[發(fā)明專利]一種異戊橡膠聚合反應(yīng)撤熱方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110216963.1
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN102898565A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李殿軍;劉乃青;王碩;楊金勝;宋尚德
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): C08F36/08
• 分類號(hào): C08F36/08;C08F2/01
• 代理公司: 北京市中實(shí)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種稀土異戊橡膠聚合反應(yīng)后期高粘體系的撤熱方法。

背景技術(shù)

異戊橡膠是由異戊二烯制得的高順式(順-1，4含量為95％～98％)合成橡膠，其結(jié)構(gòu)和性能與天然橡膠相似，又被稱為合成天然橡膠，可代替天然橡膠用于輪胎制造和醫(yī)藥領(lǐng)域。

異戊二烯溶液聚合法制備異戊橡膠屬于放熱反應(yīng)，隨著聚合反應(yīng)的進(jìn)行反應(yīng)物料的粘度越來越大，到聚合反應(yīng)后期時(shí)反應(yīng)物料為高粘度體系。因此，如何快速移出異戊橡膠高粘體系中的反應(yīng)熱是保證生產(chǎn)裝置平穩(wěn)運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。目前，為了解決異戊二烯聚合熱的移出問題，采用多釜串聯(lián)進(jìn)行聚合反應(yīng)，加大傳熱面積，一般采用3～4臺(tái)聚合釜串聯(lián)；采用反應(yīng)物料釜外循環(huán)的方式和釜內(nèi)加設(shè)換熱器進(jìn)行聚合反應(yīng)撤熱；在聚合反應(yīng)不同階段充冷溶劑，利用反應(yīng)熱加熱冷溶劑和溶劑汽化潛熱帶走反應(yīng)熱；改進(jìn)聚合釜攪拌型式，如：間歇操作采用的攪拌器有泛能式、最大葉片式、超級(jí)葉片式和組合攪拌器等；連續(xù)操作采用帶刮壁機(jī)構(gòu)的攪拌，改善傳熱效率從而達(dá)到移出聚合熱的效果。

現(xiàn)有技術(shù)在異戊二烯聚合反應(yīng)初期和中期時(shí)，可以有效地將反應(yīng)熱移出，保證溫度穩(wěn)定可控，但隨著聚合膠液粘度的加大，從聚合釜中移出反應(yīng)熱也越來越困難，特別是聚合后期膠液屬于高粘體系，不能及時(shí)有效地移出反應(yīng)熱，很難將聚合溫度控制在設(shè)定值。可以通過增加串聯(lián)釜的數(shù)量和采用釜外循環(huán)，增大傳熱面積，但是會(huì)增加動(dòng)力消耗，對規(guī)模生產(chǎn)不利，而且稀土異戊橡膠聚合反應(yīng)后期屬于高粘體系，很難實(shí)現(xiàn)釜外循環(huán)撤熱。充冷溶劑可以有效地達(dá)到撤熱目的，但是實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)稀土異戊橡膠聚合后期膠液粘度太大，冷溶劑不能和膠液很好的混合，一方面撤熱效果變差，另一方面造成溫差大，溫度分布不均影響聚合反應(yīng)。還可以通過改變攪拌型式，改善釜內(nèi)傳熱傳質(zhì)效果，此方面關(guān)于順丁橡膠的研究很多。順丁橡膠屬于絕熱反應(yīng)，主要目的是為了達(dá)到溫度分布更趨于合理，不需要控制較低的聚合反應(yīng)溫度，順丁橡膠末釜反應(yīng)溫度可以達(dá)到95℃，溫度高對產(chǎn)品質(zhì)量影響不敏感。稀土異戊橡膠聚合反應(yīng)需要嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度，反應(yīng)溫度不宜超過50℃，聚合反應(yīng)溫度是影響稀土異戊橡膠1，4-順式結(jié)構(gòu)含量的主要因素，隨著反應(yīng)溫度的升高而1，4-順式結(jié)構(gòu)含量降低，因此有效地移出異戊二烯聚合反應(yīng)熱是保證稀土異戊橡膠產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是改進(jìn)異戊橡膠聚合反應(yīng)釜刮板結(jié)構(gòu)和放置方式，提供一種適合于稀土異戊橡膠聚合反應(yīng)后期高粘體系撤熱的方法。

本發(fā)明所述的一種異戊橡膠聚合反應(yīng)撤熱方法：在帶有雙螺帶攪拌器的聚合反應(yīng)釜中，在雙螺帶攪拌槳外側(cè)的螺帶之間增設(shè)數(shù)個(gè)與釜壁緊密配合的徑向推進(jìn)式刮板，徑向推進(jìn)式刮板刮膠方向與攪拌切線方向夾角為30～60度，相鄰的徑向推進(jìn)式刮板呈30～180度均勻分布，徑向推進(jìn)式刮板固定在固定支架上，固定支架固定在雙螺帶攪拌槳螺帶之間的攪拌軸上，可隨雙螺帶攪拌槳同軸旋轉(zhuǎn)，可自由拆卸更換，當(dāng)異戊二烯在稀土催化劑作用下進(jìn)行連續(xù)聚合反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率達(dá)到50％時(shí)，采用推進(jìn)式刮板清理聚合反應(yīng)過程中附著在聚合反應(yīng)釜壁上的高粘度膠液，使聚合反應(yīng)溫度控制在44～46℃。

當(dāng)異戊二烯在稀土催化劑作用下進(jìn)行連續(xù)聚合反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率達(dá)到50％時(shí)聚合反應(yīng)釜采用推進(jìn)式刮板解決高粘體系的撤熱問題，所得稀土異戊橡膠1，4-順式含量≥96％，分子量分布為2.0～3.0。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下顯著的進(jìn)步和積極的效果：

1.解決了稀土異戊橡膠聚合溫度難控制問題，改進(jìn)了刮板結(jié)構(gòu)和放置方式，采用徑向推進(jìn)式刮板能夠降低釜壁處熱阻，反應(yīng)熱通過釜壁及時(shí)由夾套中的冷劑帶走，使反應(yīng)溫度平穩(wěn)可控和分布合理，保證稀土異戊橡膠1，4-順式結(jié)構(gòu)含量達(dá)到96％以上。

2.解決了稀土異戊橡膠聚合釜釜壁掛膠問題，刮板能始終與釜壁緊密配合，保證聚合反應(yīng)長周期穩(wěn)定運(yùn)行。

3.有效地改善聚合反應(yīng)后期高粘體系的傳質(zhì)和傳熱，改善高粘膠液混合效果，避免局部反應(yīng)強(qiáng)烈，降低凝膠含量和穩(wěn)定分子量分布。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

在三臺(tái)串聯(lián)聚合釜的連續(xù)聚合裝置上，異戊二烯在稀土催化劑作用下，以己烷為溶劑，單體濃度為100g/L，聚合反應(yīng)溫度控制在40～50℃之間，進(jìn)行聚合反應(yīng)。

末釜釜內(nèi)采用推進(jìn)式刮板清理聚合反應(yīng)過程中附著在釜壁上的高粘度膠液，刮板放置在釜內(nèi)雙螺帶攪拌漿的螺帶間，其刮膠方向與攪拌切線方向夾角30度，并與釜壁始終緊密配合。