SBS的生產(chǎn)原理.doc

1、sbs熱塑彈性體的生產(chǎn)原理與工藝摘 要：苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物(sbs)是一種重要的熱塑性彈性體，廣泛用作皮鞋、運動鞋和旅游鞋的鞋底材料?，F(xiàn)有的生產(chǎn)方法有三步加料法、二步混合加料法、偶聯(lián)法。本文從sbs發(fā)展趨勢解析了當前sbs的生產(chǎn)工藝與其生產(chǎn)原理。從而可看出各種生產(chǎn)方法的的優(yōu)缺點，進而得出最佳的生產(chǎn)工藝流程。關(guān)鍵詞：sbs的生產(chǎn); 熱塑彈性體；共聚物；工藝技術(shù)1前言1產(chǎn)品的性能熱塑彈性體是高分子材料科學與工程理論和應(yīng)用中的一個重大突破。兼具有橡膠和熱塑性塑料的特性，在常溫下顯示橡膠高彈性，高溫下又能塑化成型的高分子材料。它是繼天然橡膠、合成橡膠之后的所謂“第三代橡膠” 。熱塑性彈

2、性體在鞋底料、粘合劑、汽車零部件、電線電纜、膠管、涂料、擠出制品、摻合劑等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在橡膠制品方面除了不適于制造充氣輪胎外，非胎制品已有不少可以取代，如汽車部件、部分橡膠機械制品，此外，在建筑、電絕緣、食品和飲料包裝以及醫(yī)療衛(wèi)生等方面也有很多應(yīng)用。熱塑性彈性體分子鏈的結(jié)構(gòu)特點是由化學組成不同的樹脂段(硬段)和橡膠段(軟段)構(gòu)成。硬段的鏈段間作用力足以形成“物理交聯(lián)”，軟段則是具有較大自由內(nèi)旋轉(zhuǎn)能力的高彈性鏈段;而軟硬段又以適當?shù)拇涡蚺帕胁⒁赃m當?shù)姆绞铰?lián)接起來。硬段的這種物理交聯(lián)是可逆的，即在高溫下失去約束大分子組成的能力，呈現(xiàn)塑性。當溫度降至室溫時，這些“交聯(lián)”又恢復(fù)，起到類似硫化橡膠

3、交聯(lián)點的作用。正是由于熱塑性彈性體的這種鏈結(jié)構(gòu)特點和交聯(lián)狀態(tài)的可逆性，使它在常溫下顯示硫化膠的彈性、強度和形變特性等物理機械性能，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)硫化膠制造某些橡膠制品;在高溫下硬段會軟化或熔化，在加壓下呈現(xiàn)粘性流動，顯現(xiàn)熱塑性塑料的加工特性，可采用注射成型和吹塑成型等熱塑性塑料的方法，比傳統(tǒng)硫化橡膠常用的壓縮、擠出、壓延成型速度快、周期短，所需后硫化設(shè)備少，生產(chǎn)費用低。熱塑料彈性體還可用真空、吹塑成型等傳統(tǒng)橡膠不能使用的迅速、經(jīng)濟的方法加工。重復(fù)加工對其性能或加工特性無明顯損害，廢品和邊角料可重新加工，用過材料可與新料一起使用，大大提高了材料利用率，極大地減少環(huán)境污染，被認為是環(huán)境友好材料。sbs

4、系苯乙烯·丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物，它兼具有塑料的可塑性和橡膠的回彈性可和水、弱酸、堿等接觸，具有優(yōu)良的拉伸強度，表面摩擦系數(shù)大，低溫性能好，電性能優(yōu)良，加工性能好等特點，在加工應(yīng)用方面擁有熱固性橡膠無法比擬的優(yōu)勢:1)可用熱塑性塑料加工設(shè)備進行加工成型，如擠壓、注射、吹塑等，成型速度比傳統(tǒng)硫化橡膠工藝快;2)不需硫化，可省去一般熱固性橡膠加工過程中的硫化工序，因而設(shè)備投資少，生產(chǎn)能耗低、工藝簡單，生產(chǎn)效率高，加工費用低;3)邊角余料可多次回收利用，節(jié)省資源，有利于環(huán)境保護。由于sbs熱塑性彈性體上述良好性能，己被應(yīng)用于鞋底材料、瀝青改性、樹脂改性劑和粘合劑等領(lǐng)域，其中80%用于鞋

