发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种生产丁基橡胶的后处理方法,采用本发明提供的后处理方法能够在降低胶料含水量同时,降低胶料温度,进而降低后路流化床运行温度,从而提高干燥线产能。
本发明提供了一种生产丁基橡胶的后处理方法,包括以下步骤:
a)将胶粒水依次进行振动脱水、挤压脱水和预膨胀干燥,得到处理后的胶料;
b)将步骤a)得到的处理后的胶料采用双螺杆膨胀干燥机在温度为100℃~130℃、压力为15bar~110bar下进行脱水干燥,闪蒸后进入流化床进行三段干燥降温,得到含水量在0.3%以下的胶料;所述双螺杆膨胀干燥机采用高压惰性气体作为输送介质;所述三段干燥降温的温度分别为80℃~90℃、80℃~90℃和40℃~55℃;
c)将步骤b)得到的含水量在0.3%以下的胶料压块后包装,得到丁基橡胶产品。
优选的,步骤a)中所述胶粒水的含水量为95%~97%。
优选的,步骤a)中所述振动脱水采用振动筛进行,使胶粒水的含水量降至45%~55%;所述振动筛的电机转速为800r/min~1200r/min,振幅为5.5mm~7.5mm。
优选的,步骤a)中所述挤压脱水采用挤压脱水机进行,使胶料的含水量降至8%~12%;所述挤压脱水机的操作温度为80℃~130℃,压力为30bar~35bar。
优选的,步骤a)中所述预膨胀干燥采用预膨胀干燥机进行,使胶料含水量为5%~7%;所述预膨胀干燥机的操作温度为80℃~140℃,压力为16bar~38bar。
优选的,步骤b)中所述高压惰性气体为压力为50bar~80bar的空气、氮气或二氧化碳气体;其中,所述氮气的纯度大于等于99.9wt%。
优选的,步骤b)中所述闪蒸的过程具体为:
脱水干燥后的胶料经过转速为300r/min~3500r/min的旋切器的切割,压力瞬间降至常压,胶料被爆成不连续黏连的爆米花状,表面形成更多的微型孔道,水分被蒸发,使胶料的含水量降至0.5%~1%。
优选的,步骤b)中所述流化床的电机转速为400r/min~500r/min,振幅为12mm~20mm。
优选的,步骤c)中所述压块采用压块机进行;所述压块机的主缸压力为0~350bar,侧缸压力为0~200bar。
本发明提供了一种生产丁基橡胶的后处理方法,包括以下步骤:a)将胶粒水依次进行振动脱水、挤压脱水和预膨胀干燥,得到处理后的胶料;b)将步骤a)得到的处理后的胶料采用双螺杆膨胀干燥机在温度为100℃~130℃、压力为15bar~110bar下进行脱水干燥,闪蒸后进入流化床进行三段干燥降温,得到含水量在0.3%以下的胶料;所述双螺杆膨胀干燥机采用高压惰性气体作为输送介质;所述三段干燥降温的温度分别为80℃~90℃、80℃~90℃和40℃~55℃;c)将步骤b)得到的含水量在0.3%以下的胶料压块后包装,得到丁基橡胶产品。与现有技术相比,本发明提供的后处理方法采用特定步骤、条件及参数,实现较好的相互作用,能够在降低胶料含水量同时,降低胶料温度,进而降低后路流化床运行温度,从而提高干燥线产能。实验结果表明,本发明提供的后处理方法中胶料本身温度低至50℃~65℃,流化床塑化胶产量仅为180kg/天,提高产品的合格率;流化床三段干燥温度均较低,需要的供风风量减少,降低能耗;下线胶块温度降低后,可减少产品在储存和下游用户使用过程中发生粘膜的风险;减少由于下线温度高导致的产品发生色变的风险;同时,本发明得到的产品平均挥发分为0.15%,挥发分优级率为95%,并且提高了生产线的负荷,提高产能,从而变相降低原料成本,增加产品利润。
此外,本发明提供的后处理方法中胶料干燥温度明显降低,双螺杆膨胀干燥机的蒸汽消耗量仅为50kg/h,大大节约了能源消耗。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种生产丁基橡胶的后处理方法,包括以下步骤:
a)将胶粒水依次进行振动脱水、挤压脱水和预膨胀干燥,得到处理后的胶料;
b)将步骤a)得到的处理后的胶料采用双螺杆膨胀干燥机在温度为100℃~130℃、压力为15bar~110bar下进行脱水干燥,闪蒸后进入流化床进行三段干燥降温,得到含水量在0.3%以下的胶料;所述双螺杆膨胀干燥机采用高压惰性气体作为输送介质;所述三段干燥降温的温度分别为80℃~90℃、80℃~90℃和40℃~55℃;
