丁苯橡胶价格生产中如何保证门尼粘度与转化率同时达到要求

丁苯橡胶生产工艺流程简述:;原料准备过程;用计量泵将规定数量的相对分子质量调节剂与苯乙烯在;聚合聚合过程;系统由8~12台聚合釜组成,采用串联操作方式;分离过程;丁二烯分离;从终止釜流出的终止后的胶乳液进入缓冲罐;0.04MPa,在第一个闪蒸器中蒸出大部分丁二烯;苯乙烯分离;脱除丁二烯的乳胶进入苯乙烯汽提塔(高约10m,内;后处理工段;混合好的乳胶用泵送到絮
丁苯橡胶生产工艺流程简述:
原料准备过程
用计量泵将规定数量的相对分子质量调节剂与苯乙烯在管路中混合溶解,再在管路中与处理好的丁二烯混合。然后与乳化剂混合液(乳化剂、去离子水等)等在管路中混合后进入冷却器,冷却至10℃。在与活化剂溶液(还原剂、螯合剂等)混合,从第一个釜的底部进入聚合系统,氧化剂直接从第一个釜的底部直接进入。
聚合聚合过程
系统由8~12台聚合釜组成,采用串联操作方式。当聚合到规定转化率后,在终止釜前加入终止剂终止反应。聚合反应的终点主要根据门尼粘度和单体转化率来控制,转化率是根据取样测定固体含量来计算,门尼粘度由取样测定来确定。虽然生产中转化率控制在60%左右,但当所测定的门尼粘度达到规定指标要求,而转化率未达到要求时,也就加终止齐终止反应,以确保产物门粘度尼合格
丁二烯分离
从终止釜流出的终止后的胶乳液进入缓冲罐。然后经过两个不同真空度的闪蒸器回收未反应的丁二烯。第一个闪蒸器的操作条件是22~28℃,压力
0.04MPa,在第一个闪蒸器中蒸出大部分丁二烯;再在第二个闪蒸器中(温度27℃,压力0.01MPa)蒸出残存的丁二烯。回收的丁二烯经压缩液化,再冷凝除去惰性气体后循环使用。
苯乙烯分离
脱除丁二烯的乳胶进入苯乙烯汽提塔(高约10m,内有十余块塔盘)上部,塔底用0.1MPa的蒸汽直接加热,塔顶压力为12.9kPa,塔顶温度50℃,苯乙烯与水蒸汽由塔顶出来,经冷凝后,水和苯乙烯分开,苯乙烯循环使用。塔底得到含胶20%左右的胶乳,苯乙烯含量<0.1%。经减压脱出苯乙烯的塔底胶乳进入混合槽,在此与规定数量的防老剂乳液进行混合,必要时加入充油乳液,经搅拌混合均匀后,送入后处理工段。
后处理工段
混合好的乳胶用泵送到絮凝槽中,加入24%~26%食盐水进行破乳而形成浆状物,然后与浓度0.5%的稀硫酸混合后连续流入胶粒皂化槽,在剧烈搅拌下生成胶粒,操作温度均为55℃左右。
从胶粒皂化槽出来的胶粒和清浆液经振动筛进行过滤分离后,湿胶粒进入洗涤槽用胶清液和清水洗涤,操作温度为40~60℃。洗涤后的胶粒再经真空旋转过滤器脱除一部分水分,使胶粒含水低于20%,然后进入湿粉碎机粉碎成5~50mm的胶粒,用空气输送器送到干燥箱中进行干燥。
干燥箱为双层履带式,分为若干干燥室分别控制加热温度,最高为90℃,出口处为70℃。履带为多孔的不锈钢板制成,为防止胶粒粘结,可以在进料端喷淋硅油溶液,胶粒在上层履带的终端被刮刀刮下落入第二层履带继续通过干燥室干燥。干燥至含水<0.1%。然后经称量、压块、检测金属后包装得成品丁苯橡胶。
目前存在的问题和国内外研究进展
丁苯橡胶设备的腐蚀与防护
在丁苯橡胶的生产过程中,由于物料种类繁多,工艺条件复杂,腐蚀问题十分严重,对正常生产造成了重大影响,危及生产安全和人身安全,导致设备报废,大幅度增加了设备更新费用。因此,对腐蚀问题必须给予足够的重视,深入分析与研究产生的原因,寻找有效的途径,以避免腐蚀的发生和发展。齐鲁石化公司橡胶厂丁苯橡胶装置于1987年投入使用,经过多年的运行,设备腐蚀比较严重。腐蚀现象主要集中在静设备和物料输送管线方面,其腐蚀现象分为3类:①特定条件下的强酸腐蚀;②不锈钢的腐蚀;③设备、管线的外腐蚀。
