CN109789342B - 用于使源自弹性体共混物的生产的溶剂纯化的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于使源自弹性体共混物的生产的溶剂纯化的方法,包括以下步骤:(a)任选地,在至少一种酸性或碱性水溶液的存在下使所述溶剂经受预洗涤(2);(b)将所述溶剂供给至液‑液分离塔(7);(c)将离开所述液‑液分离塔(7)的顶部的流供给至共沸蒸馏塔(21);(d)将从所述共沸蒸馏塔(21)侧向取出(侧面取出)的流供给至吸附段(34a/b);所述方法允许获得聚合物级溶剂,所述溶剂具有这样的品质:适合于无差异地并同时用于各种类型的弹性体(共)聚合物的生产设备,即用于在其中进行阴离子(共)聚合的设备以及还用于在其中进行齐格勒‑纳塔(共)聚合的设备。
Description
本发明涉及用于使源自弹性体共混物的生产的溶剂纯化的方法。
更具体地,本发明涉及用于使源自弹性体共混物的生产的溶剂纯化的方法,包括以下步骤:(a)任选地,在至少一种酸性或碱性水溶液的存在下使所述溶剂经受预洗涤;(b)将所述溶剂供给至液-液分离塔;(c)将离开所述液-液分离塔的顶部的流供给至共沸蒸馏塔;(d)将从所述共沸蒸馏塔侧向取出(侧面取出)的流供给至吸附段;其中在步骤(b)中,将水以逆流供给至所述液-液分离塔。
所述方法允许获得聚合物级溶剂,所述溶剂具有这样的品质:适合于无差异地并同时用于各种类型的弹性体(共)聚合物的生产设备,即用于在其中进行阴离子(共)聚合的设备以及还用于在其中进行齐格勒-纳塔(共)聚合的设备。
已知用于生产轮胎的弹性体共混物需要使用天然来源(例如来自巴西橡胶树(Hevea Brasiliensis)的聚异戊二烯或来自银菊胶(Parthenium argentatum)(银胶菊,guayule)的聚异戊二烯)和另外的合成来源二者中的一种或更多种弹性体(共)聚合物。在合成来源的弹性体(共)聚合物中,在用于轮胎胎面和侧壁的弹性体共混物中,广泛使用的是主要通过在烃溶液中(通常在具有5至7个碳原子的烃溶剂的存在下)的(共)聚合获得的弹性体(共)聚合物,所述(共)聚合具有两个不同且不重叠的过程:即阴离子(共)聚合以获得例如具有嵌段、无规、递变、构型的苯乙烯-丁二烯共聚物(SB)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯-丁二烯(SBSB)共聚物,具有低含量的1,4-顺式单元的聚丁二烯(BR);或者齐格勒-纳塔(共)聚合以获得例如具有非常高含量的1,4-顺式单元的聚丁二烯(BR)、丁二烯-异戊二烯共聚物、聚异戊二烯(IR)。
所述在溶液中的(共)聚合允许获得包含至少一种弹性体(共)聚合物的聚合物溶液,其中相对于所述聚合物溶液的总重量,所述(共)聚合物通常以8重量%至30重量%的量存在,余量基本上由溶剂组成。
用于阴离子(共)聚合或用于齐格勒-纳塔(共)聚合的催化剂体系具有不同的特征,所述特征允许特定的特性被赋予给由此获得的(共)聚合物。
特别地,设想在烃溶剂中使用锂-烷基引发剂的阴离子(共)聚合是“活化的”类型(即单体中的一种的随后加成以与先前单元相同的引入速率进行),并且由于不存在终止反应和转移反应,所获得的(共)聚合物的分子量由单体的摩尔数与活性锂-烷基引发剂摩尔数之比确定。此外,称为“活化剂”的极性物质(例如醚、胺、醇)的存在致使锂-烷基引发剂的消耗并且改变所获得的(共)聚合物的分子量,完全改变其特性:如果使用所述极性物质,则添加具有精确控制的所述极性物质(通常为环醚)量的烃溶剂,这使得(共)聚合反应变得规整且快速。阴离子(共)聚合通常允许获得具有确定的宏观结构和微观结构的均聚物或者具有无规、嵌段、递变构型的共聚物。
另一方面,通过基于有机金属化合物的存在形成催化剂配合物的在烃溶剂中的齐格勒-纳塔(共)聚合能够产生具有高立体定向性的聚合物链。通常使用的齐格勒-纳塔型催化剂通过使钛、钴或镍的盐或配合物与烷基铝反应来制备。另外的齐格勒-纳塔型催化剂(更新的且具有更高的性能)是基于镧系元素(尤其是钕)的有机酸盐,并且能够生产具有高异构体纯度的弹性体(共)聚合物的那些。特别地,使用基于钕的催化剂体系使得获得1,4-顺式单元含量等于或高于96%的聚丁二烯。基于钕的催化剂体系(基于钕的有机盐(羧酸盐)、烷基铝和烷基铝卤化物或反应性卤化物)的反应性受铝/钕/卤素(通常为氯)比的影响。在这种情况下,分子量随催化剂/单体比的增加而降低。
在溶剂中存在痕量的水和任选的未反应单体,以及由(共)聚合反应的残余物(例如醚、胺、醇、反应的猝灭剂)和另外由用于所述(共)聚合反应的化合物中存在的污染物二者引起的抑制剂的产生,使得必须使所述溶剂经受复杂的纯化处理以获得残留量的污染物,这使其被再循环并且被重新用于所述(共)聚合反应:应指出的是,当根据目前可获得的纯化技术操作时,在阴离子(共)聚合结束时经受纯化处理的溶剂不足以重新用于齐格勒-纳塔(共)聚合,并且反之亦然,在齐格勒-纳塔(共)聚合结束时经受纯化处理的溶剂不足以重新用于阴离子(共)聚合。因此,当根据目前可获得的纯化技术操作时,使用在两种不同的催化剂体系中无差异的在(共)聚合结束时经受纯化的溶剂从技术角度来看将是极其复杂的(或者甚至几乎不可能),并且由于难以控制(共)聚合反应且特别难以控制待获得的(共)聚合物的分子量分布(其根据各种最终应用而不同)而在经济上是不利的。
类似地,源自弹性体共混物的生产,特别是源自基于二氧化硅的弹性体共混物的生产的溶剂实际上迄今为止不用于阴离子(共)聚合方法也不用于齐格勒-纳塔(共)聚合方法,所述基于二氧化硅的弹性体共混物从包含至少一种弹性体(共)聚合物的聚合物溶液开始获得,即从在其中进行源自弹性体(共)聚合物的生产的聚合物溶液、至少一种填料(例如二氧化硅)和至少一种填料活化剂(例如硅烷)之间混合的混合段开始获得,所述包含至少一种弹性体(共)聚合物的聚合物溶液以高浓度包含乙醇作为主要残余物(相对于溶剂的总重量通常为2重量%),所述乙醇通过硅烷化反应产生。目前可获得的所述溶剂的纯化方法(例如蒸馏、吸附)实际上不足以提供聚合物级溶剂,或者极其昂贵并因此从工业角度来看不是有利的。目前使用无溶剂的弹性体(共)聚合物进行生产用于生产具有改善的滚动阻力和湿抓地力的生胎的基于二氧化硅的弹性体共混物,所述无溶剂的弹性体(共)聚合物在不存在溶剂的情况下混合有至少一种填料(例如二氧化硅)和至少一种填料活化剂(例如硅烷)。
