稀土异戊橡胶溶液聚合的绝热方法，属于用稀土催化剂进行异戊二烯溶液聚合生产异戊橡胶过程中的绝热反应技术。将异戊二烯单体和溶剂混合均匀后与稀土催化剂一同进入聚合装置进行聚合，异戊二烯单体在溶剂中浓度为９～１５％，稀土催化剂浓度为１×１０－６ｍｏｌＮｄ／ｇ异戊二烯单体～８×１０－６ｍｏｌＮｄ／ｇ异戊二烯单体，聚合胶液反应终止后加防老剂，然后经凝聚、脱水、干燥、包装后得稀土异戊橡胶产品。利用稀土催化剂催化聚合异戊二烯溶液的反应特点，在生产过程中采用绝热条件下进行聚合反应的方式，避免了在生产过程中大量使用温度控制装置，减少了能源及设备消耗，从而可以大幅度降低稀土异戊橡胶的生产成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用稀土催化剂进行异戊二烯溶液聚合生产异戊橡胶过程中的绝 热反应技术。
技术介绍
异戊橡胶即顺式1，4_聚异戊二烯橡胶，因分子结构与天然橡胶相同，故俗称“合 成天然橡胶”。在应用中，异戊橡胶可代替天然橡胶，广泛应用于轮胎、胶带、胶管、胶鞋等橡 胶加工领域，从诸多合成橡胶与天然橡胶性能比较中可以看出异戊橡胶具有许多与天然 橡胶类似的特性，如优良的弹性、耐磨性、耐热性和低温屈挠性等，其耐热性甚至超过了天 然橡胶，是合成橡胶中综合性能最好的胶种之一，产量仅次于丁苯橡胶和顺丁橡胶，位居第 三位。我国早在1964年就开始用稀土催化剂合成了顺式结构的异戊橡胶，经过40多年 的发展，在催化剂合成方面取得了一些成果，但受原料的限制和天然橡胶价格因素的影响， 长期以来稀土异戊橡胶的研究还停留在试验阶段，一直没有工业化，工程化方面的研究不^^ ο国外技术在稀土异戊橡胶聚合过程中，需要采取一系列手段进行温度控制1、采 用低温盐水或丙烯、丙烷通过聚合釜得冷却夹套导出热量；2、通过内冷却装置导出反应热； 3、聚合釜内装有螺带桨叶和刮板式搅拌器，以提高传热系数；4、外设冷凝器，将釜内蒸发的 溶剂冷凝后返回釜内，达到撤热控温的目的。以上手段虽然起到了温度控制的作用，但是这些手段提高了设备制造的费用及维 护费用，需要大量的低温循环冷却水，需要制冷系统等设施，消耗了大量的能量，增加了冷 却撤热的费用，能耗及制造成本很高。如何降低稀土异戊橡胶生产能耗，对于降低生产成 本、提升经济效益、增强企业生存能力具有着重要的意义。稀土催化剂催化聚合异戊二烯溶液聚合有以下几个特点1、异戊二烯聚合热较 低，反应放热比较缓慢；2、在聚合过程中，聚合温度可以在相对较宽的温度范围内进行，催 化剂的聚合活性和聚合物的微观结构不受影响；3、可以通过调整稀土催化剂用量的多少来 控制反应速度的快慢。正是这些特点决定了稀土异戊橡胶的生产可以通过一系列计算和试 验实现绝热聚合。绝热聚合方式是指在用稀土催化剂进行异戊二烯溶液聚合过程中，不采取冷却和 加热的方式控制聚合反应的温度。该方法通过控制聚合条件来控制聚合反应的强弱，而不 用通过加热和冷却方式来控制。绝热技术省去了以上传统聚合过程中的撤热措施，节省了 大量的能源，从而使稀土异戊橡胶的生产成本大大降低。申请号为200310110053.0申请 日为2003年11月17日公开的《中国专利》，专利技术名称稀土顺丁橡胶绝热聚合生产技术。 该专利申请通过控制稀土催化剂成分及流量的方式为绝热聚合技术在生产稀土顺丁橡胶 中的应用提供了可能。但该专利技术所述的绝热聚合技术目前依然仅处于试验阶段，并且其技 术方案中稀土催化剂的成分配比及流量控制数据仅适用于稀土顺丁橡胶的生产，并没有明显通用性，即其绝热技术方案不可直接应用于其他合成橡胶，如异戊橡胶的生产中。而目前 利用绝热技术生产稀土异戊橡胶，以降低能耗和生产成本的技术尚未见报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的能耗高、成本高的问题，提供一 种用稀土催化剂进行异戊二烯溶液聚合生产异戊橡胶过程中的绝热方法，避免了在生产过 程中大量使用温度控制装置，减少了能源及设备消耗，从而可以大幅度降低稀土异戊橡胶 的生产成本。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是该稀土异戊橡胶溶液聚合的绝热方 法，其特征在于将异戊二烯单体和溶剂混合均勻后与稀土催化剂一同进入聚合装置进行 聚合，异戊二烯单体在溶剂中浓度为9 15%，稀土催化剂浓度为lX10_6molNd/g异戊二 烯单体 8X 10_6molNd/g异戊二烯单体。