c)将步骤b)得到的含水量在0.3%以下的胶料压块后包装,得到丁基橡胶产品。
本发明首先将胶粒水依次进行振动脱水、挤压脱水和预膨胀干燥,得到处理后的胶料。在本发明中,所述胶粒水即生产的丁基橡胶,自聚合汽提塔进入胶粒水罐;所述胶粒水的含水量优选为95%~97%,更优选为95%。在本发明优选的实施例中,所述胶粒水的流量优选为175t/h~210t/h,更优选为180t/h~205t/h;通过控制阀控制,然后进入本发明的后处理工段。
在本发明中,所述振动脱水优选采用振动筛进行;所述振动筛的电机转速优选为800r/min~1200r/min,更优选为1000r/min;所述振动筛的振幅优选为5.5mm~7.5mm,更优选为6.5mm。本发明采用上述振动脱水的过程,能够脱除大部分游离水,使胶粒水的含水量降至45%~55%。在本发明中,所述振动筛与进料阀之间联锁,电机停止后会激发报警联锁停止进料;异常带料停机时,首先清理干净表面的积胶,再启动振动筛,并且清理筛板上的积胶时,不能野蛮操作,以免对筛板造成伤害。
在本发明中,所述挤压脱水优选采用挤压脱水机进行;所述挤压脱水机的操作温度优选为80℃~130℃,更优选为100℃~110℃;所述挤压脱水机的操作压力优选为30bar~35bar,更优选为32bar~33bar。模板温度、压力过低时,胶料的脱水率达不到,即挤压脱水机出口产品的挥发分过高;温度、压力过高时出现塑化胶,同时会引起后路双螺杆膨胀干燥机模头温度升高,给产品带来负面影响。本发明利用上述挤压脱水机通过机械挤压方式挤出胶料中的水分,并使其从机筒体上的缝隙排走,使胶料的含水量降至8%~12%。
在本发明中,所述预膨胀干燥优选采用预膨胀干燥机进行;所述预膨胀干燥机的操作温度优选为80℃~140℃,更优选为100℃~120℃;所述预膨胀干燥机的操作压力优选为16bar~38bar,更优选为26bar~28bar。模板温度、压力过低时,胶料的脱水率达不到,即预膨胀干燥机出口产品的挥发分过高;温度、压力过高时出现塑化胶。本发明采用上述预膨胀干燥的过程,通过调整模孔开度,使处于高温、高压的胶料经被挤压出模板,瞬间利用闪蒸的原理,使胶料膨化成多孔性橡胶颗粒,水分迅速气化,使经过预膨胀干燥机处理后的胶料含水量为5%~7%。
得到所述处理后的胶料后,本发明得到的处理后的胶料采用双螺杆膨胀干燥机在温度为100℃~130℃、压力为15bar~110bar下进行脱水干燥,闪蒸后进入流化床进行三段干燥降温,得到含水量在0.3%以下的胶料。
在本发明中,所述双螺杆膨胀干燥机采用高压惰性气体作为输送介质;为实现所述双螺杆膨胀干燥机能够采用高压惰性气体作为输送介质,本发明优选还包括:
对双螺杆膨胀干燥机的筒体进行开孔,作为输送介质的注入口,同时用于提供输送风将来自双螺杆膨胀干燥机的胶料吹至流化床的原空压机停止使用。在本发明中,所述高压惰性气体优选为压力为50bar~80bar的空气、氮气或二氧化碳气体,更优选为压力为70bar的氮气;所述氮气的纯度优选大于等于99.9wt%,更优选为99.99wt%。
本发明采用双螺杆膨胀干燥机在温度为100℃~130℃、压力为15bar~110bar下进行脱水干燥,优选为在温度为110℃~120℃、压力为60bar~65bar下进行脱水干燥;模头温度过低时,双螺杆膨胀干燥机出口产品的挥发分过高,给后路流化床处理能力增加负荷;温度过高时,直接影响产品最终的门尼和溴含量等指标。此外,所述双螺杆膨胀干燥机还可以设置螺杆转速;所述螺杆转速优选为0~300r/min,更优选为150r/min;转速过低,容易造成堵料,转速过高时产生的剪切力过大,对胶料性能产生影响。
在本发明中,胶料脱水干燥温度明显降低,双螺杆膨胀干燥机的蒸汽(蒸汽由双螺杆膨胀干燥机的蒸汽入口进入,是开机过程中给双螺杆膨胀干燥机加热升温用的;蒸汽通过夹套给筒体加热,同时产生相应的凝液,由凝液出口排出;蒸汽和凝液都不会与胶粒接触)消耗量仅为50kg/h,大大节约了能源消耗。
在本发明中,所述闪蒸的过程优选具体为:
脱水干燥后的胶料经过转速为300r/min~3500r/min的旋切器的切割(切刀转速过低时,易造成旋切器堵料,胶粒黏连或过大,同时影响后续干燥效率和效果;转速过高时,胶粒尺寸过小,有可能增加胶粉产量,附着在流化床,或被抽风机抽走到室外),压力瞬间降至常压,胶料被爆成不连续黏连的爆米花状,表面形成更多的微型孔道,水分被蒸发,使胶料的含水量降至0.5%~1%;
