【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料制备，具体而言，涉及一种稀土异戊、丁戊、顺丁橡胶的柔性切换生产工艺及设备。
技术介绍
1、由于稀土顺丁橡胶的分子链具有较高的线性度，这导致其胶液粘度较大，输送困难，并且在橡胶混炼加工中存在一定难度。因此，研究者们考虑在稀土顺丁橡胶的分子链中引入支化结构，以达到以下几个目的：首先，支化结构可以降低分子链在溶液中的流体力学体积，从而减少胶液粘度；其次，支化结构有助于改善混炼加工性能，使得填料更容易分散混合，从而显著降低混炼胶的门尼粘度；最后，支化结构赋予稀土橡胶更高的抗冷流性，便于胶块的贮存和运输。
2、然而，现有的支化方法存在一些问题。常用的外加支化剂虽然能够实现支化效果，如氯化硅、氯化锗和氯化锡等，但也带来了一些不利影响，例如：支化剂合成困难且缺乏工业化产品，价格较高，且具有明显的异味和较高的毒性；此外，支化效果可能不理想，反应活性过高时可能引发门尼跃升甚至导致橡胶显著凝胶化。在非极性的聚合溶剂中，如正己烷、环己烷等，支化剂的溶解性差，容易从溶液中析出，这不仅影响支化剂的精准添加，也不利于其在胶液中的均匀分散，导致局部凝胶化严重，凝胶含量升高，橡胶分子量分布变宽，从而影响橡胶性能。另外，稀土催化剂本身是一种无链终止反应的活性聚合系统，催化剂中的活性烷基铝成分会消耗支化剂，因此支化剂的用量往往较高。此外，支化剂的卤素基团残留会与顺丁橡胶中的残留双键发生加成反应，导致胶液在胶液罐中停留时发生门尼跃升。
3、当前，采用稀土催化剂生产的商业化合成橡胶产品仍然较为单一，主要以稀土顺丁橡胶为主
4、综上所述，当前稀土长链支化改性技术和稀土催化剂生产的合成橡胶工艺仍存在一定的不足，亟待改进和优化。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决上述问题，通过采用稀土催化剂开发一系列多样化、具有高附加值的稀土橡胶产品及其长链支化改性产品，从而实现了装置利用效率的最大化。在同一聚合装置中，可以在不需要停车清釜的情况下，实现顺丁橡胶、异戊橡胶、丁戊橡胶以及长链支化改性橡胶的柔性切换生产。这不仅避免了生产波动，减少了过渡料的产生，节省了时间、人力和物力成本，还有效消除了潜在的事故隐患。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种稀土异戊、丁戊、顺丁橡胶的柔性切换生产工艺，柔性切换生产工艺在柔性切换生产设备中进行，柔性切换生产设备包括聚合单元、凝聚单元，柔性切换生产工艺包括以下步骤：将单体、溶剂、稀土催化剂进行混合，得到混合液；将混合液加入至聚合单元中进行聚合反应，得到稀土异戊、丁戊或顺丁橡胶胶液；再将稀土异戊、丁戊或顺丁橡胶胶液引入凝聚单元进行凝聚，得到稀土异戊、丁戊或顺丁橡胶；其中，单体包括丁二烯、异戊二烯中的至少一种；聚合单元包括首釜、中釜和末釜，首釜与中釜之间的管线、中釜的25%/50%/75%液位、中釜与末釜之间的管线上均设有支化剂加料口。
3、进一步地，支化剂包括四氯化硅、四氯化锗、四氯化锡及其烷基三氯化物；和/或支化剂的添加量为单体的0.01wt%-0.15wt%；和/或支化剂在聚合反应转化率达到60%-100%、胶液门尼达到15-50（ml 100℃ 1+4）时送入聚合单元中开启支化反应；和/或溶剂包括正己烷、正戊烷、环戊烷、环己烷、正庚烷、苯、甲苯中的至少一种。
4、进一步地，混合液的进料温度为-10℃-70℃；首釜的底部温度为0℃-70℃，首釜的顶部温度70℃-100℃；中釜的底部温度为80℃-100℃，中釜的顶部温度为85℃-100℃；末釜的底部温度为90℃-100℃，末釜的顶部温度为90℃-95℃；聚合单元的气相压力为0.1mpa-1.0mpa，胶液在聚合单元的停留时间为40min-180min。
5、进一步地，末釜的出料管线上设有终止剂的加料口，终止剂包括异辛醇、四氢糠醇和薄荷醇中的至少一种，终止剂的添加量为单体的1wt%-5wt%；和/或末釜的出料管线上设有抗氧剂的加料口，抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂中的至少一种，抗氧剂的添加量为胶液的0.1wt%-1.0wt%；和/或末釜的出料管线上设有减粘剂的加料口，减粘剂包括脂肪酸、石蜡油中的至少一种，减粘剂的添加量为胶液的0.1wt%-1.0wt%。
6、进一步地，柔性切换生产设备还包括精制单元；将聚合反应得到的稀土异戊、丁戊或顺丁橡胶胶液进行闪蒸而得到的溶剂混合物，以及凝聚单元得到的溶剂混合物送入精制单元，精制单元回收得到的丁二烯、异戊二烯和溶剂送入至聚合单元。
7、进一步地，在精制单元中，当制备顺丁橡胶时，溶剂混合物送入丁二烯回收塔进行丁二烯单体的回收，丁二烯回收塔的釜液送入溶剂水洗塔开启溶剂精制流程；和/或当制备异戊橡胶时，溶剂混合物送入异戊二烯回收塔进行异戊二烯单体的回收，异戊二烯回收塔的釜液送入溶剂水洗塔开启溶剂精制流程；和/或当制备丁戊橡胶时，溶剂混合物送入丁二烯回收塔进行丁二烯单体的回收，丁二烯回收塔的釜液送入异戊二烯回收塔进行异戊二烯单体的回收，异戊二烯回收塔的釜液送入溶剂水洗塔开启溶剂精制流程。
