一种制备粒状反式异戊橡胶的连续化生产方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种制备粒状反式异戊橡胶的连续化生产方法及装置，生产方法，包括预聚、聚合步骤，聚合完成后的物料经离心实现固液初步分离，然后进行干燥，干燥后对同一催化剂体系的多个聚合物料进行掺混，掺混后实现造粒。本发明专利技术无溶剂，无低温预聚，无粉尘污染，产品质量稳定均一，大大提高了自动化程度，提升了单体转化效率及生产效率，降低了原料成本，未反应的原料无需分离直接送至中转装置回收利用，回收成本低且容易实现，降低了生产成本，提高了产品质量，所制备反式异戊橡胶的反式含量在99％以上，能满足国内外用户的要求。

Continuous production method and device for preparing granular reverse isoprene rubber

The invention relates to a method for producing a continuous production method and a device for preparing granular trans polyisoprene rubber, including pre polymerization, polymerization process, polymerization after the completion of the material by centrifugal solid-liquid separation, then dried, after drying a plurality of polymer on the same catalyst material mixing, mixing after the implementation of mixed granulation. The present invention without solvent, low temperature without prepolymerization, no dust pollution, the uniformity of the product quality, greatly improving the degree of automation, improve the monomer conversion efficiency and production efficiency, reduce the cost of raw materials, the unreacted raw materials without separation directly to the transfer device for recycling, recovery of low cost and easy to implement, reduced the production cost, improve the product quality, the preparation of trans polyisoprene rubber trans content of more than 99%, can meet the requirements of customers at home and abroad.

【技术实现步骤摘要】
一种制备粒状反式异戊橡胶的连续化生产方法及装置
本专利技术涉及一种制备粒状反式异戊橡胶的连续化生产方法及装置。
技术介绍
