一种生产低顺式聚丁二烯橡胶的设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种生产低顺式聚丁二烯橡胶的设备，包括多个第一搅拌罐反应器以及一个第二搅拌罐反应器；每个第一搅拌罐反应器并联布置，且分别通过其第一聚合物出口管道与第二搅拌罐反应器串联连接；第二搅拌罐反应器通过其第二聚合物出口管道与脱挥装置连接；每个第一搅拌罐反应器顶部分别设有第一冷凝器，第一冷凝器设置为多级冷凝器，第一搅拌罐反应器的第一顶部出口管道分别连接其第一冷凝器的高温进料端，第一搅拌罐反应器的第一回流管分别连接其第一冷凝器的低温出料端。本实用新型专利技术的设备，仍采用传统反应器和冷凝器等部件，但通过调整其布置方式，实现成本低廉、单位时间内反应效率高、撤热过程连续可靠、气化物不易结晶堵塞等技术效果。结晶堵塞等技术效果。结晶堵塞等技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种生产低顺式聚丁二烯橡胶的设备


[0001]本技术属于聚丁二烯化工领域，具体涉及一种生产低顺式聚丁二烯橡胶的设备。

技术介绍

[0002]低顺式聚丁二烯橡胶(简称LCBR)是以有机锂系化合物为引发剂，在非极性溶剂中进行阴离子聚合制备的。一般顺式结构含量为35
‑
40wt％，反式结构含量为45
‑
50wt％，乙烯基含量约为10
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15％。LCBR分子中的顺反异构体呈无规则分布，耐寒性好，尤其是低温屈挠性极佳；分子量分布呈泊松分布，具有冷流倾向；凝胶含量低；LCBR还具有优异的回弹性和低温压缩变形性小等特点。鉴于LCBR的优异性能，它主要应用于两个方面，一是和天然橡胶或丁苯橡胶并用，即“橡胶级”LCBR，提高胶料的耐磨性，高回弹性，高拉伸强度等，用在轮胎胎面胶中，具有和溶聚丁苯橡胶相似的性能，可用于生产低滚动阻力、低油耗的“绿色轮胎”；二是作为塑料抗冲改性剂，即“塑料级”LCBR，可以制备高光泽度的高抗冲聚苯乙烯(HIPS)；其也是制备ABS树脂的主要原料，用于为ABS树脂提供韧性，广泛应用于电气、电子、汽车、家电等领域。由于上述两方面的应用代表了该领域主要的发展方向，因此，LCBR的研发、生产、应用备受关注。
[0003]现有技术通常采用“间歇乳液聚合法”或“连续本体法”制备低顺式聚丁二烯胶乳。
[0004]“间歇乳液聚合法”的优点是操作容易、较易控制，缺点是生产效率较低，乳液粒度分布更宽，产品质量不稳定，因此目前在工业化生产中越来越多采用“连续本体法”。
[0005]自1972年“连续本体法”诞生以来，已经演化出多种工艺。“连续本体法”采用多级串联连续反应，一般采用两釜或三釜。但是，连续本体法存在以下技术问题：在反应后期聚合体系粘度急剧增大，导致撤热困难，极易引发局部温度过高、反应自动加速、聚合体粘度持续攀升的问题，由此形成恶性循环导致暴聚现象。
[0006]现有技术如CN103450404A、CN113583186A等对此进行了改进。CN103450404A使用静态混合反应器代替混流反应器/搅拌反应器作为本体反应器，以省去搅拌过程，达到同样的混合效果和传热效果；但该现有技术对设计要求极高，若设计条件不适宜，将会造成传热能力不足，反而导致暴聚现象更为严重；同时不适宜的流动状态将使反应物混合不均而发生粘壁堵塞现象，造成停车。CN113583186A则采用平推流反应器代替传统的釜式反应器，并串联三台平推流反应器共同进行聚合反应。此外，传统现有技术还采用降低原料进料温度、在聚合反应器中加入冷却剂、将蒸发气体冷凝以带走热量等方式，但均存在种种弊端。
[0007]因此，现有技术存在以下待解决的技术问题：
[0008]1.传统的搅拌罐反应器撤热效果差，新式反应器又成本较高，设计难度大，工况要求高；
[0009]2.反应器采用串联布置方式进行连续反应，导致单位时间内物料进量少、反应效率低；
[0010]3.对蒸发气体仅进行单级冷却，导致蒸发气体冷却不充分，返回反应器时温度较
高，无法充分撤热；并可能导致气化物在单级冷凝器中结晶，堵塞管道，需要经常停机清理且损失物料。

