[发明专利]一种聚合反应装置及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合反应装置以及该聚合反应装置在异戊橡胶制备中的应用。

背景技术

工业化商品异戊橡胶与天然胶结构相似，具有优异的生胶强度和硫化胶性能，能够满足轮胎在高速、节能、安全和环保等方面发展的需求。稀土异戊橡胶生产主要是以稀土作为催化剂，采用连续溶液聚合的方式聚合得到。为了实现连续化的工业生产，聚合反应釜一般由几台反应釜串联而成，异戊二烯单体的最终转化率达到90％左右。由于异戊二烯单体在聚合过程中放热量大，异戊橡胶胶液的粘度也非常大，这就限制了异戊橡胶在生产过程中的进料单浓。所述单浓指的是异戊二烯单体和反应生成的异戊橡胶的总浓度。因为在单浓和转化率都比较高的情况下，胶液的高粘性不但加大了输送的困难性、容易产生堵塞现象，而且会因系统传热、传质、传动不均匀影响聚合效果。此外，释放出来的聚合热会迅速提高反应系统的温度，温度过高会影响橡胶的性能。而传统的夹套很难在较短的时间内撤去聚合热，因此，对橡胶的性能有重要的影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服采用现有的装置生产异戊橡胶时，存在胶液输送困难、且得到的异戊橡胶性能不佳的问题，而提供一种便于稳定生产和输送、且得到的异戊橡胶性能优异的聚合反应装置以及所述聚合反应装置的应用。

本发明提供了一种聚合反应装置，该装置包括多个相互串联的聚合反应釜，所述多个相互串联的聚合反应釜包括首釜和首釜以后的聚合反应釜，其中，该装置还包括与首釜以后的至少一个聚合反应釜相连通的溶剂补加装置。

本发明的发明人发现，通过溶剂补加装置可以向聚合反应釜补加有机溶剂，从而在异戊橡胶生产过程中形成梯度浓度，可以实现在转化率相对较低的首釜高单浓进料，在转化率较高的其它各釜补加有机溶剂逐渐降低单浓，不会导致过热现象，从而提高异戊橡胶的性能。此外，体系中胶液的粘度也能够降低，便于稳定生产和输送。

本发明还提供了上述聚合反应装置在异戊橡胶的制备中的应用。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为本发明提供的溶剂补加装置的结构示意图；

图2为本发明提供一种优选实施方式的聚合反应装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-第一单向阀；2-第二单向阀；3-计量泵；4-溶剂罐；5-首釜；6-二釜；7-三釜；8-四釜；9-第一溶剂补加装置；10-第二溶剂补加装置；11-第三溶剂补加装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

根据本发明，所述聚合反应装置包括多个相互串联的聚合反应釜，所述多个相互串联的聚合反应釜包括首釜和首釜以后的聚合反应釜，其中，该装置还包括与首釜以后的至少一个聚合反应釜相连通的溶剂补加装置。

当采用本发明的聚合反应装置进行聚合反应时，可以通过溶剂补加装置向首釜以后的至少一个聚合反应釜中补加有机溶剂，不仅能够降低由于单体转化率增加而带来的反应体系粘度的增加，还能够控制由于聚合热难以传递所带来的过热现象，从而提高了得到的异戊橡胶的品质，从而实现了本发明的目的。

需要说明的是，所述溶剂补加装置与首釜以后的至少一个聚合反应釜相连通，应该理解为，所述溶剂补加装置可以与首釜以后的任意一个聚合反应釜相连通，也可以与首釜以后的多个聚合反应釜相连通。优选情况下，所述溶剂补加装置的数量为3-5个，且所述溶剂补加装置与第二聚合反应釜(二釜)相连通；更优选情况下，所述溶剂补加装置的数量与首釜以后的聚合反应釜的数量相同，每个溶剂补加装置分别与首釜以后的聚合反应釜相连通。