制备聚烯烃弹性体的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种制备聚烯烃弹性体的装置和方法，该装置包括原料供应单元、反应单元以及纯化单元，其中，原料供应单元包括α

【技术实现步骤摘要】
制备聚烯烃弹性体的装置和方法


[0001]本专利技术涉及聚烯烃生产领域，具体而言，涉及一种制备聚烯烃弹性体的装置和方法。

技术介绍

[0002]聚烯烃弹性体(POE)是一类乙烯与α
‑
烯烃(1
‑
丁烯、1
‑
己烯或1
‑
辛烯等)的无规共聚物，因具有优异的物理机械性能(高弹性、高强度、高伸长率)、良好的低温性能、优异的耐老化性能、高透明性和尺寸稳定等优点，被广泛应用于汽车零部件、电线电缆、机械工具、家居用品、玩具、娱乐和运动用品、鞋底、密封件、热熔胶等领域。
[0003]目前，聚烯烃弹性体可使用浆液法、溶液法和气相法生产，其中溶液法具有产物结构可控、单体含量高、产品性能好等优点，在工业生产中的应用最为广泛。但是由于聚烯烃弹性体在溶剂中的溶解度低，溶液聚合过程中需要加入大量溶剂；此外，由于溶液的黏度较高，聚合体系的传质传热困难。
[0004]溶液法生产聚烯烃弹性体存在的问题主要是聚烯烃弹性体溶解度和反应体系黏度的问题。低α
‑
烯烃含量的聚烯烃弹性体分子链较规整，为半结晶性聚合物，其在溶剂中的溶解度较低，溶液聚合过程中需要加入大量的溶剂，聚合反应、溶剂回收和聚合物脱挥的能耗高。高α
‑
烯烃含量的聚烯烃弹性体分子链规整性差，溶解度相对提高，但是其溶液黏度也随之增大，搅拌阻力增加，反应的能耗和控制难度大幅提升。
[0005]因此，本领域技术人员亟需研发一种能够改善溶液聚合制备聚烯烃弹性体过程中溶剂使用量大、体系黏度大、聚合物脱挥困难的装置或方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种制备聚烯烃弹性体的装置方法，以解决现有技术中溶液聚合制备聚烯烃弹性体过程中存在溶剂使用量大，体系黏度高以及聚合物脱挥困难的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种制备聚烯烃弹性体的装置，该装置包括原料供应单元，反应单元以及纯化单元。其中，原料供应单元包括α
‑
烯烃储罐、乙烯储罐、氢气储罐和原料混合罐，α
‑
烯烃储罐、乙烯储罐和氢气储罐分别与原料混合罐连接；反应单元包括螺杆反应器，螺杆反应器的入口与原料混合罐连接；纯化单元包括闪蒸罐和净化罐，闪蒸罐与螺杆反应器的出口连接；闪蒸罐的顶部设置有气体出口，底部设置有聚烯烃熔体出口，气体出口与原料混合罐连接，聚烯烃熔体出口与净化罐连接。
[0008]进一步地，上述装置还包括助剂供应单元，助剂供应单元包括主催化剂储罐和助催化剂储罐，其中，主催化剂储罐和助催化剂储罐分别与螺杆反应器连接。
[0009]进一步地，上述纯化单元还包括分离器，其中，分离器设置于闪蒸罐与原料混合罐之间的管线上。
[0010]进一步地，上述净化罐的顶部设置有放空口，底部设置有聚烯烃弹性体出口和氮
气入口；纯化单元还包括氮气储罐，氮气入口与氮气储罐连接。
[0011]进一步地，上述装置还包括造粒单元，其中，造粒单元包括挤出机，挤出机与净化罐连接。
[0012]为了实现上述目的，根据本专利技术的另一个方面，提供了一种制备聚烯烃弹性体的方法，该方法包括：步骤S1，将乙烯和氢气溶解在α
‑
烯烃中，得到原料混合物；步骤S2，将原料混合物在螺杆反应器中进行聚合反应，得到聚烯烃反应体系；步骤S3，将聚烯烃反应体系进行闪蒸处理，得到未反应单体和聚烯烃熔体，将未反应单体返回所述步骤S1进行回收利用；步骤S4，将聚烯烃熔体进行脱挥处理，得到聚烯烃弹性体。
[0013]进一步地，聚合反应在主催化剂和助催化剂的作用下进行，其中，聚合反应的压力为1.0MPa～10MPa，温度为100～200℃。
[0014]进一步地，主催化剂选自双茚基二氯化锆、双茚基二甲基锆、双环戊二烯基二甲基铪、双[2
‑
(3',5'
‑
二叔丁基苯基)
‑
茚基]二氯化锆、双(2
‑
甲基
‑
4,5
‑
苯基
‑
茚基)二氯化锆、双环戊二烯基
‑
双苯氧基锆、亚乙烯桥基双茚基二氯化锆、二甲基硅桥基双茚基二氯化锆、二苯基碳桥基
‑
环戊二烯基
‑
笏基二氯化锆、二苯基碳桥基
‑
环戊二烯基
‑
(2
‑
二甲胺基
‑
笏基)二氯化锆、二甲基硅桥基
‑
四甲基环戊二烯基
‑
叔丁基氨基
‑
二甲基钛、二甲基硅桥基
‑3‑
吡咯基茚基
‑
叔丁基氨基
‑
二甲基钛、五甲基环戊二烯基
‑
(2
‑
苯基苯氧基)
‑
二氯化钛、五甲基环戊二烯基
‑
(2,6
‑
二异丙基苯氧基)
‑
二氯化钛、双(3
‑
甲基亚水杨基
‑
五氟苯亚胺基)二氯化钛、双(亚水杨基
‑
苯亚胺基)二氯化钛、[N
‑
(3,5
‑
二叔丁基亚水杨基)
‑2‑
二苯基磷基苯亚胺]三氯化钛、(2,3,4三氢
‑8‑
二苯基磷基
‑
喹啉基)三苄基锆中的一种。