1 硫酸稀释槽的腐蚀原因与防护硫酸稀释槽是一个600mm×600mm×1100mm的方形槽,浆清从后部入口进入,从顶部的硫酸插底管内加入硫酸,二者在槽内混合后通过出口流入凝聚槽。原来使用的罐体和硫酸插底管都是碳钢衬胶结构,在使用过程中,全都因靠近插底管周围的罐壁在液面上侧出现腐蚀穿孔而报废,平均寿命为2.5个月,且因其破坏具有突然性,往往因此被迫停车。根据对报废的旧罐拆检和现场观察,发现罐体破坏过程分为三个阶段:①插底管衬层烧穿阶段,新罐投用后,插底管末端管口处的衬胶层首先被局部烧损发生衬层穿孔,这一过程发展较慢,约需2个月的时间。②当金属管暴露后,插底管烧损速度加快,约1个星期左右,液下部分被全部烧损。③当烧蚀发展到溅射,有一部分溅射到罐壁上,在浓硫酸、NaCl等腐蚀性介质的共同作用下,1~2个星期,罐壁就会发生穿孔。经过分析,影响设备寿命的主要原因是橡胶衬层不能适应硫酸插底管出口的恶劣条件。进入槽内本身温度是60℃,插底管出口这一局部因浓硫酸和浆清的混合释放出大量的稀释热,温度必然进一步升高,同时物料中含有NaCl等物质,氯离子具有较强的腐蚀性,在这几个因素的综合作用下,衬层发生破坏。所以,要解决该罐的早期破坏问题,首先应提高插底管的抗蚀性,增加其寿命。至于罐壁,虽然在第3阶段破坏速度很快,说明其在特定的环境下,抗蚀性能有所降低,但在第1、第2阶段没有明显的损坏,在解决了插底管的问题后,在没有浓硫酸的直接作用条件下,罐体的寿命应会显著增加。根据上述分析,选择了钛管、复合钛管、0Cr18Ni12M02Ti、丙烯碳钢复合管进行使用条件下的抗蚀能力鉴定试验,试验结果丙烯碳钢复合管的使用寿命远远高于其他材质。选用了丙烯碳钢复合管后,设备的使用寿命稳定在12~15个月之间,比原来提高了4倍。
2.强酸管线的腐蚀原因与防护在一般情况下,浓硫酸的输送管线一般都选择碳钢管线,因为浓硫酸会在罐壁上形成一层钝化膜,防止腐蚀的继续发展,因此,用碳钢管线输送浓硫酸不会产生腐蚀问题。但是,在生产上常常会发生硫酸管线的腐蚀减薄严重的现象,经过现场观察与分析,找出了问题的原因,一是由于管线上的仪表和过滤网检修和清理比较频繁,为保证安全,都要对管线进行水洗,造成了浓硫酸的稀释;二是在停车时管线内的浓硫酸和储槽内的液体发生对流扩散,管线内的浓硫酸被稀释成稀酸,稀酸对碳钢具有强烈的腐蚀作用。原因查清后,根据硫酸稀释槽插底管的试验结果,将管线改为丙烯钢塑复合管后,抗腐蚀性能大大加强,取得了良好的效果。
3 不锈钢设备的腐蚀原因与防护不锈钢腐蚀主要出现在具有以下特点的设备:工作介质呈酸性,或是氯化钾等电解质的水溶液,或二者兼有;腐蚀部位位于管托与管道的联结焊缝处、罐体的遮流板联结焊缝、液位表根部及环焊缝。但管线腐蚀一般都发生在管托处,破坏形式以开裂为主,在罐体上则首先出现连片穿透性腐蚀微孔,经过相当一段时间,由于应力的原因,才有表面裂纹出现。产生的原因与以下几个因素有关:(1)工作介质含有强腐蚀性的Cl-等离子。(2)焊热影响。奥氏体不锈钢经从℃高温急冷的固溶处理,可获得使M23C6合金碳化物固溶的均匀组织,有较好的耐蚀性。但若受到焊接热影响而加热到650℃左右,则在晶界析出M23C6合金碳化物,在其附近形成贫铬区,容易引起晶间腐蚀。发生在焊缝处的腐蚀,显然与因焊接热影响而产生的贫铬有很大的关系。(3)应力状态的影响。由于管道在焊接时受到不均匀的局部加热和冷却,因此会在管道中形成残余拉应力。在应力状态下,腐蚀性极弱的介质就可能引起管道破裂,且这种破裂具有突然性,常常在从全面腐蚀方面看来是耐蚀的、没有变形征兆的情况下发生,因而具有很大的危害性。对于不锈钢的应力腐蚀的防治方法通常采用以下几种:①进行消除应力退火或喷丸处理,以消除应力或造成表面压应力。②选用耐应力腐蚀的金属材料,使其不构成产生应力腐蚀的材料和环境。③选用高铬或碳硫含量极低的高纯不锈钢,以及没有各种金属缺陷的非晶态耐蚀合金。④采用钢塑复合管或内衬橡胶等抗腐蚀材料。由于前3种方法在现场使用过程中都存在一定的困难,只有最后1种办法具有现实性。经过反复探索和试验,决定对于管线采用钢塑复合管,罐体采用橡胶衬里,防腐蚀效果非常好。
