使用静电分离技术脱除聚合物加氢后残余催化剂的方法技术

一种通过使用静电分离脱除不饱和聚合物加氢后残余催化剂的方法，包括向加氢后的聚合物胶液中加入氧化剂和络合剂，与聚合物胶液中的加氢催化剂形成一种带极性的化合物颗粒，然后将含极性颗粒的聚合物胶液通过一静电场，通过静电分离除去残余催化剂。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种脱除不饱和聚合物加氢后残余催化剂的方法，更具体地说，涉及一种使用静电分离技术从不饱和聚合物胶液中脱除加氢后残余催化剂的新方法。
技术介绍
不饱和聚合物的热、氧稳定性及耐老化性较差，因此常采用加氢的方法使聚合物的不饱和键饱和，从而大大增加其环境稳定性，并使其具有良好的热稳定性。聚合物加氢通常在重金属催化剂存在下进行，所用催化剂为Fe、Co、Ni有机金属化合物，有机铝或有机锂化合物，因此在聚合物加氢后必须除去其中残余的少量催化剂，使聚合物耐侯、耐热氧化、耐老化。现有技术中如美国专利3,780,138公开了一种脱除残余金属催化剂的方法，使用氧化剂和稀的柠檬酸水溶液及低级脂肪醇萃取聚合物中的金属离子，该方法需要大量的萃取剂，萃取时间长，相分离困难。处理工序复杂，流程长，易造成环境污染，而且回收的溶剂中带有低级脂肪醇，后者在聚合反应中将成为链中止剂，对聚合反应不利。美国专利4,595,749公开了另一种从不饱和聚合物胶液中除去残余金属催化剂的方法，采用氧化剂和二羧酸。低级脂肪醇(碳原子数小于4)或甲苯作为二羧酸的溶剂。当该方法采用低级脂肪醇作二羧酸溶剂时，由于它与聚合溶剂沸点接近，使溶剂回收困难，当用甲苯作二羧酸溶剂时，由于二羧酸在甲苯中溶解性很差，甲苯所需量较大，回收能耗较高。中国专利CN1027172C公开了从不饱和聚合物加氢后的胶液中脱除残余催化剂的方法，采用氧化剂与二元酸共同作用除去加氢催化剂，沉淀剂所用溶剂为多烷基二醇醚和/或水的混合物。采用该方法虽然对聚合物中残余催化剂脱除率高，且可通过蒸馏可将二元酸溶剂与聚合物溶剂分离。另外采用该法分离加氢催化剂时要用到离心或过滤分离技术，离心分离法要用到分离因素很高的离心机，这样耗能较高且固定资产的投入较大，而过滤法操作复杂、分离效率低，滤布容易堵塞，因此操作过程均有一定的局限性。专利技术概述鉴于上述现有技术状况，本专利技术的专利技术人在不饱和聚合物胶液加氢后残余催化剂的脱除领域进行了广泛深入的研究，结果发现通过在中国专利CN1027172C的基础上使用静电分离技术来代替离心或过滤分离技术，可以简单、有效分离残余催化剂且分离能耗低。本专利技术正是基于这一发现得以完成。因此，本专利技术的目的是提供一种脱除不饱和聚合物胶液加氢后的残余催化剂的方法，该方法使用了静电分离技术，从而使残余催化剂的分离变得简单，分离效率高，即使聚合物胶液粘度较大时也能有效分离，且固液分离时能耗低。本专利技术因此提供了一种使用静电分离技术从不饱和聚合物胶液中分离加氢后残余催化剂的方法，包括向加氢后的聚合物胶液中加入氧化剂和络合剂，与聚合物胶液中的加氢催化剂形成一种带极性的化合物颗粒，然后将含极性颗粒的聚合物胶液通过一静电场，通过静电分离除去残余催化剂。本专利技术的这个和其他目的、特征和优点在结合附图阅读整个说明书后将变得更加清楚明了。附图简述附图说明图1为本专利技术方法中所用静电分离装置的示意图。专利技术详述本专利技术方法中被加氢的不饱和聚合物可以是共轭二烯烃的均聚物、共轭二烯烃与乙烯基芳族化合物的无规或嵌段共聚物。制备这些聚合物所用的聚合方法可以参见美国专利3,792,005和3,431,323，这二者的整个公开内容在此引作参考。优选的不饱和聚合物是苯乙烯-丁二烯无规共聚物，共轭二烯如丁二烯、异戊二烯等的均聚物，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物等。所述不饱和聚合物可以部分加氢、选择加氢或全部加氢，具体的加氢工艺参见相应的美国专利3,595,942和3,973,759，这二者的整个公开内容在此引作参考。