CN102775541A - 一种溴化丁基橡胶合成工艺 - Google Patents
一种溴化丁基橡胶合成工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102775541A CN102775541A CN2012102790528A CN201210279052A CN102775541A CN 102775541 A CN102775541 A CN 102775541A CN 2012102790528 A CN2012102790528 A CN 2012102790528A CN 201210279052 A CN201210279052 A CN 201210279052A CN 102775541 A CN102775541 A CN 102775541A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- butyl rubber
- pipeline
- brominated butyl
- solution
- synthesis technique
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920005557 bromobutyl Polymers 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 claims abstract description 31
- 238000005893 bromination reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 230000031709 bromination Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 52
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 24
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 2
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 claims description 2
- 238000010092 rubber production Methods 0.000 claims description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 abstract description 10
- 239000005060 rubber Substances 0.000 abstract description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 abstract description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract 1
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N Hydrogen bromide Chemical compound Br CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 229910000042 hydrogen bromide Inorganic materials 0.000 description 2
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000017105 transposition Effects 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种属于橡胶合成技术领域的一种溴化丁基橡胶合成工艺。该工艺包括丁基橡胶溴化和溴化混合液中和两个串联的过程。此工艺利用管道式反应器使溴的烷烃溶液与丁基橡胶的烷烃溶液混合启动溴化反应，在后续管道内经过6~60s的停留时间后，再利用另一管道式反应器引入碱液启动中和反应，在后续管道内经过20~300s的停留时间后完成反应。该工艺的特点是反应速度快，反应时间短且能够得到比较准确地控制，有利于抑制仲位溴取代的主产物向伯位溴取代的副产物转变，所得产品的各项指标优良。
Description
技术领域
本发明属于橡胶合成技术领域，具体涉及一种溴化丁基橡胶的合成工艺。
技术背景
随着科学技术的发展，化学工程技术正在不断向着高效、节能、安全的方向发展，为了实现可持续发展的目标，综合利用资源能源，对于化工的生产过程提出了新的要求。1937年埃克森公司制备出了丁基橡胶，1953年人们研究出了丁基橡胶的溴化方法，溴化丁基橡胶较传统丁基橡胶在耐热、耐酸碱、硫化活性、与其他橡胶共混和再生性能方面具有明显的优势，是高品级汽车内胎的主要原料。随着我国汽车工业的发展，目前对于溴化丁基橡胶的需求量不断提升，但是目前我国尚无成熟的制备方法。
