[发明专利]一种制备卤化用丁基橡胶溶液的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备丁基橡胶溶液的方法，更具体地，涉及一种卤化用丁基橡胶己烷溶液的制备方法。

背景技术

卤化丁基橡胶（HIIR）在保持丁基橡胶原有性能的基础上，以硫化速度快，可以与通用弹性体共硫化，粘结性能好，具有更好的耐热性等特点使其成为生产无内胎子午线轮胎气密层的首选材料。目前卤化丁基橡胶的生产技术主要采用溶液法进行，即采用饱和烷烃（如己烷）为溶剂溶解丁基橡胶得到一定浓度的胶液，再进行卤化反应。溶液法卤化丁基橡胶的生产过程包括三个部分：（1）基础丁基橡胶的生产；（2）胶液进行卤化反应；（3）产品的凝聚干燥。不同的公司，由于生产技术水平不同，所采用的工艺过程以及工艺细节也各不相同，其中主要的差异集中在胶液制备工艺上。对于胶液制备工艺，则有水凝聚溶胶法和己烷汽提溶胶法。一般情况下，能够用于卤化反应的胶液（丁基橡胶己烷溶液），要求丁基橡胶含量为10-20wt%，且未反应单体的含量低。但现有技术达不到规定的胶液浓度，因此，必须对胶液进行后续的浓缩，才能够得到用于卤化的胶液。

水凝聚溶胶法是先通过水汽提凝聚得到胶粒水淤浆再脱水干燥然后用己烷溶胶形成胶液。采用该法制备的胶液中含水量较高，且无法彻底脱除，因此对后续的卤化反应过程影响较大，不仅导致溴利用率下降，更严重的是设备腐蚀速度过快，从而造成装置非计划停车或停产，影响产品质量和生产效率。

有文献公开了一种采用热己烷汽提丁基橡胶淤浆中未反应的单体和溶剂一氯甲烷，连续不断地生产卤化用或制备乳胶用的胶液的方法，即己烷汽提溶胶法。此法包括：将形成的丁基橡胶淤浆通入闪蒸釜，同时过热己烷以蒸气形式也通入闪蒸釜，己烷蒸气释放出足够的热量气化大部分的一氯甲烷和未反应单体，同时丁基橡胶快速地溶解在己烷中形成己烷溶液，溶解有丁基橡胶的己烷溶液进入胶液汽提塔上部，胶液向塔底流动的同时与逆流上升的己烷蒸气接触进行传质，以除去胶液中残留的不饱和单体。基本不含有烯烃单体的丁基橡胶己烷溶液从汽提塔底部排出，进入第二闪蒸釜。在第二闪蒸釜中，部分己烷蒸发使丁基橡胶溶液浓缩至规定的胶液浓度，然后浓缩后的丁基橡胶溶液用于后续的反应，如卤化反应。整个工艺设备投资高、工艺流程长。

仍需要工艺简单且能高效脱除丁基橡胶溶液中未反应单体以制备卤化用丁基橡胶溶液的方法。

发明内容

鉴于上述现有技术状况，本申请的发明人在橡胶领域和化工精馏提纯领域进行了广泛深入的研究，提供了一种工艺简单且能高效脱除丁基橡胶溶液中未反应单体，直接得到高浓度（10-20wt%）的丁基橡胶己烷溶液的方法，直接得到可用于卤化反应的丁基橡胶己烷溶液。

根据本发明的一个方面，提供了一种制备卤化用丁基橡胶溶液的方法，其包括：

步骤i.将丁基橡胶淤浆与己烷蒸汽在闪蒸釜内接触，得到含丁基橡胶的己烷溶液，

步骤ii.将步骤i中得到的丁基橡胶的己烷溶液直接通入导向筛板塔，在导向筛板塔内与己烷蒸汽逆向接触，直接得到可用于卤化的丁基橡胶己烷溶液。

在本发明所述方法的一个具体实施例中，所述步骤ii中得到的丁基橡胶己烷溶液中丁基橡胶含量为10-20wt%。在另一个具体实施中，所述步骤ii中得到的丁基橡胶的己烷溶液中未反应单体含量低于1ppm。

根据本发明所述的方法，所述步骤i中的闪蒸釜釜顶得到气相产物，其中，气相产物包括未反应单体、卤代烷稀释剂和己烷。

根据本发明所述方法的一个优选实施例，丁基橡胶淤浆通入闪蒸釜的进料部位高于己烷蒸汽的进料部位。如己烷可在闪蒸釜的下部通入，丁基橡胶淤浆在闪蒸釜的上部通入。

根据本发明所述方法的另一个优选实施例，步骤i中得到的含丁基橡胶的己烷溶液通入导向筛板塔的进料部位高于己烷蒸汽的进料部位。如己烷可在导向筛板塔的底部通入，含丁基橡胶的己烷溶液在导向筛板塔的上部通入。

根据本发明所述的方法，所述闪蒸釜的操作温度为30-70℃，操作压力为0.1-0.5MPa。所述导向筛板塔的温度为30-150℃，优选50-90℃；压力为5-500KPa，优选20-200KPa。

根据本发明提供的方法，克服了现有技术中的不足，通过闪蒸釜加导向筛板塔的组合，就可以直接得到浓度为10-20wt%的丁基橡胶己烷溶液，所述溶液可直接用于卤化反应，而无需其他的浓缩步骤，简化了生产工艺流程，降低了设备投资，降低了生产成本，提高了经济效益。

根据本发明的另外一个方面，提供了一种利用上述的方法制备卤化用丁基橡胶溶液的装置，包括：

闪蒸釜，