用廢舊有機玻璃生產甲基丙烯酸甲酯的裝置及其使用方法

2023-09-19 16:08:55 2

專利名稱：用廢舊有機玻璃生產甲基丙烯酸甲酯的裝置及其使用方法
技術領域：
本發明屬於化工或環保技術領域，涉及一種應用於化學工業的具環保功能的設備及其應 用。特別是用於廢舊有機玻璃的密閉裂解回用的裝置及其使用方法。
背景技術：
廢舊有機玻璃裂解再生為甲基丙烯酸甲酯(MMA)是一種資源再生過程，屬於循環經濟 的典型，但在以往的生產過程中，由於生產工藝的落後，再生過程中又造成了嚴重的二次環 境汙染，主要表現了對周圍大氣的汙染，形成MMA特有的惡臭。為此，有必要設計一種不 造成二次環境汙染的綠色生產工藝以及配套裝置。廢舊有機玻璃裂解再生為甲基丙烯酸甲酯 (MMA)的工藝通常有以下兩個過程1、高溫裂解過程在較高的溫度下(30(TC 400'C)， 使廢舊有機玻璃(PMMA)裂解成粗MMA單體。2、粗MMA精製過程將裂解所得的粗 MMA單體經蒸餾後，得到高純度的MMA單體。這兩個生產過程中均有廢氣的產生和無組 織排放，造成二次環境汙染。我們分析了惡臭產生的原因是由於廢舊有機玻璃在裂解及蒸餾 過程中產生MMA中的氣體沒有完全冷凝成液體，同時整個裂解及蒸餾裝置的氣密性不嚴， 導致一部分MMA氣體無組織逸出，形成了噁心的惡臭。

發明內容
本發明的目的是解決廢舊有機玻璃裂解再生為甲基丙烯酸甲酯(MMA)工藝中的環境汙 染問題，為此，提供一種在密閉條件下裂解廢舊有機玻璃並將其再生為甲基丙烯酸甲酯 (MMA)的裝置，同時提供該裝置的使用方法。
用廢舊有機玻璃生產甲基丙烯酸甲酯的裝置包括裂解裝置和蒸餾裝置。 如圖l所示裂解裝置包括一個帶油浴夾套(2)的密閉裂解反應釜(1)，用管道將冷 凝器(4)及密閉裂解反應釜(1)連接至粗品收集罐(5)，在粗品收集罐(5)的放空處 上方連接冷凝器(6);密閉裂解反應釜(1)安裝一個攪拌裝置(3)。可以解決在常壓狀 態的裂解工藝。
如圖2所示蒸餾裝置包括一個帶夾套(8)的密閉蒸餾反應釜(7)，經蒸餾塔(9)， 用管道連接冷凝器(10)至精品收集罐(11)，在精品收集罐(11)的放空處上方連接冷凝 器(12)。可以解決在常壓狀態的蒸餾工藝。
如圖3所示在圖l方案的基礎上，將裂解裝置粗品收集罐(5)上方連接的冷凝器(6)
去除，改為連接兩個冷井(18) 、 (20)，在兩個冷井(18) 、 (20)之間用密封管道連接 一個真空泵(19)，在冷井(20)的放空處上方連接冷凝器(21)，形成如圖3所示的裂解 裝置。可以解決在減壓狀態的裂解工藝。
如圖4所示在圖2方案的基礎上，將蒸餾裝置精品收集罐(11)上方連接的冷凝器 (12)去除，改為連接兩個冷井(27) 、 (29)，在兩個冷井(27) 、 (29)之間用密封管 道連接一個真空泵(28)，在冷井(29)的放空處上方連接冷凝器(30)，形成如圖4所示 的蒸餾裝置。可以解決在減壓狀態的蒸餾工藝。
使用本發明裝置的方法在於以下工藝流程-
一、 常壓裂解工藝將廢舊有機玻璃原料投入帶油浴夾套(2)的密閉蒸餾反應釜(1)， 經高溫油浴加熱、密閉攪拌，使其裂解成粗MMA氣體，將裂解所得的粗MMA氣 體通過管道進入冷凝器(4)，冷卻後進入粗品收集罐(5)，極少量的MMA殘留 尾氣經收集罐放空處上方連接的冷凝器(6)冷凝成MMA液體回收。
二、 常壓蒸餾工藝將裂解所得的粗MMA通過密閉管道進入蒸餾裝置的密閉蒸餾反應 釜(7)，經過蒸餾塔(9)精餾，MMA氣體通過管道進入冷凝器(10)冷卻後， 精製成高純度的MMA，進入精品收集罐(11)收集，極少量的MMA殘留尾氣經 收集罐(11)放空處上方連接的冷凝器(12)冷凝成MMA液體回收。
