【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于溶聚丁苯橡胶制备，尤其涉及一种溶聚丁苯橡胶的柔性切换生产设备及生产方法。
技术介绍
1、溶聚丁苯橡胶是由聚合单体苯乙烯、丁二烯在引发剂作用下，通过溶液聚合制备合成橡胶。聚合工艺有连续聚合工艺和间歇聚合工艺。连续聚合工艺通常操作连续稳定，产品质量相对稳定，但产品单一，灵活性差。间歇聚合则是产品牌号多，生产灵活，可用于溶聚丁苯橡胶，还可以用于生产改性溶聚丁苯产品，也可以用于生产低顺式聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯类热塑性弹性体sbc。
2、溶聚丁苯橡胶生产过程中聚合过程是放热过程，聚合反应温度会影响苯乙烯、丁二烯均聚物的微观结构，而微观结构直接影响橡胶产品性能。这点对聚合装置非常关键。现有连续聚合工艺的不足之处是聚合釜体积小，内部无撤热设计，搅拌结构简单，因聚合过程中物料黏度高，更不利于传热传质，反应物料在反应釜若撤热不及时，易生成凝胶及发生挂堵问题,使连续过程受阻，最终导致聚合生产能力和产品质量稳定性降低，能耗却升高。间歇聚合工艺的技术关键是物料的杂质水平和计量的准确性。而这些都与聚合反应过程的动力学特性、聚合单体浓度、聚合物胶液物性以及聚合釜的大小结构、搅拌型式密切相关。现有间歇聚合工艺的聚合釜体积小、撤热能力低，撤热不及时，撤热不均匀，导致生产效率低，能耗高。
3、基于连续聚合工艺和间歇聚合工艺各自的利弊，现有的生产工艺都是择一进行生产，主要问题就在于没能解决聚合釜的撤热问题和间歇聚合的产能问题。
4、专利cn113941296a中公开了一种外循环反应器及聚合反应的撤热方法，该专
5、专利cn214598985u中公开了一种可以连续聚合和间歇聚合的溶聚丁苯橡胶聚合釜，该聚合釜设置着通过电机驱动的搅拌器，在搅拌器的搅拌立轴上设置着搅拌叶片，在聚合釜为沸腾床反应器，在聚合釜的外壁上设置着控温水套，在聚合釜的上部通过支架安装着设置有冷冻水进水管和冷冻水回水管的釜外冷凝器，在聚合釜顶面的排汽口连接的排汽管，其端口连接着釜外冷凝器上部的蒸汽进口。但是该专利仅通过在聚合釜边缘侧设置的控温水套，无法改变冷却水流向及流速，导致撤热不完全，在进行连续聚合和间歇聚合模式切换时，存在流动死区，容易造成胶液的存积和挂堵。同时由于模式切换后釜内反应物粘度发生变化，使用常规搅拌器无法适应宽粘度变化，使反应物搅拌不充分，热量无法均匀分散，导致聚合物质量不稳定。
6、因此，如何提供一种溶聚丁苯橡胶生产设备及方法，该生产设备能够在连续聚合模式和间歇聚合模式间柔性切换，利用连续聚合生产稳定以及间歇聚合生产灵活等特点，获得产物产量和质量双优的技术效果，成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供提供一种溶聚丁苯橡胶的柔性切换生产设备及生产方法，其在切换生产模式时撤热及时，具有适合宽粘度范围的搅拌结构，从而保证连续聚合模式和间歇聚合模式均能满足高产量，产物质量稳定，且能够按需生产多个牌号产品。
2、本专利技术第一方面提供一种溶聚丁苯橡胶的柔性切换生产设备，包括依次连接的进料系统、聚合系统、闪蒸系统和凝聚系统；
3、聚合系统至少包括第一聚合釜、第二聚合釜和第三聚合釜；
4、所述生产设备在连续聚合模式和间歇聚合模式间柔性切换：
