一种聚乙烯浆料螺旋输送设备及方法

技术领域

本发明属于聚乙烯技术领域，具体涉及一种聚乙烯浆料螺旋输送设备及方法，特别适用于聚乙烯实验室聚合装置浆液排放过程。

背景技术

聚乙烯实验室聚合装置在聚乙烯催化剂研发及性能评价，聚乙烯新产品开发，聚合工艺技术开发等方面发挥着重要的作用。通常情况下，聚乙烯实验室聚合装置为了考虑操作灵活性、建造成本及空间限制等条件，聚合完成后，聚乙烯浆液有反应釜底部阀门直接放出，排放过程存在喷溅、堵塞、污染空气及闪爆等风险，从而需要开发一些新的排料模式以及方式。

聚乙烯反应釜聚合后浆液中含有约30％-50％(质量分数)的聚乙烯粉末颗粒直径分布为75～1000μm，其余为己烷等溶剂，由釜底直接快速放出，存在喷溅、、堵塞、闪爆等风险，同时溶剂挥发损失的同时污染空气；如排放过缓，浆液中的固体颗粒在反应釜内沉降，浆液中的大颗粒和絮状物有可能卡在釜底通道处，固体颗粒越积越多，从而使整个阀门堵死，致使釜内物料无法排出，导致事故发生。

现有技术为解决聚乙烯釜浆液排料的风险及管道堵塞的问题，采用增加出料罐与闪蒸管，同时改进排料线布置，利用压力差或/和液位差的作用向闪蒸罐内输送聚乙烯浆液，避免喷溅、堵塞、污染空气及闪爆等风险，但浆料仍在管线底部易留存，长期仍存在堵塞风险。

最接近对比文献1，CN111841449A公开一种用于聚乙烯浆液出料的实验设备，包括：用于存储聚乙烯浆液的聚合反应釜；出料罐，出料罐与所述聚合反应釜通过进料管连接，进料管上安装有第一阀门；闪蒸罐，出料罐与所述闪蒸罐通过出料管连接，出料管上安装有第二阀门；其中，所述进料管和出料管远离所述聚合反应釜的一端均倾斜向下延伸；第一阀门打开时，聚合反应釜在压力差或/和液位差的作用下向所述出料罐内输送聚乙烯浆液；第二阀门打开时，所述出料罐在压力差或/和液位差的作用下向闪蒸罐内输送聚乙烯浆液。本发明通过在第一阀门和第二阀门之间设置出料罐，利用切换第一阀门和第二阀门的通断，对出料罐进行充液排液循环操作，可以实现反应釜内浆液连续出料；该技术的缺陷或相对本发明的不足之处：该技术为解决聚乙烯釜浆液排料的风险及管道堵塞的问题，采用增加出料罐与闪蒸罐，同时改进排料线布置，增加部件多，操作复杂。

最接近对比文献2，CN202245148U公开一种晶体浆料螺旋输送器装置。它包括一圆筒，该圆筒轴向设置一由螺杆驱动装置连接驱动的螺旋输送杆；该圆筒分别连通上游设备的出口和下游设备的入口。它主要解决现有的输送装置使用时，当晶体增稠到高浓度后，在流经调节流速的阀门时极易在圆管段内发生堵塞的技术问题，它适用于输送各种浓度的晶体浆料。该技术的缺陷或相对本发明的不足之处：与本发明相比，该技术方案增加了螺杆动设备，减小了管道通径，如在螺杆处发生聚合堵塞，难以维修，不适用与聚乙烯浆料领域。

发明内容

鉴于上述技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种聚乙烯浆料螺旋输送方法及设备，特别适用于聚乙烯实验室聚合装置浆液排放过程，采用增加出料罐与闪蒸管，同时改进排料线布置，利用压力差或/和液位差的作用向闪蒸罐内输送聚乙烯浆液，避免喷溅、堵塞、污染空气及闪爆等风险。

本发明提出的技术方案是一种聚乙烯浆料螺旋输送设备，包括：聚乙烯搅拌聚合反应釜，反应釜底部安装有第一阀门；闪蒸罐，所述闪蒸罐中上部与所述聚合反应釜通过内部带多弧型排料线螺旋刻线的排料管连接，靠近闪蒸罐安装有第二阀门；排料线螺旋刻线深度为排料管壁厚的1/15—1/20；排料线倾斜向下安装布置，上端口与反应釜底部第一阀门连接，下端口与闪蒸罐第二阀门连接；排料线靠上面端口处在管线两侧各安装一条氮气线，两条氮气线均与内部螺旋刻线相切；第一阀门与第二阀门同时打开时，聚合反应釜在压力差或/和液位差的作用下向所述闪蒸罐内输送聚乙烯浆液，浆液在内部螺旋。