聚合胶液反应终止后加防老剂，然后经凝聚、脱水、干燥、包装后得稀土异戊橡胶女口广 PFt 上述稀土催化剂是由稀土化合物、烷基铝和商化物组成的三元体系，其中，稀土化合物为稀土羧酸盐或稀土酸性磷酸盐，稀土羧酸盐具体为新癸酸钕、 环烷酸钕或异辛酸钕，稀土酸性磷酸盐具体为Nd (P204) 3或Nd (P507) 3 ；上述烷基铝化合物为三异丁基铝、二异丁基氢化铝或二乙基氢化铝；上述卤化物为一氯二异丁基铝、一氯二乙基铝、倍半乙基铝、叔丁基氯、苄基氯或氯气ο稀土催化剂包括新癸酸钕、二异丁基氢化铝和一氯二异丁基铝，新癸酸钕二异 丁基氢化铝一氯二异丁基铝摩尔比为1 16 24 2. 3 2. 8，稀土催化剂浓度为 3X 10_6molNd/g异戊二烯单体 5 X 10_6molNd/g异戊二烯单体。稀土催化剂包括环烷酸钕、三异丁基铝和一氯二异丁基铝，环烷酸钕三异丁基 铝一氯二异丁基铝摩尔比为1 27 30 3.0，稀土催化剂浓度为3X10_6molNd/g异 戊二烯单体 6X 10_6molNd/g异戊二烯单体。稀土催化剂包括Nd(P2tl4)3、氢化二异丁基铝和倍半铝，Nd(P204) 3 氢化二异丁基 铝倍半铝摩尔比1 9 2.3，稀土催化剂浓度为2.8\10-6!1101而/^异戊二烯单体。聚合装置为单聚合釜间歇式聚合装置或多聚合釜串联连续式聚合装置，聚合装置 采用碳钢材质，无内衬和夹套，外部不采取保温措施，无加热和冷却设施。溶剂为饱和脂肪族化合物戊烷、己烷或庚烷，异戊二烯单体采用纯度为99. 3% 以上的聚合级异戊二烯，异戊二烯单体和溶剂按流量比2 2. 5 15 16加入聚合釜混合 O异戊二烯单体、溶剂和稀土催化剂的进料温度为常温0°C 35°C。与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果 是利用稀土催化剂催化聚合异戊二烯溶液的反应特点，在生产过程中采用绝热条件下进 行聚合反应的方式，避免了在生产过程中大量使用温度控制装置，减少了能源及设备消耗， 从而可以大幅度降低稀土异戊橡胶的生产成本。具体实施例方式实施例1 聚合装置采用连续聚合装置，聚合釜体积为12m3，为7釜串联。异戊二烯单体流量 为2. 5m3/h,己烷流量为16. 0m3/h，稀土催化剂为新癸酸钕氢化二异丁基铝一氯二异丁 基铝摩尔比1 18 2. 8的比例在催化剂配置釜内配制并陈化后进入首釜，稀土催化剂浓 度为4X 10_6molNd/g异戊二烯单体，稀土催化剂的己烷溶液流量为0. 6m3/h，进料温度为常 温 18 0C ο连续聚合24小时后，聚合工艺趋于稳定，1-7号各釜温度分别为34°C、56°C、 70°C、77°C、81°C、80°C、78°C。胶液经终止后加防老剂，然后经凝聚、脱水、干燥、包装后得稀土异戊橡胶产品。产 量为1. 7吨/小时。经测试，所得稀土异戊橡胶的门尼粘度为72狐1+41(^)，产品各项指标合格。实施例2 聚合装置采用连续聚合装置，聚合釜体积为12m3，为6釜串联。异戊二烯单体流 量为2m3/h，己烷流量为15m3/h，稀土催化剂为新癸酸钕氢化二异丁基铝一氯二异丁基 铝摩尔比1 18 2. 8的比例在催化剂配置釜内配制并陈化后进入首釜，稀土催化剂浓度 为4X 10_6molNd/g异戊二烯单体，稀土催化剂的己烷溶液流量为0. 6m3/h，进料温度为常温 10°C。连续聚合24小时后，聚合工艺趋于稳定，1-6号各釜温度分别为28°C、52°C、 67°C、77°C、77°C、76°C。胶液经终止后加防老剂，然后经凝聚、脱水、干燥、包装后得稀土异戊橡胶产本文档来自技高网...
【技术保护点】
稀土异戊橡胶溶液聚合的绝热方法，其特征在于：将异戊二烯单体和溶剂混合均匀后与稀土催化剂一同进入聚合装置进行聚合，异戊二烯单体在溶剂中浓度为９～１５％，稀土催化剂浓度为１×１０↑［－６］ｍｏｌＮｄ／ｇ异戊二烯单体～８×１０↑［－６］ｍｏｌＮｄ／ｇ异戊二烯单体，聚合胶液反应终止后加防老剂，然后经凝聚、脱水、干燥、包装后得稀土异戊橡胶产品， 上述稀土催化剂是由稀土化合物、烷基铝和卤化物组成的三元体系， 其中，稀土化合物为稀土羧酸盐或稀土酸性磷酸盐，稀土羧酸盐具体为新癸酸钕、环烷酸钕或异辛酸钕，稀土酸性磷酸盐具体为Ｎｄ（Ｐ↓［２０４］）↓［３］或Ｎｄ（Ｐ↓［５０７］）↓［３］； 上述烷基铝化合物为三异丁基铝、二异丁基氢化铝或二乙基氢化铝； 上述卤化物为一氯二异丁基铝、一氯二乙基铝、倍半乙基铝、叔丁基氯、苄基氯或氯气。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：崔广军，姜东成，
申请(专利权)人：淄博鲁华泓锦化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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