4 设备、管线的外腐蚀的原因及防护在冬天,丁二烯、液氨管线经常出现泄漏现象,原因是管外壁出现腐蚀,经对管线的局部抽查,发现所有的丁二烯、液氨管线都存在较严重的外腐蚀现象,其余管线则没有明显的腐蚀。经分析,认为腐蚀是物料性质、保温材料引起的。丁二烯、液氨在输送过程中,输送物料的管线温度比环境温度低,大气中的水蒸汽向管壁聚集,温度的急剧降低,引起玻璃棉保温材料的分解、粉化,分解出来的无机盐使管壁表层的防锈漆失效,变为粉末,金属表面暴露,从而使含有无机盐的水与金属接触发生电化学腐蚀。因此,腐蚀产生的主要原因,是玻璃棉分解出的无机盐导致防锈漆的破坏和产生电化学腐蚀。只要将保温棉改变,就可解决问题,因此,在更换管线时,将原玻璃棉保温改换成岩棉,经过近2a的使用后,对丁二烯、液氨管线进行检查,虽然仍存在类似的腐蚀现象,但情况较轻,设备、管线仍可继续使用。
5 从1997年开始,丁苯装置陆续开始进行防腐改造,设备腐蚀问题得到了极大的改变,与未改造之前相比,设备的使用寿命普遍提高了1倍以上,确保了生产安全、稳定的运行。
丁苯橡胶―技术进展
乳聚丁苯橡胶的合成技术进展
ESBR的生产技术在20年代后期逐渐成熟,此后对工艺又进行了不断的改进,并朝着装置大型化方向发展,自动化控制水平有了明显的提高,并且己达到相当先进的水平。ESBR在提高聚合反应的单体转化率、节能降耗等方面取得了很大的进展,在解决ESBR滚动阻力与抗湿滑性能矛盾问题,优化产品性能,适应市场需求等方面也得到了突破性进展。
美国Goodyear轮胎与橡胶公司不使用溶剂,用含有抗降解剂、金属失活剂,光敏剂,增效剂,颜料,催化剂和/或促进剂的官能化苯乙烯与含有2%-3%离子表面活性剂和平共处0%-70%增塑剂的丁二烯在0-25℃下进行乳液共聚,制得含有酰氨基的官能化ESBR。日本Zeon公司通过引入第三单体,开发出一种生热低且耐磨、可填充SiO2或炭黑、门尼粘度为10-200的ESBR。
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丁苯橡胶的生产工艺丁苯橡胶,丁苯橡胶板
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丁苯橡胶的生产工艺
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3秒自动关闭窗口提高乳聚丁苯橡胶SBR1502的聚合转化率--《弹性体》2007年01期
提高乳聚丁苯橡胶SBR1502的聚合转化率
【摘要】:以吉林石化公司丁苯橡胶1502为研究对象,以12 h内聚合转化率达到(70±2)%、产品性能与(62±2)%时相当为研究目标,首先考察了在标准配方条件下,提高丁苯橡胶聚合转化率对丁苯橡胶反应时间、生胶门尼粘度、结合苯乙烯含量、凝胶含量和胶乳粘度的影响,在此基础上系统研究了分子量调节剂(硫醇)总量、补加量和补加时机对生胶门尼粘度、凝胶含量的影响;电解质用量对胶乳粘度、生胶门尼粘度和聚合速率的影响;补加软水对聚合速率和胶乳粘度的影响;单体纯度对聚合速率的影响;乳化剂用量、乳化剂补加量对聚合速率的影响,并对比测定了不同转化率丁苯橡胶生胶和硫化胶的性能。研究结果表明,在不改变原材料品种和规格的前提下,
【作者单位】:
【关键词】:
【基金】:
【分类号】:TQ333.1【正文快照】:
乳聚丁苯橡胶(E-SBR)以其优异的物理机械性能和良好的加工性能,成为世界上生产能力、产量和消费量最大的一种通用合成橡胶,广泛用于生产轮胎、鞋类、汽车零部件、胶管、胶带等各种橡胶制品[1]。由于橡胶性能随转化率的增加而变坏,因此乳聚丁苯橡胶的聚合转化率一般都控制在约6
