乙丙橡胶生产工艺及其技术经济解析总结计划乙丙橡胶生产工艺及其技术经济剖析乙丙橡胶(EPR)是继Zieg1er一Natta催化剂的发明、聚乙烯和聚丙烯的出现后问世的一种以乙烯丙烯为基本单体的共聚橡胶,分为二元乙丙橡胶(EPM)和三元乙丙橡胶(EPDM)两大类前者是乙烯和丙烯的共聚物;后者是乙烯、丙烯和少许非共轭二烯烃的共聚物EPR拥有很多其它通用合成橡胶所不具备的优秀性能,加之单体价廉易得,用途宽泛,是80年月以来外国七大合成橡胶品种中发展最快的一种,其产量、生产能力和花费量在发达国家中均居第三位,仅次于丁苯橡胶、顺丁橡胶1998年世界EPR总生产能力约为102吨,花费量为81.4万吨初步统计,1999年花费量约为83.61万吨,估计2003年将达到98.0万吨1998~2003年EPR的需求增加率为3.8%,高于丁苯橡胶温顺丁橡胶需求量的增加速率当前FPR工业生产工艺路线有溶液聚合法、悬浮聚合法随和相聚合法三种下边将分别详尽阐述其技术情况及待点,并进行技术经济比较1、溶液聚合工艺1.1技术情况年月初实现工业化,经不停完美和改良,技术己成熟,为很多新建装置所使用,是工业生产的主导技术,约占FPR总生产能力的77.6%。
该工艺是在既能够溶解产品、又能够溶解单体和催化剂系统的溶剂中进行的均相反响,往常以直链烷烃如正己烷为溶剂,采纳V一A1催化剂系统,聚合温度为30~50C,聚合压力为0.4~0.8MPa,反响产物中聚合物的质量分数一般为8%~10%工艺过程基本上由原资料准备、化学品配制、聚合、催化剂脱除、单体和溶剂回收精制以及凝集、干燥和包装等工序构成,但因为各企业在某部分或控制方面有自己的专利技术,因此各具独到的工艺实行方法代表性的企业有DSM、Exxon、uniroya1、DuPont、日本三井石化和JSR企业此中最典型的代表是DSM企业,它不单是全世界最大的EPR生产者,并且在荷兰、美国、日本、巴西所拥有的四套装置均是采纳溶液聚合工艺,占世界溶液聚合工艺生产EPR总能力的1/4下边将以该企业为例进行说明DSM企业采纳己烷为溶剂,乙叉降冰片烯(ENB)或双环戊二烯(DCPD)为第三单体,氢气为分子量调理剂,VOCL3一1/2AL2Et3CL3为催化剂别的,为提升催化剂活性及降低其用量,还加入了促使剂催化剂的配比用量、预办理方式、促使剂种类是DSM企业的专有技术反应物料二级预冷到一500C,依据生产的牌号,单釜或两釜串连操作。
聚合釜容积大概为6m3聚合反响条件为:温度低于650C,压力低于2.5MPa,反响热用于反应器绝热升温在碱性脱钒剂和热水作用下,聚合物胶液中残留的钒催化剂进入水相,经两次转相过程被完全脱除未反响单体经二次减压闪蒸回收并循环使用此时向胶液中加入稳固剂等助剂(生产充油牌号时加入填补油)汽提蒸出残余的乙烯、丙烯和大多数溶剂后撇液送至两台串连的凝集釜进行凝集,并进一步蒸出回收剩余己烷溶剂循环使用,JC胶粒浆液脱水后进入干燥系统,而后压块或粉料包装含ENB的废热空气送至燃烧炉燃烧,含钒污水送至污水脱钒单元,在脱钒剂的中和絮凝作用下,钒进入钒渣中,按期送堆埋场掩埋,经脱钒的污水排至污水办理厂办理DSM企业EPR溶液聚合工艺技术成熟,比较先进,有以下长处:(1)投资低,工艺最正确化反响器的优比设计能知足反响物料混淆要求,能正确控制聚合反响工艺参数和产质量量,聚合物胶液浓度高而循环溶剂量少,聚合釜体积小但生产强度高,原料和循环单体不需要精制,催化剂效率高,三废中钒含量低,生产弹性大2)生产操作花费低,装置年操作时间长,原料和催比剂的耗费低,采纳先进控制系统对生产进行控制3)产质量量拥有极强的竞争力产品中催化剂残渣含量低,生产中次品少,产品牌号切换灵巧,切换废品量少,产品特征能够按用户要求进行调整,产品牌号多,门尼值可在20~160宽范围内调理,质量稳固,重复性好,产品规格指标变化幅度窄和产品加工性能优秀。