5、材。sbs也存在一些不足，由于它獨特的分子結(jié)構(gòu)，它的耐熱性比傳統(tǒng)硫化橡膠差，具有高溫蠕變大，耐候性、耐老化性能較差，耐油性和耐磨性較差等缺點。2產(chǎn)品的用途鑒于sbs的優(yōu)良性能sbs的主要應(yīng)用為以下方面：制鞋業(yè)：用sbs代替硫化橡膠和聚氯乙烯制作的鞋底彈性好(受力或殘余變形小)、色彩美觀，具有良好的抗?jié)窕浴⑼笟庑?、耐磨性、低溫性和耐曲撓性，不臭腳，穿著舒適等優(yōu)點，對瀝青路面、潮濕及積雪路面有較高的摩擦系數(shù)。廢sbs鞋底可回收再利用，成本適中。鞋底式樣可為半透明的牛筋底或色彩鮮艷的雙色鞋底，也可制成發(fā)泡鞋底。用sbs制成的價廉的整體模壓帆布鞋，其重量比聚氯乙烯樹脂鞋輕15-25%,摩擦系數(shù)高30

6、%，具有優(yōu)良的耐磨性和低溫柔軟性。sbs所具有這些優(yōu)良性能，使得它在制鞋業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛。瀝青改性：sbs在瀝青改性中的應(yīng)用包括防水卷材瀝青改性以及道路瀝青改性兩個方面。用sbs改性的瀝青防水卷材具有低溫屈撓性好、自愈合能力和耐久性好、抗高溫流動、耐老化、熱穩(wěn)定性好以及耐沖擊等特點，可以大大提高防水卷材的性能，延長其使用壽命，可滿足重要建筑物和構(gòu)筑物的需要。在包括橋面(混凝土)、地鐵以及地下通道等的市政工程以及包括水池、水渠等的水利工程方面得到了廣泛地應(yīng)用。聚合物改性：sbs是較好的樹脂改性劑，可與pp、pe、ps、abs等樹脂共混，以改善制品的抗沖擊性能和屈撓性能，這類產(chǎn)品多用于電氣元件、

7、汽車方向盤、保險杠、密封件等。與國外發(fā)達國家和地區(qū)相比，我國的聚合物改性行業(yè)尚處于起步階段。2003年我國聚合物改性方面sbs的消費量約為1.65萬噸。隨著我國汽車工業(yè)和家電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，消費者對商品的舒適性、安全性、耐用性等性能要求將逐步提高，加上我國合成樹脂工業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)聚合物改性行業(yè)將得到蓬勃發(fā)展。預(yù)計到2003-2008年間，國內(nèi)sbs產(chǎn)品在聚合物改性的應(yīng)用將以20%以上的速度快速增長，到2008年將達到4.5萬噸的水平。粘合劑：由于sbs在烴類溶劑中具有很好的溶解能力，溶解快、穩(wěn)定性好、內(nèi)聚力強，避免了用芳香烴溶劑對人體健康的危害。加上sbs膠粘劑良好的彈性、粘接強度和低溫性能，

8、粘度低、抗蠕變性能優(yōu)于一般eva類、丙烯酸系粘合劑，在生活中得了廣泛的應(yīng)用?？捎糜谏a(chǎn)鞋用粘合劑、冶金粉末成型劑、裱膠粘合劑、木材快干膠、標簽、膠帶用膠、一次性衛(wèi)生用品用膠、復(fù)膜粘合劑、密封膠以及用于掛鉤、電子元件以及一般強力膠、萬能膠以及不干膠等。sbs之所以具有粘合劑作用，是由于它的化學結(jié)構(gòu)具有橡膠和塑料兩種組分，它的性能優(yōu)越于合成橡膠。作粘合劑使用的sbs具有以下幾個特點:1)產(chǎn)品呈碎塊形狀，無需切割及捏合;2)在固體含量較高時，呈低粘度溶液;3)在烴類熔劑中，具有高度的溶解性;4)可作快干溶液的粘合劑使用;5)具有同高彈性材料相結(jié)合的高粘結(jié)性能;其它領(lǐng)域：sbs還可用作玩具、家具和運動

