顺丁橡胶聚合生产工艺设计

baozang

生产顺丁橡胶：

- L$ k( U4 g* ?2 F7 U0 x  [% J主要原料：单体——丁二烯；溶剂——溶剂油；引发剂——环烷酸镍、三异丁基铝、三氟化硼乙醚络合物；终止剂——乙醇；防老剂——2.6-二叔丁基对甲苯酚（简称2.6.4）。
- y- u% c  w  K3 H8 P$ Y其生产原理采用溶液聚合的方法，使丁二烯、溶剂、引发剂等在连续釜式反应器中进行配位聚合，制得粘稠胶液，再通过水蒸汽凝聚、洗胶、干燥、压块等过程获得最终产品——顺丁橡胶。

⒊工艺路线的确定

6 G/ @1 S8 b" f# A⑴聚合方法的确定
根据产物结构要求从自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合等反应机理中选择出配位聚合，同时考虑配位聚合所用原料、引发剂、传热、物料输送、产物溶解、回收、操作方式等方面综合考虑选择溶液聚合实施方法。该工艺路线包括了如反应活性中心的形成过程；特殊引发剂组分的安全防护；由于溶剂的存在必然要考虑的回收、循环利用；反应的终止方式；产品防老化处理等特点。操作方式为连续操作。
/ F. |' J& U# J/ h5 r⑵单体原料路线的确定
: n0 b2 [; P' Y+ v, h8 O7 y0 f: |" [通过比较乙炔法、乙醇法、丁烷一步脱氢法、丁烯氧化脱氢法、丁烯催化脱氢法、石油高温裂解回收法等生产方法的优缺点，结合当地情况，因地制宜地选择合适的丁烯氧化脱氢制丁二烯原料路线。
⑶溶剂的选择
各种溶剂对反应原料、产物及反应所用各种引发剂的溶解能力不同。从溶解度参数、体系粘度、工程上传热与搅拌、生产能力提高、回收难易、毒性大小、来源、输送等几方面对苯、甲苯、甲苯-庚烷、溶剂油等，进行综合比较，确定选择溶剂油。
⑷引发剂的选择
* V- C( }3 i- I/ x+ `从适合顺丁橡胶生产的引发剂共性入手，如定向能力高、稳定性好、易贮存、高效、用量少、易分离及残存对产物性能无影响等，对常用的四大类型引发剂Li系、Ti系、Co系、Ni系进行比较，选择Ni系引发剂，其组份主引发剂为环烷酸镍，助引发剂为以异丁基铝，第三组分为三氟化硼•乙醚络合物。
⑸引发剂活性中心的形成方式 — 陈化方式
陈化是指为了提高引发剂活性，充分发挥各组分的作用，在聚合前事先把引发剂各组分安一定配比，在一定的条件下进行的预混合反应。国内对上述引发体系曾采用过三种陈化方式，即三元陈化、双二元陈化、稀硼单加。通过比较确定最佳方式为稀硼单加。
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⒋聚合反应机理及影响反应的因素

⑴聚合反应机理
2 l7 Y; x; y6 F丁二烯聚合反应的机理属于连锁聚合反应，遵循配位阴离子的链引发、链增长、链终止及链转移等基元反应机理。其总反应式为：
/ ^5 {1 n, c. l3 _& y. D! f2 kn CH2＝CH—CH＝CH2            [ CH2—CH＝CH—CH2]n
! w4 v5 B& M$ j2 l   
. U. H% g5 r# I: [. H6 b⑵影响反应的因素
7 F7 u% |( d0 e4 p影响聚合反应的因素主要有引发剂的陈化方式，引发剂配制浓度，引发剂用量、配比，通过几方面进行分析，最后得出比较合适配方为：
镍/丁
铝/丁
) n% s9 w; N, j6 O2 j硼/丁
. r: B: L6 ~0 d( z: L9 ]1 q4 d% S铝/硼 0.25、醇/铝=6
铝/镍=3～8

    ④单体浓度
7 X+ J8 X& ^& Y- S. S/ n提高单体浓度聚合反应速度增加，有利于提高产量。从传热、搅拌、物料输送等方面综合考虑单体浓度(丁浓)控制范围为10～15％。
⑤温度
聚合温度升高，会使反应速度加快，产物分子量下降，但过高的温度会造成大分子产生支化，影响胶的质量。因此，要严格控制。一般首釜不大于95℃，末釜不大于110℃。
* p5 t. @& ~$ i⑥杂质
体系中的杂质主要有乙腈、水分、炔烃和空气中的氧等，这些杂质主要对引发剂的活性、诱导期的长短、体系的稳定性、聚合速度产生影响，因此，要严格控制在一定指标以下。
8 k: q. O5 c2 z设计原则中还要考虑主要设备的选型。