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2013年6期目录
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  [摘要]丁苯橡胶是一种广泛使用的橡胶产品,目前丁苯橡胶的生产主要以乳液聚合工艺为主。E-SBR是最大的通用合成橡胶(SR)品种,其物理机械性能、加工性能和制品使用性能都接近于天然橡胶(NR),是橡胶工业的骨干产品。E-SBR自20世纪30年代初首次工业生产以来,长期占SBR产量80%以上的份额。本论文主要阐述了乳液聚合丁苯橡胶的聚合原理和工艺流程。 中国论文网 /8/view-5055603.htm  [关键词]丁苯橡胶、乳液聚合、原理   [中图分类号]TQ016 [文献标识码]A [文章编号](0-01   引言   丁苯橡胶(SBR)是丁二烯(Butadiene,简称B)和苯乙烯(Styrene,简称s)的无规共聚物,是合成橡胶中工业化最早、产耗量最大的胶种,被大量用于制造各种汽车轮胎、胶管、运输带及胶鞋制品。目前,工业上丁苯橡胶的生产方法主要采用乳液聚合和溶液聚合两种方法。乳液聚合生产工艺成熟,生产规模大,其生产能力约占SBR总生产能力的80%以上。而低温乳液聚合方法又占乳聚丁苯橡胶生产的90%以上。   一、乳液聚合丁苯橡胶(E-SBR)的制备   乳液聚合是高分子合成过程中常用的一种合成方法,因为它以水作溶剂,对环境十分有利。在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在水中分散成乳状液,由引发剂引发而进行的聚合反应。乳液聚合法的优点:(1)聚合热易扩散,聚合反应温度易控制;(2)聚合体系即使在反应后期粘度也很低,因而也适于制备高粘性的聚合物;(3)能获得高分子量的聚合产物;(4)可直接以乳液形式使用。乳液聚合技术具有聚合速度快,所得聚合物分子量高、散热和控温容易、粘度低、搅拌功率小、分散介质(水)价廉易得等技术经济优点。   20世纪60年代中后期,乳液聚合丁苯橡胶(E SBR)的生产技术日臻成熟,生产工艺基本定型。尔后朝着聚合配方的调整和改进工艺、提高自动控制水平和生产装置大型化方向发展,目前已达到相当先进的水平。   1、调整聚合配方   美国Goodyear轮胎与橡胶公司不用溶剂,通过内含抗降解剂、金属失活剂、光敏剂、颜料、增效剂、催化剂和促进剂的官能化苯乙烯与(氯化)丁二烯在2%~3%(以有机组分计)离子型表面活性剂和10%~70%(以单体总量计)增塑剂存在下,于0~25℃乳液共聚,可制得含酰氨基的官能化ESBR。所用增塑剂有羧酸、磷酸酯、缩甲醛和N-丁基苯基磺酰胺等。增塑剂在此起双重作用:既是官能化共聚单体的助溶剂和分散剂,又是官能化E-SBR的增塑剂。由于这种第三单体具有抗氧化性,所以该官能化E-SBR具有优异的抗氧化性能。   日本Zeon公司用p-N,N-二甲基氨基甲基苯乙烯作第三单体,开发出一种生热低且耐磨、可填GSiO2或炭黑、门尼粘度为10-200的E-SBR。该E-SBR由大于40%的丁二烯单体单元、小于50%的苯乙烯单体单元和小B2%的含叔氨基(部分叔氨基已被烃基季胺化)的苯乙烯单体单元组成。日本Zeon公司通过引入第三单体,开发出一种生热低且耐磨、可填充SjO2或炭黑、门尼粘度为10-200的E-SBR。   2、聚合工艺的改进   用丙烯腈作亲水单体,过硫酸钾作引发剂进行苯乙烯与丁二烯的无皂乳液共聚合,获得最高转化率的条件是pH值为5和单体/水(质量比)为0.5。用这种方法制得的E-SBR的拉伸强度、300%定伸应力和扯断伸长率均比常规E-SBR的差,但其熟化速率却比常规E-SBR的快。   日本JSR公司发明了一种用两步聚合工艺生产中苯乙烯含量E-SBR的新方法。