9、設(shè)備的主要原料；用作地板材料、汽車座墊材料、地毯底層和隔音材料以及電線和電纜外皮。此外，sbs還可用于水泥加工、汽車制造和房屋內(nèi)裝修以及各種膠管的制造，用于亮油、醫(yī)療器件、家用電器、管帶以及電線電纜等方面。2003年在其它領(lǐng)域中，國內(nèi)sbs的消費量約為1.31萬噸。預(yù)計到2008年將達到5萬噸，年均增長率高達30%以上。3 sbs的主要生產(chǎn)方法 以苯乙烯、丁二烯為原料生產(chǎn)sbs，工業(yè)上采用鋰系引發(fā)劑陰離子溶液聚合工藝，聚合物溶液經(jīng)凝聚脫除溶劑后成為固體產(chǎn)物，常規(guī)生產(chǎn)方法采用間歇聚合、濕法凝聚工藝。目前，國外生產(chǎn)廠商致力于開發(fā)連續(xù)聚合技術(shù)及干法凝聚工藝。與現(xiàn)行的間歇聚合技術(shù)相比，連續(xù)聚合技術(shù)的主

10、要特點是生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，物耗和能源消耗低。常規(guī)濕法凝聚工藝用水量大，能耗高，污水量較大，并有可能增加產(chǎn)品中凝膠含量，而干法凝聚工藝則可克服濕法凝聚工藝的諸多缺陷，是合成橡膠業(yè)界的一次革命。國內(nèi)sbs生產(chǎn)工藝技術(shù)經(jīng)過二十多年的開發(fā)，已具一定水平。2003年，采用國產(chǎn)化技術(shù)建設(shè)的sbs裝置生產(chǎn)能力共計16萬噸/年。國產(chǎn)化sbs生產(chǎn)裝置采用間歇聚合、濕法凝聚工藝，連續(xù)聚合工藝仍在開發(fā)中。前些年，國產(chǎn)sbs產(chǎn)品存在批次間質(zhì)量不穩(wěn)定、色澤較深、熔融溫度偏高等問題。近年這一問題基本得到解決，國產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)的sbs產(chǎn)品質(zhì)量已有較大改進，基本接近國外同類產(chǎn)品質(zhì)量，競爭力有所提高。2生產(chǎn)原理與工藝2.1

11、生產(chǎn)原理2.1.1三步加料法以正丁基銼或仲丁基銼等單鏗有機化合物為引發(fā)劑在非極性溶劑中于惰性氣體保護下進行聚合反應(yīng)。首先將原料及各種組分進行精制然后先向反應(yīng)器中加人規(guī)定量的苯乙烯質(zhì)量,接著加人引發(fā)劑溶液升溫到左右維持一小時第二步是待苯乙烯完全轉(zhuǎn)化后降溫至左右加人丁二烯再升溫至一并維持小時左右。為使丁二烯轉(zhuǎn)化完全可接著將溫度升至,再維持一分鐘第三步是加人另一半苯乙烯在下反應(yīng)小時。聚合結(jié)束后向聚合物溶液中加人含有穩(wěn)定劑的環(huán)己烷溶液并加人分散劑如硬脂酸鈣在以上進行凝聚再經(jīng)擠壓脫水、擠壓干燥后得產(chǎn)品最后將產(chǎn)品包裝人庫。使用三步加料法雖然能制得質(zhì)量較好的產(chǎn)品但生產(chǎn)工藝步驟較多特別是第三步容易將微量有害雜

12、質(zhì)帶人聚合體系從而生成少量雙嵌段共聚物而影響產(chǎn)品的物理機械性能。2.1.2二步混合加料法兩步混合加料法與三步加料法相比省去了第三步而是在第二步加人丁二烯的同時把另一半苯乙烯也加人到聚合釜中。采用兩步混合加料法的原理是基于聚苯乙烯基鏗活性鏈端引發(fā)丁二烯聚合的能力高于引發(fā)苯乙烯聚合的能力兩者的競聚率與鏈增長速率常數(shù)相差較大在第二步反應(yīng)時丁二烯首先聚合在丁二烯基本轉(zhuǎn)化完全之后苯乙烯才開始聚合。兩步混合加料法的主要優(yōu)點是減少了單體加料次數(shù)因而可以減少雜質(zhì)進人聚合系統(tǒng)的機會減少二嵌段共聚物生成的機會。但在丁二烯和苯乙烯同時存在時特別是在丁二烯聚合后期由于苯乙烯的相對濃度較大有時可能會生成少量苯乙烯與丁二