加氢催化剂的实例有Fe、Co、Ni等的有机金属化合物以及有机铝化合物有机锂化合物等。聚合物加氢后，要将残留在聚合物胶液中的金属催化剂分离。在本专利技术方法中，可以首先向聚合物胶液中加入氧化剂，待其充分氧化后再加入络合剂形成一极性化合物，然后通过静电分离技术将其除去。当然，本专利技术方法中也可以将氧化剂与络合剂一起加入。有关本专利技术方法中使用的氧化剂和络合剂的详情，可以参考中国专利CN1027172C，其整个公开内容在此引作参考。氧化剂的具体实例可以是氧气、空气、过氧化氢或烷基过氧化物，如乙基过氧化氢、正丁基过氧化氢、叔丁基过氧化氢、异丙基过氧化氢，优选过氧化氢或叔丁基过氧化氢。氧化剂的用量应使其与聚合物胶液中的金属离子的摩尔比为0.1～100，优选1～20。络合剂的实例可以是碳原子数为2～15的二元羧酸或磷酸盐，具体为己二酸、壬二酸、癸二酸、磷酸铵、磷酸钠等。络合剂的用量应使其与聚合物胶液中金属离子的摩尔比为0.1～50，优选1～20，更优选1～10。在本专利技术方法中，络合剂通常配成在溶剂中的溶液形式使用。可以使用现有技术中所用的所有溶剂，例如水、乙醇、多烷基二醇醚、己烷、环己烷等及其混合物。可以用于本专利技术方法中的多烷基二醇醚可以由通式R1-O-n-R3表示，其中n为1、2、3或4，R1为H或具有1-8个碳原子的烷基，R2为具有2-5个碳原子的亚烷基，R3为具有1-8个碳原子的烷基。静电分离的原理就是在均匀的电场中使带有极性的粒子在外电场的作用下沿一定方向运动，从而达到分离极性粒子的目的。静电分离技术最早由美国海湾科学技术公司开发、设计并制造了油浆静电分离器，用以提高裂化澄清油浆的质量。随后美国菲利浦石油公司的博格炼油厂采用静电分离装置处理瓦斯油和重油催化裂化装置的油浆，可提高裂化产率。静电分离器由若干并联静电柱构成，柱内装有玻璃小球。当含固体催化剂颗粒的油料进入静电柱时，催化剂颗粒被极化并被吸在玻璃小球之间，从而达到净化油浆的目的。本专利技术所用静电分离装置具有如图1所示的设计(但并不限于此，例如可以根据需要增加静电柱的数目并可根据待处理量来调节各参数)。附图中各参考数字含义如下1-聚合物胶液2-玻璃珠3-高压电极4-连通管5-支撑板6-静电分离后的聚合物胶液7-高压电源在本专利技术方法中，通过高压电源对高压电极施加电压，输出电压可以在0.5～50KV之间连续调节，具体的电压数值可以根据处理所需的静电场强度确定。静电柱内填料为表面光滑的球状玻璃珠。静电分离过程包括静电吸附和玻璃珠的再生这两个步骤。1、静电吸附(1)根据操作要求，将一定量玻璃珠装入静电柱，连接好高压电源。(2)用聚合物溶剂(如环己烷、己烷等)充入静电柱，充分浸润玻璃珠，加电压并确保静电柱安装良好。(3)将静电柱内的溶剂放空，加入一定量聚合物胶液，接通电源使之达到工作电压。(4)旋开静电柱底部阀门，调节流量，使聚合物胶液流过静电柱。2、玻璃珠的再生作为填充介质的玻璃珠可以重复使用。经过静电吸附过的静电柱，其填充介质玻璃珠之间吸附了大量的固体颗粒，当此颗粒达到一定量时，静电柱即失去了吸附能力，因而需要将玻璃珠再生。为此，将玻璃珠从静电柱中取出，用干净的聚合物溶剂充分洗涤，便得到再生的玻璃珠，将此玻璃珠装入静电柱，可以进行下一周期的静电吸附。影响静电分离效果的因素包括聚合物胶液粘度、与金属催化剂反应的络合剂种类、分离温度、玻璃珠直径、胶液流量及静电场强度等。通常而言，聚合物胶液粘度越小，静电分离效果越好，一般聚合物胶液粘度为1～10,000cps，优选30～1,000cps。如前所述，用于与金属催化剂形成极性颗粒的络合剂包括二元羧酸(如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺小进，李伟，梁爱民，王爱东，胡保利，陈建军，赵晓冬，石建文，申翠平，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司研究院，
类型：发明
国别省市：