一种脱单体塔及其在聚烯烃弹性体制备中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种脱单体塔及其在聚烯烃弹性体制备中的应用。一种脱单体塔，塔体的顶端设置进料口，进料口连接导料管，导料管在塔体内部的上方设置第一圆锥面，导料管下面设置蒸发板，蒸发板下面设置第二圆锥面；蒸发板的个数为4

【技术实现步骤摘要】
一种脱单体塔及其在聚烯烃弹性体制备中的应用


[0001]本专利技术属于石油化工领域，具体涉及一种脱单体塔及其在聚烯烃弹性体制备中的应用。

技术介绍

[0002]聚丁烯
‑
1是以丁烯
‑
1单体为原料，催化剂存在下采用淤浆法、气相法或液相法聚合而制成的。它是一种半结晶聚烯烃热塑性树脂，具有良好的机械性能；突出的耐环境应力开裂性和耐热压性；优良的抗蠕变性，反复绕缠而不断，即使在提高温度时也具有良好的抗蠕变性；良好的抗化学腐蚀性、以及与超高分子量聚乙烯相近的耐磨性、高填料填充性等。因此可用于生产管道、薄膜、板材和各种容器等，特别是它可在90～100℃的温度下长期使用。
[0003]目前高等规聚丁烯
‑
1的制备方法主要有淤浆法、液相法和气相法。淤浆法生产聚丁烯
‑
1主要是Huels工艺，美国专利US3944529、US5037908采用惰性烃类溶剂作为反应介质，具有操作简便、聚合热容易导出以及反应控制方便等特点；但是其缺点明显，在反应结束回收单体后，还要面临惰性稀释剂和未反应单体的分离这一过程，丁烯和异丁烯的沸点非常接近，分离和精制工艺复杂、效率低、成本高。气相法生产聚丁烯
‑
1使用的多为SiO2负载的Ti系催化剂、聚丙烯活性粒子催化剂、活性聚4
‑
甲基
‑1‑
戊烯聚合物催化剂等。如美国专利US4503203、欧洲专利EP0294767A1、中国CN1032172A。但相对于乙烯和丙烯来说，丁烯
‑
1单体对于烃类溶剂有更好的亲和性，因此，在气相聚合体系中即使存在极少量的溶剂，产物自身也会发生团聚，因此整个反应将无法在设备上长期稳定运行，故气相法聚丁烯
‑
1生产工艺只存在于研究，并没有工业化生产实例。
[0004]液相法是以液相丁烯
‑
1单体或采用烃类有机化合物作为溶剂或反应介质，在催化剂作用下催化丁烯
‑
1聚合，根据聚丁烯
‑
1产品形式分为均相溶液法、均相本体法和非均相本体法。美国专利US3944529采用了异丁烯惰性溶剂作为稀释剂进行溶液聚合，美国专利US5237013中采用正己烷作为溶剂，实现了丁烯
‑
1溶液聚合，都得到了全同立构含量大于94％的等规聚丁烯
‑
1；中国专利CN1590417A采用茂金属催化剂溶液聚合法合成了等规度96％以上的全同聚丁烯
‑
1。采用惰性烃类溶剂作为反应介质，具有操作简便、聚合热容易导出以及反应控制方便等特点；但是其缺点也是明显的，溶液法聚合由于聚丁烯
‑
1在其单体中溶胀溶解，从而使体系发粘，造成传质、传热的困难，这就限制了聚合过程中只能在低转化率时终止或采用反应挤出技术进一步提高转化率并对未反应的单体进行脱除。同时还要面临惰性稀释剂和未反应单体的分离这一过程，生产效率降低，同时生产工艺的复杂性和生产成本增加。为了避免惰性溶剂和单体分离造成的复杂工艺和高成本，中国专利200710013587.X采用本体沉淀法制备了高全同的聚丁烯
‑
1，克服了溶液法需要回收溶剂和后处理的缺点，但该专利仅对聚丁烯
‑
1的本体沉淀聚合合成方法和材料本身进行了保护，并没有涉及到工业化生产的生产方法、工艺流程和实施设备等。中国专利201410158917.4公开一种高等规聚丁烯
‑
1的生产方法及实施该方法的装置，该生产工艺是液相丁烯
‑
1单体
在聚合釜中于
‑
10℃～70℃，在负载型Ti系催化剂催化丁烯
‑
1本体聚合合成高等规聚丁烯
‑
1，聚合3～6h后将部分未反应的丁烯
‑
1经过一次减压回收到丁烯
‑
1气柜中，然后将高等规聚丁烯
‑
1从聚合釜中转移到闪蒸釜，经过减压闪蒸，进一步将未反应的丁烯
‑
1单体回收至丁烯
‑
1气柜中，向闪蒸釜先后通入氮气和空气置换，颗粒状的高等规聚丁烯
‑
