[發(fā)明專利]控制丁基橡膠反應器溫度的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610044888.8
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105566544B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設計）人: 王躍;李迎輝;鞏傳志;朱曉晶;金萍;李亞楠;宋順利;劉利;蔣凱;呂亮
• 申請（專利權）人: 中國石油集團東北煉化工程有限公司吉林設計院
• 主分類號: C08F210/12
• 分類號: C08F210/12;C08F2/00
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,盧軍峰

技術領域

本發(fā)明屬于橡膠生產(chǎn)領域，更具體地，涉及控制丁基橡膠反應器溫度的方法。

背景技術

丁基橡膠(IIR)，為世界上第四大合成橡膠，具有優(yōu)良氣密性、耐老化性和阻尼性能，是汽車工業(yè)和輪胎制造業(yè)重要的原材料，主要用于制造輪胎內(nèi)襯及內(nèi)胎、優(yōu)質(zhì)子午線輪胎，也用于生產(chǎn)電絕緣材料、密封材料、防毒用具和醫(yī)用瓶塞。

丁基橡膠的生產(chǎn)方法主要有淤漿法和溶液法兩種。淤漿法是以氯甲烷為溶劑，以H₂O-AlCl₃為引發(fā)體系，在低溫下(-100℃左右)將異丁烯與少量異戊二烯通過陽離子共聚合制得的。淤漿法丁基橡膠的生產(chǎn)主要包括聚合反應、產(chǎn)品精制、回收循環(huán)以及清釜、干燥劑再生、制冷系統(tǒng)組成。

首先，干燥脫重后的原料異戊二烯與異丁烯按一定比例混合，以氯甲烷為溶劑配制催化劑溶液。之后，用丙烯和乙烯將催化劑溶液和反應物料冷卻到-94℃，引入聚合釜進行聚合反應。該聚合反應為放熱反應，反應熱由液態(tài)乙烯汽化產(chǎn)生的低溫乙烯蒸氣移出，聚合反應在-100℃左右進行。

液態(tài)乙烯氣化移除反應熱的過程可由下述公式表達：

(式1)。

聚合反應在-100℃時進行，因此應使液態(tài)乙烯在-100℃時于反應器換熱管束內(nèi)均勻氣化。而在實際情況中，由于相對位置及管線走向的不同，進入反應器換熱管束時過冷液態(tài)乙烯的壓力往往偏離-100℃時的飽和蒸氣壓。

根據(jù)克勞修斯-克拉柏龍方程：(式2)，當進入反應器的液態(tài)乙烯壓力偏高時，乙烯氣化壓力增大，乙烯氣化溫度也隨之增大，因此導致反應溫度升高。同時，由式1可知，反應溫度升高使得乙烯氣化量n減小，回流到乙烯罐的液態(tài)乙烯量增加，引起乙烯罐內(nèi)液位升高。在乙烯罐液位調(diào)節(jié)作用下，補充進乙烯罐的過冷液態(tài)乙烯量減小。這種作用的積累將使反應熱不能很好的移出，導致反應溫度逐步升高的速度加快，加快了反應的中止，引起產(chǎn)能下降。相反，當乙烯壓力偏低時，氣化溫度降低，氣化量增大，導致乙烯壓縮機處理量增大，增加了建設和生產(chǎn)成本。

因此，恰當?shù)乜刂坪靡簯B(tài)乙烯進入反應器換熱管束時的壓力，使其在反應器內(nèi)于-100℃的反應溫度下均勻氣化對提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本都有著重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種控制丁基橡膠反應器溫度的方法。該方法采用乙烯罐壓力聯(lián)鎖與反應器換熱管束入口設置可調(diào)減壓元件相結(jié)合的方式，工藝流程簡單，安裝方便，易于操控；控制精度高，過程不需耗費能量，運行成本低，生產(chǎn)安全可靠。

本發(fā)明提供了一種控制丁基橡膠反應器溫度的方法，包括：通過乙烯罐的壓力變送器的信號反饋來調(diào)節(jié)乙烯罐壓力調(diào)節(jié)閥，將乙烯罐的壓力控制在第一壓力下，所述第一壓力等于-100℃下的乙烯氣化壓力減去乙烯正常液位標高與反應器換熱管束頂部標高液柱壓力差值再加上乙烯罐出口至反應器換熱管束入口的管路阻力降與10KPa可調(diào)減壓元件的調(diào)節(jié)裕度值；調(diào)整所述可調(diào)減壓元件的壓力降，使進入反應器換熱管束的乙烯壓力等于-100℃下的乙烯氣化壓力。

在上述方法中，其中，所述可調(diào)減壓元件包括固定條孔板和轉(zhuǎn)動條孔板。

在上述方法中，其中，所述可調(diào)減壓元件設置在所述反應器換熱管束下方的液態(tài)乙烯入口處。

在上述方法中，其中，所述可調(diào)減壓元件的壓力降通過所述固定條孔板和所述轉(zhuǎn)動條孔板的相對角度進行細微調(diào)節(jié)。

在上述方法中，其中，所述第一壓力為0.04MPaG。

在上述方法中，其中，所述-100℃下的乙烯氣化壓力為0.026MPaG。

可調(diào)減壓元件由兩片條形孔板及固定殼體組成，兩片孔板之間有一小段固定的間距，第一片孔板方位固定，第二片孔板方位可以轉(zhuǎn)動，即通過兩片孔板之間的相對角度使壓力降發(fā)生細微改變，孔板及殼體均由低溫不銹鋼材質(zhì)制成。

通過調(diào)節(jié)氣相乙烯流量調(diào)節(jié)乙烯罐壓力，初步控制液態(tài)乙烯進反應器換熱管束前的壓力，再通過換熱管束前壓力計進行判斷，改變條形孔板相對角度，達到微調(diào)乙烯壓力的作用，保證液態(tài)乙烯于-100℃在反應器內(nèi)氣化。由于條形孔板不易對流體流動狀態(tài)造成局部影響，這樣可以在減壓的同時保證液態(tài)乙烯在反應器換熱管束內(nèi)均勻氣化，使反應器縱向溫度保持均勻，有利于反應過程的進行。