优选地，所述排料线靠上面端口处在管线两侧各安装一条氮气线，所述氮气线直径为排料线直径的1/3-1/4，氮气进料方向总体是自上向下。

优选地，所述氮气线在靠近排料线处均安装有针型调节阀门。

优选地，所述氮气线在针型调节阀门作用下可以自由调节进气量。

优选地，所述排料线与所述聚合反应釜出料口第一阀门处的管路通过法兰连接，所述排料线与所述闪蒸罐进料口第二阀门处的管路通过法兰连接。

优选地，所述第一阀门和第二阀门分别为大通径球阀。

优选地，所述第一阀门与第二阀门均为气动球阀或电动球阀。

优选地，所述排料线与所述闪蒸罐的中上部连通。

本发明还提供一种聚乙烯浆料螺旋输送方法，采用上述实验设备实现，包括以下步骤：

(1)打开第一阀门与第二阀门，聚合反应釜向所述闪蒸罐内输送聚乙烯浆液；

(2)打开两条氮气输送线阀门，加速向所述闪蒸罐中输送聚乙烯浆液，直至所述聚合反应釜浆液全部排出；

(3)待所述聚合反应釜中聚乙烯浆液完全输送至闪蒸罐内时，关闭所有阀门。

本发明的有益效果：

有益效果1：本发明采用内部带多弧型螺旋刻线的排料管，与两条和螺旋刻线相切的氮气输送线，可以对排出浆液进行螺旋加速，有效防止浆液中的固体颗粒沉降而造成管道堵塞，保证了管道的畅通性。

有益效果2：采用大通径电动球阀或气动球阀，实现切断/连通操作，大通径使管道内的浆液依靠重力流经后续流程，简化了流程，防止堵塞，保证了整个管路的畅通性。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、聚合反应釜；2、闪蒸罐；3、第一阀门；4、第二阀门；5、内部有螺旋刻线的排料管；6和7、氮气线。

具体实施方式

以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。

如图1所示，本实施例的一种聚乙烯浆料螺旋输送设备，包括：

聚合反应釜1，聚合生成聚乙烯浆液；

闪蒸罐2，所述闪蒸罐2与所述聚合反应釜1通过第一阀门3、第二阀门4与内部有螺旋刻线的排料管5连接；

其中，排料线5倾斜向下安装布置，上面端口与反应釜底部第一阀门3连接，下面端口与闪蒸罐第二阀门4连接；

所述第一阀门3和第二阀门4分别为大通径球阀。

所述第一阀门3与第二阀门4均为气动球阀或电动球阀。

所述排料线5与所述闪蒸罐2的中上部连通。

其中，排料线螺旋刻线深度为排料管壁厚的1/18；

所述排料线5靠上面端口处在管线两侧各安装一条氮气线，为氮气线6和氮气线7；

氮气线6和氮气线7，在靠近排料线5处均安装有针型调节阀门；

所述针型调节阀门可以自由调节进气量；

氮气线6和氮气线7，均与排料线5的内部螺旋刻线相切；

所述氮气线直径为排料线直径的1/4，氮气进料方向总体是自上向下。

打开第一阀门3与第二阀门4，聚合反应釜1向所述闪蒸罐2内输送聚乙烯浆液；

打开氮气线6和氮气线7阀门，加速向所述闪蒸罐2中输送聚乙烯浆液，直至所述聚合反应釜浆液全部排出；

待所述聚合反应釜1中聚乙烯浆液完全输送至闪蒸罐2内时，关闭所有阀门。

本实施例用于聚乙烯实验室淤桨聚合装置聚乙烯浆液的出料，(1)聚合反应釜出料时，打开第一阀门3与第二阀门4，聚合反应釜1向所述闪蒸罐2内输送聚乙烯浆液。(2)打开氮气线6和氮气线7阀门，加速向所述闪蒸罐2中输送聚乙烯浆液，直至所述聚合反应釜浆液全部排出。待所述聚合反应釜1中聚乙烯浆液完全输送至闪蒸罐2内时，关闭所有阀门。

综上所述，本发明采用内部带多弧型螺旋刻线的排料管，与两条和螺旋刻线相切的氮气输送线，可以对排出浆液进行螺旋加速，有效防止浆液中的固体颗粒沉降而造成管道堵塞，保证了管道的畅通性。采用大通径电动球阀或气动球阀，实现切断/连通操作，大通径使管道内的浆液依靠重力流经后续流程，简化了流程，防止堵塞，保证了整个管路的畅通性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。

在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的保护范围。