此外,目前可获得的溶剂纯化技术不仅具有上述缺点,而且也不具有这样的灵活性以致使允许源自不同的(共)聚合法(例如阴离子(共)聚合或齐格勒-纳塔(共)聚合)并因此具有不同的污染物水平的溶剂,或者源自弹性体共混物的生产,特别是如上所述的包含高浓度乙醇的基于二氧化硅的弹性体共混物的溶剂被无差异地处理。
例如,在源自弹性体共混物的生产的溶剂,特别是基于二氧化硅的弹性体共混物的情况下,存在的诸如乙醇、具有多至6个碳原子的其他醇、相应的有机酸、开链或闭链的醚的污染物如果不能通过在共沸蒸馏段中经过而从溶剂中部分分离,即使使用特定的精细蒸馏系统,例如串联排列的双蒸馏塔,其也不能通过在共沸蒸馏段中经过从溶剂中分离,因为所述污染物具有与溶剂的沸点接近的沸点,或者形成与该值接近的共沸混合物。特别是,在通常用于生产弹性体(共)聚合物的烃溶剂(例如正己烷、环己烷、异戊烷、环戊烷)的情况下,在所述共沸蒸馏结束时乙醇几乎完全进入基本上不含水的溶剂中。
关于用于生产弹性体(共)聚合物的(共)聚合方法的特征和在上述共沸蒸馏之后所获得的溶剂的品质,为了获得聚合物级溶剂,可能需要设想在所述共沸蒸馏的下游使用在沸石床或活化氧化铝床上的吸附段以主要除去水。任选存在的乙醇和其他醇或有机酸或醚也可以在某些操作条件下通过溶剂在足够的沸石床或活化氧化铝床上经过而被除去,但是在未反应的单体之中存在水和竞争性物质使得该吸附过程极其麻烦并且不总是有效的,如果使用或者在其中进行阴离子(共)聚合的设备中,或者在其中进行齐格勒-纳塔(共)聚合的设备中无差异地所获得的溶剂,则其无论如何都不会对交叉污染问题产生显著影响,
预定用于纯化少量溶剂的一些方法设想仅在沸石床上除去水,但是该设备配置违背较低的最初成本,需要高的可变成本,因为所述沸石床必须经受频繁的再生操作并且被定期替代。此外,在所述沸石床上经过不能完全地并可靠地除去分子大小与所述溶剂的分子大小相似或者极性电荷比水的极性电荷更低的污染物(例如醇、有机酸等)。此外,在阴离子(共)聚合的情况下,单体的转化几乎是完全的,而在齐格勒-纳塔(共)聚合的情况下,溶剂的纯化处理(特别是关于共沸蒸馏)由于未反应的单体的存在而进一步复杂化,因为单体(例如1,3-丁二烯或异戊二烯)的转化率通常是不完全的并且为约97%至99%。例如,在使用正己烷作为齐格勒-纳塔(共)聚合溶剂和使用4A型沸石床的情况下,通常用于除去乙醇、未反应的1,3-丁二烯的是被保留在防止其再生的所述沸石床的孔中:在进行再生的高温下,实际上,1,3-丁二烯经历裂化,致使将所述沸石床的孔不可逆地堵塞,因此使得所述沸石床需要频繁替代。
因此,本申请人已经考虑了找到用于使源自弹性体共混物的生产,特别是源自基于二氧化硅的弹性体共混物的生产的溶剂纯化,能够克服上述缺点并且能够产生聚合物级溶剂的方法的问题,所述聚合物级溶剂具有这样的品质:适合于无差异地并同时用于各种类型的弹性体(共)聚合物生产设备,即用于在其中进行阴离子(共)聚合的设备以及还用于在其中进行齐格勒-纳塔(共)聚合的设备。
本申请人现已发现,包括以下步骤的源自弹性体共混物的生产,特别是源自基于二氧化硅的弹性体共混物的生产的溶剂的纯化能够克服以上缺点:(a)任选地,在至少一种酸性或碱性水溶液的存在下使所述溶剂经受预洗涤;(b)将所述溶剂供给至液-液分离塔;(c)将离开所述液-液分离塔的顶部的流供给至共沸蒸馏塔;(d)将从所述共沸蒸馏塔侧向取出(侧面取出)的流供给至吸附段;其中在步骤(b)中,将水以逆流供给至所述液-液分离塔。事实上,所述方法允许基本上除去极性和/或水溶性污染物,例如醇(特别是乙醇)、有机酸、醚、低分子量硅烷醇(在存在作为偶联剂的硅烷的情况下)、源自阴离子(共)聚合或齐格勒-纳塔(共)聚合的极性催化剂残余物或酸、未反应的单体(特别是在齐格勒-纳塔(共)聚合的情况下),并且允许获得聚合物级溶剂,所述溶剂具有这样的品质:适合于无差异地并同时用于各种类型的弹性体(共)聚合物的生产设备,即用于在其中进行阴离子(共)聚合的设备以及还用于在其中进行齐格勒-纳塔(共)聚合的设备。
因此,本发明的目的涉及用于使源自弹性体共混物的生产的溶剂纯化的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)任选地,在至少一种酸性或碱性水溶液的存在下使所述溶剂经受预洗涤;
(b)将所述溶剂供给至液-液分离塔;
(c)将离开所述液-液分离塔的顶部的流供给至共沸蒸馏塔;
(d)将从所述共沸蒸馏塔侧向取出(侧面取出)的流供给至吸附段;
其中在步骤(b)中,将水以逆流供给至所述液-液分离塔。
为了本说明书和所附权利要求的目的,除非另有说明,否则数值范围的限定总是包括端值。
为了本说明书和所附权利要求的目的,术语“包含”还包括术语“基本上由......组成”或“由......组成”。
所述弹性体共混物可以根据本领域中已知的方法来获得,例如通过将包含至少一种弹性体(共)聚合物的聚合物溶液与至少一种填料和至少一种填料活化剂混合来获得,所述聚合物溶液通过在溶液中的(共)聚合来获得。
为了本说明书和所附权利要求的目的,术语“弹性体共混物”也是指“弹性体母料”。
特别地,所述弹性体共混物(或弹性体母料)可以例如如国际专利申请WO 2015/018278、WO 2015/109791、WO 2015/109792中和中国专利申请CN 104387625、CN104327318、CN10477255、CN 104403380和CN 104356407中所述的来获得。
还应指出的是,在其中进行阴离子(共)聚合的设备中以及也在其中进行齐格勒-纳塔(共)聚合的设备的二者中所获得的溶液中的弹性体(共)聚合物可以有利地运用于制备根据上述专利申请的弹性体共混物(或弹性体母料),其中使用经纯化的源自本发明的方法目的的溶剂。
所述聚合物溶液优选包含至少一种弹性体(共)聚合物,所述弹性体(共)聚合物可以选自例如源自在溶液中的阴离子(共)聚合的弹性体(共)聚合物,或者选自源自在溶液中的齐格勒-纳塔(共)聚合的弹性体(共)聚合物,所述源自齐格勒-纳塔(共)聚合的弹性体(共)聚合物的多分散指数Mw/Mn[即重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比]为1.8至6。所述弹性体(共)聚合物可以优选地选自,例如:重均分子量(Mw)为50000至3000000的聚丁二烯(BR);重均分子量(Mw)为50000至3000000的聚异戊二烯(IR);重均分子量(Mw)为50000至3000000的具有嵌段或无规构型的丁二烯-异戊二烯共聚物;重均分子量(Mw)为50000至3000000的具有嵌段、无规、递变分布、线性或支化的不饱和苯乙烯共聚物,例如苯乙烯-丁二烯(SB)共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)共聚物;具有无规、嵌段、递变分布、线性或支化的饱和苯乙烯共聚物,例如苯乙烯-乙烯-丙烯(SEP)共聚物、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)共聚物;或者其混合物;或者其可以选自例如其中烯烃部分已经被完全或部分地氢化的所述弹性体(共)聚合物。
