SEBS成套技术工艺包

3 工艺手册
3.1.1工艺原理、工艺特点
聚合岗位
三边测量法热塑性弹性体SEBS是以丁二烯、苯乙烯为单体,环己烷为溶剂,正丁基锂为引发剂,四氢呋喃为活化剂,四氯化硅为偶合剂,经阴离子聚合合成SBS基础胶,再采用茂系催化剂进行加氢而制得的产品。
3.1.1 线型SEBS聚合加氢反应机理
线型SEBS的基础胶采用三步加料法合成工艺:首先向聚合釜中加入计量好的苯乙烯单体和环己烷溶剂、活化剂,然后加正丁基锂引发聚合成活性聚苯乙烯基锂,再加入经过精制合格的丁二烯,生成具有活性聚苯乙烯丁二烯基锂的两段嵌段物,最后加入经计量的苯乙烯进行第三段聚合,就得到了三嵌段的SBS共聚物。然后在加氢釜中采用茂系催化剂CP2TiCl2进行选择加氢,一般认为,CP2TiCl2呼唤绿荫催化剂本身不具备加氢活性或活性很低,需经烷基金属化合物或金属氢化物还原成[CP2TiH]结构才能进行反应,在SBS加氢体系中有活性锂,当与氢气
接触后,便生成高活性的氢化锂化合物,因此将CP2TiCl2加入含有活性LiHSBS溶液中便转化成具有加氢活性的气垫导轨实验[CP2TiH]结构,从而完成对SBS分子中丁二烯链段(包括1,2—结构和1,4—结构)双键进行选择加氢。线型SEBS聚合加氢反应式如下:
n[CH=CH2] + RL i        R -(CH-CH2-)nLi   
                 
     
R -(CH-CH2-)n Li +  m -( CH2=CH- CH=CH2)   
                                   
R-[ CH- CH2-]n-( CH2-CH=CH-CH东博神相2)m1 -( CH2-CH-)m2Li
                                    CH=CH2
+n(CH=CH2-)n       R-[ CH- CH2-]n-( CH2-CH=CH-CH2)m1
                                                       
     
           