13、烯的無規(guī)鏈段而影響產(chǎn)品的物理機械性能。2.1.3偶聯(lián)法偶聯(lián)法是先用單鏗引發(fā)劑制成雙嵌段sbsli再加人偶聯(lián)劑制成線型三嵌段或星型多臂sbs。偶聯(lián)法是合成sbs的有效方法與上述其他方法相比偶聯(lián)法的突出特點是加料次數(shù)比三步法少雜質(zhì)進人的機會少所制得聚合物的鏈段微觀結(jié)構(gòu)比兩步混合加料法更為理想。與雙鏗引發(fā)劑二步法相比,偶聯(lián)法的引發(fā)劑制備比較簡單不需要極性溶劑。此外還適用于單體a的活性鏈能引發(fā)單體b而單體b的活性鏈不能引發(fā)單體a的聚合體系。偶聯(lián)法的工藝過程和生產(chǎn)控制與上述方法基本相似。制備線型sbs常用的偶聯(lián)劑為雙官能團化合物如二氯乙烷、二溴乙烷以及二碘甲烷等。制備星型sbs常用的偶聯(lián)劑為多官能團化合

14、物如三氯硅烷和四氯硅烷等。2.1.4兩步加料法采用二步加料法合成線型時一般采用雙銼引發(fā)劑。由于雙鏗引發(fā)劑在烴類溶劑中的溶解度很小需要加入部分極性溶劑而極性溶劑對聚合物中聚丁二烯部分的微觀結(jié)構(gòu)有一定影響。根據(jù)所用溶劑的性質(zhì)與種類不同可制得鏈段微觀結(jié)構(gòu)主要是聚丁二烯部分的乙烯基結(jié)構(gòu)不同而性能也不相同的產(chǎn)品。二步加料法的工藝過程及控制方法與三步法基本相同。通常與溶液丁苯橡膠在同一套裝置上生產(chǎn)其基本生產(chǎn)工藝包括原料精制、催化劑制備、配料、聚合、膠液摻混、凝聚脫水干燥和壓塊包裝等過程,一般采用間歇聚合工藝。2.2生產(chǎn)工藝2.2.1 生產(chǎn)工藝說明熱塑性彈性體sbs生產(chǎn)采用的是溶液聚合過程,其溶劑種類的選擇

15、對生產(chǎn)體系的穩(wěn)定性與安全性、消耗與產(chǎn)品成本以及單產(chǎn)能力等均有較重要的影響。岳陽石油化工總廠合成橡膠廠設(shè)計初期生產(chǎn)所用溶劑為環(huán)己烷(ch)。為了尋找一種更加經(jīng)濟合理且安全適用的sbs生產(chǎn)溶劑體系,岳化橡膠廠現(xiàn)采用的是一種新的溶劑體系以替代以前的純環(huán)己烷,并成功應(yīng)用于sbs的工業(yè)生產(chǎn)。新溶劑體系應(yīng)用于sbs生產(chǎn)、聚合反應(yīng)工藝與原純環(huán)己烷溶劑的相關(guān)工藝條件作了對比。2.2.2聚合反應(yīng)與膠液凝聚的工藝過程生產(chǎn)sbs的聚合裝置為10 kt/a、20 kt/a sbs裝置,聚合釜容積分別為30 m3和50 m3,生產(chǎn)投料系數(shù)為80%,生產(chǎn)過程由dcs系統(tǒng)自動控制。正丁基鋰引發(fā)陰離子聚合經(jīng)順序加料方式得到線