丁基橡胶的溴化反应机理并不复杂，单质溴与橡胶接触就可以将橡胶双键上的仲位氢原子取代成为溴化丁基橡胶。溴化丁基橡胶合成的难点主要在于反应过程特性和体系操作特性存在矛盾。具体说，在反应特性方面，产物溴化丁基橡胶在溴及溴化氢存在的环境下易发生取代溴由仲位向伯位转化，要得到高品质的产品，必须及时阻断溴及溴化氢与产物的直接接触；在体系操作特性方面，反应物丁基橡胶的烷烃溶液的粘度很高，溴相对于丁基橡胶溶液的加入量很小，反应物的快速混合不容易实现，反应过程及微环境的控制则更难。目前，溴化丁基橡胶的合成主要在强搅拌的釜式反应器中进行，这种技术一方面为生产过程带来高能耗，另一方面较低的混合性能和较长的反应时间很难在不加助剂的情况下保证产品质量，这也是我国溴化丁基橡胶合成工艺未见重要突破的主要原因。
本发明提出使用管道式反应器的溴化丁基橡胶合成新工艺，加强对反应进程的控制，利用溴化主反应和转位副反应的动力学差异及时间序列关系，在加快主反应速度的同时减少副反应发生的几率，从而获得高性能的溴化丁基橡胶产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种溴化丁基橡胶合成工艺。
一种溴化丁基橡胶合成工艺，该工艺包括丁基橡胶溴化反应和溴化产液中和两个串联的过程，包含以下步骤：
（1）将丁基橡胶浓度为5~25wt%的烷烃溶液、Br2的浓度为2~20wt%的烷烃溶液在第一管道式反应器内接触混合，进行溴化反应；其中Br2与丁基橡胶中双键的摩尔比为0.7~2.0；
（2）上述混合液在第一管道式反应器的后续管道内经过6~60s的停留时间后，进入第二管道式反应器与碱液为NaOH浓度为0.1~10wt%的水溶液混合，进行中和反应，其中NaOH与Br2的烷烃溶液中Br2的摩尔比为1~2:1。
（3）中和反应在第二管道式反应器的后续管道内进行20~300s后，进入分相罐，上相即为溴化丁基橡胶产液。
所述烷烃溶液中的烷烃为C6~C8的烷烃。
所述丁基橡胶的不饱和度为1.2%~3.0%。
丁基橡胶、Br2的烷烃溶液和碱液的进料温度为20oC~60oC。
第一和第二管道式反应器的后续管道内物料的流速为0.3~2.0m/s。
本发明的有益效果为：（1）利用串联的管道式反应器获得接近平推流的操作状态，实现对丁基橡胶溴化反应进程的严格控制；（2）胶液与溴以高浓度直接接触为加快反应速度提供了条件；（3）溴化反应时间缩短至1min以内降低了转位副反应发生的几率。这些特点使新工艺可高效地得到高品质的溴化丁基橡胶产品，同时装备简洁，能耗低。采用新工艺，产品溴化度可在0~2%范围内调控、仲位溴含量接近100%，橡胶分子量及其分布在溴化前后基本保持不变。
附图说明
图1为溴化丁基橡胶合成工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实例对本发明进行进一步说明。
实施例1
根据图1所示流程图，以丁基橡胶浓度为25wt%的正己烷溶液、Br2浓度为20wt%的正己烷溶液、碱液为10wt%的氢氧化钠水溶液为原料，其中丁基橡胶的不饱和度为1.9%，Br2与丁基橡胶中双键的摩尔比为0.7，NaOH与Br2的摩尔比为1:1。各进料的温度均为30oC；第一管道式反应器后续管道内流速为0.3m/s，停留时间为60秒；第二管道式反应器后续管道内流速为0.3m/s，停留时间为300秒。产物溴化丁基橡胶溴化度为2%，仲位溴含量为70%，不饱和度为0.5%，橡胶数均分子量为180000道尔顿，分子量分布PDI为2.5。
实施例2
根据图1所示流程图，以丁基橡胶浓度为5wt%的正庚烷溶液、Br2浓度为10wt%的正庚烷溶液、碱液为2wt%的氢氧化钠水溶液为原料。其中丁基橡胶的不饱和度为1.2%， Br2与丁基橡胶中双键的摩尔比为1.1，NaOH与Br2的摩尔比为2:1。各进料的温度均为20oC；第一管道式反应器后续管道内流速为1m/s，停留时间为10秒；第二管道式反应器后续管道内流速为1m/s，停留时间为60秒。产物溴化丁基橡胶溴化度为0.8%，仲位溴含量为99%，不饱和度为0.5%，橡胶数均分子量为230000道尔顿，分子量分布PDI为1.9。
实施例3
根据图1所示流程图，以丁基橡胶浓度为5wt%的正辛烷溶液、Br2的浓度为2wt%的正辛烷溶液、碱液为0.1wt%的氢氧化钠水溶液为原料。其中丁基橡胶的不饱和度为3.0%。Br2与丁基橡胶中双键的摩尔比为2.0，NaOH与Br2的摩尔比为1.5:1。各进料的温度均为60oC；第一管道式反应器后续管道内流速为2m/s，停留时间为6秒；第二管道式反应器后续管道内流速为2m/s，停留时间为20秒。产物溴化丁基橡胶溴化度为1.2%，仲位溴含量为99%，不饱和度为1.2%，橡胶数均分子量为220000道尔顿，分子量分布PDI为2.3。
实施例4
根据图1所示流程图，以丁基橡胶浓度为10wt%的正己烷溶液、Br2浓度为5wt%的正己烷溶液、碱液为0.5wt%的氢氧化钠水溶液为原料。其中丁基橡胶的不饱和度为2.2%。Br2与丁基橡胶中双键的摩尔比为1.5。NaOH与Br2的摩尔比为1.8:1。各进料的温度均为25oC；第一管道式反应器后续管道内流速为0.3m/s，停留时间为30秒；第二管道式反应器后续管道内流速为1.0m/s，停留时间为45秒。产物溴化丁基橡胶溴化度为1.4%，仲位溴含量为90%，不饱和度为1.0 %，橡胶数均分子量为230000道尔顿，分子量分布PDI为2.0。
Claims (5)