( CH2-CH)m2-( CH-CH)n-Li
CH=CH2                                           
H2Cat
    R-[ CH- CH2-]n-( CH2-CH2-CH2-CH2)m1-( CH-CH2)m2( CH2- CH2)m
                            CH2 CH 
3.1.1.1.2 星型SEBS聚合加氢反应机理
星型SEBS的基础胶采用偶合法合成工艺:先将计量好的苯乙烯单体和环己烷溶剂、活化
剂加入聚合釜内,经丁基锂引发生成聚苯乙烯基锂后再加入丁二烯,进行聚合生成活性SBLi两嵌段物,再加入四官能团化合物SiCl1998年国土资源部部长4,生成四臂型星型SBS,然后在加氢釜中用茂系催化剂CP2TiCl2对SBS分子中丁二烯链段(包括1,2—结构和1,4—结构)双键进行选择加氢。星型SEBS加氢过程不同之处是需补加较多丁基锂作还原剂。
3.1.1.2凝聚岗位
本工艺采用水析凝聚法脱除SEBS胶液中大量的溶剂。
SEBS生产是间歇式,由于操作人员在每一釜物料的投入计量、仪表计量误差,使得每一釜胶液的物性均有所不同,为了使产品质量均一,在进行凝聚之前要通过胶液罐的胶液调配和混合作用,从而达到产品性能的要求。
混配合格后的胶液用胶液泵送至凝聚釜,每个凝聚釜进胶液处共有四个喷嘴,分布在釜东南西北方向,由上向下将胶液喷入釜内;同时向其中通入蒸汽和热水:蒸汽喷嘴为若干喷射孔,分布在凝聚釜底部的蒸汽环管上,由釜底向上对准胶液喷嘴,喷出蒸汽与胶液相遇,热水由凝聚釜中上部通入或由喷嘴进入。在蒸汽、热水和搅拌器的共同作用下,发生传质传热作用,溶剂从胶中挥发被蒸汽带出凝聚釜,从而将胶液凝聚成一定大小的胶粒。
水析法凝聚工艺主要任务是回收胶液中的大量溶剂,蒸汽消耗量大,是决定整套装置中能耗和物耗水平的关键过程。其主要有以下特点:
1)由于水析凝聚过程需要提供大量的热能,因此消耗蒸汽量大,SEBS生产中60%的蒸汽用于凝聚过程;
2)SEBS生产中绝大部分溶剂消耗发生在凝聚过程中,如密封效果、凝聚效果等对溶剂脱除率有非常大的影响
3.1.1.3后处理岗位
  SEBS后处理干燥工艺采用挤压脱水和带式干燥相结合的方式进行脱挥,从而达到要求。经过水析凝聚后从凝聚工号送来的热水和胶粒进入后处理,经SDU斜筛、底筛过滤脱水后进入SDU挤压脱水机,仍含有大量游离水的SEBS胶粒(团)进行挤压脱水机的筒体后,经螺杆输送并进行机械挤压,胶中的大量水分被挤出,经SDU底筛过滤后循环使用,胶料从SDU模孔中被挤出,并被切刀切成圆片状胶粒。
切粒后SEBS物料一般含12~18%的水,仍需进一步干燥后才能满足用户使用要求。干燥过
程采用带式干燥设备干燥脱挥。物料均匀分布在带式干燥机中,呈错流方向通入加热空气,与物料密切接触进行传热传质,富含水蒸汽的空气被抽风系统排出,干燥后的物料送入粉碎系统进行粗粉和细粉,然后经风送系统送至包装系统。
本工艺具有自动化程度高、安全系数高、干燥能力强、处理能力大等特点。
3.1.1.4溶剂回收岗位
1)环己烷精制:环己烷脱水采用恒沸精馏(又称共沸精馏)原理。在精馏过程中,环己烷本身起了挟带剂的作用,与水形成沸点较低的共沸物,在一定温度、压力下,经过孔板波纹填料塔,借助于在填料表面形成较薄的液膜层进行气液两相间的传质和传热,以共沸物的形式由塔顶蒸出,冷凝后经油水分层,达到脱水目的;而环己烷脱重是多组分精馏过程,利用混合液中各组分的挥发度不同而进行分离,达到脱除重组分的目的,产品由侧线采出而得。
2)甲苯精制:甲苯脱水采用恒沸精馏(又称共沸精馏)原理,即水与甲苯形成沸点较低的共沸物,从而加以脱除;而脱重是多组分精馏过程,它利用混合液中各组分的挥发度不同而进行分离,重组分由塔底脱除,成品由侧线采出而得。
3.1.2  操作变量分析
聚合岗位
.1.1 聚合工号
1原材料
由于SBS聚合属于阴离子聚合反应,原材料精制后存在杂质如水、氧、醇或酸,会杀死部分活性中心形成一定数量的单一聚合物或二嵌段聚合物(如PS、PSB),其结果是产品聚合物的分子量变大,分子量分布变宽,严重影响预先设计的聚合物分子量。因此,反应必须加入过量的丁基锂破杂。