16、形sbs(yh2792)或兩步加料偶合法得到星形sbs(yh2805)產(chǎn)品1,3,首先在聚合釜中依次加入定量的溶劑、st、thf溶液,控制混合液的溫度達到規(guī)定的條件后立即加入定量的引發(fā)劑n2buli進行引發(fā),待反應(yīng)一段時間加入合格的定量bd單體,待bd反應(yīng)完全后,加入定量的st(線形sbsyh2792生產(chǎn))或偶合劑sicl4進行偶合反應(yīng)(星形sbs yh2805生產(chǎn))。反應(yīng)完畢后加入質(zhì)量分數(shù)為0.5%1.0%的防老劑bht與抗氧劑2#的膠液,經(jīng)水析法在水蒸汽、熱水和攪拌的作用下進行凝聚,溶劑脫出回收再利用,析出的膠粒經(jīng)“兩機”后處理干燥得產(chǎn)物sbs。2.2.3聚合反應(yīng)工藝聚合反應(yīng)溫度控制生產(chǎn)中

17、聚合反應(yīng)單體濃度與ch作溶劑時一樣,試生產(chǎn)期間聚合裝置在生產(chǎn)sbs yh2792、yh2805兩牌號sbs時反應(yīng)溫度控制情況見表1。表1sbs聚合反應(yīng)的溫度控制觀察表1生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知: sbs生產(chǎn)的工業(yè)化試生產(chǎn)時聚合反應(yīng)過程的溫度控制平穩(wěn),反應(yīng)最大溫升變化率(dphd)及一段、二段反應(yīng)最高溫度與使用ch時是相當?shù)?表明所用正丁基鋰引發(fā)聚合形成sbs產(chǎn)品滿足活性陰離子聚合反應(yīng)機理的要求,在相同的聚合工藝條件下與ch一樣滿足sbs生產(chǎn)對反應(yīng)變化控制,滿足sbs生產(chǎn)的工藝技術(shù)要求。2.2.3提高sb s生產(chǎn)聚合反應(yīng)單體濃度的生產(chǎn)工藝控制提高sb s生產(chǎn)聚合反應(yīng)單體濃度的生產(chǎn)工藝控制為了進一步考察新

18、溶劑體系在sbs生產(chǎn)中的適應(yīng)性,在提高聚合反應(yīng)單體濃度的工藝條件方面進行了試驗。試生產(chǎn)中聚合反應(yīng)過程工藝控制情況見圖2。由圖2可見,聚合反應(yīng)單體質(zhì)量分數(shù)在18.0%20.0%范圍時能滿足工藝要求的條件,同時聚合釜攪拌電流值只是略有變大而未超出安全值,反應(yīng)周期隨單濃增加而有一定增加但仍滿足“快速聚合技術(shù)”的要求。從結(jié)果看,新溶劑體系的使用可使sbs生產(chǎn)聚合反應(yīng)單體濃度提高到一個新的水平,并且聚合反應(yīng)過程平穩(wěn),從而有利于提高裝置生產(chǎn)率。3工藝流程3.1流程3.1.1引發(fā)sbs是以苯乙烯、丁二烯為單體,以烷基鋰(rli)為引發(fā)劑,以烴為溶劑,在四氫呋喃(thf)等醚類結(jié)構(gòu)調(diào)解劑作用下,通過陰離子聚合

19、而得到的丁苯嵌段共聚物。目前sbs生產(chǎn)技術(shù)主要來自美國phillips公司、shell公司、日本和中國sinopec公司。其生產(chǎn)工藝是將合格的溶劑、丁二烯、苯乙烯、引發(fā)劑及活化劑等助劑按一定比例加入聚合釜引發(fā)聚合反應(yīng),反應(yīng)后的膠液經(jīng)閃蒸濃縮后送往膠液罐中混合,經(jīng)2個汽提釜凝聚,絕大部分溶劑被蒸汽氣化蒸出,聚合物變成膠屑。3.1.2聚合聚合工藝主要采用間歇釜式溶液聚合法中的三步順序加料法和偶聯(lián)法,技術(shù)的關(guān)鍵是聚合配方和聚合釜的傳質(zhì)、傳熱效果及其運行可靠性,聚合釜設(shè)備的規(guī)模經(jīng)歷了30、43、54 m3的發(fā)展過程。撤熱方式主要有3種:夾套撤熱;夾套和內(nèi)冷管撤熱;外循環(huán)撤熱。聚合釜的攪拌形式一般是三四

