一种用于聚乙烯浆液出料的实验设备的方法
技术领域
本发明涉及聚乙烯技术领域，具体涉及聚乙烯连续反应试验装置的聚乙烯反应釜浆液出料实验设备和方法。
背景技术
试验装置主要是承担开发高端产品技术的同时，开展催化剂研发等系列前沿领域的开发工作，提升研发进度的设备。通常情况下，试验装置操作条件(如温度、压力、流程、液位等)要与生产装置相匹配，但由于其特殊性(如流量成比例减小)，往往导致一些仪表设备无法选型或使用，从而需要开发一些新的控制模式以及方式。
聚乙烯连续反应装置的聚乙烯反应釜浆液出料设备，聚乙烯釜浆液中含有约30％(质量分数)的聚乙烯粉末，颗粒直径分布为100～500μm占85％，如果试验装置采用工业生产装置中的出料方式进行控制，为防止浆液中的固体颗粒沉降，需要满足一定的流速，这就导致管径比较细，也就10mm左右，从而导致无法对出料阀进行选型；如果采用常规的调节阀，在浆液通过阀座和阀芯之间狭小的细缝时，浆液中的大颗粒和絮状物有可能卡在通道处，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。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术的不足，提供一种用于聚乙烯浆液出料的实验设备和方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：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，所述出料罐与所述聚合反应釜通过进料管连接，所述进料管上安装有第一阀门；
闪蒸罐，所述出料罐与所述闪蒸罐通过出料管连接，所述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；所述第一阀门打开时，所述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；所述第二阀门打开时，所述出料罐在压力差或/和液位差的作用下向所述闪蒸罐内输送聚乙烯浆液。
本发明的有益效果是：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。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述出料罐竖直布置，所述进料管两端分别与所述聚合反应釜下部以及所述出料罐底部连通，所述出料管两端分别与所述出料罐底部和所述闪蒸罐连通，所述出料罐顶部通过排气管与所述聚合反应釜的顶部连通，所述排气管上安装有第三阀门。
采用上述进一步方案的有益效果是：利用第三阀门来使出料罐气相部分与聚合反应釜气相部分连通。
进一步，所述第三阀门为气动球阀或电动球阀。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用电动球阀或气动球阀均能实现切断/连通操作。
进一步，所述出料罐倾斜布置，所述进料管两端分别与所述聚合反应釜下部以及所述出料罐上端连通，所述出料管两端分别与所述出料罐下端和所述闪蒸罐连通。
采用上述进一步方案的有益效果是：将出料罐倾斜布置，出料罐相当于进料管和出料管中间的一部分，不需要设置其他阀门，就能达到聚合反应釜的连续出料，简化了流程。
进一步，所述出料罐的中心轴线、进料管的中心轴线以及所述出料管的中心轴线重合。
采用上述进一步方案的有益效果是：出料罐、进料管和出料管相当于一个整体实现连续出料。
进一步，所述出料管与所述闪蒸罐的中部连通。
进一步，所述第一阀门和第二阀门分别为大通径球阀。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用大通径球阀，使管道内的浆液依靠重力自流道后续流程，可以实现可以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。
进一步，所述第一阀门和第二阀门分别为气动球阀或电动球阀。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用电动球阀或气动球阀均能实现切断/连通操作。
进一步，所述进料管与所述聚合反应釜出料口处的管路通过法兰连接，所述出料管与所述闪蒸罐进料口处的管路通过法兰连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：利用法兰进行连接，方便拆卸。