8、进一步地，溶剂混合物经过丁二烯回收塔、异戊二烯回收塔或溶剂水洗塔后进入干燥塔，然后进入聚合单元；其中，干燥塔的工作温度在10℃-70℃，干燥塔的操作压力为0.1mpa-1.0mpa。
9、进一步地，柔性切换生产设备还包括后处理单元，后处理单元设于凝聚单元之后，后处理单元依次包括挤压脱水处理、膨胀干燥处理、流化床干燥处理。
10、进一步地，聚合单元包括第一静态混合器和第二静态混合器；单体和溶剂进入第一静态混合器进行预混合后，得到预混物，预混物和稀土催化剂进入第二静态混合器进行混合后，得到混合液。
11、本专利技术还提供了一种柔性切换生产设备，柔性切换生产设备采用如上所述的柔性切换生产工艺。
12、采用本专利技术的技术方案后，能够达到如下技术效果：
13、（1）支化剂具有优越性能：支化剂为工业化产品，来源广泛、无异味且价格低廉，且具有高活性，能够有效提升支化反应效率和产品质量；
14、（2）高效生产多样化橡胶产品：采用稀土催化体系，该生产工艺能够高效地生产系列化、多样化的稀土橡胶产品及高附加值的长链支化改性产品，从而最大化装置的利用效率；
15、（3）柔性切换生产，减少成本与风险：该工艺无需停车清釜，可在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种稀土异戊、丁戊、顺丁橡胶的柔性切换生产工艺，其特征在于，所述柔性切换生产工艺在柔性切换生产设备中进行，所述柔性切换生产设备包括聚合单元、凝聚单元，所述柔性切换生产工艺包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的柔性切换生产工艺，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的柔性切换生产工艺，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的柔性切换生产工艺，其特征在于，所述末釜的出料管线上设有终止剂的加料口，所述终止剂包括异辛醇、四氢糠醇和薄荷醇中的至少一种，所述终止剂的添加量为所述单体的1wt%-5wt%；和/或
5.根据权利要求1所述的柔性切换生产工艺，其特征在于，所述柔性切换生产设备还包括精制单元；将聚合反应得到的稀土异戊、丁戊或顺丁橡胶胶液进行闪蒸而得到的溶剂混合物，以及凝聚单元得到的溶剂混合物送入所述精制单元，所述精制单元回收得到的丁二烯、异戊二烯和溶剂送入至所述聚合单元。
6.根据权利要求5所述的柔性切换生产工艺，其特征在于，在所述精制单元中，
7.根据权利要求6所述的柔性切换生产工艺，其特征在于，溶剂混合物经过
8.根据权利要求1所述的柔性切换生产工艺，其特征在于，所述柔性切换生产设备还包括后处理单元，所述后处理单元设于所述凝聚单元之后，所述后处理单元依次包括挤压脱水处理、膨胀干燥处理、流化床干燥处理。
9.根据权利要求1所述的柔性切换生产工艺，其特征在于，所述聚合单元包括第一静态混合器和第二静态混合器；所述单体和所述溶剂进入所述第一静态混合器进行预混合后，得到预混物，所述预混物和所述稀土催化剂进入所述第二静态混合器进行混合后，得到所述混合液。
10.一种柔性切换生产设备，其特征在于，所述柔性切换生产设备采用如权利要求1-9中任一项所述的柔性切换生产工艺。
...【技术特征摘要】
1.一种稀土异戊、丁戊、顺丁橡胶的柔性切换生产工艺，其特征在于，所述柔性切换生产工艺在柔性切换生产设备中进行，所述柔性切换生产设备包括聚合单元、凝聚单元，所述柔性切换生产工艺包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的柔性切换生产工艺，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的柔性切换生产工艺，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的柔性切换生产工艺，其特征在于，所述末釜的出料管线上设有终止剂的加料口，所述终止剂包括异辛醇、四氢糠醇和薄荷醇中的至少一种，所述终止剂的添加量为所述单体的1wt%-5wt%；和/或
5.根据权利要求1所述的柔性切换生产工艺，其特征在于，所述柔性切换生产设备还包括精制单元；将聚合反应得到的稀土异戊、丁戊或顺丁橡胶胶液进行闪蒸而得到的溶剂混合物，以及凝聚单元得到的溶剂混合物送入所述精制单元，所述精制单元回收得到的丁二烯、异戊二烯和溶剂送入至所述聚合单元。
【专利技术属性】
技术研发人员：陈华锋，耿伟，尤德俊，朱岳，刘星，鲍英英，陈柏冲，刘宝，
申请(专利权)人：中哲浙江高分子新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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