反式异戊橡胶的合成自上世纪50年代开始有专利和报道。60-80年代，加拿大、英国、日本、俄罗斯等国家陆续有中试装置建成，但当时由于反式异戊橡胶生产方法均是采用钒或钒/钛混合体系为催化剂，在芳烃或脂肪溶剂中进行溶液聚合，其催化剂活性低，胶液粘度很高，大量溶剂需回收精制，聚合物需反复后处理以脱除催化剂残渣等，工艺流程复杂，能耗、物耗均很高，且装置规模较小，因此生产成本很高，限制了反式异戊橡胶市场的发展。目前，国外只有日本Kurary公司仍在生产，产品主要用于医用材料市场，价格约35美元/公斤，产量400t/a。CN200610043556.4公开一种高反式-1，4-异戊橡胶的工业合成方法，采用TiCl4/MgCl2负载钛催化剂催化异戊二烯本体沉淀聚合，包括预聚合、聚合和脱挥干燥步骤，预聚温度为-10-10℃，产品为粉状，该技术存在如下问题：1)一个预聚釜对应一个聚合釜，无法实现连续化生产，不同批次预聚釜催化活性中心及浓度会有所差异，同时分批次降温，须在一批次预聚釜放料完成后，再进行下一批次降温重复循环过程，存在大量能源消耗问题。2)产品为粉状，密度小，结晶性强，容易团聚，输送、包装和使用过程中容易产生对环境的污染；并且不同批次的粉状产品门尼粘度分布均一性差，在下游客户使用过程汇总容易造成产品质量不稳定，同时加工过程中，更难塑化，粉状的产品在进入密炼机时，产生粘在腔体内壁及出料口出，在排胶后附在混炼胶表面，形成产品缺陷。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种制备粒状反式异戊橡胶的连续化生产方法及装置，通过本技术方案，采用白油分散钛系非均相催化剂，无溶剂，无低温预聚，预聚温度提升至5-15℃，以异戊二烯为原料，在温度20-30℃,常压条件下合成反式异戊橡胶，采用返混料仓及气流输送系统直接造粒，不需要中间粉料产品，无粉尘污染，产品质量稳定均一。通过本技术方案，大大提高了自动化程度，提升了单体转化效率及生产效率，降低了原料成本，未反应的原料无需分离直接送至中转装置回收利用，回收成本低且容易实现，降低了生产成本，提高了产品质量，所制备反式异戊橡胶的反式含量在99％以上，能满足国内外用户的要求。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种制备粒状反式异戊橡胶的连续化生产方法，包括预聚、聚合步骤，聚合完成后的物料经离心实现固液初步分离，然后进行干燥，干燥后对同一催化剂体系的多个聚合物料进行掺混，掺混后实现造粒。作为进一步的技术方案，物料经离心后单体含量为5-20％。作为进一步的技术方案，物料经干燥后挥发分含量低于0.5％。作为进一步的技术方案，预聚的催化剂为Ziegler-Natta催化剂，该催化剂包括以下组分：(1)含钛的固体催化剂活性组分；(2)有机铝化合物助催化剂组分。作为进一步的技术方案，含钛的固体催化剂活性组分在进入预聚步骤之前先进行预分散，分散剂为白油。作为进一步的技术方案，预分散温度为-10～30℃，预分散浓度为含钛的固体催化剂活性组分质量与分散剂质量比为0.01-10。作为进一步的技术方案，预聚温度为12-15℃。作为进一步的技术方案，聚合条件为常压，温度为20-30℃。一种连续生产反式异戊橡胶的工业化装置，包括DCS中控系统、以及与其连接的单体精制系统，催化剂配制系统，铝剂计量系统、预聚釜，聚合釜，离心釜，干燥系统，返混料仓，风送系统和热挤出造粒系统，所述单体精制系统和铝剂计量系统均分别连接至预聚釜和聚合釜，所述催化剂配置系统连接至预聚釜，所述预聚釜连接六个聚合釜，所述聚合釜连接依次连接离心釜、干燥系统，经风送系统连接至返混料仓入口，返混料仓出口连接热挤出造粒系统。作为进一步的技术方案，单体精制系统包括原料罐、第一精馏塔和第二精馏塔，原料罐出口连接第一精馏塔，第一精馏塔塔底连接第二精馏塔塔顶，第二精馏塔塔侧连接通过单体计量罐分别连接至预聚釜和聚合釜。作为进一步的技术方案，离心釜脱挥过程中尚未反应的液相经离心釜液相出料口至聚合釜继续聚合使用。作为进一步的技术方案，离心釜脱挥过程中分离的单体经回收冷凝器冷凝回收后至聚合釜继续聚合使用。作为进一步的技术方案，还包括有为提高催化稳定性及提高催化效率，采用白油配置催化剂，可提供计量及陈化效果；采用一个预聚釜配置催化剂同时供给6-12个聚合釜的形式，提高生产效率，使产品质量均一稳定；引入离心机，本体沉淀聚合方法的改进形式；离心机采用固液分离的形式，可以提高分离效率，减少脱挥时间；采用耙式干燥器实现连续脱挥及气流输送，气流输送至双螺杆挤出造粒设备，实现无水风冷造粒，自动化包装。本专利技术的改进点在于：1)降低温度预聚温度提升后，预聚时间缩短50％，提高预聚效率；节约大量用于降温的能源，经过计算，每生产1吨反式异戊橡胶，可节约65960千焦的能源。