專利名稱：一種丁基橡膠聚合反應(yīng)中引發(fā)劑溶液的復(fù)配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橡膠工業(yè)領(lǐng)域，進(jìn)一步地說(shuō)，是涉及丁基橡膠聚合反應(yīng)中弓丨發(fā)劑溶液 的復(fù)配。
背景技術(shù)：
在丁基橡膠工業(yè)生產(chǎn)中，以異丁烯和異戊二烯為原料，用氯甲烷為聚合稀釋劑，采 用水/三氯化鋁(H20/A1C13)引發(fā)體系，在低于-70°c溫度下進(jìn)行陽(yáng)離子型共聚反應(yīng)得到。 丁基橡膠生產(chǎn)工藝一般包括原料的精制、反應(yīng)單體溶液的配制、引發(fā)體系溶液的復(fù)配、聚合 反應(yīng)及凝聚等工藝過(guò)程。在該聚合反應(yīng)體系中，聚合物是不溶于稀釋劑中的，以懸浮狀態(tài)存在于稀釋劑中 形成淤漿，故也稱為淤漿法，采用這一聚合反應(yīng)方法的生產(chǎn)工藝稱為淤漿法生產(chǎn)工藝。這一方法以H2CVAlCl3為引發(fā)劑體系，其中水作為引發(fā)劑體系的一部分，提供H+來(lái) 產(chǎn)生活性中心，實(shí)際起到主引發(fā)劑的作用，三氧化鋁則為助引發(fā)劑。通常通過(guò)額外加入水來(lái) 調(diào)節(jié)水和三氯化鋁二者的配比，通過(guò)加水量的控制，調(diào)節(jié)引發(fā)劑體系的活性，從而控制丁基 聚合反應(yīng)，達(dá)到控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的。水對(duì)于丁基橡膠聚合反應(yīng)，既有利又有弊，加多加少會(huì)對(duì)引發(fā)劑體系活性產(chǎn)生影 響，造成聚合反應(yīng)的不穩(wěn)定。因而，穩(wěn)定水的加入，保證引發(fā)劑體系具有一定活性，是穩(wěn)定生 產(chǎn)和控制產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，水的穩(wěn)定加入至關(guān)重要。水的加入方式很多，目前所用的加入方式如附圖1所示，水通過(guò)計(jì)量泵計(jì)量后，輸 送至助引發(fā)劑溶液中，經(jīng)過(guò)陳化，用于聚合反應(yīng)。由于水的加入量是非常小的，在130ml/h 以下，只有PPm級(jí)，如此小的流量，對(duì)微量計(jì)量泵的精確度要求非常高。目前還沒(méi)有流量如 此小的可用于工業(yè)生產(chǎn)的計(jì)量泵，所使用的計(jì)量泵流量最小只能達(dá)到150ml/h以上，高于 加水量的要求，因而在目前工藝中加入量比實(shí)際需要量大，導(dǎo)致生產(chǎn)工藝很難控制，對(duì)丁基 橡膠聚合反應(yīng)及生產(chǎn)工藝的產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。因此，在丁基橡膠生產(chǎn)工藝中如何準(zhǔn)確的控制水的加入量是目前急需解決的技術(shù) 問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中丁基橡膠聚合反應(yīng)存在的加入水量不好控制的問(wèn)題，本發(fā)明 提供了一種新的丁基橡膠聚合反應(yīng)中的引發(fā)劑溶液復(fù)配方法，采用溶劑中飽和加水的方 式，如圖2所示在水容器中注有一定液位的水，將溶劑從底部通入容器內(nèi)，容器頂部出來(lái)的 溶劑就含有飽和的水，這樣通過(guò)控制溶劑的量，就可容易控制加入的水量，保證聚合反應(yīng)質(zhì)量。本發(fā)明的目的是提供一種丁基橡膠聚合反應(yīng)中的引發(fā)劑溶液復(fù)配方法，。其包含 有以下步驟a)在水容器中注入一定液位的水，溶劑從水容器底部進(jìn)入容器內(nèi)；
b)含有飽和水的溶劑從水容器頂部排出，加入到助引發(fā)劑三氯化鋁溶液中，或者 加入到聚合體系中。后者的情況是助弓丨發(fā)劑三氯化鋁溶液也同時(shí)加入到聚合體系中，二者 相當(dāng)于在聚合體系中進(jìn)行混合發(fā)生作用。以上所述步驟a中，水在水容器中的液位是根據(jù)容器的實(shí)際大小，以及具體聚合 反應(yīng)中所需要加水的量來(lái)定的。一般情況下，注入水的液位占水容器液位的10 90%。因 選用的溶劑密度比水小，因此溶劑會(huì)浮在水面上，含飽和水的溶劑以溢流方式從水容器頂 部靠入口、出口壓差排出。只要控制進(jìn)入水容器的溶劑量即可，根據(jù)物料平衡，出水容器的 量也就一定了。為了防止水不從容器頂部排出，水容器液位一般不超過(guò)90 %。由于水在溶劑中的溶解度與溫度有關(guān)，本發(fā)明的方法優(yōu)選采用溫度控制，一方面 控制溶劑的溫度，使溶劑進(jìn)入到水容器之前加熱至10 40°C ；另一方面控制水容器的溫 度，水容器內(nèi)物料應(yīng)被加熱至10 40°C。