20、層槳,各層槳葉形式不同,以起不同的作用,安裝方式有上置式懸臂槳和下置式支撐槳。目前sbs工業(yè)生產(chǎn)裝置普遍采用的是43 m3和54 m3聚合釜,材質(zhì)多采用碳鋼和不銹鋼的復(fù)合鋼材,撤熱方式有夾套撤熱和夾套與內(nèi)冷管撤熱2種,攪拌為上置式懸臂槳,控制系統(tǒng)多為集散控制系統(tǒng)(dcs),部分采用先進的過程控制技術(shù)(apc)。3.1.3閃蒸濃縮從膠液中脫除溶劑的方法主要有2種:直接法和間接法。在工業(yè)上普遍采用的是蒸汽汽提的間接法,即聚合膠液經(jīng)閃蒸濃縮至質(zhì)量分數(shù)為16%25%后進入汽提釜汽提,使膠中溶劑的質(zhì)量分數(shù)小于015%,再通過機械擠壓干燥法將揮發(fā)分脫除至產(chǎn)品的要求。由于此方法中有大量的熱水作傳熱介質(zhì),同時

21、汽提氣中每噸溶劑約夾帶1 t的蒸汽,動力消耗較高。如何在保證后續(xù)工段膠液輸送和汽提效果的前提下盡可能地提高膠液濃度,是節(jié)省蒸汽消耗的一個有效途徑。3.1.4摻混和汽提自1960年美國phillips石油公司首次在順丁橡膠生產(chǎn)中應(yīng)用了雙釜凝聚技術(shù)至今,國內(nèi)外在雙釜流程以及膠液乳化、噴嘴結(jié)等方面的節(jié)能優(yōu)化研究報道不少。sbs工業(yè)生產(chǎn)裝置采用過的凝聚工藝主要有3種:單釜凝聚工藝、雙釜并聯(lián)凝聚工藝和雙釜串聯(lián)凝聚工藝。由于單釜凝聚工藝蒸汽消耗較大,每噸干膠消耗8 t蒸汽,工業(yè)上主要采用雙釜并聯(lián)和雙釜串聯(lián)凝聚工藝。從常用的2種工藝特點看,雙釜并聯(lián)工藝易于控制,但能耗高,每噸干膠消耗312 t蒸汽,而雙釜串

22、聯(lián)工藝控制要求嚴,蒸汽消耗低,每噸干膠僅需216t蒸汽,且膠粒中殘油率平穩(wěn)。目前大部分先進的sbs生產(chǎn)裝置均采用雙釜串聯(lián)工藝。3.1.5聚合物后處理國際上有關(guān)膠液后處理脫除水及殘余溶劑的方法的專利報道較多16-18,大體上可分為4種:傳統(tǒng)的濕法干燥:凝聚脫水機膨脹干燥機產(chǎn)品傳統(tǒng)的濕法干燥:凝聚脫水機長網(wǎng)或箱式干燥機產(chǎn)品;新型的濕法干燥:凝聚脫水機流化床干燥產(chǎn)品;新型的干法干燥:閃蒸濃縮脫揮發(fā)分擠壓機產(chǎn)品。目前,工業(yè)生產(chǎn)裝置上主要采用的工藝有2種；一種是傳統(tǒng)的濕法干燥,主要以french和anderson機型為主;另一種是新型的濕法干燥,即只有一個深度脫水機,將膠料水分脫至4%左右進入流化床干燥

23、箱,氣流干燥至產(chǎn)品,主要以welding機型為主。干法干燥工藝(或直接干燥法)尚處在開發(fā)階段,未見有工業(yè)化報道,但在溶聚丁苯橡膠(ssbr)、低順式聚丁二烯橡膠(lcbr)的生產(chǎn)上已工業(yè)化多年。此工藝如能用于sbs生產(chǎn)裝置,每噸干膠的蒸汽消耗可下降約115 t,除節(jié)省了整個汽提工序中近一半的蒸汽消耗外,由于回收的溶劑不含水分,經(jīng)脫輕、脫重后可直接用于聚合,可大大簡化溶劑回收精制工序的流程。3.1.6溶劑回收精制溶劑回收精制是將凝聚工序送來的含有飽和水和重組分的濕溶劑以及從閃蒸釜送來的含有輕組分的干溶劑,分別經(jīng)過脫水、脫重和脫輕后,供聚合循環(huán)使用。有關(guān)溶劑回收精制工藝方面的專利報道很多。目前,工