溶剂中轻组分和重组分及苯乙烯中自聚物、水分和阻聚剂,丁二烯中的水、二聚物、炔烃等的存在,都对反应产生不良影响,必须精馏和吸附处理,以达到原材料质量标准。
何叔衡另外,反应不好或聚合不完全,对回收溶剂会增加负担,回收溶剂质量要受影响,反过来又影响聚合反应。另外,聚合基础胶的质量直接影响下一工序的氢化反应。
② 工艺条件
聚合操作,严格控制工艺参数很重要,特别是聚合过程中的工艺条件,如反应温度,时间及加料等。
聚合温度的控制,关键在二段,此段超过100℃,且停留时间超过5分钟,将严重影响其物性。
调节剂量如不足,基础胶中PB段中1,2-结构含量偏低,产品呈塑性。过量则会使软段中1,2-构含量增加,影响产品的物性。
引发剂加入多少,直接影响SBS的设计分子量。
单体加入量及嵌段比也对产品的性能产生影响。
③ 设备、仪表
化工设备的先进性,完好性与生产息息相关,平时必须维护、保养好设备。另外,化工仪表是生产的“眼睛”,也必须使用好,保养好。它们使用的好坏,也对产品质量和产量及安
全产生重大影响。
④ 公用工程
生产过程中的氮气、仪表风、蒸汽、循环水等公用工程的满足,是生产进行的必要条件,聚合系统必须用精氮来隔绝空气、水等杂质。
另外,操作人员的操作水平,技术素质等,都是影响产品产量和质量的主要因素。
加氢工号
1原材料杂质的影响
为了使SEBS产品的加氢度合格,原料氢气的质量一定要确保,否则其杂质水、酸性气体就会杀死主催化剂的活性种,导致氢化反应不完全,得不到合格的SEBS产品
基础胶的质量直接影响SEBS的氢化反应,基础胶PB段中乙烯含量偏高或偏低均对产品性能造成影响,另外,胶液粘度过大也会影响氢化反应的进行。
2工艺条件
加氢操作,严格控制工艺参数是很重要的,特别是氢化过程中的工艺条件,如反应温度,时间及加料等。
加氢温度的控制主要是氢化反应的起始温度和氢化高温的控制,氢化反应起始温度小于50℃,加氢反应难进行;氢化反应起始温度过高,则氢化反应高温难以控制,如氢化反应高温超过110℃,其产品的加氢度均小于90%,达不到合格产品的要求。
3设备、仪表
化工设备的先进性,完好性与生产息息相关,平时必须维护、保养好设备。另外,化工仪表是生产的“眼睛”,也必须使用好,保养好。它们使用的好坏,也对产品质量和产量及安全产生重大影响。
④ 公用工程
生产过程中的氮气、仪表风、蒸汽、循环水等公用工程的满足,是生产进行的必要条件,加氢系统一般用氢气来隔绝空气、水等杂质。
另外,操作人员的操作水平,技术素质等,都是影响产品产量和质量的主要因素。
3.1.2.2凝聚岗位
胶液调配和混合是否均匀直接影响同一批产品质量是否均一。水胶比、凝聚温度、凝聚时间以及搅拌效果将直接影响溶剂的脱除率,合理控制各工艺参数不但能有效降低环己烷消耗,而且对蒸汽消耗也有明显的影响,同时还影响后处理干燥脱挥。具体分析如下:
1)水胶比低,易堵塞凝聚釜及物料管线,且凝聚效果不好;水胶比高时凝聚时间过短,影响凝溶剂脱除,且蒸汽消耗大。
2)凝聚时间越长、凝聚温度越高及搅拌效果越好时凝聚效果越好,即溶剂脱除率越高;但设备投资增加、蒸汽消耗大;反之则设备投资较低,蒸汽消耗下降,但凝聚效果亦随之下降。
3)生产中应合理选择工艺运行参数,使工艺最优化。
3.1.2.3后处理岗位
挥发份含量是衡量SEBS成品质量的主要因素之一。后处理过程中,SDU电流、模板压力
、切粒情况、摆动输送机运行情况、带式干燥机速度及各区温度情况,直接影响成品胶的挥发分及产量。具体分析如下:
1)SDU电流、模板压力是反映SDU挤压脱水机工作负荷大小的主要参数,电流和压力高说明设备负荷大,应通过调节其螺杆转速进行平衡,否则易引起模板变形影响切粒、带来设备故障及引起工艺联锁停车。

本文发布于:2024-09-22 10:30:07,感谢您对本站的认可!

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