进一步，所述出料罐内径与所述进料管或/和所述出料管内径相同。
采用上述进一步方案的有益效果是：出料罐内径与进料管和/或出料管内径相同，使出料罐相当于进料管或出料管的一部分，甚至可以将进料管、出料管以及出料罐都看作为一个整体，利用阀门通断切换，浆液依靠重力自流到后续流程，对出料罐进行充液/排液操作，达到聚合反应釜的连续出料，简化了流程，保证了整个管路的畅通性。
一种聚乙烯浆液的连续出料方法，采用上述的实验设备实现，包括以下步骤：
S1，打开第一阀门，聚合反应釜向所述出料罐内输送聚乙烯浆液，直至出料罐中的压力差或/和液位差与所述聚合反应釜相同；
S2，关闭第一阀门，打开第二阀门，出料罐向所述闪蒸罐中输送聚乙烯浆液；
S3，待所述出料罐中聚乙烯浆液完全输送至闪蒸罐内时，关闭第二阀门。
附图说明
图1为本发明一种实施例的结构示意图；
图2为本发明另一种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、出料罐；21、进料管；22、出料管；23、法兰；24、排气管；3、闪蒸罐；4、第一阀门；5、第二阀门；6、第三阀门。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例的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1；
出料罐2，所述出料罐2与所述聚合反应釜1通过进料管21连接，所述进料管21上安装有第一阀门4；
闪蒸罐3，所述出料罐2与所述闪蒸罐3通过出料管22连接，所述出料管22上安装有第二阀门5；
其中，所述进料管21和出料管22远离所述聚合反应釜1的一端均倾斜向下延伸；所述第一阀门4打开时，所述聚合反应釜1在压力差或/和液位差的作用下向所述出料罐2内输送聚乙烯浆液；所述第二阀门5打开时，所述出料罐2在压力差或/和液位差的作用下向所述闪蒸罐3内输送聚乙烯浆液。
本实施例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。
具体的，如图1所示，所述出料罐2竖直布置，所述进料管21两端分别与所述聚合反应釜1下部以及所述出料罐2底部连通，所述出料管22两端分别与所述出料罐2底部和所述闪蒸罐3连通，所述出料罐2顶部通过排气管24与所述聚合反应釜1的顶部连通，所述排气管24上安装有第三阀门6。利用第三阀门来使出料罐气相部分与聚合反应釜气相部分连通。
其中，所述第三阀门6为气动球阀或电动球阀。采用电动球阀或气动球阀均能实现切断/连通操作。
本实施例的一个具体方案为，所述出料管22与所述闪蒸罐3的中部连通。
本实施例的一个具体方案为，所述第一阀门4和第二阀门5分别为大通径球阀，采用大通径球阀，使管道内的浆液依靠重力自流到后续流程，可以实现可以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。所述第一阀门4和第二阀门5分别为气动球阀或电动球阀，采用电动球阀或气动球阀均能实现切断/连通操作。
本实施例的一个优选方案为，如图1所示，所述进料管21与所述聚合反应釜1出料口处的管路通过法兰23连接，所述出料管22与所述闪蒸罐3进料口处的管路通过法兰23连接，所述排气管24与所述聚合反应釜1进气口处的管路通过法兰23连接。利用法兰进行连接，方便拆卸。
本实施例的一个优选方案为，所述出料罐2内径与所述进料管21或/和所述出料管22内径相同。出料罐内径与进料管和/或出料管内径相同，使出料罐相当于进料管或出料管的一部分，甚至可以将进料管、出料管以及出料罐都看作为一个整体，利用阀门通断切换，浆液依靠重力自流到后续流程，对出料罐进行充液/排液操作，达到聚合反应釜的连续出料，简化了流程，保证了整个管路的畅通性。
具体的，本实施例的所述出料罐选用细长型结构，当第一阀门4和第二阀门5打开时，能够使浆料完全进入到出料罐2中，不会出现堵塞现象。
本实施例的第一阀门、第二阀门和第三阀门可采用手动阀门或电磁阀，当选用电磁阀时，可利用时间控制器与之连接来控制电磁阀的通断时间，利用时间控制器控制第一阀门、第二阀门以及第三阀门之间的切换；当选用手动阀门时，可人工选择出料时间，不论采用手动阀门还是电磁阀，都能够实现间歇容积出料，从而达到连续出料的目的。