24、業(yè)生產(chǎn)裝置有2種工藝流程:二塔系,即脫水、脫重為一塔,脫輕為一塔;三塔系,即脫水、脫重、脫輕各為一塔。二塔體系的優(yōu)點是熱能得到了充分的利用,與三塔體系相比每噸干膠可節(jié)省016 t蒸汽,但由于成品溶劑是從側(cè)線采出,質(zhì)量控制要求高。三塔體系的優(yōu)點是產(chǎn)品質(zhì)量控制容易,但能耗高。目前較先進的sbs工業(yè)生產(chǎn)裝置均采用二塔體系。3.2流程示意圖圖3.2 sbs工藝技術(shù)路線圖4主要設(shè)備介紹4.1主要設(shè)備sbs生產(chǎn)裝置的關(guān)鍵設(shè)備是聚合釜、凝聚釜及后處理生產(chǎn)線。聚合釜擬采用目前正在使用的50m3釜，該釜是目前國內(nèi)容積最大，技術(shù)水平最先進的聚合釜，且有多年的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗。凝聚釜采用100m，凝聚釜，該釜也是目前國

25、內(nèi)最大的凝聚釜，生產(chǎn)運行情況良好。后處理生產(chǎn)線，擬在消化吸收二條引進生產(chǎn)線，一條國內(nèi)生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，集各線的優(yōu)點，大膽創(chuàng)新，開發(fā)一條性能優(yōu)良的新的生產(chǎn)線。 一套新上的集散控制系統(tǒng)(dcs)，對新增2條生產(chǎn)線的工況進行集中監(jiān)視控制。同時，把原來沒有實現(xiàn)dcs控制的6個工號也納入dcs中，進行集中監(jiān)視控制。后處理部分設(shè)控制室1個，由plc對裝置進行集中監(jiān)視控制。 4.2主要原材料消耗量 主要原材料消耗表5發(fā)展趨勢5.1發(fā)展趨勢目前工業(yè)裝置多采用以單鋰(r- li) 為引發(fā)劑的順序加料法和偶聯(lián)法的聚合工藝,但此工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品存在二嵌段(sb)含量高(5 %10 %)、產(chǎn)品耐老化性能相對差的不足。為此

26、,dow、dexco 、polymer 、buna 、phillips 和國內(nèi)sinopec 等sbs 各主要生產(chǎn)廠商,相繼進行了雙鋰(li-r-li) 及多鋰引發(fā)體系聚合工藝的開發(fā),1990 年已有vector 等牌號面世,此體系可以減少sbs 聚合過程中的第3 步加料,產(chǎn)品不含或含微量二嵌段物,均聚物含量很少,產(chǎn)品的耐老化性能得到改善,并可生產(chǎn)單鋰所無法生產(chǎn)的多臂產(chǎn)品,完全可在原有單鋰sbs 生產(chǎn)裝置上實施。如能有效地降低引發(fā)劑的成本,此體系將是未來開發(fā)的熱點。在節(jié)能方面,將著重于能量的綜合利用及新的節(jié)能工藝的開發(fā)。目前大部分sbs 工業(yè)裝置凝聚釜頂約有100左右的溶劑和蒸汽混合氣熱能沒有得到充分利用。燕山石化公司利用自己開發(fā)的吸收式熱泵工業(yè)成套技術(shù)(aht) 成功地回收了sbs凝聚過程的低溫廢熱,3萬t/asbs 工業(yè)裝置實施結(jié)果表明:aht 技術(shù)可回收此部分40%的熱能,每噸sbs將減少低壓蒸汽消耗約115t 。在新工藝開發(fā)方面,為大幅度降低蒸汽消耗,將向直接干燥法方向發(fā)展,在傳統(tǒng)的蒸汽汽提工藝中,由于汽液平衡所決定,每蒸發(fā)1t溶劑需攜帶1t多的蒸汽,為節(jié)省這1t的消耗,可以通過直接干燥的方式解決,即將從聚合釜出來的膠液,經(jīng)過閃蒸和濃縮,直接進入排氣式雙螺桿擠出機,此工藝可以取消凝聚單元,大幅度降低蒸汽消耗,但需解決sbs 成品中殘余催化劑雜質(zhì)的脫除,以及在干燥過程