[发明专利]一种降低溴化丁基橡胶物料单耗的方法

说明书

本发明提供了一种降低溴化丁基橡胶物料单耗的方法，在溴化丁基橡胶液与碱液中和反应中，控制碱液的添加量至所得溴化丁基橡胶胶液‑水混合物中水相的pH值为5.0～12.0；中和反应后的溴化丁基橡胶胶液‑水混合物与助剂共同依次经闪蒸罐及汽提塔处理，回收溶剂，得到胶粒‑水混合物；控制闪蒸罐的运行温度为80～120℃，压力为190～220KPa；汽提塔的运行温度为60～100℃，压力为21.3～73.3KPa；再进行脱水，将脱除的热水通入溴化丁基橡胶废水提溴装置中，部分取代或全部取代蒸汽作为热源，供提溴装置提取回收溴素。上述方法能够降低溴化丁基橡胶生产中的溶剂和溴素单耗及提溴装置中的蒸汽消耗。

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，特别涉及一种降低溴化丁基橡胶物料单耗的方法。

背景技术

丁基橡胶是异丁烯和少量异戊二烯通过阳离子聚合得到的弹性体，具有优良的气密性、抗老化性、抗腐蚀性、电绝缘性、抗剌扎性等特点，主要用于内胎、硫化胶囊、防腐衬里、电绝缘材料、防水卷材、医药制品和口香糖基料等行业。但由于丁基橡胶硫化速度慢，自粘性和互粘性差，因此溴化丁基橡胶应运而生。溴化丁基橡胶是溴和丁基橡胶发生取代反应的产物，属于丁基橡胶的改性产品；由于溴元素的加入，溴化丁基橡胶不仅保留丁基橡胶的优势，还提高了其硫化速度，提高了与其他胶种的互粘性。

目前，溴化丁基橡胶的制备方法分为干胶混炼法和溶液连续法，其中，溶液连续法是目前主要的生产方法，其主要包括以下步骤：单体聚合、氯甲烷及未反应单体回收、溶胶、溴化、中和、洗涤、溶剂回收、后处理等。具体的：异丁烯和异戊二烯单体、氯甲烷溶剂、催化剂等在聚合釜中于-100℃～-90℃之间进行聚合反应，聚合后的物料在闪蒸罐和汽提塔中将剩余未反应单体和氯甲烷脱除并回收利用，同时，得到丁基橡胶基础胶胶粒/水混合物。丁基橡胶胶粒/水混合物经脱水、溶解，得到一定浓度的丁基橡胶基础胶胶液；将该基础胶胶液与溴进行溴化反应，溴化后的胶液用NaOH水溶液中和，再经水洗、沉降脱除废盐水(即溴化丁基橡胶废盐水或称溴化丁基橡胶废水)后，得到溴化丁基橡胶液；再将所得溴化丁基橡胶液送入闪蒸罐进行溶剂闪蒸，闪蒸后得到的溴化丁基橡胶胶粒/水混合物送到汽提塔中进行汽提，其中的溶剂通过蒸发、冷凝、分离，得到回收并外送至贮罐，可重新投入溴化丁基橡生产线循环利用；汽提后得到的溴化丁基橡胶胶粒/水混合物进入后处理单元，胶粒经脱水干燥后制成橡胶产品，水送入含溴污水处理单元处理。

上述制备过程中，丁基橡胶与溴单质发生溴化反应后，生成溴化丁基橡胶的同时产生溴化氢酸性物质，经上述的NaOH水溶液中和等处理后，产生含有溴盐污水(即上述的废盐水)，该类污水中正是由于这类溴盐的存在，导致其不能直接排至污水池，需进行污水处理。

目前，降低溴化丁基溴单耗的途径主要包括提高溴利用率和溴回收。鉴于丁基橡胶的溴化反应为取代反应，在一个溴原子与高分子主链结合的同时会生成一个副产物HBr；其反应路线如下：

副产物中的溴原子，最终以溴盐的形式送入含溴盐污水处理装置。因此，在理论上，溴利用率最高为50％。为此，降低溴单耗的重点在溴回收方面。通过对含溴盐污水中的溴进行回收得到溴单质，可再重新用于溴化丁基橡胶的制备，降低生产中的溴消耗，节约生产成本。

目前国外对于溴盐污水提取的技术方法有离子交换树脂法和电渗析法；前者虽然能够提取溴，但树脂再生时需要大量的酸碱，成本较高，不利于规模化应用；后者主要用于处理冶金工业、制浆造纸工业、电镀污水、放射性污水和制药工业等产生的污水。而溴化丁基橡胶生产中产生的含溴污水中溴盐浓度较高，属于高盐含量低COD浓度的污水，上述的污水处理工艺通常难以满足排放要求。

国内主要是采用氧化剂置换的方法对含溴盐污水进行溴单质回收，具体的，有以下方式：