1.一种溴化丁基橡胶合成工艺，该工艺包括丁基橡胶溴化反应和溴化产液中和两个串联的过程，其特征在于，包含以下步骤：
（1）将丁基橡胶浓度为5~25wt%的烷烃溶液、Br2的浓度为2~20wt%的烷烃溶液在第一管道式反应器内接触混合，进行溴化反应；其中Br2与丁基橡胶中双键的摩尔比为0.7~2.0；
（2）上述混合液在第一管道式反应器的后续管道内经过6~60s的停留时间后，进入第二管道式反应器与碱液为NaOH浓度为0.1~10wt%的水溶液混合，进行中和反应，其中NaOH与Br2的烷烃溶液中Br2的摩尔比为1~2:1。
（3）中和反应在第二管道式反应器的后续管道内进行20~300s后，进入分相罐，上相即为溴化丁基橡胶产液。
2.根据权利要求1所述的一种溴化丁基橡胶合成工艺，其特征在于，所述烷烃溶液中的烷烃为C6~C8的烷烃。
3.根据权利要求1所述的一种溴化丁基橡胶合成工艺，其特征在于，所述丁基橡胶的不饱和度为1.2%~3.0%。
4.根据权利要求1所述的一种溴化丁基橡胶合成工艺，其特征在于，丁基橡胶、Br2的烷烃溶液和碱液的进料温度为20oC~60oC。
5.根据权利要求1所述的一种溴化丁基橡胶合成工艺，其特征在于，第一和第二管道式反应器的后续管道内物料的流速为0.3~2.0m/s。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210279052.8A CN102775541B (zh) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | 一种溴化丁基橡胶合成工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210279052.8A CN102775541B (zh) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | 一种溴化丁基橡胶合成工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102775541A true CN102775541A (zh) | 2012-11-14 |
| CN102775541B CN102775541B (zh) | 2014-06-25 |
Family
ID=47120667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210279052.8A Active CN102775541B (zh) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | 一种溴化丁基橡胶合成工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102775541B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104844748A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-08-19 | 清华大学 | 一种丁基橡胶的制备方法 |
| CN105218719A (zh) * | 2014-06-16 | 2016-01-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 制备卤化丁基橡胶的方法及由此得到的卤化丁基橡胶 |
| CN110845651A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-02-28 | 浙江信汇新材料股份有限公司 | 一种提高溴化丁基橡胶中溴利用率的工艺 |
| CN115232238A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-10-25 | 山东海化集团有限公司 | 一种利用微通道反应器制备溴化丁基橡胶的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102382223A (zh) * | 2011-09-08 | 2012-03-21 | 北京化工大学 | 一种制备溴化丁基橡胶的方法 |
-
2012
- 2012-08-07 CN CN201210279052.8A patent/CN102775541B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102382223A (zh) * | 2011-09-08 | 2012-03-21 | 北京化工大学 | 一种制备溴化丁基橡胶的方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105218719A (zh) * | 2014-06-16 | 2016-01-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 制备卤化丁基橡胶的方法及由此得到的卤化丁基橡胶 |
| CN105218719B (zh) * | 2014-06-16 | 2017-06-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 制备卤化丁基橡胶的方法及由此得到的卤化丁基橡胶 |