保持溫度恒定在10°C -40°C范圍內(nèi)，能夠保證工 藝過(guò)程中水的加入量滿足聚合反應(yīng)要求，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加水的目的。更具體的來(lái)說(shuō)，溶劑可以首先通過(guò)一個(gè)換熱器，將溶劑加熱至10 40°C，10 40°C的溶劑再進(jìn)入水容器。所述換熱器可用熱媒加熱，熱媒的溫度根據(jù)具體情況調(diào)節(jié)，一般 在50°C 90°C。熱媒一般可選現(xiàn)有技術(shù)中常用的，如水、導(dǎo)熱油等。所述水容器設(shè)置有溫度控制系統(tǒng)，進(jìn)行控溫加熱。所述溫度控制系統(tǒng)優(yōu)選包括環(huán) 繞在水容器外壁的溫度補(bǔ)償熱管，及設(shè)置在水容器內(nèi)部的溫度感應(yīng)器，由溫度感應(yīng)器測(cè)定 水容器內(nèi)部溫度，從而控制溫度補(bǔ)償熱管的開(kāi)、停，以維持水容器內(nèi)部溫度的恒定在所述溫 度范圍內(nèi)，達(dá)到穩(wěn)定控制的目的。所述溫度控制系統(tǒng)的溫度補(bǔ)償熱管可采用現(xiàn)有技術(shù)中常 用的熱管，可以是加熱電阻，或者是利用加熱介質(zhì)進(jìn)行加熱的加熱管，所述加熱介質(zhì)為現(xiàn)有 技術(shù)中常用的熱介質(zhì)，如熱水、導(dǎo)熱油、蒸汽等。所述溫度感應(yīng)器可采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的 溫度感應(yīng)器，一般為熱電偶或熱電阻。因引發(fā)劑體系中所需要的水是微量的，因此本發(fā)明所述的溶劑的選擇首先考慮是 水在其中的溶解度要很低，方便控制；另一方面要考慮聚合體系，不能引入對(duì)聚合有害的物 質(zhì)。因此本發(fā)明溶劑一般選用為C2-C6的飽和烴類、C2-C6的飽和烴類衍生物、異丁烯、異戊 二烯中的一種或幾種，優(yōu)選如乙醚、乙醇、己烷、戊烷、氯代烴類等其中的一種或幾種。所述 氯代烴類一般可優(yōu)選氯甲烷、氯仿。含飽和水的溶劑加入助引發(fā)劑溶液或聚合體系中的量 根據(jù)聚合反應(yīng)的需要及助引發(fā)劑溶液的流量來(lái)確定，一般可為5-40kg/h。溶劑使用量只占 整個(gè)反應(yīng)物流流量的0. 5%以下，因此對(duì)聚合反應(yīng)沒(méi)有影響。本發(fā)明的引發(fā)劑溶液復(fù)配方法不僅僅局限于上述丁基橡膠聚合反應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)合， 也可用于其它類似場(chǎng)合。本發(fā)明所述的引發(fā)劑溶液復(fù)配方法方法，采用溶劑中飽和加水方式，以及改進(jìn)了 加水溫度控制及加水工藝，設(shè)備簡(jiǎn)單，加水穩(wěn)定，容易控制?？擅黠@提高對(duì)丁基聚合反應(yīng)的 控制，提高和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。


圖1現(xiàn)有技術(shù)中引發(fā)劑溶液復(fù)配方法。圖2本發(fā)明所述的引發(fā)劑溶液復(fù)配方法。圖3本發(fā)明所述的設(shè)置有溫度控制系統(tǒng)的引發(fā)劑溶液復(fù)配方法。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。將本發(fā)明所述的丁基橡膠聚合反應(yīng)中引發(fā)劑溶液的復(fù)配方法，對(duì)中石化北京燕山 分公司合成橡膠事業(yè)部丁基橡膠生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)。產(chǎn)品質(zhì)量提高了 10%-25%，生 產(chǎn)效率提高了 5% -15%。實(shí)施例一其具體如圖3所示，本發(fā)明丁基橡膠聚合反應(yīng)中的引發(fā)劑溶液復(fù)配方法包含有以 下步驟a)在水容器中注入40%液位的水，溶劑從水容器底部進(jìn)入容器內(nèi)；b)含有飽和水的溶劑從水容器頂部排出，加入到聚合體系中。該弓I發(fā)劑溶液復(fù)配方法采用溫度控制。溶劑可以首先通過(guò)一個(gè)利用約60°C循環(huán)熱 水加熱的換熱器，將溶劑加熱至20°C，之后溶劑再進(jìn)入水容器。所述水容器內(nèi)物料的溫度控 制在20°C。水容器外壁環(huán)繞有熱水纏繞管作為溫度補(bǔ)償熱管，及設(shè)置在水容器內(nèi)部的作為 溫度感應(yīng)器的熱電偶，由熱電偶測(cè)定水容器內(nèi)部溫度，從而控制溫度補(bǔ)償熱管的開(kāi)、停，以 維持水容器內(nèi)部溫度的恒定在所述溫度范圍內(nèi)，達(dá)到穩(wěn)定控制的目的。此處溶劑為異丁烯，含飽和水的異丁烯加入到聚合體系中的流量為30kg/h。見(jiàn)表1，對(duì)比改進(jìn)前3個(gè)月(改進(jìn)前方法如圖1所示)和改進(jìn)后3個(gè)月(改進(jìn)后 方法如圖3所示)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從聚合物例如橡膠的門尼粘度合格率、聚合釜反應(yīng)周期的變 化，充分說(shuō)明了改進(jìn)對(duì)提高和穩(wěn)定生產(chǎn)的作用。表 權(quán)利要求