1.2技术特色---文章根源网络技术比较成熟,操作稳固,是工业生产EPR的主要方法;产品品种牌号许多,质量平均,灰分含量较少,应用范围宽泛;产品电绝缘性能好可是因为聚合是在溶剂中进行,传质传热遇到限制,聚合物的质过分数一般控制在6%~9%,最高仅达11%~14%,聚合效率低同时,因为溶剂需回收精制,生产流程长,设施多,建设投资及操作成本较高悬浮聚合工艺2.技术情况EPR悬浮聚合工艺产品牌号不多,其用途有限制性,主要用作聚烯烃改性,当前只有Enichem企业和Bayer企业两家使用,占EPR总生产能力的13.4%该工艺是依据丙烯在共聚反响中活性较低的原理,将乙烯溶解在液态丙烯中进行共聚合丙烯既是单体又兼作反响介质,靠其自己的蒸发致冷作明控制反响温度,保持反响压力生成的共聚物不溶于液态丙烯,而呈悬浮于此中的细粒淤浆又可分为一般悬浮聚合工艺和简化悬浮聚合工艺2.1.1一般悬浮聚合工艺Enichem企业采纳此工艺:以乙酰丙酮钒和AlEt2Cl为催化剂,二氯丙二酸二乙酯为活化剂,HNB或DCPD为第三单体,二乙基锌和氢气为分子量调理剂视所生产产品牌号的不一样,将乙烯、丙烯、第三单体以及催化剂加入拥有多桨式搅拌器的夹套式聚合釜中,反响条件为:温度一20~20oC,压力0.35~1.05MPa。
反响热借反响相的单体蒸发移除反响相中悬浮聚合物的质量分数控制在30%~35%,整个聚合反响在高度自动控制下进行,生成的聚合物丙烯淤浆间歇地(10~15次/h)送入清洗器,用聚丙二醇使催化剂失活,再用NaOH水溶液清洗悬浮液送入汽提塔汽提,未反响的乙烯、丙烯和ENB分别经回收系统精制后循环使用胶粒一水浆液经振动筛脱水、挤压干燥、压块和包装即得成品胶该工艺特色是聚合精制不使用溶剂,聚合物浓度高,加强了设施生产能力,同时省略了溶剂循环和回收,节俭了能量2.1.2简化悬浮聚合工艺---文章根源网络该工艺是在一般悬浮聚合工艺基础上开发成功的,主假如采纳高效钛系催化系统,不用进行催化剂的脱除,未反响单体不需办理即可返回使用往常用于生产EPM,这是因为闪蒸不易脱除未反响的第三单体其工艺流程为:反响在带夹套的搅拌釜中进行,采纳TiC1、一MgC12一A1(iBu),催化剂系统,催化剂效率为50kg聚合物/g钛,反响温度27C,压力1.3MPa,聚合物的质量分数为33%反响釜出来的蒸汽物料压缩到2.7MPa并冷却后返口反响釜聚合物淤浆经闪蒸脱除未反响单体,不需精制办理,压缩和冷却后直接循环到反响釜使用脱除单体的聚合物不用净化办理即可作为成品。
产品能够为粉状、片状或颗粒状最近几年来,Enichem企业采纳改良后的V一A1催化系统,催化剂效率提升到30~50kg聚合物/g钒,省去了清洗脱除催化剂工序,相同简化了工艺流程2.2技术特色EPR悬浮聚合工艺的特色是:聚合产物不溶于反响介质丙烯,系统粘度较低,提升了转变率,聚合物的质量分数高达30%~35%,因此其生产能力是溶液法的4~5倍;无溶剂回收精制和凝集等工序,工艺流程简化,基建投资少;可生产很高分子量的品种;产品成本比溶液法低而其不足之处是:因为不用溶剂,从聚合物中离开残留催化剂比较困难;产品品种牌号少,质量平均性差,灰分含量较高;聚合物是不溶于液态丙烯的悬浮粒子,使之保持悬浮状态较难,特别当聚合物浓度较高和出现少许凝胶时,反响釜易于挂胶,甚至发生设施管道拥塞现象;产品的电绝缘性能较差文章根源网络。