| CN104844748A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-08-19 | 清华大学 | 一种丁基橡胶的制备方法 |
| CN110845651A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-02-28 | 浙江信汇新材料股份有限公司 | 一种提高溴化丁基橡胶中溴利用率的工艺 |
| CN110845651B (zh) * | 2019-12-02 | 2021-12-31 | 浙江信汇新材料股份有限公司 | 一种提高溴化丁基橡胶中溴利用率的工艺 |
| CN115232238A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-10-25 | 山东海化集团有限公司 | 一种利用微通道反应器制备溴化丁基橡胶的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102775541B (zh) | 2014-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102775541B (zh) | 一种溴化丁基橡胶合成工艺 | |
| CN103467635B (zh) | 一种控制卤化丁基橡胶中卤素取代位的方法 | |
| CN106243250B (zh) | 溶液法丁基橡胶溴代结构的控制方法 | |
| CN103588935A (zh) | 以丙烯酸废水为原料制备改性木质素磺酸盐减水剂的方法 | |
| CN103755528A (zh) | 一种生物质催化热解制备苯酚的方法 | |
| CN104030509A (zh) | 一种染料中间体h酸生产废水的处理方法 | |
| CN103012633A (zh) | 高缩醛度、高流动性聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法 | |
| CN108218810B (zh) | 一种合成2，2’-二硫代二苯并噻唑的微反应方法 | |
| CN105753358A (zh) | 一种利用j酸生产过程中所产生的废水合成改性氨基磺酸盐减水剂的方法 | |
| CN103073426B (zh) | 一种以强酸性阳离子交换树脂为催化剂催化合成丙烯酸叔丁酯的制备工艺 | |
| CN103467636B (zh) | 一种溴化丁基橡胶的生产工艺 | |
| CN103540361A (zh) | 一种氯化石蜡的制备方法 | |
| CN102775540B (zh) | 一种氯化丁基橡胶合成工艺 | |
| CN105800988A (zh) | 一种利用h酸生产过程中所产生的废水合成改性氨基磺酸盐减水剂的方法 | |
| CN106631705A (zh) | 一种2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯酚抗氧剂烷基化的生产工艺 | |
| CN106188400A (zh) | 一种苯乙烯系多元共聚高分子材料的制备工艺 | |
| CN103936993A (zh) | 一种利用硫酸作为催化剂制备甲基硅油的方法 | |
| CN102978050A (zh) | 直接生产固含量25%歧化松香钾皂的方法 | |
| CN103467682A (zh) | 沉淀法循环生产热塑性硫酸钡酚醛树脂的工艺 | |
| CN105348032A (zh) | 一种甲苯甲醇侧链烷基化生产苯乙烯的工艺方法 | |
| CN205965796U (zh) | 一种用于富马酸氧化段反应系统 | |
| CN102887982B (zh) | 一种用于挤拉玻璃钢工艺的酚醛树脂及其制备方法 | |
| CN112442208B (zh) | 基于环己酮副产物废碱液的发泡剂及其制法和应用 | |
| CN103848983A (zh) | 一种溴代聚碳酸酯的合成方法 | |
| CN103556173B (zh) | 一种煤电化液化电解装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Jiaxing City, Zhejiang Province, east port 314201 Avenue South three cofferdam Patentee after: Zhejiang cenway new materials Limited by Share Ltd Patentee after: Tsinghua University Address before: Jiaxing City, Zhejiang Province, east port 314201 Avenue South three cofferdam Patentee before: Zhejiang Xinhui Synthetic New Materials Co.,Ltd. Patentee before: Tsinghua University |