一种可脱除聚醚多元醇中挥发性有机物的生产系统的制作方法

1.本实用新型涉及聚醚多元醇生产技术领域，具体涉及一种可脱除聚醚多元醇中挥发性有机物(voc)的生产系统。


背景技术：

2.聚醚多元醇是聚氨酯工业的重要原料。聚氨酯制品的应用领域相当广泛，从汽车、火车、轮船、飞机等内饰件到床垫、沙发、椅、寝具、地毯、建筑节能绝热材料、密封材料、防水材料。家电如电冰箱绝热材料、电器壳体、绝缘器件、包装，合成纤维即氨纶可制造高档运动服、潜水衣等均选用聚氨酯制品。
3.随着环保意识的加强及生活水平的提高，针对生活用品的环保要求也愈发严格，尤其聚醚多元醇为原料的聚氨酯工业产品广泛用于与人有频繁密切接触的场景，高voc含量的原料势必造成产品气味浓重，影响了使用的舒适性，还会对环境以及人体造成危害。同时高挥发性有机物含量、高气味的产品也限制了聚醚多元醇产品在高端聚氨酯终端产品的应用，对产品质量产生较大的影响。聚醚多元醇脱除voc，生产低气味的产品成为了困扰各大聚醚多元醇厂商的难题，为此，提出一种可脱除聚醚多元醇中挥发性有机物的生产系统。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题在于：如何解决聚醚多元醇脱除voc，生产低气味的产品的难题，提供了一种可脱除聚醚多元醇中挥发性有机物的生产系统。
5.本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本实用新型包括汽提塔、闪蒸塔、外送泵、真空机组，所述汽提塔、所述闪蒸塔、所述外送泵依次连接，所述汽提塔、所述闪蒸塔均与所述真空机组连接，所述真空机组与废弃处理设备连接。
6.作为优选的，所述汽提塔包括减速段，汽提段、第一塔釜段，所述减速段，汽提段、第一塔釜段自上而下依次设置。
7.作为优选的，所述汽提塔的塔顶设置有脱前聚醚进口、第一气相出口，脱前聚醚由所述脱前聚醚进口输入所述汽提塔中，所述第一气相出口与所述真空机组连接。
8.作为优选的，所述汽提塔的塔底设置有聚醚出口、汽提气入口，汽提气由所述汽提气入口输入所述汽提塔中，所述聚醚出口与所述闪蒸塔连接。
9.作为优选的，所述汽提塔还包括第一除沫器、第一进料分布器、两段填料、气相分配器；所述第一除沫器、所述第一进料分布器均设置在所述减速段中，所述脱前聚醚进口与所述第一进料分布器连接；两段所述填料依次设置在所述汽提段中；所述气相分配器设置在所述第一塔釜段中。
10.作为优选的，所述闪蒸塔包括分离段、闪蒸段、第二塔釜段，所述分离段、所述闪蒸段、所述第二塔釜段自上而下依次设置。
11.作为优选的，所述闪蒸塔的塔顶设置有聚醚进口、第一气相出口，所述聚醚进口与所述脱前聚醚进口连接，所述第一气相出口与所述真空机组连接。
12.作为优选的，所述闪蒸塔的塔底设置有脱后聚醚出口，所述脱后聚醚出口与所述外送泵连接。
13.作为优选的，所述闪蒸塔还包括第二除沫器、第二进料分布器、一段填料，所述第二除沫器、所述第二进料分布器均设置在所述分离段中；所述第二进料分布器与聚醚进口连接，所述填料设置在所述闪蒸段中。
14.作为优选的，所述生产系统还包括两组伴热组件，所述伴热组件为外加套或外伴热管，使用饱和蒸汽进行伴热，分别设置在所述汽提塔、所述闪蒸塔上。
15.本实用新型相比现有技术具有以下优点：对聚醚多元醇既有生产工艺适应性强，不需进行其他改造；连续化生产，更加节能高效；不在产品中引入其他杂质，无需复杂的后续处理过程；脱后的voc均以废气的形式存在，气量低，可适用于现有各种的废气处理工艺，三废处理的工艺适应性强。
