乳聚丁苯橡胶装置生产工艺的优化.doc

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技术交流
乳聚丁苯橡胶装置生产工艺的优化
王东亮1,金朝晖2
730060)
(1.中国石油兰州石化公司合成橡胶厂,甘肃兰州730060;2.中国石油兰州石化公司研究院,甘肃兰州
摘:总结了近年来兰州石化公司合成橡胶厂丁苯橡胶装置技术进步的情况。对乳化剂歧化松要香酸钾皂中的“有效皂”成分实施有效监控,可使工艺更加平稳;适当提高脂肪酸皂的用量并使其与歧化松香酸钾皂保持合理的配比,可提高聚合效率并有利于产物的300%定伸应力。用乙二胺四乙酸铁钠
盐替代硫酸亚铁体系作引发剂应是今后的趋势,聚合系统pH值的控制范围亦为11.2±2。采用控制0.各个聚合釜温度或几台釜组合调节温度的方法可较好地控制转化率,而通过调节单体加料量则可以控制反应时间,从而优化工艺控制。将闪蒸槽用湿润蒸汽加热,并对脱气系统实行加热梯度控制以及增加关键部位的阻聚剂用量,都能使装置的运行周期得以极大地延长。关键词:丁苯橡胶;生产装置;配方;工艺优化
中国石油兰州石化分公司合成橡胶厂丁苯橡胶装置是国内最早的一套工业生产装置,该装置规模虽小,但在能耗、物耗等方面却保持着相对较好的水平,这完全是以技术进步、丰富的生产实践
经验为基础,不断优化工艺、提高生产率的结果。笔者从聚合配方和工艺控制等方面入手,对近两年该装置的技术进步加以总结,以期能对我国乳聚丁苯橡胶的工业生产有所裨益。
1工艺配方的优化
1.1乳化剂
1.1.1歧化松香酸钾皂
近几年对工业生产中使用的歧化松香酸钾皂(简称皂化液)中的有效皂成分进行了跟踪试验。传统聚合配方中歧化松香酸钾皂的加入量是以皂化液中的固体物质来表征的,而皂化液是混合物,一般歧化松香酸质量分数约为90%,其它物质质量分数占10%左右,包括碱、松节油等,这些杂质不起乳化剂作用。当皂化液质量波动比较大、杂质多时就会影响聚合,因此用皂化液中的固体物
收稿日期:2003204225作者简介:王东亮(1967-),男,河南商丘人,工程师,主要从事合成橡胶的生产工作。联系电话:[phone]。
中图分类号:TQ333.1文献标识码:A文章编号:100523174(2003)0520035204
w(有效皂)
质来表征乳化剂并计算加入量,有时会有所偏差。也曾对皂化液中的去氢枞酸和枞酸进行过分析,但这只反映皂化液中共轭双键的情况,并且未用于配方计算。在实际生产过程中,笔者引入了“有效皂”这一概念,就是对皂化液中的歧化松香酸钾皂进行检测(方法是用盐酸还原歧化松香酸,根据盐酸消耗量计算出相对的歧化松香酸量),用以指导工业生产,其小试聚合结果见表1。
单体转化率/%表1不同有效成份的歧化松香酸钾皂聚合结果1)
/%
2.0h19.0
87.9092.3497.56
20.6020.90
聚合配方为乳液丁苯橡胶聚合标准配方。1)
从表1可以看出,有效皂含量高时聚合前期
的速率快,这与聚合理论相符。在工业生产过程中,由于影响聚合的因素比较复杂,当有效皂含量偏差不大时,采用其它手段调节聚合会更直接便利一些,只有当有效皂含量偏差大于5%时,才对聚合配方中的歧化松香酸钾皂进行调整。例如
2002年12月的一次生产中有效皂质量分数为91.38%,单体加料量降至6.00t/h,后将皂化液
弹性体,2003210225,13(5):35～38
4.0h6.0h7.5h29.7031.4031.5041.4042.9047.0054.6061.3061.30
CHINAELASTOMERICS
质量分数提高了2%,加料量提高到7.00t/h。经
??36
弹性体
第13卷
过近两年的探索实践,工业生产中皂化液的影响大为减小。在标准配方下单体加料量的波动从±8%降到±4%。0.0.1.1.2脂肪酸皂由于一方面脂肪酸皂的价格已从过去高于歧化松香酸钾皂到现在基本接近,甚至低于其价格,另一方面脂肪酸皂用量增加可使聚合速率加快,同时改善聚合物粒径,所以近年来各乳聚丁苯橡胶生产厂脂肪酸皂的用量不断增加。但若单以脂肪酸皂作为乳化剂,其体系在低温下容易析出,且有生成粘稠状无理性凝胶的倾向,因此,在使用脂肪酸皂时应使其与歧化松香酸钾皂达到一个合理的配比。小试结果表明,当脂肪酸皂与歧化松香酸钾皂的质量比为0∶,1∶,1∶,2∶时,单体转1843化率分别为每小时5.24%,5.80%,6.12%,
6.64%。
从表2可以看出,脂肪酸皂用量增加不仅提高了生产率,同时产物的25min300%定伸应力也有提高,这可以用分子结构进行解释。脂肪酸皂用量大时聚合过程中形成的胶束多,胶束多时每个胶束可分配的自由基少,链终止的几率(或称速率)减小,应导致相对分子质量增加,使硫化曲线前移,从而使产物的25mi