5、连续聚合模式包括：第一聚合釜、第二聚合釜和第三聚合釜依次串联，第一聚合釜连接进料系统，第三聚合釜连接闪蒸系统；
6、间歇聚合模式包括：第二聚合釜和第三聚合釜并联，第二聚合釜分别连接进料系统和闪蒸系统，且第三聚合釜分别连接进料系统和闪蒸系统。
7、间歇聚合工艺的特点是生产灵活性大、品种的应变性强；而连续工艺的特点是产品质量稳定、生产效率高、消耗低反应过程易控制；与间歇工艺相比，连续工艺物耗能耗低、生产效率高、产品质量稳定，代表了溶聚丁苯橡胶等锂系高聚物合成工艺的发展方向。本专利技术洞悉两种聚合工艺的特点，利用它们的优点，得到切换灵活，生产适应性好的生产设备。
8、优选的，进料系统包括丁二烯精制单元、异戊二烯精制单元、苯乙烯精制单元和溶剂精制单元；以及可选的包括，用于连续聚合模式的连续聚合助剂单元和用于间歇聚合模式的间歇聚合助剂单元。
9、通过设置苯乙烯精制单元、丁二烯精制单元、溶剂精制单元，能够将系统含氧量、引发剂毒物含量控制在较低水平。有利于在生产、循环过程中，以及切换生产时，避免引发剂的失活风险，保证较低的凝胶含量和较高的转化率。
10、优选的，所述连续聚合助剂单元包括连续聚合催化剂加料口、连续聚合活性剂加料口、连续聚合防垢剂加料口、连续聚合偶联剂加料口和连续聚合改性剂加料口中的至少一个；
11、间歇聚合助剂单元包括间歇聚合催化剂加料口、间歇聚合活性剂加料口、间歇聚合前端改性剂加料口、间歇聚合后端改性加料口和间歇聚合偶联剂加料口中的至少一个。
12、本专利技术根据连续聚合工艺及间歇聚合工艺所用物料种类及加入方式的差异，对生产设备进行了调整改装，将现有单独适应连续聚合工艺/间歇聚合工艺的进料系统，特别是助剂单元进行了排布和整合，从而为柔性切换提供了基本物料保障。
13、间歇聚合助剂单元是通过聚合釜内的单体、引发剂、催化剂等化学反应，使单体分子相互连接，形成长链大分子；其工作方式是将聚合釜抽成真空状态，将聚合单体、引发剂等按配比加入聚合釜内，控制温度和压力等参数进行聚合反应，得到聚合物产品。同时，可通过聚合物颗粒大小和粒度分布等因素来控制产品的质量。
14、优选的，连续聚合模式中，进料系统通过混合器后连接第一聚合釜的底部进料口a1，第一聚合釜的顶部出料口a2连接第二聚合釜的底部进料口b1，第二聚合釜的顶部出料口b2连接第三聚合釜的底部进料口c1，第三聚合釜的顶部出料口c2连接闪蒸系统。
15、优选的，间歇聚合模式中，溶剂精制单元分别连接第二聚合釜的底部进料口b1和第三聚合釜的底部进料口c1；
16、异戊二烯精制单元、苯乙烯精制单元分别连接第二聚合釜的顶部进料口b3和第三聚合釜的顶部进料口c3；
17、丁二烯精制单元连接第二聚合釜的底部进料口b1和顶部进料口b3，以及连接第三聚合釜的底部进料口c1和顶部进料口c3；
18、间歇聚合助剂单元中的各加料口分别连接第二聚合釜的顶部进料口b3和第三聚合釜的顶部进料口c3；
19、且第二聚合釜的底部出料口b4和第三聚合釜的底部出料口c4分别连接闪蒸系统。
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【技术保护点】
1.一种溶聚丁苯橡胶的柔性切换生产设备，其特征在于，包括依次连接的进料系统、聚合系统、闪蒸系统和凝聚系统；
2.如权利要求1所述的生产设备，其特征在于，进料系统包括丁二烯精制单元、异戊二烯精制单元、苯乙烯精制单元和溶剂精制单元；以及可选的包括，用于连续聚合模式的连续聚合助剂单元和用于间歇聚合模式的间歇聚合助剂单元。