所述在溶液中的(共)聚合优选在以下溶剂的存在下进行:至少一种溶剂,更优选至少一种具有5至7个碳原子的脂族、脂环族或芳族溶剂,例如正己烷、正庚烷、异戊烷、环戊烷、环己烷、甲苯或其混合物。
为了本发明的目的,所述溶剂可以选自滴定度为35重量%至100重量%的市售溶剂,所述溶剂任选包含其它烃馏分,所述烃馏分主要由其异构体组成。
在使用商业环戊烷作为溶剂的情况下,例如,通常存在的其它烃馏分主要为戊烷、甲基丁烯、戊烯、甲基丁烷、己烷;然而,在使用商业正己烷作为溶剂的情况下,通常存在的其它烃馏分主要为异戊烷、环戊烷、二甲基丁烷、甲基戊烷、环己烷和其他烃。在这两种情况下,也可以存在污染物,例如芳族化合物、痕量的苯、甲苯、乙苯、水,所述水通常以200ppm至300ppm的量存在,优选不超过其在溶剂中的溶解度极限。
为了本发明的目的,所述(共)聚合阴离子地或通过齐格勒-纳塔来进行的,如本领域中已知的进行操作。
所述填料可以选自例如二氧化硅、炭黑或其混合物,优选为二氧化硅。所述填料活化剂优选地选自有机硅烷。
所述弹性体共混物还可以包含其他化合物,例如硫化剂、促进剂、硫化抑制剂、填料活化剂、臭氧保护剂、老化抑制剂、抗氧化剂、加工助剂、增量油、增塑剂、增强材料、脱模剂。
如上所述,所述弹性体共混物可以根据本领域中已知的技术通过将包含至少一种弹性体(共)聚合物的聚合物溶液与至少一种填料、与至少一种填料活化剂以及与任选提出的其他添加剂混合来获得。所述混合可以例如使用以下来进行:“开炼机”类型的开式混合器,或者切向转子(tangential rotor)型(Banbury)或具有咬合转子(Intermix)的密炼机,或者在“Ko-Kneader”(Buss)型或者同向旋转或反向旋转的双螺杆型的“连续混合器”中。
为了本发明的目的,使所述弹性体共混物经受“去除介质(demedium)”步骤以分离随后将经受本发明的方法目的的溶剂。所述“去除介质”步骤可以根据本领域中已知的方法(例如在蒸气流中汽提、直接脱挥发分)来进行。
应该注意的是,除了包含醇,特别是在生产基于二氧化硅、有机酸、醚的弹性体共混物的情况下源自硅烷化反应的乙醇[例如,在源自阴离子(共)聚合的(共)聚合物的情况下的环醚];在存在作为填料活化剂的硅烷的情况下的低分子量硅烷醇;源自阴离子(共)聚合或源自齐格勒-纳塔(共)聚合的极性或酸性催化剂残余物;未反应的单体(特别是在齐格勒-纳塔(共)聚合的情况下)之外,“去除介质”步骤中所获得的溶剂用水饱和并且可以包含在溶液中的(共)聚合结束时任选地所添加的抗氧化剂的残余物。
根据在所述溶剂中存在的污染物的特性及其浓度,特别是当所述污染物必须被化学除去时,所述溶剂可以任选地经受所述预洗涤步骤(a)。
所述预洗涤步骤(a)可以以单个步骤、或者以两个步骤进行。
根据本发明的一个优选实施方案,在所述步骤(a)中,酸性水溶液可以选自包含至少一种酸的水溶液,所述酸选自例如硫酸或优选地包含7至8个碳原子的羧酸,或者其混合物;而碱性水溶液可以选自包含至少一种碱的水溶液,所述碱选自例如氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸氢钾,或者其混合物。
为了本发明的目的,所述酸性或碱性水溶液和相对pH被限定以便使待从溶剂中除去的特定污染物中和,并且通常可以以溶剂的标称流速的5%至50%的标称流速被供给。
如果待被化学除去的污染物为对叔丁基邻苯二酚(TBC),例如,可以在30℃至90℃的温度下使用具有热氢氧化钠溶液的预洗系统,然后在20℃至60℃的温度下用水以逆流洗涤,两次洗涤均以闭式回路进行,以使被送用于生态处理的流的形成最小化。
应注意的是,如果溶剂的乙醇浓度(或具有与上述那些中相似反应性的其他污染物)高于或等于2000ppm(所述乙醇的浓度取决于溶剂源自的弹性体共混物的生产过程并且形成普遍存在的污染物,特别是在源自基于二氧化硅的弹性体共混物的生产的溶剂的情况下),本发明的方法目的设想将离开液-液分离塔的底部的含水流预先送至配有聚结系统(聚结器)的分离器,也送至所述预洗涤步骤(a),以便保留大部分存在的乙醇,为了使耗水量最小化而不过度地影响所述液-液分离塔的标注尺寸。
根据本发明的一个优选实施方案,在所述步骤(b)中,可以在20℃至100℃、优选25℃至80℃、更优选30℃至60℃的温度下将溶剂供给至所述液-液分离塔。
根据本发明的一个优选实施方案,在所述步骤(b)中,可以将所述液-液分离塔保持在0.1MPaG至1.5MPaG、优选0.15MPaG至1.0MPaG、更优选0.2MPaG至0.7MPaG的压力下。
为了本发明的目的,可以使用由用于蒸馏和/或汽提塔的固定板、可移动或旋转的板、或者结构或非结构类型的填料构成的液-液分离塔。
为了本发明的方法目的的目的,在所述步骤(b)中,溶剂从液-液分离塔的底部相对于水以逆流被供给。在所述液-液分离塔中,彼此不混溶的相的分离通过重力进行,连续相可以为有机相或水相二者,优选水相,能够提供最好的材料交换效率的所述水相(作为水,作为连续相)确保了所述液-液分离塔中存在的填料的更好润湿性和优异的功能稳定性。
根据本发明的一个优选实施方案,在所述步骤(b)中,溶剂可以以100kg/分钟至15000kg/分钟、优选250kg/分钟至10000kg/分钟的标称流速被供给至所述液-液分离塔。
根据本发明的一个优选实施方案,在所述步骤(b)中,水可以以溶剂的标称流速的5%至100%、优选15%至50%的标称流速以逆流被供给至所述液-液分离塔。
根据本发明的一个优选实施方案,在所述步骤(b)中,水可以在20℃至100℃、优选25℃至80℃、更优选30℃至60℃的温度下以逆流被供给至所述液-液分离塔。
以逆流被供给至所述步骤(b)的水优选为软化水。所述水也可以为预先经过冷的冷凝水。
离开所述液-液分离塔的顶部的流包含具有量为200ppm至300ppm的含量的污染物的溶剂,参考两种主要的污染物,即水和乙醇,关于水,优选不超过其在溶剂中的溶解度极限,以及关于乙醇,为5ppm至10ppm。