[0015]进一步地，助催化剂选自甲基铝氧烷化合物、改性的甲基铝氧烷化合物、三(五氟苯基)硼化合物、三苯基碳鎓四(五氟苯基)硼化合物、N,N
‑
二甲基苯胺四(五氟苯基)硼化合物、三异丁基铝、三甲基铝中至少一种。
[0016]进一步地，步骤S3中将未反应单体进行杂质分离后再返回步骤S1与原料混合物混合。
[0017]进一步地，采用氮气吹扫进行脱挥处理。
[0018]进一步地，乙烯和氢气的摩尔比为(100～400)：1；乙烯和α
‑
烯烃的质量比为(10～50)：(90～50)。
[0019]进一步地，步骤S4将聚烯烃弹性体进行挤出造粒，得到聚烯烃弹性体母粒。
[0020]进一步地，α
‑
烯烃为C4～C10的直链或支链α
‑
烯烃中的至少一种。
[0021]应用本申请的技术方案，本申请提供的制备聚烯烃弹性体的装置，将α
‑
烯烃同时作为反应原料和乙烯以及氢气的溶剂，进而无需额外添加溶剂，大大减少了溶剂的使用，同时本申请提供的装置采用螺杆反应器作为聚合反应的场所，具备更强的剪切力，能够实现高粘度体系的良好混合，有效提高了聚合反应效率，降低了能耗，并且本申请还将未反应的单体通过闪蒸罐分离后进行回收利用，大大节约了能源。
[0022]此外，本申请提供的装置先通过闪蒸罐进行闪蒸处理将未反应单体蒸发出来并返回聚合反应进行回收利用，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备聚烯烃弹性体的装置，其特征在于，所述装置包括：原料供应单元，所述原料供应单元包括α
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烯烃储罐、乙烯储罐、氢气储罐和原料混合罐(101)，且所述α
‑
烯烃储罐、所述乙烯储罐和所述氢气储罐分别与所述原料混合罐(101)连接；反应单元，所述反应单元包括螺杆反应器(201)，所述螺杆反应器(201)的入口与所述原料混合罐(101)连接；纯化单元，所述纯化单元包括闪蒸罐(301)和净化罐(302)，所述闪蒸罐(301)与所述螺杆反应器(201)的出口连接；所述闪蒸罐(301)的顶部设置有气体出口，底部设置有聚烯烃熔体出口，所述气体出口与所述原料混合罐(101)连接，所述聚烯烃熔体出口与所述净化罐(302)连接。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括助剂供应单元，所述助剂供应单元包括主催化剂储罐(501)和助催化剂储罐(502)，所述主催化剂储罐(501)和所述助催化剂储罐(502)分别与所述螺杆反应器(201)连接。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述纯化单元还包括分离器(303)，所述分离器(303)设置于所述闪蒸罐(301)与所述原料混合罐(101)之间的管线上。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述净化罐(302)的顶部设置有放空口，底部设置有聚烯烃弹性体出口和氮气入口；所述纯化单元还包括氮气储罐，所述氮气入口与所述氮气储罐连接。5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括造粒单元，所述造粒单元包括挤出机(401)，所述挤出机(401)与所述净化罐(302)连接。6.一种制备聚聚烯烃弹性体的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1，将乙烯和氢气溶解在α
‑
烯烃中，得到原料混合物；步骤S2，将原料混合物在螺杆反应器(201)中进行聚合反应，得到聚烯烃反应体系；步骤S3，将聚烯烃反应体系进行闪蒸处理，得到未反应单体和聚烯烃熔体，将所述未反应单体返回所述步骤S1进行回收利用；步骤S4，将所述聚烯烃熔体进行脱挥处理，得到聚烯烃弹性体。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S2，所述聚合反应在主催化剂和助催化剂的作用下进行，所述聚合反应的压力为1.0MPa～10MPa，温度为100～200℃；优选地，所述主催化剂选自双茚基二氯化锆、双茚基二甲基锆、双环戊二烯基二甲基铪、双[2
‑
(3',5'
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二叔丁基苯基)
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茚基]二氯化锆、双(2
‑
甲基
‑
4,5
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，李磊，梁晓宇，袁炜，杨玮婧，刘辉，刘振盈，罗秉伟，申宏鹏，田敬晓，马金欣，丁将敏，
申请(专利权)人：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：