[发明专利]异戊橡胶制备方法及其聚合系统和催化剂进料装置

说明书

一种异戊橡胶制备方法及其聚合系统和催化剂进料装置，该方法包括如下步骤：原材料预备，在串联的多个聚合反应釜中加入有机溶剂和异戊二烯单体，聚合的所述异戊二烯单体浓度为8g～14g单体/100mL溶剂；加工工艺参数设置，设定所述多个聚合反应釜聚合温度及聚合压力；催化剂加入，至少在所述第一聚合反应釜中通过催化剂进料装置加入催化剂和溶剂；异戊橡胶生成，所述异戊二烯单体在所述催化剂作用下在所述第一聚合反应釜和其他聚合反应釜中进行聚合反应，并在最后一个聚合反应釜中得到反应产物异戊橡胶。本发明还公开了上述异戊橡胶制备方法的异戊橡胶聚合系统及其催化剂进料装置。

技术领域

本发明涉及一种合成橡胶装置，特别是一种异戊橡胶制备方法及其聚合系统和催化剂进料装置。

背景技术

合成顺式-1，4-聚异戊二烯是异戊橡胶(cis-1，4-polyisoprene rubber)的全称，是由异戊二烯制得的高顺式(顺-1，4含量为92％～97％)合成橡胶，因其结构和性能与天然橡胶近似，故又称合成天然橡胶，与天然橡胶相比，异戊橡胶具有质量均一、纯度高、塑炼时间短、混炼加工简便、颜色浅、膨胀和收缩小、流动性好的优点，它能替代天然橡胶，广泛用于轮胎、胶带、胶管、胶鞋等众多橡胶加工领域。随着汽车工业的飞速发展，中国已经成为世界第一大天然橡胶消费和进口国，但是国内天然橡胶的自给率不足1/3，对进口天然橡胶的依存度已经超过70％，并且天然橡胶资源呈紧缺态势，已经成为制约我国橡胶工业、汽车工业乃至整个国民经济发展的重要资源之一，急需替代产品推向市场。异戊橡胶是天然橡胶理想的替代品，因此，开发异戊橡胶生产技术是解决天然橡胶资源紧缺的有效途径。

目前异戊橡胶工业生产通常采用连续溶液聚合的方式，按照催化剂体系不同，可分为锂系、钛系和稀土系，溶液聚合反应属于放热反应，随着聚合反应的进行反应物料的粘度越来越大，到聚合反应后期时反应物料为高粘度体系，工业上为了解决该体系撤热困难的问题，多采用多釜串联进行聚合反应，加大传热面积，一般采用3～4台聚合反应釜串联，根据异戊二烯聚合反应的特点，聚合反应釜第一聚合反应釜由于聚合反应时间较短和轴向返混的问题，会产生低分子量、低门尼粘度、高粘性的胶液附着在第一聚合反应釜釜壁及第一聚合反应釜到第二反应釜的输胶管线上，这些低门尼粘度、高粘性的胶液随着时间延长会变成高门尼粘度胶层，影响第一反应釜热量传递，特别是第一聚合反应釜到第二反应釜的输胶管线上的胶层，严重影响了开车周期，此外，工业上为了解决高粘聚合体系撤热和输送问题，经常在第一聚合反应釜以后各釜补加冷溶剂，这也会进一步造成第一聚合反应釜单体浓度高，催化剂加入量相对大，更容易造成第一聚合反应釜产生低分子量、低门尼粘度和高粘性的胶液，附着在第一聚合反应釜的釜壁及第一聚合反应釜与第第二聚合反应釜输胶管线上。如何解决第一聚合反应釜大量产生低分子量、低门尼粘度和高粘性胶液问题，解决第一聚合反应釜的釜壁、第一聚合反应釜到第二反应釜的输胶管线上挂胶问题，是保证生产装置长周期平稳运行和产品质量的关键技术。

申请号为“200520022805”，名称为“顺丁橡胶聚合反应釜”的中国实用新型专利公开了一种顺丁橡胶聚合反应釜，包括釜体，釜体的顶部设有搅拌装置，搅拌装置包括向下垂直穿进釜体内中部的搅拌轴，位于所述釜体内的所述搅拌轴自上而下分别设有多个搅拌桨，每个搅拌桨外侧面与釜体的内侧壁相配合，上下相邻的搅拌桨彼此交错排列，所述釜体的底部设有底搅拌装置，底搅拌装置包括向上穿垂直进釜体内下部的下搅拌轴，下搅拌轴的顶端安装有底搅拌桨。其目的在于提供一种可使聚合反应的温度分布更趋合理，有良好的径向混合效果，可提高产品的平均分子质量，降低支化度和微凝胶含量的顺丁橡胶聚合反应釜。

申请号为“200520070285”，名称为“橡胶聚合反应釜的搅拌结构”的中国实用新型公开了一种橡胶聚合反应釜的搅拌结构，它主要由电机、减速机、转轴和搅拌桨组成，其特征在于电机与减速机安装在橡胶聚合反应釜的下方，减速机与转轴联接，转轴穿过聚合反应釜底部进入釜腔，转轴末端安装有搅拌桨。该结构搅拌平稳性较好，维护检修不需要很大的空间，降低了橡胶聚合反应釜的制造安装成本。