根据本发明的一个优选实施方案,离开所述液-液分离塔的顶部的所述流可以在取决于所使用的溶剂的温度下被供给至所述共沸蒸馏塔:例如,在环戊烷的情况下,温度范围为20℃至70℃、优选为25℃至60℃、更优选为30℃至45℃;在正己烷的情况下,温度范围为20℃至80℃、优选为25℃至70℃、更优选为30℃至55℃。
根据本发明的一个优选实施方案,在所述步骤(c)中,可以将所述共沸蒸馏塔保持在0.01MPaG至0.4MPaG、优选0.03MPaG至0.3MPaG、更优选0.04MPaG到0.25MPaG的压力下。
为了本发明的目的,可以使用由用于蒸馏和/或汽提塔的固定板、或者结构或非结构类型的填料构成的共沸蒸馏塔。
根据本发明的一个优选实施方案,在所述步骤(c)中,离开所述液-液分离塔的顶部的流可以以100kg/分钟至20000kg/分钟、优选250kg/分钟至10000kg/分钟的标称流速被供给至所述共沸蒸馏塔。
为了除去任选的水夹带,离开所述分离塔的顶部的所述流在被供给至所述共沸蒸馏塔[步骤(c)]之前可以被供给至配备有聚结系统(聚结器)的分离器。
根据本发明的一个优选实施方案,离开所述液-液分离塔的顶部的所述流在被供给至所述共沸蒸馏塔[步骤(c)]之前可以被供给至配备有聚结系统(聚结器)的分离器,获得基本上不含水溶性污染物的溶剂流和包含溶剂和污染物的含水流,所述污染物以最多等于其在所述溶剂中的溶解度的极限的浓度存在。
为了本说明书和所附权利要求的目的,短语“基本上不含水溶性污染物的溶剂”意指在所述溶剂中,所述污染物(如果存在的话)(例如乙醇)以低于或等于5ppm的量存在。
根据本发明的一个优选实施方案,离开所述液-液分离塔的顶部的所述流或基本上不含污染物的所述溶剂流在被供给至所述共沸蒸馏塔[步骤(c)]之前可以被供给至储存容器。
根据本发明的一个优选实施方案,离开所述液-液分离塔的底部的流可以被送至配备有聚结系统(聚结器)的分离器,获得:包含量为15ppm至500ppm、优选20ppm至200ppm的溶剂和在所述流的温度下溶解在所述溶剂中的污染物的含水流,所述温度优选为20℃至100℃、更优选为25℃至80℃、甚至更优选为30℃至60℃,所述含水流随后将进一步经受处理以消除存在的污染物,以及包含任选地源自溶剂的聚结的溶剂的含水流,所述含水流具有由单一物质的分配系数给出的污染物浓度,但是实际上该污染物浓度对物质平衡的结束贡献最小。
为了使从侧向取出(侧面取出)的流冷凝并过冷,所述流处于气相,所述流可以被送至冷凝器,随后被送至热交换器。
根据本发明的一个优选实施方案,在所述步骤(d)之前,侧向取出(侧面取出)的流可以被送至冷凝器,随后被送至热交换器。
根据本发明的一个优选实施方案,所述吸附段设想在沸石床和/或活化氧化铝床上经过,优选在任选地具有活性表面的沸石床(例如,3A、4A、13X型沸石),;或其混合物;或氧化铝/硅胶/沸石的混合体系上。
吸附床通过使用在线仪器来控制,所述在线仪器能够测定水的残余浓度和存在的污染物(例如乙醇)的残余浓度作为标记:对于这些污染物,溶剂的纯化被推动至在线仪器的可追溯性极限并且在任何情况下都低于1ppm。应注意,在所述吸附段的出口处,溶剂基本上不含水。
为了本说明书和所附权利要求的目的,短语“基本上不含水的溶剂”意指在所述溶剂中,如果存在,所述水以低于1ppm的量存在。
为了除去任选存在的任何未反应的单体,使溶剂的损耗最小化,离开所述共沸蒸馏塔的顶部的流可以如下被处理。
根据本发明的一个优选实施方案,离开所述共沸蒸馏塔的顶部的,包含溶剂、轻污染物和水蒸气的气态流可以被送至第一分冷凝器,获得:液体流,所述液体流被送至充当所述共沸蒸馏塔的回流储液器的重力分离器;和第一气相流,所述第一气相流被送至以冷却流体运行的第二分冷凝器,所述第二分冷凝器分离所述第一气相流的较轻馏分,获得:包含轻污染物的第二气相流,所述第二气相流随后被送至焚烧系统;和两相液体流(水/溶剂),所述两相液体流被送至为了允许所述过程的正确运行所使用的小容量罐。所述两相液体流(水/溶剂)中包含的有机液相与含水液相的分离也在所述小容量罐中进行,并且有机相被再循环至所述重力分离器。如果从所述第二分冷凝器回收、储存在所述罐中并被重新送至所述重力分离器的溶剂的量超过保证所述共沸蒸馏塔的恰当回流比所需的量,或者如果决定从溶剂中快速除去轻污染物,则存在于所述罐中的液体流的部分被送至废溶剂的积聚罐。
在所述重力分离器的出口处获得两股流:包含通过离开所述共沸蒸馏塔的顶部的水的冷凝产生的水相的流,其被送至水收集和处理系统,以及包含溶剂和轻污染物的液体流,其被再循环至所述共沸蒸馏塔。
为了除去较重的污染物,例如二聚体、在溶液中的(共)聚合结束时任选地所添加的抗氧化剂的残余物、芳族物质、阴离子(共)聚合中所使用的改性剂,使溶剂损耗最小化,离开所述共沸蒸馏塔的底部的流可以如下处理。
根据本发明的一个优选实施方案,离开所述共沸蒸馏塔的底部的流可以被部分送至第一再沸器以汽化并且被再循环至所述共沸蒸馏塔,并且为了将溶剂部分回收,被部分送至配备有具有板或填充元件的小蒸馏塔的第二再沸器,优选为釜式,在所述第二再沸器中完成部分汽化,并且离开所述小蒸馏塔的顶部的包含溶剂的流被再循环至所述共沸蒸馏塔。
包含最少量的溶剂和较大量的重污染物的流离开釜式第二再沸器的底部,并且被送至废溶剂的积聚罐,所述重污染物存在于(共)聚合中使用的溶剂(补充溶剂)中以及/或者通过(共)聚合物的生产过程产生(例如,未反应的重单体、醚、胺、醇、反应的猝灭剂)。
现将通过参照下面提供的图1通过示例性实施方案更详细地说明本发明。
图1示出了本发明的方法目的的一个实施方案。
如图1所示,将例如源自上述基于二氧化硅的弹性体共混物(或弹性体母料)的生产(即源自混合部分)、用水饱和并包含污染物的回收溶剂(1)连同离开配备有聚结系统(聚结器)的分离器(14)的含水流(5)供给至预洗涤部分(2),向所述预洗涤部分(2)供给酸性或碱性水溶液(4)以使存在的污染物被中和。
离开预洗涤部分(2)的溶剂流(3)已经被纯化除去在所述预洗涤部分(2)中被中和的污染物以及除去部分乙醇,因为需要进入液-液分离塔(7)的流(3)的乙醇浓度不应超过2000ppm,以免使所述液-液分离塔(7)超尺寸。将离开预洗涤部分(2)的包含在所述预洗涤部分(2)中从溶剂中提取的污染物的流(6)送至收集和处理系统(在图1中未示出)。
相对于进入所述液-液分离塔(7)的底部的溶剂,以逆流将水流(8)供给至所述液-液分离塔(7)的顶部。
