，所述气提填料塔的气提气体为氮气和物料携带的蒸汽，所述气提填料塔的填料为鲍尔环散装填料。
52.所述汽液分离塔3的上部出口与蒸汽冷凝器4连接，所述汽液分离塔3的下部出口通过产品输送泵6连接产品收集装置。
53.所述蒸汽冷凝器4为固定管板式换热器，所述固定管板式换热器的管程流体为含voc的蒸汽，壳程流体为循环水。
54.所述蒸汽冷凝器4的出口还连接有凝液收集器5，所述凝液收集器5的下部出口通过凝液输送泵7连接废水处理装置。
55.所述蒸汽冷凝器4的出口和凝液收集器5的上部出口经真空装置连接至尾气处理装置。
56.采用上述实施例中的装置进行聚醚多元醇产品中voc的脱除，具体包括以下操作流程：
57.将含voc的聚醚多元醇产品经过闪蒸后进入汽液混合器1与蒸汽混合，形成汽液两相流，然后进入汽提蒸发器2，在汽提蒸发器2加热管内高速上升的蒸汽带动产品物料沿壁面呈膜状流动，voc从液相汽提到蒸汽中，从汽提蒸发器2出来的产品和含voc的蒸汽在装填填料的汽液分离塔3中分离，并用氮气气提，使产品中的voc进一步脱除并将含voc的蒸汽与液相产品分离，所得聚醚多元醇产品收集储存，含voc的蒸汽在蒸汽冷凝器4中冷凝，凝液经凝液收集器5分离后送往废水处理装置，而voc气体经真空装置收集后进行尾气处理。
58.综合上述实施例可以看出，本实用新型所述装置通过汽液混合、汽提蒸发以及汽液分离等装置的设置，利用蒸汽与含voc聚醚多元醇产品的直接混合降低voc组分汽提的难度，再通过汽液分离作用进一步汽提并分离汽液两相，实现了聚醚多元醇产品中voc的高效脱除，voc残余量可降至5ppm以下，达到客户对聚醚产品的要求；所述装置结构简单，运行稳定，成本较低，具有广阔的应用前景。
59.申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细装置，但本实用新型并不局限于上述详细装置，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细装置才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型装置的等效替换及辅助装置的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。