一种聚合物间歇加氢方法和系统技术方案

本发明专利技术属于聚合物间歇氢化方法，具体涉及一种聚合物间歇加氢方法，将聚合物胶液分成N份；将起始份的聚合物胶液、起始的非均相催化剂置于加氢反应釜内进行加氢处理，加氢完成后将反应胶液液流和有机溶剂液流混合后进行错流过滤分离，收集得到加氢胶液，并在有机溶剂的液流携带下将错流过滤截留的非均相催化剂闭路循环至加氢反应釜内用于下一份聚合物胶液的加氢处理。本发明专利技术还涉及所述的间歇氢化系统。本发明专利技术所述的方法能够实现催化剂的良好回用，且具有优异的间歇催化稳定性。且具有优异的间歇催化稳定性。且具有优异的间歇催化稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物间歇加氢方法和系统


[0001]本专利技术属于聚合物制备领域，具体涉及聚合物加氢领域。

技术介绍

[0002]环状烯烃嵌段聚合物常用的加氢方法有过渡金属负载二氧化硅等载体的非均相催化体系和ziegler型镍/铝均相催化体系，其中均相催化体系由于其工艺简单，催化活性高，被广泛应用于苯乙烯
‑
共轭二烯共聚物的氢化。目前对于均相催化体系的研究大部分集中于催化剂的制备研究，如美国专利US3625927、中国专利CN102580774A，普遍存在催化剂成本高、加氢效率低、金属离子脱除困难等问题。而非均相负载催化剂常用的固定床加氢工艺，工艺路线复杂，成本较高，高粘度的聚合物胶液容易在装载催化剂表面残留并形成胶膜，大幅减少了聚合物分子与催化剂的接触面积，传质效果差，加氢效率低。
[0003]现有技术中涉及一些聚合物涉及一些连续以及间歇的非均相催化加氢方法，但现有的方法的非均相催化剂难于有效回用，且回用的非均相催化剂的催化活性并不理想。