将离开所述液-液分离塔(7)的顶部的用水饱和的流(9)送至配备有聚结系统(聚结器)的分离器(10)以除去任选存在的水滴,获得两股流:包含溶剂的基本上不含水溶性污染物的流(12),其作为流(17)被供给至共沸蒸馏塔(21),所述流(17)已在热交换器(16)中被预热;以及包含溶剂和污染物的含水流(11),所述污染物以其在所述溶剂中的溶解度极限存在,含水流(11)作为流(6)被送至收集和处理系统(在图1中未示出)。将所述流(17)在位于端部之间的板处供给至共沸蒸馏塔(21),其中轻污染物(共沸水/溶剂混合物、存在的轻烃、与溶剂和水另外形成三元共沸物的部分乙醇)集中,并且在其中进行侧面取出的板在图1中作为流(18)示出。
所述流(12)也可以暂时被送至储存容器(在图1中未示出),以允许纯化系统足够的灵活性,并且还定期供给新鲜的补充溶剂以补偿生产损耗:在这种情况下,可以向共沸蒸馏塔(21)供给源自所述储存容器的溶剂,所述溶剂包含新鲜的补充溶剂和循环溶剂二者。
将离开所述液-液分离塔(7)的底部的流(13)送至配备有聚结系统(聚结器)的分离器(14),从中获得两股流:包含饱和任选地由水相夹带的溶剂和由单一物质的分配系数给出的浓度的污染物的含水流(5),但是实际上其对物质平衡的结束贡献最小,所述含水流(5)被送至所述预洗涤部分(4);以及包含溶剂和在所述流的温度下溶解在所述溶剂中的污染物的有机流(15),这不允许有机流(15)再循环至该过程中并因此被送至废溶剂的积聚罐(在图1中未示出)。
在所述共沸蒸馏塔(21)的顶部,获得包含溶剂、轻污染物和水蒸气的气态流(22),其被送至第一分冷凝器(23),从所述第一分冷凝器(23)排出液体流(24),将其送至充当共沸蒸馏塔(21)的回流储液器的重力分离器(25);和第一气相流(28),其被送至以冷却流体运行的第二分冷凝器(29),所述第二分冷凝器(29)分离所述第一气相流(28)的较轻馏分。然后通过借助于朝向焚烧系统(图1中未示出)的第二气相流(30)以及还借助于离开所述第二分冷凝器(29)被送至罐(32)的双相液体流(水/溶剂)(31)吹扫所述轻污染物防止轻污染物和不可冷凝产物在所述共沸蒸馏塔(21)的顶部积聚。具有小容量的罐(32)用于允许本发明的方法目的的正确运行。所述两相液体流(水/溶剂)中包含的有机液相与含水液相的分离也在所述小容量罐中进行,并且有机相[流(31a)]被再循环至所述重力分离器(24):如果从所述第二分冷凝器(29)回收并储存在所述罐(32)中并被重新送至所述重力分离器(24)的溶剂[流(31a)]的量超过保证所述共沸蒸馏塔(21)的恰当回流比所需的量,或者如果决定从溶剂中快速除去轻污染物,则存在于所述罐(32)中的液体流(31a)的部分[流(33)]如流(15)的情况被送至废溶剂的积聚罐(在图1中未示出)。
在所述重力分离器(25)的出口处获得两股流:包含通过离开所述共沸蒸馏塔(21)的顶部的水的冷凝产生的水相的流(27),水在所述第一分冷凝器(23)中发生冷凝,流(27)被送至水收集和处理系统(在图1中未示出);和包含溶剂和轻污染物的液体流(26),其被再循环至所述共沸蒸馏塔。
离开所述共沸蒸馏塔(21)的底部的含水流(36)可以被部分[流(36a)]送至第一再沸器(37)以汽化并且被再循环[流(36b)]至所述共沸蒸馏塔(21),并且为了将溶剂部分回收,被部分[流(36c)]送至配备有具有板或填充元件的小蒸馏塔(39)的第二再沸器(38),优选为釜式,在所述第二再沸器(38)中完成部分汽化,并且离开所述小蒸馏塔(39)的顶部的包含溶剂的流(39a)被再循环至共沸蒸馏塔(21)。
离开所述釜式第二再沸器(38)的底部的包含较少量的溶剂和较大量的重污染物的流(40)如流(15)和(33)被送至废溶剂的积聚罐(在图1中未示出),所述重污染物存在于(共)聚合中使用的溶剂(补充溶剂)中以及/或者通过(共)聚合物的生产过程产生(例如,未反应的重单体、醚、胺、醇、反应的猝灭剂)。
从所述共沸蒸馏塔(21)侧向取出(侧面取出)的气相溶剂流(18),其现在与聚合物级溶剂相当,在通过冷凝器(19)中的通道被冷凝[流(20)]并且被下游热交换器(16)过冷之后,然后[流(18a)]被送至一系列充当溶剂的纯度防护器的吸附塔(34a)和(34b):当聚合物级溶剂的纯度的标记物作为流(35)离开,控制水和乙醇的浓度,其必须均低于1ppm。另外在共沸蒸馏塔(21)的扰动的情况下,该塔总是操作以确保溶剂的质量恒定。
离开吸附塔(34a)和(34b)的溶剂[流(35)]能够无差异地并且同时被供给阴离子(共)聚合方法还有齐格勒-纳塔(共)聚合方法二者。
为了更好地理解本发明及其实施方案,提供了一些说明性和非限制性的实施例。
实施例1
在源自“去除介质”过程的溶剂的存在下阴离子聚合
来自其中进行湿式混合(即聚合物溶液的混合)的混合部分和随后的通过以蒸气流汽提的“去除介质”过程的、具有表1中所报告的组成的溶剂用于实验室水平的阴离子聚合试验。
借助于以下获得以上溶剂的组成:借助于气相色谱法使用配备有HP-1柱(60m×0.25mm×1微米膜)的Agilent HP6890气相色谱仪在以下条件下操作:
-载体:氦5.05psi;
-温度:-10℃持续2分钟,7℃/分钟高至150℃,150℃持续2分钟,7℃/分钟高至280℃,280℃持续2分钟;
-注射器:260℃;
-检测器FID:300℃;
-注射体积:1μl;
以及借助于气相色谱法/质谱法使用配备有极性柱VF-WAXms(60m×0.25mm×0.25微米膜)GC 5977A气相色谱仪在以下条件下操作:
-载体:氦28cm/秒,60℃;
-温度:60℃持续10分钟,6℃/分钟高至120℃,15℃/分钟高至230℃,230℃持续40分钟;
-注射器:220℃;
–分流:10ml/分钟;
-MSD检测器;
-注射体积:2μl。
-存在的水量通过Karl-Fischer方法测定。
表1
源自“去除介质”过程的溶剂的组成
组成 | ||
正己烷 | % | 84.34 |
2-甲基-戊烷 | % | 2.57 |
3-甲基-戊烷 | % | 7.68 |
甲基-环戊烷 | % | 5.31 |
环己烷 | % | 0.10 |
水 | ppm | 150 |
硅酸四乙酯 | ppm | 3 |
戊基-三乙氧基-硅烷 | ppm | 4 |
2-氯-丙基-三乙氧基-硅烷 | ppm | 2 |
乙醇 | ppm | 100 |
将500g具有表1中报告的组成的溶剂、0.70g极性改性剂(四氢糠基-乙基-醚)(相对于所加入的溶剂相当于1400ppm)引入搅拌的1升反应器中,随后加入70g 1,3-丁二烯。借助于加热套将所获得的反应混合物加热至50℃的温度。然后添加0.81g的正丁基锂(NBL)以15重量%(等于0.00190摩尔)在正己烷中的溶液。由于溶剂中存在的污染物的量,聚合没有发生。