本实施例用于采用淤浆法聚乙烯浆液的出料，(1)聚合反应釜出料时，打开第一阀门和第三阀门，关闭第二阀门，聚合反应釜中的聚乙烯浆液通过聚合反应釜出料口管路处的法兰和第一阀门从底部流入出料罐中，聚合反应釜中的气相通过第三阀门和聚合反应釜进气口处的法兰从顶部进入出料罐中，经过一段时间后，出料罐的压力和液位与聚合反应釜达到平衡，关闭第一阀门和第三阀门，此过程完成了聚合反应釜出料和出料罐的进料。(2)出料罐出料时，打开第二阀门，关闭第一阀门和第三阀门，由于出料罐和闪蒸罐存在压力差和液位差，当第二阀门打开时，出料罐内的浆液从底部经过第二阀门和闪蒸罐进料口处管路上的法兰流入到闪蒸罐内，经过一段时间，出料罐内的浆液全部流入到闪蒸罐内，关闭第三阀门，此过程完成了出料罐的放料过程。如此循环操作达到了聚合反应釜的连续出料效果。
实施例2
如图2所示，本实施例的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1；
出料罐2，所述出料罐2与所述聚合反应釜1通过进料管21连接，所述进料管21上安装有第一阀门4；
闪蒸罐3，所述出料罐2与所述闪蒸罐3通过出料管22连接，所述出料管22上安装有第二阀门5；
其中，所述进料管21和出料管22远离所述聚合反应釜1的一端均倾斜向下延伸；所述第一阀门4打开时，所述聚合反应釜1在压力差或/和液位差的作用下向所述出料罐2内输送聚乙烯浆液；所述第二阀门5打开时，所述出料罐2在压力差或/和液位差的作用下向所述闪蒸罐3内输送聚乙烯浆液。
本实施例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。
具体的，如图2所示，所述出料罐2倾斜布置，所述进料管21两端分别与所述聚合反应釜1下部以及所述出料罐2上端连通，所述出料管22两端分别与所述出料罐2下端和所述闪蒸罐3连通。将出料罐倾斜布置，出料罐相当于进料管和出料管中间的一部分，不需要设置其他阀门，就能达到聚合反应釜的连续出料，简化了流程。
本实施例的一个优选方案为，所述出料罐2的中心轴线、进料管21的中心轴线以及所述出料管22的中心轴线重合。出料罐、进料管和出料管相当于一个整体实现连续出料。
如图1所示，所述出料管22与所述闪蒸罐3的中部连通。
本实施例的一个具体方案为，所述第一阀门4和第二阀门5分别为大通径球阀，采用大通径球阀，使管道内的浆液依靠重力自流道后续流程，可以实现可以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。
本实施例的所述第一阀门4和第二阀门5分别为气动球阀或电动球阀。采用电动球阀或气动球阀均能实现切断/连通操作。
具体的，如图2所示，所述进料管21与所述聚合反应釜1出料口处的管路通过法兰23连接，所述出料管22与所述闪蒸罐3进料口处的管路通过法兰23连接。利用法兰进行连接，方便拆卸。
本实施例的一个优选方案为，所述出料罐2内径与所述进料管21或/和所述出料管22内径相同。出料罐内径与进料管和/或出料管内径相同，使出料罐相当于进料管或出料管的一部分，甚至可以将进料管、出料管以及出料罐都看作为一个整体，利用阀门通断切换，浆液依靠重力自流到后续流程，对出料罐进行充液/排液操作，达到聚合反应釜的连续出料，简化了流程，保证了整个管路的畅通性。
具体的，本实施例的所述出料罐选用细长型结构，当第一阀门4和第二阀门5打开时，能够使浆料完全进入到出料罐2中，不会出现堵塞现象。
本实施例的第一阀门、第二阀门和第三阀门可采用手动阀门或电磁阀，当选用电磁阀时，可利用时间控制器与之连接来控制电磁阀的通断时间，利用时间控制器控制第一阀门、第二阀门以及第三阀门之间的切换；当选用手动阀门时，可人工选择出料时间，不论采用手动阀门还是电磁阀，都能够实现间歇容积出料，从而达到连续出料的目的。
本实施例用于采用淤浆法聚乙烯浆液的出料，(1)聚合反应釜出料时，打开第一阀门，关闭第二阀门，聚合反应釜中的聚乙烯浆液通过聚合反应釜出料口管路处的法兰和第一阀门从底部流入出料罐中，经过一段时间后，浆液充满出料罐，关闭第一阀门，此过程完成了聚合反应釜出料和出料罐的进料。(2)出料罐出料时，打开第二阀门，关闭第一阀门，由于出料罐和闪蒸罐存在液位差，当第二阀门打开时，出料罐内的浆液从底部经过第二阀门和闪蒸罐进料口处管路上的法兰流入到闪蒸罐内，经过一段时间，出料罐内的浆液全部流入到闪蒸罐内，关闭第二阀门，此过程完成了出料罐的放料过程。如此循环操作达到了聚合反应釜的连续出料效果。
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。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