2)一台预聚釜对应多台聚合釜后，可实现同时为多台聚合釜提供催化剂引发活性中心，催化剂浓度及活性均一，产品牌号中间控制更为精准，质量更加均一。3)产品为粒状，密度大，产品质量稳定。4)通过增加离心釜，可以大大提升脱挥效率，增加返混料仓，提升产品质量稳定均一，且可在此过程，可根据相应市场需要，加入其它炭黑、氧化锌、防老剂、染料等相关橡胶助剂。5)控制系统采用集散控制系统(DCS)，DCS中控系统实时读取生产装置各个关键节点的生产数据，监控生产装置中温度、压力、设备运行状态、物料输送流量、物料液位、预聚釜和聚合釜釜内反应情况、生产报警等重要生产数据，并实时转化成数据曲线，方便操作人员查看，关键控制点实现设备参数连锁控制，生产基本达到自动化连续状态。对生产中的关键质量参数，设置在线分析仪表及质量控制仪表。所述的连续生产反式异戊橡胶的工业化工艺，按以下工艺步骤进行：⑴准备工作：将白油或液体石蜡油通过料泵打入催化剂配制罐，液位达50-80％，加入催化剂含钛的固体催化剂活性组分，使其在进入液相本体反应器之前先进行催化剂组分的预分散步骤，预分散在催化剂配制罐中通过机械搅拌进行，预分散温度为-10～30℃，预分散浓度为含钛的固体催化剂活性组分质量与分散剂质量比为0.01～10；⑵注入预聚釜：催化剂配制罐中催化剂含钛的固体催化剂活性组分通过给料泵，经过流量计以流量为0.5-2L/h的速度进入已加入定量异戊二烯预聚釜中；预聚釜中异戊二烯经定量铝剂除杂处理，调节温度为5-15℃；⑶合成反应：通过步骤⑵预聚物分别进入到连接的六个聚合釜中，在0.2Mpa压力、温度20～30℃条件下反应,合成反应后的物料经循环泵采出进入离心釜分离工序，没有反应掉的液相经循环泵至中转储罐，中间不需经过处理，可直接用于下一步聚合反应，固相部分进入三级耙式干燥器；⑷掺混及造粒：上述步骤⑶中经干燥处理物料，经风送系统逐步输送至返混料仓，同一预聚釜催化剂物料作为一个批次，实现掺混，掺混完成经双螺杆挤出造粒设备，实现无水风冷造粒；采用上述技术方案后的有益效果是：一种连续生产反式异戊橡胶的工业化装置及其方法，通过本技术方案，采用白油分散钛系非均相催化剂，无溶剂，无低温预聚，预聚温度提升至5-15℃，以异戊二烯为原料，在温度20-30℃,常压条件下合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备粒状反式异戊橡胶的连续化生产方法，包括预聚、聚合步骤，其特征在于：聚合完成后的物料经离心实现固液初步分离，然后进行干燥，干燥后对同一催化剂体系的多个聚合物料进行掺混，掺混后实现造粒。

【技术特征摘要】
1.一种制备粒状反式异戊橡胶的连续化生产方法，包括预聚、聚合步骤，其特征在于：聚合完成后的物料经离心实现固液初步分离，然后进行干燥，干燥后对同一催化剂体系的多个聚合物料进行掺混，掺混后实现造粒。2.如权利要求1所述的一种制备粒状反式异戊橡胶的连续化生产方法，其特征在于：物料经离心后单体含量为5-20％。3.如权利要求1所述的一种制备粒状反式异戊橡胶的连续化生产方法，其特征在于：物料经干燥后挥发分含量低于0.5％。4.如权利要求1所述的一种制备粒状反式异戊橡胶的连续化生产方法，其特征在于：预聚的催化剂为Ziegler-Natta催化剂，该催化剂包括以下组分：(1)含钛的固体催化剂活性组分；(2)有机铝化合物助催化剂组分。5.如权利要求4所述的一种制备粒状反式异戊橡胶的连续化生产方法，其特征在于：含钛的固体催化剂活性组分在进入预聚步骤之前先进行预分散，分散剂为白油。6.如权利要求5所述的一种制备粒状反式异戊橡胶的连续化生产方法，其特征在于：预分散温度为-10～30℃，预分散浓度为含钛的固体催化剂活性组分质量与分散剂质量比为0.01-10。7.如权利要求4所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹兰，郑雷，蒲诚勇，王志晔，王鸿飞，王兆德，
申请(专利权)人：青岛竣翔新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37