1.一種丁基橡膠聚合反應(yīng)中引發(fā)劑溶液復(fù)配方法，所述丁基橡膠聚合反應(yīng)采用淤漿 法，以水/三氯化鋁為引發(fā)劑體系，其引發(fā)劑溶液的復(fù)配包含有以下步驟a)在水容器中注入一定液位的水，溶劑從水容器底部進(jìn)入容器內(nèi)；b)含有飽和水的溶劑從水容器頂部排出，加入到助引發(fā)劑三氯化鋁溶液中或聚合體系中。
2.如權(quán)利要求1所述的丁基橡膠聚合反應(yīng)中引發(fā)劑溶液復(fù)配方法，其特征在于含有飽和水的溶劑加入到助引發(fā)劑三氯化鋁溶液，或加入聚合體系中的流速為 5-40kg/h。
3.如權(quán)利要求1所述的丁基橡膠聚合反應(yīng)中引發(fā)劑溶液復(fù)配方法，其特征在于 所述溶劑進(jìn)入到水容器之前加熱至10 40°c ；所述水容器內(nèi)物料被加熱至10 40°C。
4.如權(quán)利要求3所述的丁基橡膠聚合反應(yīng)中引發(fā)劑溶液復(fù)配方法，其特征在于所述溶劑進(jìn)入到水容器之前，通過(guò)換熱器利用熱媒加熱；所述水容器設(shè)置有溫度控制 系統(tǒng)，進(jìn)行控溫加熱。
5.如權(quán)利要求4所述的丁基橡膠聚合反應(yīng)中引發(fā)劑溶液復(fù)配方法，其特征在于用于 加熱所述溶劑的熱媒的溫度為50 90°C。
6.如權(quán)利要求4所述的丁基橡膠聚合反應(yīng)中引發(fā)劑溶液復(fù)配方法，其特征在于所述溫度控制系統(tǒng)包括環(huán)繞在水容器外壁的溫度補(bǔ)償熱管，及設(shè)置在水容器內(nèi)部的溫 度感應(yīng)器，由溫度感應(yīng)器測(cè)定水容器內(nèi)部溫度，從而控制溫度補(bǔ)償熱管的開(kāi)、停，以維持水 容器內(nèi)部溫度的恒定在所述溫度范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的丁基橡膠聚合反應(yīng)中引發(fā)劑溶液復(fù)配方法，其特征在于 所述溫度控制系統(tǒng)的溫度補(bǔ)償熱管為加熱電阻，或者是利用熱介質(zhì)加熱的加熱管；所述溫度感應(yīng)器為熱電偶或熱電阻。
8.如權(quán)利要求7所述的丁基橡膠聚合反應(yīng)中引發(fā)劑溶液復(fù)配方法，其特征在于 所述熱介質(zhì)為熱水、導(dǎo)熱油或者蒸汽。
9.如權(quán)利要求1所述的丁基橡膠聚合反應(yīng)中引發(fā)劑溶液復(fù)配方法，其特征在于 所述溶劑為C2-C6的飽和烴類、C2-C6的飽和烴類衍生物、異丁烯、異戊二烯中的一種或幾種。
10.如權(quán)利要求9所述的丁基橡膠聚合反應(yīng)中引發(fā)劑溶液復(fù)配方法，其特征在于 所述溶劑為乙醚、乙醇、己烷、戊烷、氯代烴類中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種丁基橡膠聚合反應(yīng)中的引發(fā)劑溶液復(fù)配方法，涉及丁基橡膠生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。所述丁基橡膠聚合反應(yīng)的引發(fā)劑溶液的復(fù)配包含有以下步驟a)在水容器中注入一定液位的水，溶劑從水容器底部進(jìn)入容器內(nèi)；b)含有飽和水的溶劑從水容器頂部排出，加入到助引發(fā)劑三氯化鋁溶液中或是聚合體系中。該方法采用溶劑中飽和加水方式，并通過(guò)控制含飽和水的溶劑的加入量，即可準(zhǔn)確控制加水量，加水穩(wěn)定，可明顯提高對(duì)丁基聚合反應(yīng)的控制，提高和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，并且設(shè)備簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。
文檔編號(hào)C08F210/12GK102040698SQ20091018055
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者姜森, 張 杰, 張鍵, 王冰, 賀玉芝, 赫煒, 趙西明, 鄭國(guó)軍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司