更优选为:
脱水干燥后的胶料经过转速为3000r/min的旋切器的切割,压力瞬间降至常压,胶料被爆成不连续黏连的爆米花状,表面形成更多的微型孔道,水分被蒸发,使胶料的含水量降至0.5%~1%。
在本发明中,所述流化床的特点是:由三个空气室组成,每个气室都有一个入口在其底部;气室覆盖着孔板,确保足够的热压缩空气通过流化床;通过三段干燥降温,将胶料的含水量降至0.3%wt以下。
在本发明中,所述流化床的电机转速优选为400r/min~500r/min,更优选为450r/min;所述流化床的振幅优选为12mm~20mm,更优选为16mm。当流化床振角过小或胶粒门尼粘度过低时,流化床易结胶,所以出现此现象时要提高振角和提高前路来料的门尼粘度。
在本发明中,所述三段干燥降温的温度分别为80℃~90℃、80℃~90℃和40℃~55℃,温度过低时,不能有效地完成脱挥,即挥发分不合格;温度过高时,下线产品的温度也会增高,增加粘膜和色变的风险;优选为85℃、85℃和45℃;热量来源于三个鼓风机给空气加热,达到设定温度,通过流化床上面的孔洞,开始给胶料干燥。
本发明提供的后处理方法中胶料本身温度低至50℃~65℃,流化床塑化胶产量仅为180kg/天,提高产品的合格率;流化床三段干燥温度均较低,需要的供风风量减少,降低能耗。
得到所述含水量在0.3%以下的胶料后,本发明将得到的含水量在0.3%以下的胶料压块后包装,得到丁基橡胶产品。在本发明中,所述压块优选采用压块机进行;胶料自流化床优选由分料输送机、压块给料机送往压块机。在本发明中,所述压块机的主缸压力优选为0~350bar,更优选为175bar;所述压块机的侧缸压力优选为0~200bar,更优选为100bar。在本发明中,如果胶块出现飞边,说明保压时间过长,应减少保压时间;胶块松散压不成块,则要调整保压时间和防粘剂的量。
在本发明中,所述包装优选采用薄膜包装机进行,得到丁基橡胶产品,最后通过机械手装箱,胶包售卖。本发明提供的后处理方法下线胶块温度降低后,可减少产品在储存和下游用户使用过程中发生粘膜的风险;减少由于下线温度高导致的产品发生色变的风险;同时,本发明得到的产品平均挥发分为0.15%,挥发分优级率为95%,并且提高了生产线的负荷,提高产能10%~20%,从而变相降低原料成本,增加产品利润。
本发明提供的后处理方法采用特定步骤、条件及参数,实现较好的相互作用,能够在降低胶料含水量同时,降低胶料温度,进而降低后路流化床运行温度,从而提高干燥线产能。
本发明提供了一种生产丁基橡胶的后处理方法,包括以下步骤:a)将胶粒水依次进行振动脱水、挤压脱水和预膨胀干燥,得到处理后的胶料;b)将步骤a)得到的处理后的胶料采用双螺杆膨胀干燥机在温度为100℃~130℃、压力为15bar~110bar下进行脱水干燥,闪蒸后进入流化床进行三段干燥降温,得到含水量在0.3%以下的胶料;所述双螺杆膨胀干燥机采用高压惰性气体作为输送介质;所述三段干燥降温的温度分别为80℃~90℃、80℃~90℃和40℃~55℃;c)将步骤b)得到的含水量在0.3%以下的胶料压块后包装,得到丁基橡胶产品。与现有技术相比,本发明提供的后处理方法采用特定步骤、条件及参数,实现较好的相互作用,能够在降低胶料含水量同时,降低胶料温度,进而降低后路流化床运行温度,从而提高干燥线产能。实验结果表明,本发明提供的后处理方法中胶料本身温度低至50℃~65℃,流化床塑化胶产量仅为180kg/天,提高产品的合格率;流化床三段干燥温度均较低,需要的供风风量减少,降低能耗;下线胶块温度降低后,可减少产品在储存和下游用户使用过程中发生粘膜的风险;减少由于下线温度高导致的产品发生色变的风险;同时,本发明得到的产品平均挥发分为0.15%,挥发分优级率为95%,并且提高了生产线的负荷,提高产能,从而变相降低原料成本,增加产品利润。
此外,本发明提供的后处理方法中胶料干燥温度明显降低,双螺杆膨胀干燥机的蒸汽消耗量仅为50kg/h,大大节约了能源消耗。