三、 減壓裂解工藝將廢舊有機玻璃原料投入帶油浴夾套(14)的密閉蒸餾反應釜(13)， 經高溫油浴加熱、密閉攪拌，用真空泵(19)經前後冷井(18) 、 (20)真空抽氣， 使其減壓裂解成粗MMA氣體，將裂解所得的粗MMA氣體通過管道進入冷凝器
(16)，冷卻後進入粗品收集罐(17)，極少量的MMA殘留尾氣經收集罐放空處 上方連接的冷凝器(21)冷凝成MMA液體回收。
四、 減壓蒸餾工藝將裂解所得的粗MMA通過密閉管道進入蒸餾裝置的密閉蒸餾反應 釜(22)，用真空泵(28)經前後冷井(27) 、 (29)真空抽氣，經過蒸餾塔(24) 減壓蒸餾，MMA氣體通過管道進入冷凝器(25)冷卻後，精製成高純度的MMA， 進入精品收集罐(26)收集，極少量的MMA殘留尾氣經冷井(29)放空處上方連 接的冷凝器(30)冷凝成MMA液體回收。
本發明提供的這種在密閉條件下裂解廢舊有機玻璃並將其再生為甲基丙烯酸甲酯(MMA) 的裝置，同時提供該裝置的使用方法，對這兩個過程的廢氣的產生和排放進行了有效控制， 從而達到綠色生產。
本發明採用的裝置以及使用該裝置的工藝有效控制了 MMA惡臭氣體的產生和逸出，達 到了綠色工藝的要求。


圖l為常壓裂解裝置的設備及其連接示意圖。圖中1、裂解反應釜，2、油浴夾套，3、
攪拌器，4、冷凝器，5、粗品收集罐，6、放空管上的冷凝器。
圖2為常壓蒸餾裝置的設備及其連接示意圖。圖中7、蒸餾反應釜，8、夾套，9、蒸餾 塔、10、冷凝器，11、精品收集罐，12、放空管上的冷凝器。
圖3為減壓裂解裝置的設備及其連接示意圖。圖中13、裂解反應釜，14、油浴夾套， 15、攪拌器，16、冷凝器，17、粗品收集罐，18、冷井，19、真空泵，20、冷井，21、冷凝器。
圖4為減壓蒸餾裝置的設備及其連接示意圖示意圖。圖中22、蒸餾反應釜，23、夾套， 24、蒸餾塔，25、冷凝器，26、精品收集罐，27、冷井，28、真空泵，29、冷井，30、冷凝器。
圖5為使用本發明裝置的常壓工藝流程圖。 圖6為使用本發明裝置的減壓工藝流程圖。
具體實施方式
實施例1
本工藝裂解裝置的詳細說明，參見附圖l、附圖3:
1、 為避免廢氣的產生，對整個裂解裝置進行了密封連接處理，確保不洩漏。將安裝好的
裂解裝置經真空泵抽氣後，關閉相應閥門經24小時後，確保真空不洩漏，說明裝置 氣密性良好。
2、 採用不鏽鋼反應釜為裂解釜。
3、 裂解釜裂解過程採用明火直接加熱裂解，或選用帶夾套的反應釜油浴，以後者為安全。
4、 可以採用真空裝置抽取裂解氣，以便使裂解溫度降低加快熱裂解速度減少能量損耗。
5、 可以選擇安裝攪拌器在裂解釜上，以便在裂解時攪拌廢舊有機玻璃，使受熱充分提高 加熱裂解速度減少能量損耗。
6、 裂解所得的MMA粗品經冷卻裝置冷卻後，冷卻液流入粗品收集罐收集，收集罐的放 空管上安裝一冷凝器，使放空氣體的經冷凝後變成液體的流進收集罐，從而杜絕了 MMA廢氣的外逸。
7、如採用減壓裂解，為最大限度限制廢氣排放，採用以下裝置處理連接收集罐的緩衝
罐內安裝冷凍系統，使緩衝罐變成"冷井"，經過兩級冷井的冷凝，大部分MMA廢 氣已經冷凝為MMA液體回收，在第二級冷井後排出的極少量MMA尾氣再經放空處 的冷凝器捕捉，回收MMA液體，這樣就杜絕了臭氣的逸出。 實施例2
綠色工藝蒸餾裝置的發明，參見附圖2、附圖4:
1、 安裝好的蒸餾裝置進行密封檢查處理，經真空泵抽氣後關閉相關閥門，經24小時後， 確保真空不洩漏，說明裝置氣密性完好。
2、 將裂解收集所得MMA粗品經蒸餾塔蒸餾後，收集所需之餾出液，經冷卻系統冷凝後， 使高純度的MMA流入精品收集罐，精品收集罐的放空管上安裝冷凝器，使放空的氣 體經冷凝成液體的流入精品收集罐，杜絕MMA氣體惡臭的逸出。
3、 如採用減壓蒸餾，為最大限度限制廢氣排放，經過兩級冷井的冷凝，大部分MMA廢 氣已經冷凝為MMA液體回收，在第二級冷井後排出的極少量MMA尾氣再經放空處 的冷凝器捕捉，回收MMA液體，這樣就杜絕了蒸餾過程中的臭氣逸出。
總結經以上方案處理，基本上使廢舊有機玻璃回收再生MMA的過程中不產生對大氣 的汙染，使之成為一綠色的循環經濟模式的典型。
權利要求
1、用廢舊有機玻璃生產甲基丙烯酸甲酯的裝置，其特徵在於包括裂解裝置和蒸餾裝置；裂解裝置包括一個帶油浴夾套(2)的密閉裂解反應釜(1)，用管道通過冷凝器(4)將密閉裂解反應釜(1)連接粗品收集罐(5)，在粗品收集罐(5)的放空處上方連接冷凝器(6)，密閉裂解反應釜(1)安裝一個攪拌器(3)；蒸餾裝置包括一個帶夾套(8)的密閉蒸餾反應釜(7)，蒸餾塔(9)，用密閉管道連接冷凝器(10)，再連接至精品收集罐(11)，在精品收集罐(11)的放空處上方連接冷凝器(12)。
2、 如權利要求l所述用廢舊有機玻璃生產甲基丙烯酸甲酯的裝置，其特徵在於將裂 解裝置粗品收集罐(5)上方連接的冷凝器(6)去除，改為連接冷井(18)，通過真空泵(19) 連接冷井(20)，冷井(20)放空處上方連接冷凝器(21)。
3、 如權利要求l所述用廢舊有機玻璃生產甲基丙烯酸甲酯的裝置，其特徵在於將蒸 餾裝置精品收集罐(11)上方連接的冷凝器(12)去除，改為連接冷井(27)，通過真空泵(28)連接冷井(29),冷井(29)放空處上方連接冷凝器(30)。
4、 如權利要求l所述用廢舊有機玻璃生產甲基丙烯酸甲酯裝置的使用方法，其特徵在 於將廢舊有機玻璃原料投入帶油浴夾套的密閉蒸餾反應釜，經密閉攪拌、高溫油浴加熱 使其裂解成MMA氣體，將裂解所得的MMA氣體經冷凝器，冷卻後流入粗品收集罐，極少 量的MMA殘留尾氣經收集罐放空處冷凝器冷凝成MMA液體回收；或在減壓條件下，極少 量殘留尾氣經真空泵前後兩級冷井及放空處高效冷凝器的冷卻回收；將裂解所得的MMA粗 品通過密閉管道輸入至密閉蒸餾反應釜，經蒸餾塔精餾，再經冷凝器冷卻後流入精品收集罐, 極少量的MMA殘留尾氣經收集罐放空處冷凝器冷凝成MMA 液體；或在減壓條件下，極少量殘留尾氣經真空泵前後兩級冷井及放空處高效冷凝器的冷卻回收。
全文摘要
本發明公開了一種用廢舊有機玻璃生產甲基丙烯酸甲酯(MMA)的裝置，其裂解裝置包括一個帶油浴夾套的密閉裂解反應鍋，用管道通過冷凝器將密閉裂解反應鍋連接粗品收集罐，在粗品收集罐的上方連接冷凝器，在密閉裂解反應鍋中安裝攪拌器；蒸餾裝置包括一個帶油浴夾套的密閉蒸餾反應鍋，用管道通過冷凝器將密閉蒸餾反應鍋連接精品收集罐，在精品收集罐的上方連接冷凝器；或將粗品、精品收集罐的冷凝器去除，改為連接兩個減壓冷井。該裝置使用方法的特點是原料在完全密閉的設備中加熱、輸送、冷凝、收集，完成裂解、蒸餾全過程。在密閉條件下裂解有機玻璃並將其再生為甲基丙烯酸甲酯，有效控制了MMA氣體的產生和逸出，達到了綠色工藝的要求。
文檔編號C07C67/48GK101104585SQ200710069038
公開日2008年1月16日 申請日期2007年6月1日 優先權日2007年6月1日
發明者鄭金星 申請人:鄭金星