[实用新型]一种基于LCST的连续溶液聚合装置

说明书

本实用新型公开了一种基于LCST的连续溶液聚合装置，包括有：原料储罐(1)，用于储存反应原料；超临界流体储罐(2)，用于储存超临界流体；反应器(3)，其第一物料入口连通所述原料储罐(1)的物料出口，用于供反应原料进行聚合反应生成包含溶剂、聚合物和单体的聚合物溶液；以及液液分离罐(4)，其第一物料入口连通所述反应器(3)的物料出口，第二物料入口连通所述超临界流体储罐(2)的物料出口，用于将聚合物溶液分离为富含聚合物的密相和富含溶剂的稀相。与现有技术相比，本实用新型的连续溶液聚合装置能够在较低温度下对聚合物溶液进行液液分离。

技术领域

本实用新型涉及溶液聚合技术领域，具体指一种基于LCST的连续溶液聚合装置。

背景技术

溶液聚合是高分子合成过程中一种重要的合成方法，生成的聚合物能溶解于溶剂中，则产物是溶液，也称均相溶液聚合，反应一般是2.0～4.0MPa压力下进行，温度约90～200℃左右，反应完成后，聚合物和溶液的分离技术(也叫脱挥单元)往往决定了整个工艺的能耗，从常识来说，机械分离的能耗往往远小于加入热量分离的能耗，但机械分离要求体系能自然分相，但往往体系都是均相，因此人们通常可以想到的方案是将聚合物溶液加热蒸发，使得溶液聚合物进行分离，当然这个过程中也有许多的难点，例如需要将压力降至低压(0.1～0.5MPa左右)，并且需要提供足够的热量等其他问题，然而对所有聚合物溶液全部进行蒸发，能耗也是相当大的，另外，大量的蒸发汽体还要回到溶剂回收等单元去回收，也使的后续精馏回收单元能耗也变得非常的大。

因此人们也不断的对聚合物和溶液的分离技术进行探索和研究，有工艺采用液液分离的方法对聚合物溶液进行分离。聚合物溶液能够表现出低临界溶解温度(LowerCritical Solution Temperature，以下简称为LCST)现象，又称为最低共溶温度。均相聚合物溶液，随着温度的升高，到某个温度点后，均匀相态消失，形成两个液相，称为贫相和密相，密相中含绝大部分的聚合物，贫相中含微量聚合物。该相分离温度通常远高于反应温度，因此要使上述聚合物液液分离，需要将反应出料先进行加热，然后利用LCST原理进行相分离。如专利申请号为CN201680032503.4(公布号为CN107614541A)的发明专利《连续溶液聚合方法》公开了一种用于连续溶液聚合的方法，该方法可包括在聚合反应器中在溶剂的存在下聚合一种或多种单体和共聚单体以产生聚合物溶液；以在线方式确定离开所述聚合反应器的所述聚合物溶液的组成；确定临界压力或临界温度中至少之一；比较所述临界压力和/或临界温度与所述聚合物溶液的实际温度和所述聚合物溶液的实际压力；加热或冷却所述聚合物溶液至所述临界温度的50℃以内的温度；和使所述聚合物溶液通过泄压阀进入液-液分离器,其中使所述聚合物溶液的压力降低或升高到所述临界压力的50psig以内的压力以引发所述聚合物溶液分离成两个液相。

对于上述分离方法来说，尽管和加热蒸发比，能耗相对节省些，但是将均相聚合物溶液加热至相分离温度，仍然需要大量的能耗，另外，行业内，液相聚合反应通常采用正己烷作为溶剂，而正己烷的临界温度为234℃，共聚单体1-辛烯的临界温度为294℃，而反应最佳温度一般在130℃左右，体系的临界温度是远高于反应温度的，该专利后续也提到了需要加热才能达到临界温度50℃以内，而且该方法需要将温度维持在较高的范围，而聚合反应催化剂的反应活性随着温度升高急剧增加，因此，在液液分离罐中仍然会进行反应，使得在液液分离罐里存在聚合甚至爆聚的可能性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能够在等于或稍低于聚合反应温度下对聚合物溶液进行液液分离的基于LCST的连续溶液聚合装置，该连续溶液聚合装置无需设置额外的升温装置对聚合物溶液进行升温。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于LCST的连续溶液聚合装置，其特征在于包括有：

原料储罐，用于储存反应原料；

超临界流体储罐，用于储存超临界流体；