技术实现思路

[0004]针对现有非均相催化加氢的催化剂难以回用、且回用的催化稳定性不理想的问题，本专利技术第一目的在于，提供一种聚合物间歇加氢方法，旨在实现催化剂的闭路循环，改善回用的催化剂的催化活性稳定性。
[0005]本专利技术第二目的在于，提供一种实施所述方法的能够实现催化剂闭路高效、高活性循环回用的聚合物加氢系统。
[0006]现有的聚合物加氢工艺的催化剂难于实现高效回用，且回用的催化剂的催化活性存在较大的衰减，催化稳定性不理想，针对该技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]一种聚合物间歇加氢方法，将聚合物胶液分成N份；将起始份的聚合物胶液、起始的非均相催化剂置于加氢反应釜内进行加氢处理，加氢完成后将反应胶液液流和有机溶剂液流混合后进行错流分离，收集得到加氢胶液，并在有机溶剂的液流携带下将错流过滤截留的非均相催化剂闭路循环至加氢反应釜内用于下一份聚合物胶液的加氢处理；
[0008]将剩余份的聚合物胶液分次进行所述的加氢、错流分离和非均相催化剂的闭路循环处理，收集各批次的加氢胶液；
[0009]所述的聚合物为含有烯烃、芳香环的聚合物；第一份聚合物胶液加氢过程在加氢反应釜内添加有非均相催化剂；
[0010]各段错流分离过程中，错流过滤器的输入口和输出口的液流压差为0.5～1MPa。
[0011]本专利技术创新地提供了一种通过错流分离实现催化剂闭路循环回用的处理思路，并进一步发现，在所述的错流分离闭路回用思路基础上，进一步配合有机溶剂伴流、错流液差工艺的联合控制，能够意外地实现协同，能够改善催化剂闭路循环效果，改善回用的催化剂的催化稳定性，改善产物的收率和加氢效率。
[0012]本专利技术技术方案，可以根据制备需要以及制备设备，将聚合物胶液分成N个批次
(份)。例如，所述的N大于或等于2，优选为3
‑
20的整数。
[0013]本专利技术中，将起始份的聚合物胶液和起始的催化剂至于反应釜内进行加氢处理。随后将加氢胶液和有机溶剂伴流进行错流分离处理，收集其中的加氢胶液，并在有机溶剂的伴流作用下将错流截留的催化剂闭路循环至加氢反应釜中。催化剂闭路循环后再添加第二份的加氢胶液，在回用的催化剂作用下进行催化加氢，随后进行后续的错流处理
‑
催化剂回用处理，各份分别进行所述的加氢、错流分离和催化剂闭路循环处理，收集各份的加氢胶液，完成间歇加氢处理。
[0014]本专利技术中，所述的技术方案理论上可以应用于任意需要加氢的聚合物，例如，可以用于比较常见的含有烯烃、芳香环的聚合物的烯烃加氢以及芳香环的加氢等。
[0015]例如，本专利技术所述的聚合物是由含苯环的单体与共轭二烯单体通过阴离子聚合制得无规或嵌段共聚物；
[0016]优选地，所述的含苯环的单体为苯乙烯及其衍生物；
[0017]优选地，所述共轭二烯包括1,3
‑
丁二烯、异戊二烯、间戊二烯、甲基戊二烯中至少一种。
[0018]本专利技术中，第一加氢阶段添加有非均相的催化剂(本专利技术也简称为催化剂)。后续原料加氢阶段，可无需向循环的体系中补加催化剂。
[0019]所述的非均相催化剂包括载体以及复合在载体中的活性金属；所述的活性金属为铂、钯、铑、钌、錸、镍、钴或其他VIII族金属，更优选为镍、钴、钌；
[0020]优选地，载体为二氧化硅、氧化铝、硅藻土、硅胶、活性炭，更优选为二氧化硅、氧化铝中的至少一种；
[0021]优选地，非均相催化剂粒径大小为50
‑
2000目，更优选为80
‑
500目。
[0022]优选地，非均相催化剂为二氧化硅负载镍、氧化铝负载镍、二氧化硅负载钴、二氧化硅负载钴中的至少一种。研究发现，优选的催化剂配合本专利技术所述的错流闭路回用工艺以及参数，能够实现协同，能够意外地带来更优的回用催化稳定性，能够带来了意料不到的效果。
[0023]本专利技术中，起始份聚合物胶液加氢阶段，添加的非均相催化剂用量为0.01
‑
10％(相对于干胶的质量分数)，优选为0.1
‑
3％。
[0024]本专利技术技术方案中，得益于所述的错流闭路回用、有机溶剂伴流、液差等工艺的联合，能够实现协同，可以实现催化剂的量以及催化活性近乎无损的回用，如此可以在后续的各段处理工艺下，无需额外补加催化剂。
[0025]作为优选，所述加氢温度为150
‑
250℃，更优选为180
‑
230℃。
[0026]作为优选，加氢过程的氢气压力为2
‑
10MPa，更优选为4
‑
7MPa。
[0027]作为优选，加氢阶段，聚合基础胶液单浓为3
‑
15％，优选为5
‑
10％。
[0028]作为优选，加氢反应时间为0.5
‑
1h。
[0029]本专利技术中，在有机溶剂伴流下进行错流处理，进一步配合有机溶剂的伴流比例的联合控制，能够进一步协同改善错流分离的催化剂的回用活性稳定性。
[0030]有机溶剂为正己烷、环戊烷、环己烷中的至少一种；
[0031]优选地，有机溶剂的输入流量为反应胶液液流的20～100％。
[0032]本专利技术中，利用膜过滤器的错流过滤，循环泵驱动流体在膜管内平行于膜面高速
流动，在压力作用下，高速流动的循环液在膜管内形成湍流，连续的获得目标的加氢胶液，并将截留的催化剂伴随液流循环回用。本专利技术研究发现，进一步控制错流过滤器的膜介质以及参数、液流压差的联合控制，有助于进一步改善连续制备效果。
[0033]作为优选，所述过滤器为金属膜过滤器和陶瓷膜过滤器的一种，金属膜过滤器材质可以是不锈钢(304、316L、310S等)、钛及其合金、镍、铜、铝、蒙乃尔合金、铁铬铝合金、Hastelloy B、C、X、Inconel600等金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物间歇加氢方法，其特征在于，将聚合物胶液分成N份；将起始份的聚合物胶液、起始的非均相催化剂置于加氢反应釜内进行加氢处理，加氢完成后将反应胶液液流和有机溶剂液流混合后进行错流分离，收集得到加氢胶液，并在有机溶剂的液流携带下将错流过滤截留的非均相催化剂闭路循环至加氢反应釜内用于下一份聚合物胶液的加氢处理；将剩余份的聚合物胶液分次进行所述的加氢
‑
错流分离和非均相催化剂的闭路循环处理，收集各批次的加氢胶液；所述的聚合物为含有烯烃、芳香环的聚合物；第一份聚合物胶液加氢过程在加氢反应釜内添加有非均相催化剂；各段错流分离过程中，错流过滤器的输入口和输出口的液流压差为0.5～1MPa。2.如权利要求1所述的聚合物间歇加氢方法，其特征在于，所述的聚合物是由含苯环的单体与共轭二烯单体通过阴离子聚合制得无规或嵌段共聚物；优选地，所述的含苯环的单体为苯乙烯及其衍生物；优选地，所述共轭二烯包括1,3
‑
丁二烯、异戊二烯、间戊二烯、甲基戊二烯中至少一种。3.如权利要求1所述的聚合物间歇加氢方法，其特征在于，所述的非均相催化剂包括载体以及复合在载体中的活性金属；所述的活性金属为铂、钯、铑、钌、錸、镍、钴或其他VIII族金属，更优选为镍、钴、钌；优选地，载体为二氧化硅、氧化铝、硅藻土、硅胶、活性炭，更优选为二氧化硅、氧化铝中的至少一种；优选地，非均相催化剂粒径大小为50
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2000目，更优选为80
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500目；优选地，非均相催化剂为二氧化硅负载镍、氧化铝负载镍、二氧化硅负载钴、二氧化硅负载钴中的至少一种。4.如权利要求3所述的聚合物间歇加氢方法，其特征在于，起始份聚合物胶液加氢阶段，添加的非均相催化剂用量为0.01
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10％(相对于干胶的质量分数)，优选为0.1
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，梁红文，邬智勇，李望明，滕儒超，朱建军，
申请(专利权)人：中石化巴陵石油化工有限公司，
类型：发明
国别省市：