附图说明
16.图1是本实用新型实施例二中聚醚多元醇脱除voc的生产工艺流程示意图。
具体实施方式
17.下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
18.实施例一
19.一种聚醚多元醇脱除voc的生产系统，包括汽提塔、闪蒸塔、外送泵、真空机组；
20.所述汽提塔包含三部分，减速段，汽提段和塔釜段。设置了外加套或外伴热管，使用0.1～ 1.0mpa(g)饱和蒸汽进行伴热，在本实施例中，优选使用0.2～0.5mpa(g)饱和蒸汽。
21.其中减速段和汽提段的直径比为1.2:1～2:1。减速段用于降低空塔气速，减少雾沫夹带，提高产品收率，其直径比的选择根据雾沫液滴的尺寸计算选择，保证脱除气相离开塔体，而聚醚多元醇产品留在塔内，减少产品损失。
22.在本实施例中，所述汽提塔的减速段包含除沫器，除沫器用于进一步脱除气相夹带的雾沫。可以根据气液相数据通过计算选取合适的除沫器产品。
23.在本实施例中，所述汽提塔的减速段包含进料分布器，进料分布器用于将进料聚醚多元醇均匀的分布在塔截面上。可以根据进料量及塔径通过计算选取合适的进料分布器产品。
24.其中汽提塔的汽提段包括两段填料，汽提段为汽提过程主要的气液接触段，充分的比表面积有利于气液相分离，但压降会增大，反而不利于汽提过程。填料可以选择合适的多孔材料，可以选择散堆填料或规整填料，比表面积为100～800
㎡
/m3，优选的比表面积为200～ 500
㎡
/m3。
25.在本实施例中，汽提塔的汽提段中还需要设置必要的内件及再分布装置，比如填料压板，支撑板，再分布器等。
26.其中汽提塔的塔釜段包含气相分布器和塔釜，用于气相分配及盛装聚醚产品。
27.在本实施例中，气相分配器用于将汽提气体均匀的分布在塔截面上。可以根据气相量和塔径通过计算选取合适的气相分配器。
28.在本实施例中，塔釜需要一定的液位高度，来保证操作的便利性。
29.所述汽提塔中，应至少包含2个关键控制回路，压力控制回路和液位控制回路。
30.其中压力控制回路包含压力传感器和压控阀。
31.在本实施例中，压力传感器位于汽提塔塔顶，控制范围为8～20pa(a)，优选10～15pa (a)通过调节抽真空的气量实现塔顶压力的可调节性。
32.其中液位控制回路包含液位计和液控阀。
33.在本实施例中，液位计位于塔釜段，控制保持50％的塔釜液位，充分的液封可保证操作的平稳性，防止汽提塔和闪蒸塔压力的联通，影响塔系正常操作。
34.所述汽提塔中，应至少包含4个物料介质接口，脱前聚醚入口，聚醚出口，气相出口和汽提气入口。
35.在本实施例中，脱前聚醚入口，汽提气入口包含合适的分配装置，保证气液相在塔截面的均匀分配。
36.所述闪蒸塔包含三部分，分离段，闪蒸段和塔釜段。设置了外加套或外伴热管，使用0.1～ 1.0mpa(g)饱和蒸汽进行伴热，优选使用0.2～0.5mpa(g)饱和蒸汽。
37.其中闪蒸塔安装高度应保证其聚醚入口管口高度低于汽提塔聚醚出口管口高度，保证其通过压差可以自流进入闪蒸塔，减少了输送用机泵，降低了生产能耗。
38.其中，闪蒸塔的分离段用于分离闪蒸气和夹带的雾沫。
39.在本实施例中，所述闪蒸塔的分离段包含除沫器，除沫器用于进一步脱除气相夹带的雾沫。可以根据气液相数据通过计算选取合适的除沫器产品。
40.在本实施例中，所述闪蒸塔的分离段包含进料分布器，进料分布器用于将进料聚醚多元醇均匀的分布在塔截面上。可以根据进料量及塔径通过计算选取合适的进料分布器产品。