3.如权利要求2所述的生产设备，其特征在于，所述连续聚合助剂单元包括连续聚合催化剂加料口、连续聚合活性剂加料口、连续聚合防垢剂加料口、连续聚合偶联剂加料口和连续聚合改性剂加料口中的至少一个；
4.如权利要求3所述的生产设备，其特征在于，连续聚合模式中，进料系统通过混合器后连接第一聚合釜的底部进料口A1，第一聚合釜的顶部出料口A2连接第二聚合釜的底部进料口B1，第二聚合釜的顶部出料口B2连接第三聚合釜的底部进料口C1，第三聚合釜的顶部出料口C2连接闪蒸系统。
5.如权利要求3所述的生产设备，其特征在于，间歇聚合模式中，溶剂精制单元分别连接第二聚合釜的底部进料口B1和第三聚合釜的底部进料口C1；
6.如权利要求1
7.如权利要求6所述的生产设备，其特征在于，所述散热系统还包括沿第二聚合釜和第三聚合釜内部轴向分别设置的散热搅拌器，所述散热搅拌器包括旋转轴及与旋转轴连接的宽幅搅拌桨，所述旋转轴与宽幅搅拌桨内部具有连通的冷却水通路，宽幅搅拌桨的宽度占聚合釜内部直径的60-90％，高度占聚合釜内部高度的60-90％。
8.如权利要求7所述的生产设备，其特征在于，所述闪蒸系统包括闪蒸罐、溶剂冷凝器、闪蒸溶液凝液罐和闪蒸溶剂分子筛，闪蒸罐的液相出口连接凝聚单元，气相出口依次连接溶剂冷凝器、闪蒸溶液凝液罐、闪蒸溶剂分子筛，将降温精制溶剂回流进料系统。
9.一种溶聚丁苯橡胶的柔性切换生产方法，所述生产方法利用权利要求1-8任一项所述溶聚丁苯橡胶的柔性切换生产设备，其特征在于，所述生产方法通过切换进料系统、聚合系统和闪蒸系统的连接方式，在连续聚合模式和间歇聚合模式间柔性切换；包括：
10.如权利要求9所述的生产方法，其特征在于，间歇聚合模式中，
...【技术特征摘要】
1.一种溶聚丁苯橡胶的柔性切换生产设备，其特征在于，包括依次连接的进料系统、聚合系统、闪蒸系统和凝聚系统；
2.如权利要求1所述的生产设备，其特征在于，进料系统包括丁二烯精制单元、异戊二烯精制单元、苯乙烯精制单元和溶剂精制单元；以及可选的包括，用于连续聚合模式的连续聚合助剂单元和用于间歇聚合模式的间歇聚合助剂单元。
3.如权利要求2所述的生产设备，其特征在于，所述连续聚合助剂单元包括连续聚合催化剂加料口、连续聚合活性剂加料口、连续聚合防垢剂加料口、连续聚合偶联剂加料口和连续聚合改性剂加料口中的至少一个；
4.如权利要求3所述的生产设备，其特征在于，连续聚合模式中，进料系统通过混合器后连接第一聚合釜的底部进料口a1，第一聚合釜的顶部出料口a2连接第二聚合釜的底部进料口b1，第二聚合釜的顶部出料口b2连接第三聚合釜的底部进料口c1，第三聚合釜的顶部出料口c2连接闪蒸系统。
5.如权利要求3所述的生产设备，其特征在于，间歇聚合模式中，溶剂精制单元分别连接第二聚合釜的底部进料口b1和第三聚合釜的底部进料口c1；
6.如权利要求1-5任一项所述的生产设备，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：尤德俊，陈华锋，张振华，
申请(专利权)人：宁波新溶聚企业管理合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：
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