[发明专利]一种乙丙橡胶生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及化工生产工艺技术领域，具体涉及一种乙丙橡胶生产工艺。 

背景技术

石油炼制和石油化工生产过程中会副产大量烃类，对其进行综合利用是提高企业经济效益的必要手段。丙烯是源于石油、煤、天然气的重要基础有机化工原料，我国2012年的丙烯产能为1800万吨/年，产量1500万吨，其中约75％用于生产聚丙烯，基于丙烯原料的有机化工产业明显低于全球平均水平。 

乙丙橡胶，统称乙丙弹性体，是全球消费量仅次于丁苯橡胶和顺丁橡胶的第三大合成橡胶。随着乙丙弹性体新品种不断出现和应用领域的不断拓展，与其他合成橡胶品种相比，乙丙弹性体是需求增长最快的胶种。近年来，中国市场始终保持高速持续增长，是世界乙丙弹性体消费增长最快的国家，供需矛盾始终比较尖锐，提高乙丙弹性体的生产对国家市场与经济具有重要的意义。乙丙橡胶生产条件应该尽量的温和，避免高温高压的条件，减少生产过程的不必要的能量散失，同时大幅度的降低工厂生产过程的生产风险，使生产的过程更加的安全、节能、环保，使工厂的生产更稳定。 

目前，以钒系催化体系生产的乙丙橡胶工艺，一律需要脱除催化剂，并且有含钒废渣或含钒废水的排放。同时溶剂需回收精制，生产流程长，设备多，建设投资及操作成本较高。但现有的茂系催化体系的乙丙橡胶生产工艺不能很好地控制聚合温度，且助催化剂用量过高。 

现有技术中采用不同相态的生产工艺及技术存在的缺陷如下： 

①气相法：乙丙橡胶产量低，反应剧烈，压力变化大。温度不好控制，但分子量分布较为稳定。脱灰，脱催化剂工序繁琐。 

②溶液法：乙丙橡胶产量较气相法较高，需要脱单体，脱灰，脱催化剂工序繁琐，需要大量的水对橡胶进行清洗，且精致溶剂工段能耗非常高，干燥胶品 的能耗高。生产体系中引入水分，而水分对催化剂有毒害，同时易往胶品中引入更多杂质，影响胶品质量。 

③悬浮法：得到的胶品质量不均一，反应的条件苛刻，脱单体能耗高，脱灰，脱催化剂工序繁琐，需要大量的水对橡胶进行清洗。干燥胶品的能耗高，生产体系中引入水分，水分对催化剂有毒害，同时易往胶品中引入更多杂质，影响胶品质量。 

根据以上现有技术存在的技术缺陷，更优的生产工艺需要人们来研究。 

发明内容

本发明提供一种催化效果好、产率高、生产成本低的乙丙橡胶生产工艺。 

一种乙丙橡胶生产工艺，该技术方案包括以下工艺步骤： 

(1)进料工段 

乙烯以气相进料，丙烯以液相进料。己烷作为溶剂与催化剂混合完全后，由反应器上部进入反应器内，使其混合均匀，避免出现局部催化剂过浓的情况。将气相乙烯、液相丙烯及第三单体(乙叉降冰片烯)加入混合器，使物料进入反应器前初步混合，稀释成溶液以免双烯在溶剂中分布不均匀，发生局部过浓现象。 

(2)聚合反应工段 

反应采取了五个反应釜进行串联操作，仅第一级反应釜添加溶剂，第二、三级反应釜补加进料与催化剂，分级进料主要是为调整反映相内的浓度分布、温度分布和反应浓度分布而进行的，由此保证聚合反应维持适宜的停留时间，同时，各级反应均衡，可有效地控制移出反应热，从而使反应相内温度分布均一，从而得到具有预定要求质量指标的共聚物。 

选择反应温度范围为40～50℃，反应压力为7bar，聚合时间10-15min，反 应过程为非均相体系。气相的乙烯与沸腾的丙烯反应，同时生成的产品不断地溶解于己烷中，在液相己烷中也有部分的反应发生。反应釜的上部留有丙烯气化的空间。 

(3)单体脱除工段 

利用聚合反应工段所提供的压力进行两次闪蒸，分别为高压闪蒸和低压闪蒸。通过闪蒸可将未反应的单体脱离出来，又可将部分己烷溶剂闪蒸出来，减小溶剂回收工段的塔的能量负荷。 

(4)产品的获取 

在步骤3中脱除单体的溶有乙丙橡胶产品的溶剂中，加入正丁醇(或γ-丁内酯)，正丁醇与溶剂己烷质量比为2.57∶1(γ-丁内酯与己烷质量比为1.5∶1)，改变溶剂的极性，使乙丙橡胶从溶剂中析出，然后使用螺杆挤出器将乙丙橡胶挤出，得到产品。 

(5)溶剂回收工段 

在步骤4中脱除产品的混合溶剂经过预热后进入精馏塔中进行分离，将分离后高纯度的己烷打回反应釜继续作为溶剂循环使用。而塔底的正丁醇(或γ-丁内酯)在经过预热闪蒸罐进料与精馏塔的进料降温后，循环回产品回收工段，继续使用。 

所述催化剂、单体、溶剂分别为茂金属催化剂、乙烯和丙烯、正己烷。