41.其中闪蒸塔的闪蒸段包括一段填料，主要用于聚醚多元醇充分润湿多孔的填料，有利于溶解气体的闪蒸，闪蒸段为闪蒸过程主要的地方，充分的比表面积有利于液相充分的润湿，利于闪蒸，但压降会增大，反而不利于闪蒸过程。填料可以选择合适的多孔材料，可以选择散堆填料或规整填料，比表面积为100～800
㎡
/m3，优选的比表面积为200～500
㎡
/m3。
42.在本实施例中，闪蒸塔的闪蒸段中还需要设置必要的内件及再分布装置，比如填料压板，支撑板，收集器等。
43.其中闪蒸塔的塔釜段用于盛装聚醚产品。塔釜需要一定的液位高度，来保证操作的便利性。
44.所述闪蒸塔中，应至少包含2个关键控制回路，压力控制回路和液位控制回路。
45.其中压力控制回路包含压力传感器和压控阀。
46.在本实施例中，压力传感器位于闪蒸塔塔顶，控制范围为2～8pa(a)，优选2～5pa(a) 通过调节抽真空的气量实现塔顶压力的可调节性。
47.其中液位控制回路包含液位计和液控阀。
48.在本实施例中，液位计位于塔釜段，控制保持50％的塔釜液位，充分的液封可保证
操作的平稳性，保证了外送泵充分的净液位高度，防止泵气蚀的发生，影响塔系正常操作。
49.所述闪蒸塔中，应至少包含3个物料介质接口，聚醚入口，脱后聚醚出口，气相出口。
50.在本实施例中，聚醚入口包含合适的分配装置，保证气液相在塔截面的均匀分配。脱后聚醚出口包含合适的破涡器。
51.所述外送泵为化工流程泵，根据操作条件选择合适的流量及扬程。
52.其中外送泵的安装高度应保证其距离闪蒸塔最低液位的高度满足破真空需求。
53.所述真空机组应具有冷却功能，主要用于将气相中夹带的可溶性有机物及凝液冷却并分离脱除，防止进入真空机组内，对操作造成影响。
54.在本实施例中，真空机组应根据聚醚处理量及不同牌号产品voc含量，汽提气用量选择合适的抽气量，并保证极限真空不大于2pa(a)。
55.本实施例的工作原理：
56.脱前聚醚(聚醚多元醇)进汽提塔温度为100～200℃，优选140～180℃，进入汽提塔汽提段后，与汽提气在塔内逆流接触，从塔底通过液控回路流出。汽提塔汽提气从塔底进入，可以使用惰性气体作为汽提气，在本实施例中使用过热蒸汽和氮气。其中过热蒸汽优选使用 0.2～1.0mpa(g)过热蒸汽，温度150℃～250℃；氮气优选使用0.1～0.7mpa(g)氮气。汽提气过热蒸汽气液比范围为1:5～1:20(质量比，下同)，氮气气液比范围为：1:10～1:30；优选的气液比范围为1:8～1:15(过热蒸汽)，1:15～1:25(氮气)。汽提气进入汽提塔，通过气体分配器均匀分配塔截面上，在汽提段与脱前聚醚逆流接触。汽提塔通过塔顶压力控制回路控制抽气量，将汽提气与脱前聚醚中溶解的含有气味的小分子类物质抽出。汽提塔底聚醚进入闪蒸塔顶部，通过液体分布器均匀分配在塔截面上，闪蒸塔中的填料为具有多孔性质的材料，大的比表面积增加了蒸发面，通过塔顶压力控制回路控制抽气量和真空度，保证溶解其中的含有气味的小分子物质和汽提气充分蒸发，保证了脱后聚醚的性质。
57.实施例二
58.如图1所示，一种聚醚多元醇脱除voc的生产系统，包括汽提塔c-101、闪蒸塔c-102、外送泵p-101、真空机组p-102。
59.所述汽提塔中设有三段，依次为减速段1-i、汽提段1-ii、塔釜段1-iii，并至少包含四个物料口，至少包含1个压力控制回路11和1个液位控制回路16。
60.根据需要，汽提塔顶部设置一个脱前聚醚进口18和一个气相出口17，底部设置一个聚醚出口19和汽提气入口110。
