[发明专利]一种聚二烯烃釜内合金的工业化生产方法及其装置

说明书

本发明涉及一种反式‑1,4‑聚丁二烯/丁二烯‑异戊二烯共聚物/反式‑1,4‑聚异戊二烯釜内合金的工业化生产方法及装置。该生产方法一为间歇法，丁二烯均聚合后，将预定量丁二烯和异戊二烯送至聚合装置，进行共聚合得到组成梯度分布的共聚物，然后再进行异戊二烯的均聚合。该生产方法一为连续法法，在连续聚合装置中，丁二烯均聚合后，丁二烯和异戊二烯固定摩尔比进行共聚合，得到组成均匀分布的共聚物，然后再进行异戊二烯的均聚合。该生产装置包括前处理系统、聚合系统和后处理系统。通过该生产方法及装置，实现聚二烯烃釜内合金的工业化生产。

技术领域

本发明涉及石油化工的制备技术领域，具体涉及的是一种聚二烯烃釜内合金的工业化生产方法以及实施该方法的工程化系统和装置。

背景技术

反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)是由异戊二烯单体和丁二烯单体共聚合生成的新一代橡胶材料，与普通天然橡胶相比，这种材料的最大特点是具有优异的耐屈挠疲劳性能，低的滚动阻力，压缩生热低，耐磨性好，是制造高性能节能环保轮胎的优异材料。其优异的动态性能、耐疲劳性能和低生热性能，在各种减震橡胶材料上也将有光明的前途。专利(US 5100965、WO 9723521、US 4020115、US5844044、UK 2029426)公开了高反式结构的丁二烯-异戊二烯共聚物的优异的物理力学性能，特别是耐疲劳性和耐裂口增长性能优异，是发展高性能轮胎的理想胶料。

中国发明专利ZL 201210138621.7和200910174494.4分别公开了一种反式-1,4-结构的丁二烯-异戊二烯共聚橡胶和复合橡胶。共聚橡胶中，反式结构含量大于90％，共聚物中丁二烯和异戊二烯的组成分别为0.5-80％和20-99.5％可以调节共聚单体组成控制。同时，其两种单体的微观结构序列分布可以是梯度分布或均匀分布的。该专利未涉及工业化的生产流程和生产装置，无法实现工业化生产。同时该专利也未涉及解决聚合物的后处理、助剂体系添加及挤出造粒问题。而传统橡胶的后处理凝聚过程会产生大量的废水，同时能耗也非常高。利用共聚合中异戊二烯与丁二烯竟聚率的差异，可以采用两次投料法或一次投料法合成反式-1，4-结构的聚二烯烃复合橡胶。该合成方法中采用本体法或溶液法，其单体转化率均受到聚合方法的限制，不能太高。同时，该方法得到的聚合物中没有丁二烯均聚物，即高反式-聚丁二烯TPB，使得该复合橡胶的力学性能不能满足高强度使用需求。

中国发明专利201610173038.8公开了反式丁戊共聚橡胶的工业化生产方法，但并未涉及丁二烯均聚合和异戊二烯共聚合的系统和装置，也没有涉及到丁二烯回收时的真空装置和处理条件等。中国发明专利201710913932.9公开了TBIR的溶液法工业化装置。

为了克服和解决上述提及的问题，即以上专利所公开的聚合物，均为异戊二烯与丁二烯的共聚物或聚异戊二烯和丁二烯-异戊二烯的共聚物，而没有反式-1,4-聚丁二烯TPB结构。同时，没有对工业化方法和装置进行报道。本专利申请一种反式-1,4-聚丁二烯/丁二烯-异戊二烯共聚物/反式-1,4-聚异戊二烯釜内合金的工业化生产方法及实施该方法的装置。

发明内容

鉴于以上，本发明的主要目的之一是提供一种聚二烯烃釜内合金的工业化生产方法。本发明的主要目的之二是提供实施上述聚二烯烃釜内合金的工业化生产方法的工业系统装置。

本发明的第一个目的，提供了一种聚二烯烃釜内合金的工业化生产方法，该方法包括以下步骤：

(1)生产装置采用真空处理及氮气充分置换后，再采用丁二烯单体进行进一步置换处理；

(2)精制后的丁二烯单体按照预定剂量经过换热器通入聚合反应器，助催化剂和给电子体按照预定剂量经过计量泵注入到聚合反应器；开启搅拌混合均匀；将聚合反应器升温至预定温度后，经过计量装置按照预定量注入主催化剂和氢气；调整搅拌转速，开始聚合反应；