1产品通过釜底放料阀出料并包装，产品堆积密度最高为0.418g/cm3，催化剂活性最高为2666gPB/(gcat
·
h)，产品灰份含量较高。中国专利201610017246.9公开了一种连续法生产聚丁烯
‑
1的工艺，包括预聚、淤浆聚合、气相聚合、气固分离得到聚丁烯
‑
1粉料，该专利具体方法是在预聚釜中加入计量的丁烯
‑
1为原料、钛催化剂、烷基铝助催化剂、硅烷给电子体、氢气分子量调节剂，预聚合5
‑
15分钟后进入淤浆聚合反应釜，在25～55℃、0.6～1.6MPa下进行淤浆聚合3～5h，然后将淤浆聚合的浆液依靠压差进入气相卧式反应釜，在30～60℃、0.5～1.5MPa下进行气相聚合3～5h，通过冷凝器将气化的丁烯
‑
1冷凝送回气相卧式反应釜；最后将气相聚合的浆液进入受料罐，减压，分离得到聚丁烯
‑
1粉料，而丁烯
‑
1气体经过滤、洗涤后，冷凝成液体，再送入预聚釜回用。虽然非均相液相本体法聚丁烯
‑
1生产工艺简单，但是聚合温度高于30℃时，聚丁烯
‑
1在其单体中溶胀，从而体系发粘，造成传热、传质困难，需要严格控制每段反应温度，反应时间较长，生产效率较低，且产品质量也难以保证。
[0005]美国专利US3944529，6306996采用内含给电子体的钛系催化剂体系，丁烯
‑
1单体作为反应介质的液相本体聚合，得到了全同含量在最优化条件下99％以上的聚丁烯
‑
1，催化剂活性是14000gPB/gcat。中国专利201710109389.7公开了以一种聚丁烯
‑
1的连续生产过程，该生产方法以1
‑
丁烯单体为原料在催化剂、助剂等存在下发生聚合反应，然后从反应物料中去除包含未反应1
‑
丁烯单体的混合物，得到聚丁烯
‑
1，其中，助剂在加入到聚合反应器中之前预先用溶剂溶解，从包含未反应丁烯
‑
1单体的混合物中回收所述溶剂，将包含未反应1
‑
丁烯单体的混合物进行精馏分离，将得到的第一塔底组分进行精馏分离，将得到的第二塔顶组分进行液液萃取清洗，得到回收的溶剂，所述回收的溶剂返回用于溶解所述助剂，解决了聚合过程中由于助剂的加入而带入溶剂对产品的影响，然而此工艺对于产品脱灰不彻底，导致产品发黄，难以保证产品质量。这些专利仅对丁烯
‑
1本体均相法的聚合合成方法、材料本身和少量回收进行了保护，并没有涉及到工业化生产的生产方法、工艺流程和实施设备，特别是丁烯
‑
1聚合后产物脱灰工艺的方法和设备。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱单体塔，其特征在于，所述脱单体塔塔体的顶端设置进料口(601)，进料口(601)连接导料管(602)，导料管(602)在塔体内部的上方设置第一圆锥面(605)，导料管(602)下面设置蒸发板(606)，蒸发板(606)下面设置第二圆锥面(607)；所述蒸发板(606)的个数为4
‑
10个。2.根据权利要求1所述的脱单体塔，其特征在于，所述第一圆锥面(605)的锥角为115
°‑
145
°
。3.根据权利要求1所述的脱单体塔，其特征在于，所述第二圆锥面(607)的锥角为140
°‑
160
°
。4.权利要求1至3任意一项所述的脱单体塔在聚烯烃弹性体生产中的应用。5.一种生产聚烯烃弹性体的系统，其特征在于，所述系统包括依次相连的聚合釜、去活化罐、第一管式换热器、第一脱单体塔、第二管式换热器、第二脱单体塔和挤出机；所述第一脱单体塔和所述第二脱单体塔还分别与分离塔相连。6.一种生产聚丁烯
‑
1弹性体的方法，其特征在于，采用权利要求5所述的生产聚烯烃弹性体的系统进行聚丁烯
‑
1弹性体生产；具体包括以下步骤：(1)将丁烯
‑
1、共聚单体、催化剂、给电子体、分子量调节剂输送至聚合釜进行聚合反应，得到聚合溶液；(2)将所述聚合溶液输送至去活化罐进行催化剂灭活，然后依次经过第一管式换热器、第一脱单体塔、第二管式换热器、第二脱单体塔、挤出机，得到所述聚丁烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：任合刚，高晶杰，高魏，高双，任合平，
申请(专利权)人：广东石油化工学院，
类型：发明
国别省市：