实施例2
在源自“去除介质”过程的溶剂的存在下齐格勒-纳塔聚合
源自“去除介质”过程的具有表1中报告的组成的溶剂用于实验室水平的齐格勒-纳塔聚合试验。
将450g表1中报告的溶剂和50g 1,3-丁二烯加入搅拌的1.2升反应器。借助于加热套将获得的反应混合物加热至60℃的温度。然后添加0.691g二异丁基氢化铝(DIBAH)以18重量%(等于0.000875摩尔)在正己烷中的溶液、0.452g氯化二乙基铝(DEAC)以10重量%在正己烷中的溶液和最后0.206g无水带有支链的烷烃羧酸钕以40重量%在正己烷中的溶液。由于溶剂中存在的污染物的量,聚合没有发生。
实施例3
源自“去除介质”过程的具有表1中报告的组成的溶剂的“常规”纯化
为了此目的,将源自“去除介质”过程的具有表1中报告的组成的溶剂送至分馏蒸馏塔,获得:在顶部处除去轻化合物以及在底部处除去重化合物。该塔在以下条件下操作:
-塔的顶部处的温度(除去轻污染物、水):78℃;
-塔的顶部处的压力:0.077MPaG;
-塔的底部处的温度(除去重污染物):96℃;
-30个理论级,取出经纯化的气相溶剂。
对经由此纯化的溶剂进行实施例1中报告的分析:获得的结果报告在表2中。
表2
经常规纯化的源自“去除介质”过程的溶剂组成
组成 | ||
正己烷 | % | 84.50 |
2-甲基-戊烷 | % | 2.60 |
3-甲基-戊烷 | % | 7.70 |
甲基-环戊烷 | % | 5.18 |
环己烷 | % | 0.02 |
水 | ppm | 1 |
硅酸四乙酯 | ppm | 2 |
戊基-三乙氧基-硅烷 | ppm | 2 |
2-氯-丙基-三乙氧基-硅烷 | ppm | <2 |
乙醇 | ppm | 90 |
实施例4-4a
在实施例3的溶剂或在实验室中通常使用的溶剂的存在下的阴离子聚合
将如实施例3中所述获得的具有表2中报告的组成的溶剂用于实验室水平的阴离子聚合试验:所述试验如实施例1中所述的操作来进行。
发生聚合,并且在10分钟之后达到几乎完全的1,3-丁二烯转化率(>99.8%),最终反应温度为67℃。
表4报告了在由此计算的重均分子量(Mw)以及随后的活性正丁基锂(NBL)和非活性正丁基锂(NBL)方面所获得的结果。重均分子量(Mw)值借助于凝胶渗透色谱(GPC)在以下条件下操作来获得:
-HPLC泵Agilent 1260;
-Agilent 1260自动进样器;
-在线的Agilent溶剂脱气器;
-SEC PL GEL 105A-105A-104A-103A-106A的柱;
-0.2微米PTFE过滤器;
-Agilent 1260RI检测器;
-溶剂/洗脱剂:四氢呋喃(THF);
-流速:1ml/分钟;
-温度:25℃;
分子量的计算:通用校准法。
转化率通过借助于顶空气相色谱法使用配备有Varian Al2O3+KCl柱(50m×0.32mm×0.45微米膜)的HP5890气相色谱仪系列2在以下条件下操作测定反应结束时混合物中存在的1,3-丁二烯的量来计算:
-温度:50℃持续5分钟,7℃/分钟高至100℃,100℃持续4分钟,7℃/分钟高至200℃,200℃持续16分钟;
-FID检测器:220℃;
-载体:氦20psi;
-注射器:180℃;
-注射体积:在室温20℃至30℃下50μl/250μl气相。
为了比较目的(实施例4a),在相同的操作条件下操作进行聚合试验,使用这样的正己烷:在实验室中通常使用的,具有表3中报告的组成,并且代表工业合成过程中使用的溶剂的品质。
表3
在实验室中通常使用的溶剂的组成
组成 | ||
正己烷 | % | 84.50 |
2-甲基-戊烷 | % | 2.60 |
3-甲基-戊烷 | % | 770 |
甲基-环戊烷 | % | 5.18 |
环己烷 | % | 0.02 |
水 | ppm | 1 |
硅酸四乙酯 | ppm | 2 |
戊基-三乙氧基-硅烷 | ppm | 2 |
2-氯-丙基-三乙氧基-硅烷 | ppm | <2 |
乙醇 | ppm | <2 |
表4
由阴离子聚合所获得的聚合物的特征
表4中报告的数据表明,相对于使用在实验室中通常使用的具有表3中报告的组成的溶剂(实施例4a),使用实施例3中获得的溶剂(即,经常规纯化的源自“去除介质”过程的溶剂)(实施例4)涉及非活性正丁基锂(非活性NBL)的量的增加,与通过常规纯化方法未除去的源自“去除介质”过程的污染物的存在有关。非活性正丁基锂(非活性NBL)的量的增加在工业水平上导致对所获得的聚合物的分子量更差的控制,并影响相关应用特性。
实施例5-5a-5b-5c
在实施例3的溶剂或在实验室中通常使用的溶剂的存在下的齐格勒-纳塔聚合
将如实施例3中所述获得的并且在表2中报告的溶剂用于实验室水平的齐格勒-纳塔聚合试验:所述试验如实施例2中所述的操作进行,仅不同之处在于使用不同量的二异丁基氢化铝(DIBAH)(量报告在表5中:实施例5、实施例5a和实施例5b)。
聚合发生并且90分钟之后获得的聚合物经历下面报告的分析,最终反应温度为105℃至110℃。
表5报告了在重均分子量(Mw)、多分散指数Mw/Mn[即重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比]方面所获得的结果。表5还报告了1,3-丁二烯的转化率值(%)。
重均分子量(Mw)和多分散指数值Mw/Mn借助于凝胶渗透色谱(GPC)通过在以下条件下操作来获得:
-HPLC泵Agilent 1100;
-Agilent 1100自动进样器;
-在线的Agilent溶剂脱气器;
-SEC PL MIXED-A(4)的柱;
-0.2微米PTFE过滤器;
-Agilent 1260RI检测器;
-溶剂/洗脱剂:四氢呋喃(THF);
-流速:1ml/分钟;
-温度:25℃;
-分子量的计算:通用校准方法。
转化率通过借助于如实施例4中所述的顶空气相色谱法测定反应结束时混合物中存在的1,3-丁二烯的量来计算。
为了比较目的(实施例5c),在相同的操作条件下操作进行聚合试验,使用这样的正己烷:在实验室中通常使用的,具有表3中报告的组成,并且代表工业合成过程中使用的溶剂的品质。
表5
由齐格勒-纳塔聚合所获得的聚合物的特征