61.脱前聚醚从塔顶进入汽提塔，汽提气从塔底进入汽提塔，在塔内逆流接触，脱除含有气味的小分子物质。聚醚从塔底通过液位控制回路16流出，气相从塔顶抽出。
62.在本实施例中，脱前聚醚入塔温度为150℃。
63.在本实施例中，汽提气选择压力1mpa(g)、温度250℃的过热蒸汽作为汽提气，气液比 1:10。
64.在本实施例中，汽提塔汽提段1-ii的第一段填料14、第二段填料15均选择比表面积为 250
㎡
/m3的规整填料。
65.在本实施例中，汽提塔减速段1-i与汽提段1-ii的直径比1.5:1。
66.在本实施例中，除沫器12选择金属丝网除沫器，材质为s30408，丝网密度150kg/
m3，孔隙率0.975。
67.在本实施例中，进料分布器13选择喷嘴式液体分布器，喷淋密度为8m3/
㎡
·
h。
68.在本实施例中，气相分配器111选择敞开式气体进口管。
69.在本实施例中，汽提塔塔顶压力控制在15pa(a)。
70.在本实施例中，汽提塔采用0.4mpa(g)饱和蒸汽伴热管外伴热。
71.所述闪蒸塔中设有三段，依次为分离段2-i、闪蒸段2-ii、塔釜段2-iii，并至少包含3 个物料口，至少包含1个压力控制回路21和1个25液位控制回路。
72.根据需要，闪蒸塔顶部设置一个聚醚进口27和一个气相出口26，底部设置一个脱后聚醚出口28。
73.聚醚从塔顶进入闪蒸塔，在塔内闪蒸段充分润湿，通过抽真空，脱除含有气味的小分子物质及溶解的汽提气。脱后聚醚从塔底通过液位控制回路25流出，气相从塔顶抽出。
74.在本实施例中，闪蒸段2-ii的填料24选择比表面积为250
㎡
/m3的规整填料。
75.在本实施例中，除沫器22选择金属丝网除沫器，材质为s30408，丝网密度150kg/m3，孔隙率0.975。
76.在本实施例中，进料分布器23选择喷嘴式液体分布器，喷淋密度为8m3/
㎡
·
h。
77.在本实施例中，闪蒸塔塔顶压力控制在3pa(a)。
78.在本实施例中，闪蒸塔采用0.4mpa(g)饱和蒸汽伴热管外伴热。
79.在本实施例中，脱后聚醚通过外送泵增压送入后续工段，降温并存储。
80.在本实施例中，所述外送泵选择离心泵。
81.在本实施例中，两个塔抽出气相进入真空机组，先进行冷却，并把凝液分离，不凝气进入真空机组，脱除气最终送入废气处理设备进行处理。
82.在本实施例中，所述真空机组选择罗茨 水环真空机组。
83.采用本实施例的生产系统进行处理，检测脱后聚醚异味，选择产品中可能产生气味的特征物质浓度进行检测，结果见表1。
84.表1本实施例voc脱除效果表
[0085] 单醇(ppm)甲醛(ppm)乙醛(ppm)丙醛(ppm)丙烯醛(ppm)脱前聚醚0.359.812.42108.2脱后聚醚0.010.30.40.10.5
[0086]
备注：表1中选择聚醚产品中产生气味的特征物质检测结果，单位为ppm。
[0087]
通过以上比较可以看出，采用本发明的生产系统，能够有效地脱除聚醚多元醇产品中的异味，可能产生异味的特征物质均被有效脱除。
[0088]
综上所述，该聚醚多元醇脱除voc的生产系统，对聚醚多元醇既有生产工艺适应性强，不需进行其他改造；连续化生产，更加节能高效；不在产品中引入其他杂质，无需复杂的后续处理过程；脱后的voc均以废气的形式存在，气量低，可适用于现有各种的废气处理工艺，三废处理的工艺适应性强。
[0089]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。