为了进一步说明本发明,下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用的胶粒水的含水量为95%,自聚合汽提塔进入胶粒水罐,其流量通过控制阀控制为180t/h~205t/h,进入本发明的后处理工段;所用的双螺杆膨胀干燥机进行如下改进:在筒体上开孔,作为输送介质的注入口,采用高纯度的高压氮气作为输送介质,其纯度为99.99wt%,压力通过减压阀控制为70bar。
实施例1
本发明实施例1提供的生产丁基橡胶的后处理方法的工艺流程图参见图1所示;具体过程如下:
(1)胶粒水首先进入振动筛进行首次脱水,振动筛的电机转速为1000r/min,振幅为6.5mm,能够脱除大部分游离水,使胶粒水的含水量降至45%~55%;振动筛与进料阀之间联锁,电机停止后会激发报警联锁停止进料;异常带料停机时,首先清理干净表面的积胶,再启动振动筛,并且清理筛板上的积胶时,不能野蛮操作,以免对筛板造成伤害。
(2)来自振动筛的胶料进入挤压脱水机,设置温度为100℃~110℃、压力为32bar~33bar,利用机械挤压方式挤出胶料中的水分,并使其从机筒体上的缝隙排走,使胶料的含水量降至8%~12%。
(3)来自挤压脱水机的胶料进入预膨胀干燥机,设置温度为100℃~120℃、压力为26bar~28bar,经过预膨胀干燥机处理后的胶料含水量为5%~7%。
(4)来自预膨胀干燥机的胶料进入双螺杆膨胀干燥机,设置螺杆转速为150r/min,温度为110℃~120℃,压力为60bar~65bar,进一步脱水干燥;然后胶料经过转速为3000r/min的旋切器的切割,切割后的胶料压力瞬间由60bar降至常压,胶料被爆成不连续黏连的爆米花状,胶料表面形成更多的微型孔道,水分被蒸发,使胶料的含水量降至0.5%~1%。
(5)来自旋切器的胶料再经流化床继续干燥降温,流化床的电机转速为450r/min,振幅为16mm,分三段进行干燥,干燥温度分别是85℃、85℃和45℃,热量来源于三个鼓风机给空气加热,达到设定温度,通过流化床上面的孔洞,开始给胶料干燥,使胶料含水量降至0.3%以下。
(6)松散胶料自流化床由分料输送机、压块给料机送往压块机,压块机的主缸压力为175bar,侧缸压力为100bar,经过压块机压成680mm×340mm×140mm的胶块。
(7)最后将胶块经过薄膜包装机进行包装,通过机械手装箱,胶包售卖。
对比例
所用的双螺杆膨胀干燥机未进行改进:采用空压机提供输送风,直接将来自双螺杆膨胀干燥机的胶料吹至流化床,空压机的出口温度为80℃~100℃,压力为1bar~2bar,输送风的流量为16m3/min~20m3/min。
胶料进入上述双螺杆膨胀干燥机之前的具体过程与实施例1相同;之后来自预膨胀干燥机的胶料进入双螺杆膨胀干燥机,设置螺杆转速为150r/min,温度150℃,压力为60bar~65bar,进一步脱水干燥;然后经过转速为3000r/min的旋切器闪蒸,胶料膨化成多孔性橡胶颗粒,水分迅速气化,利用输送气带走部分水分从而将胶料中含水量降至1%~2%。
来自旋切器的胶料再经流化床继续干燥降温,流化床的电机转速为450r/min,振幅为16mm,分三段进行干燥,干燥温度分别是115℃、115℃和70℃~85℃,热量来源于三个鼓风机给空气加热,达到设定温度,通过流化床上面的孔洞,开始给胶料干燥,使胶料含水量降至0.3%以下。
之后具体过程与实施例1相同。
对实施例1和对比例进行比较可知,胶料本身温度由原来的70℃~85℃降低至50℃~65℃,实施例1中流化床塑化胶产量仅为180kg/天,而对比例为540kg/天,流化床塑化胶产量降低三分之二,提高产品的合格率;流化床三段干燥温度相应降低后,需要的供风风量减少,降低能耗;下线胶块温度降低后,可减少产品在储存和下游用户使用过程中发生粘膜的风险;减少由于下线温度高导致的产品发生色变的风险;同时,实施例1中产品平均挥发分为0.15%,挥发分优级率为95%,而对比例中产品平均挥发分为0.30%,挥发分优级率为83%;并且,与对比例相比,实施例1提高了生产线的负荷,产能能够提高10%,变相降低原料成本,增加产品利润。
此外,与对比例相比,实施例1中胶料干燥温度明显降低,实施例1中双螺杆膨胀干燥机的蒸汽消耗量为50kg/h,而对比例为200kg/h。
所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。