表5中报告的数据表明,相对于用在实验室中通常使用的具有表3中报告的组成的溶剂获得的那些(实施例5c),使用实施例3中获得的溶剂(即,经常规纯化的源自“去除介质”过程的溶剂)(实施例5、实施例5a和实施例5b)涉及用于获得重均分子量(Mw)、多分散指数(Mw/Mn)和转化率的二异丁基氢化铝(DIBAH)的量的增加,所述增加与通过常规纯化方法未除去的源自“去除介质”过程的污染物的存在有关。二异丁基氢化铝(DIBAH)的量的增加在工业水平上导致对分子量、多分散指数(Mw/Mn)和转化率更差的控制,并影响所获得的聚合物的相关应用特性。
实施例6(发明)
根据本发明的源自“去除介质”过程的溶剂的纯化
为此,将源自“去除介质”过程的具有表1中报告的组成的溶剂经受本发明的纯化过程目的,操作如下:
-将溶剂送至在以下条件下操作的液-液蒸馏塔:
-水/溶剂比:按重量计1:7;
-塔的顶部处的压力:0.2MPaG;
-温度:40℃;
-将离开所述液-液蒸馏塔的顶部的溶剂送至在以下条件下操作的共沸蒸馏塔:
-塔的顶部处的温度(除去轻污染物、水):77℃;
-塔的顶部处的压力:0.075MPaG;
-塔的底部处的温度(除去重污染物):95℃;
-30个理论级;
将从共沸蒸馏塔中侧向取出(侧面取出)的溶剂送至冷凝器以及送至热交换器,获得基本上不含水的溶剂;
将基本上不含水的溶剂送至包含4A型沸石床的吸附段,获得聚合物级溶剂。
对所述溶剂进行实施例1中报告的分析:所获得的结果报告在表6中。
表6
经根据本发明的纯化的源自“去除介质”过程的溶剂的组成
组成 | ||
正己烷 | % | 84.32 |
2-甲基-戊烷 | % | 2.62 |
3-甲基-戊烷 | % | 7.92 |
甲基-环戊烷 | % | 5.14 |
环己烷 | % | 0.02 |
水 | ppm | <1 |
硅酸四乙酯 | ppm | <2 |
戊基-三乙氧基-硅烷 | ppm | <2 |
2-氯-丙基-三乙氧基-硅烷 | ppm | <2 |
乙醇 | ppm | <2 |
实施例7-7a
在实施例6的溶剂或在实验室中通常使用的溶剂的存在下的阴离子聚合
将如实施例6中所述获得的具有表6中报告的组成的溶剂用于实验室水平的阴离子聚合试验:所述试验如实施例1中所述的操作来进行。
发生聚合反应,并且在5分钟之后达到几乎完全的1,3-丁二烯转化率(>99.8%),最终反应温度为70℃。
表7报告了在由此计算的重均分子量(Mw)以及随之的活性正丁基锂(NBL)和非活性正丁基锂(NBL)方面所获得的结果:所述结果如实施例4中所述来获得。
为了比较目的(实施例7a),在相同的操作条件下操作进行聚合试验,使用这样的正己烷:在实验室中通常使用的,具有表3中报告的组成,并且代表工业合成过程中使用的溶剂的品质。
表7
通过阴离于聚合所获得的聚合物的特征
表7中报告的数据表明,,相对于使用在实验室中通常使用的具有表3中报告的组成的溶剂(实施例7a),使用实施例6中获得的溶剂(即,经根据本发明纯化的源自“去除介质”过程的溶剂)(实施例7)不涉及非活性正丁基锂(非活性NBL)的量的增加,因此表明本发明的过程目的使得污染物从源自“去除介质”过程的溶剂中被除去。
实施例8-8a
在实施例6的溶剂或在实验室中通常使用的溶剂的存在下的齐格勒-纳塔聚合
将如实施例6中所述获得的并且在表6中报告的溶剂用于实验室水平的齐格勒-纳塔聚合试验:所述试验如实施例2中所述的操作来进行,仅不同之处在于使用不同量的二异丁基氢化铝(DIBAH)(量报告在表8中:实施例8和实施例8a)。
聚合发生并且90分钟之后获得的聚合物经历下面报告的分析,最终反应温度为115℃。
表8报告了在重均分子量(Mw)、多分散指数Mw/Mn[即重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比]方面所获得的结果(所述结果如实施例5所述的操作来获得)。表8还报告了1,3-丁二烯的转化率值(%)(转化率如实施例4中所述的操作来测定)。
为了比较目的(实施例8a),在相同的操作条件下操作进行聚合试验,使用这样的正己烷:在实验室中通常使用的,具有表3中报告的组成,并且代表工业合成过程中使用的溶剂的品质。
表8
通过齐格勒-纳塔聚合所获得的聚合物的特征
表8中报告的数据表明,与用在实验室中通常使用的具有表3中报告的组成的溶剂所获得那些相比(实施例8a),使用实施例6中获得的具有表6中报告的组成的溶剂(即,经根据本发明纯化的源自“去除介质”过程的溶剂)(实施例8)不涉及用于获得重均分子量(Mw)、多分散指数(Mw/Mn)和转化率的二异丁基氢化铝(DIBAH)的量的增加,因此表明本发明的过程目的使得污染物从源自“去除介质”过程的溶剂中被消除。
Claims (36)
1.一种用于使源自弹性体共混物的生产的溶剂纯化的方法,包括以下步骤:
(a)在至少一种酸性或碱性水溶液的存在下使所述溶剂经受预洗涤;
(b)将所述溶剂供给至液-液分离塔;
(c)将离开所述液-液分离塔的顶部的流供给至共沸蒸馏塔;
(d)将从所述共沸蒸馏塔侧向取出(侧面取出)的流供给至吸附段;
其中在步骤(b)中,将水以逆流供给至所述液-液分离塔。
2.一种用于使源自弹性体共混物的生产的溶剂纯化的方法,包括以下步骤:
(b)将所述溶剂供给至液-液分离塔;
(c)将离开所述液-液分离塔的顶部的流供给至共沸蒸馏塔;
(d)将从所述共沸蒸馏塔侧向取出(侧面取出)的流供给至吸附段;
其中在步骤(b)中,将水以逆流供给至所述液-液分离塔。
3.根据权利要求1所述的方法,其中在所述步骤(a)中,所述酸性水溶液选自包含至少一种酸的水溶液,所述酸选自硫酸或羧酸,或者其混合物;而所述碱性水溶液选自包含至少一种碱的水溶液,所述碱选自氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸氢钾,或者其混合物。