该方法为:先使44份丁二烯与51份苯乙烯在乳化剂和0.07份叔十二碳硫醇存在下乳液共聚,单体转化率达到63%时加入5份丁二烯和0,1份叔十二碳硫醇,继续聚合到转化率为80%,可得到结合苯乙烯质量分数为45%、门尼粘度为93.5的E-SBR。   美国Xerox公司通过将单体加入聚合釜,引发聚合,待反应相开始放热后用惰性气体净化反应器,同时将聚合温度升到规定指标的方法制取了残余单体含量低的E-SBR。   德国Buna化工厂在由10个聚合釜组成的聚合釜系列合成E-SBR的过程中,将第一台聚合釜用作预混釜,预混料通过过滤器进入以后各釜进行聚合,并将C10H7S03H-HCHO缩合物、丁二烯苯乙烯马来酸酐共聚物或马来酸的Diels-Alder加合物之稀水溶液洗涤过滤器时形成的洗涤液回流人聚合系统,减少了釜内的挂胶量。   二、乳液聚合丁苯橡胶(E-SBR)的改性与延伸加工   1、共混改性   日本住友化学工业公司发明了一种以乙丙橡胶/E-SBR为基料的压缩永久变形性能优异的胶料。其基本组成为:20-50份乙烯——烯烃非共轭二烯烃三元共聚橡胶,碘值8 40,特性粘数(在二甲苯中,70℃)大于1.5dL/g,80-150份E-SBR;0-1.7份硫磺和0.2-5份给硫体(以弹性体总量为100份计)。   美国Goodyear轮胎与橡胶公司发明了一种在2%35(以有机组分计)离子型表面活性剂和10%70%(以单体总量计)增塑剂[如磷酸三(丁氧基乙基)酯]存在下,使含抗降解官能团的乙烯基化合物:如[N-(4=苯氨基苯基)甲基丙烯酰胺]与共轭二烯烃于40-100℃下共聚,制得稳定性弹性体,然后将其与普通E-SBR共混,制备聚合物分子链上结合有抗降解官能团母炼胶的方法。   2、化学改性   Bridgestone日本公司在甲苯溶液中用溴基苯基乙酸和叔丁氧基氯处理E-SBR,制得了耐热性能得到改善、适用于生产轮胎的卤化E-SBR,其硫化胶100%定伸应力、拉伸强度和伸长率均有大幅度提高。该公司还在叔丁氧基氯存在下用四唑化合物(如1-苯基-5-硫基-1,2,3,4-四唑)改性E-SBR,其硫化胶拉伸强度有较大提高,抗湿(干)滑性亦有所改善。该公司还用丙烯酸或甲基丙烯酸接枝改性E-SBR,以生产耐热性和路面抓着力良好的充气轮胎。接枝改性剂通式为R1R2C=CR3COOH[R1-3为氢、卤素、取代或非取代烷基或链烯基(碳原子数不大于5)],用量为0.1-5.0份。改性在有机卤试剂存在下进行。   三、环保型乳液聚合丁苯橡胶   所谓环保型丁苯橡胶(SBR)就是指在生产、加工和使用过程中不产生亚硝胺化合物等有毒物质,对环境无污染,对人体无毒害的SBR。因此,在SBR的生产、加工过程中需实现稳定剂、防老剂、硫化促进剂、调节剂、终止剂等助剂的环保化,即使用“绿色助剂”。20世纪80年代以来,国外对环保型SBR的开发非常活跃,主要是通过开发使用不含亚硝基的聚合终止剂、不产生亚硝胺化合物的环保型助剂或添加抑制剂的途径来控制橡胶制品中亚硝胺化合物的产生。   结束语   目前,聚合工艺和聚合配方基本定型,单体转化率已从60%提高至70%,甚至更高。为加速聚合反应,减少冷剂消耗,聚合温度也有所提高。聚合设备趋向大型化,连续聚合使用30~45m3的聚合釜。在凝聚和后处理方面,以高分子絮凝剂代替氯化钠,大大减少了氯化钠的消耗量。聚合工艺自动化水平的提高,改善了产品质量。   参考文献   [1]胡金生,曹同玉,乳液聚合[J],北京:化学工业出版社,1987.26   [2]王久芬,高聚物合成工艺[M],北京:国防工业出版社,2005   [3]崔小明,国内外丁苯橡胶的供需现状及发展前景[J],化学工业,)
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