技术实现思路

[0011]针对上述问题，本技术提出了一种低顺式聚丁二烯橡胶的生产设备，仍采用传统的反应器和冷凝器等装置，但通过调整其布置方式，实现成本低廉、单位时间内反应效率高、撤热过程连续可靠、气化物不易结晶堵塞等技术效果。
[0012]为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：
[0013]一种生产低顺式聚丁二烯橡胶的设备，包括多个第一搅拌罐反应器以及一个第二搅拌罐反应器；每个所述第一搅拌罐反应器分别具有原料入口管道和第一聚合物出口管道；所述多个第一搅拌罐反应器为并联布置，并且每个第一搅拌罐反应器分别通过所述第一聚合物出口管道与所述第二搅拌罐反应器连接；所述第二搅拌罐反应器具有第二聚合物出口管道，并通过所述第二聚合物出口管道与脱挥装置连接；每个所述第一搅拌罐反应器顶部分别设有第一冷凝器，所述第一冷凝器设置为多级冷凝器，所述第一搅拌罐反应器的第一顶部出口管道分别连接所述第一冷凝器的高温进料端，所述第一搅拌罐反应器通过第一回流管连接第一冷凝器的低温出料端。
[0014]本技术通过上述设置，将一级反应器设置为并联的多个第一搅拌罐反应器以及分别配设多级冷凝器，不仅能够使生产工艺流程不间断、整体效率提升；还能通过降低单台设备反应热达到减少气化物、进而减少堵塞的技术效果。
[0015]所述第一搅拌罐反应器的具体个数可以根据实际产能、占地空间等需求来定，例如两个以上，优选三个以上。
[0016]优选地，每条所述第一聚合物出口管道上分别设有流量控制阀。通过对每条聚合物出口管道的流量控制，所述第一搅拌罐反应器可轮流的、小批量、不间断地向第二搅拌罐反应器供料；可选的，第二搅拌罐反应器也可以设置多个，但它们之间采用并联连接关系，由同一批第一搅拌罐反应器分别向它们供料，以此提高整体产能，且分散反应热以达到减少气化物、减少堵塞的技术效果。
[0017]优选地，所述第二搅拌罐反应器的顶部设有第二冷凝器，所述第二冷凝器设置为多级冷凝器；所述第二搅拌罐反应器的第二顶部出口管道连接所述第二冷凝器的高温进料端，并由所述第二冷凝器的低温出料端出料。所述出料端出料后具有至少两种连接/回流方式，一种是连接到第二搅拌罐反应器的第二回流管，从而实现第二搅拌罐反应器的自循环；第二种是可分别连接到上游的第一搅拌罐反应器的第一回流管，实现前后反应器的气相连通。
[0018]优选地，针对上述多级冷凝器的具体设计，所述第一冷凝器分别包括串联设置的一级冷凝器和二级冷凝器；所述第二冷凝器包括串联设置的一级冷凝器和二级冷凝器。采用多级冷凝的方式，可防止回流的气化物冷却不充分，使其充分散热，从而达到反应器内充分撤热的技术效果；同时，还可以使因低温而结晶的气化物分散到多个冷凝器中，从而降低单台冷凝器内发生堵塞、剥落的概率，延长清洗周期。
[0019]优选地，所述第一搅拌罐反应器的第一顶部出口管道与所述第一冷凝器的一级冷凝器、二级冷凝器、第一搅拌罐反应器上的第一回流管串联连接。
[0020]优选地，所述第二搅拌罐反应器的第二顶部出口管道与所述第二冷凝器的一级冷凝器、二级冷凝器、第二搅拌罐反应器上的第二回流管串联连接。
[0021]优选地，所述第二搅拌罐反应器的第二顶部出口管道与所述第二冷凝器的一级冷凝器、二级冷凝器、第一搅拌罐反应器上的第一回流管串联连接。
[0022]所述回流系统能够将气化物回收到第一搅拌罐反应器或第二搅拌罐反应器中再利用，节省物料、降低成本。
[0023]优选地，所述脱挥装置为净化罐，所述净化罐包括搅拌装置和顶部抽气泵，在反应后期将低分子物质等挥发性组分除去。
[0024]对于顶部抽气泵出口端的具体连接方式，本技术还优选，所述顶部抽气泵的出口端连接所述第一冷凝器的高温进料端。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生产低顺式聚丁二烯橡胶的设备，其特征在于：包括多个第一搅拌罐反应器(1
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2)以及一个第二搅拌罐反应器(2)；每个所述第一搅拌罐反应器(1
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1，1
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2)分别具有原料入口管道(141，142)和第一聚合物出口管道(151，152)；所述多个第一搅拌罐反应器(1
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1，1
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2)为并联布置，并且每个第一搅拌罐反应器(1
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1，1
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2)分别通过所述第一聚合物出口管道(151，152)与所述第二搅拌罐反应器(2)连接；所述第二搅拌罐反应器(2)具有第二聚合物出口管道(16)，并通过所述第二聚合物出口管道(16)与脱挥装置(3)连接；每个所述第一搅拌罐反应器(1
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1，1
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2)顶部分别设有第一冷凝器(41，42)，所述第一冷凝器(41，42)设置为多级冷凝器，所述第一搅拌罐反应器(1
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1，1
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2)的第一顶部出口管道(171，172)分别连接所述第一冷凝器(41，42)的高温进料端，所述第一冷凝器(41，42)的低温出料端通过第一回流管(181,182)连接所述第一搅拌罐反应器(1
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1，1
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2)。2.如权利要求1所述的生产低顺式聚丁二烯橡胶的设备，其特征在于：每条所述第一聚合物出口管道(151，152)上分别设有流量控制阀(211，212)。3.如权利要求1或2所述的生产低顺式聚丁二烯橡胶的设备，其特征在于：所述第二搅拌罐反应器(2)的顶部设有第二冷凝器(5)，所述第二冷凝器(5)设置为多级冷凝器；所述第二搅拌罐反应器(2)的第二顶部出口管道(19)连接所述第二冷凝器(5)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振华，
申请(专利权)人：宁波新溶聚企业管理合伙企业有限合伙，
类型：新型
国别省市：