4.根据权利要求3所述的方法,其中所述羧酸包含7至8个碳原子。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(b)中,所述溶剂在20℃至100℃的温度下被供给至所述液-液分离塔。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(b)中,所述溶剂在25℃至80℃的温度下被供给至所述液-液分离塔。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(b)中,所述溶剂在30℃至60℃的温度下被供给至所述液-液分离塔。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(b)中,将所述液-液分离塔保持在0.1MPaG至1.5MPaG的压力下。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(b)中,将所述液-液分离塔保持在0.15MPaG至1.0MPaG的压力下。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(b)中,将所述液-液分离塔保持在0.2MPaG至0.7MPaG的压力下。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(b)中,所述溶剂以100kg/分钟至15000kg/分钟的标称流速被供给至所述液-液分离塔。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(b)中,所述溶剂以250kg/分钟至10000kg/分钟的标称流速被供给至所述液-液分离塔。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(b)中,水以所述溶剂的标称流速的5%至100%的标称流速以逆流被供给至所述液-液分离塔。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(b)中,水以所述溶剂的标称流速的15%至50%的标称流速以逆流被供给至所述液-液分离塔。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(b)中,水在20℃至100℃的温度下以逆流被供给至所述液-液分离塔。
16.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(b)中,水在25℃至80℃的温度下以逆流被供给至所述液-液分离塔。
17.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(b)中,水在30℃至60℃的温度下以逆流被供给至所述液-液分离塔。
18.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中离开所述液-液分离塔的顶部的所述流在取决于所使用的溶剂的温度下被供给至所述共沸蒸馏塔。
19.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(c)中,将所述共沸蒸馏塔保持在0.01MPaG至0.4MPaG的压力下。
20.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(c)中,将所述共沸蒸馏塔保持在0.03MPaG至0.3MPaG的压力下。
21.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(c)中,将所述共沸蒸馏塔保持在0.04MPaG到0.25MPaG的压力下。
22.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(c)中,离开所述液-液分离塔的顶部的所述流以100kg/分钟至20000kg/分钟的标称流速被供给至所述共沸蒸馏塔。
23.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(c)中,离开所述液-液分离塔的顶部的所述流以250kg/分钟至10000kg/分钟的标称流速被供给至所述共沸蒸馏塔。
24.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中离开所述液-液分离塔的顶部的所述流在被供给至所述共沸蒸馏塔[步骤(c)]之前被供给至配备有聚结系统(聚结器)的分离器,获得基本上不含水溶性污染物的溶剂流和包含溶剂和污染物的含水流,所述污染物以最多等于其在所述溶剂中的溶解度的极限的浓度存在。
25.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中离开所述液-液分离塔的顶部的所述流或基本上不含污染物的所述溶剂流在被供给至所述共沸蒸馏塔[步骤(c)]之前,被供给至储存容器。
26.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中离开所述液-液分离塔的底部的流被送至配备有聚结系统(聚结器)的分离器,获得:包含量为15ppm至500ppm的溶剂和在所述流的温度下溶解在所述溶剂中的污染物的含水流,并且包含溶剂的含水流任选地源自溶剂的聚结。
27.根据权利要求26所述的方法,其中所述溶剂的量为20ppm至200ppm。
28.根据权利要求26所述的方法,其中所述温度为20℃至100℃。
29.根据权利要求26所述的方法,其中所述温度为25℃至80℃。
30.根据权利要求26所述的方法,其中所述温度为30℃至60℃。
31.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在所述步骤(d)中,将侧向取出(侧面取出)的所述流送至冷凝器并且随后送至热交换器。
32.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中所述吸附段被配置为包括在任选地具有活性表面的沸石床和/或活化氧化铝床上的通路;或氧化铝/硅胶/沸石的混合体系上的通路。
33.根据权利要求32所述的方法,其中所述吸附段被配置为包括在任选地具有活性表面的沸石床上的通路。
34.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中离开所述共沸蒸馏塔的顶部的,包含溶剂、轻污染物和水蒸气的气态流被送至第一分冷凝器,获得:液体流,所述液体流被送至重力分离器;和第一气相流,所述第一气相流被送至第二分冷凝器,获得:包含轻污染物的第二气相流,所述第二气相流随后被送至焚烧系统;和水/溶剂的两相液体流,所述两相液体流被送至为了允许过程的正确运行所使用的小容量罐。
35.根据权利要求1至4中中任一项所述的方法,其中离开所述共沸蒸馏塔的底部的流被部分送至第一再沸器以汽化并且被再循环至所述共沸蒸馏塔,并且为了将溶剂部分回收,被部分送至配备有具有板或填充元件的小蒸馏塔的第二再沸器,在所述第二再沸器中完成部分汽化,并且离开所述小蒸馏塔的顶部的包含所述溶剂的流被再循环至所述共沸蒸馏塔。
36.根据权利要求35所述的方法,其中所述第二再沸器是釜式的。
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