CN116041638A - Sibs非相变旋流自转方法及装置 - Google Patents

Sibs非相变旋流自转方法及装置 Download PDF

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CN116041638A CN202211723024.0A CN202211723024A CN116041638A CN 116041638 A CN116041638 A CN 116041638A CN 202211723024 A CN202211723024 A CN 202211723024A CN 116041638 A CN116041638 A CN 116041638A
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李来福
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李剑平
陈扬
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吴文锋
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Abstract

本公开涉及SIBS非相变旋流自转方法及装置,提供了一种SIBS非相变旋流自转方法,该方法包括以下步骤:(A)基于微通道分离器和形状聚结器的单体精制;(B)微通道反应器聚合;(C)旋流动态混合掺混;(D)旋流分离凝聚;以及(E)后处理。还提供了一种SIBS非相变旋流自转装置。本公开提供的方法解决了加热蒸发中能耗高的问题,提供了一种高效、低耗且绿色的干燥方式。

Description

SIBS非相变旋流自转方法及装置
技术领域
本公开属于高分子材料技术领域,涉及一种SIBS制备,尤其涉及一种SIBS非相变旋流自转方法及装置。具体地说,本公开提供了一种利用非相变旋流自转技术制备SIBS的方法及装置。
背景技术
新型热塑性橡胶SIBS(即集成弹性体)由苯乙烯、异戊二烯、丁二烯和环己烷构成,作为一种高分子材料,兼具硫化橡胶的高弹性和塑料的可塑性,其特殊的四嵌段分子结构使其同时具有很好的内聚力、优异的粘附性能和良好的相容性。由于其加工过程环境友好,不产生环境污染,因而是一种受国家政策鼓励支持生产的高分子材料。
随着经济的发展和科技水平的提高,SIBS材料已应用于粘合剂、涂料和塑料改性等领域,以SIBS为主体聚合物制备的压敏胶和热熔胶广泛用于医疗、电绝缘、包装、保护、掩蔽、标志、粘接固定以及复合袋的层间粘合等领域,人们对于SIBS材料的需求量快速增加,但当前SIBS的生产工艺存在能耗高、效率低的问题,如大量生产,则会出现浪费大量能源和资源的问题。
目前许多企业在生产过程中为了进一步干燥,往往采用加热蒸发的形式,通过提供足够的热量克服胶粒中水分的汽化潜热,使水相完全汽化为水蒸气,从而实现胶粒的干燥,但由于整套工艺设备复杂、占地大、能耗大,无法解决当前生产成本居高不下且干燥效率低的问题。
由于在SIBS制备工艺中普遍存在能耗高、效率低、处理成本高的问题,而现有的利用加热蒸发进行干燥的技术不能满足高效低耗生产的要求。因此,本领域迫切需要开发一种高效、环保、节能、工艺流程简单的SIBS制备工艺。
发明内容
本公开提供了一种新颖的SIBS非相变旋流自转方法和装置,从而解决了现有技术中生产效率低、能耗高与维护管理成本高的问题。
一方面,本公开提供了一种SIBS非相变旋流自转方法,该方法包括以下步骤:
(A)基于微通道分离器和形状聚结器的单体精制:将粗苯乙烯、粗异戊二烯、粗丁二烯和粗环己烷原料加入由微通道分离器和形状聚结器组成的单体精制单元,以去除其中的杂质,得到精制原料;
(B)微通道反应器聚合:将步骤(A)中得到的精制原料加入微通道反应器,反应完成后将产生的胶液加入胶液缓冲罐中,再通过含抗氧剂的微液滴萃取罐进行萃取;
(C)旋流动态混合掺混:将步骤(B)中得到的经萃取处理的胶液加入动态掺混罐中,搅拌掺混均匀;
(D)旋流分离凝聚:将步骤(C)中得到的掺混均匀的胶液加入旋流分级分离器中,采取旋流分离法进行胶液凝聚,以使苯乙烯、异戊二烯、丁二烯和环己烷组成的四嵌段共聚物以胶粒水的形式从胶液中分离出来;以及
(E)后处理:将步骤(D)中得到的凝聚后的胶粒加入非相变干燥系统,以实现胶粒表面及孔道内水分的脱除,产品包装料仓的粒料进包装系统,得到最终产品SIBS弹性体,其中,凝聚后的胶粒加入非相变干燥系统的旋流分离器中进行旋转,旋流分离器中颗粒自转速度为15000-60000转/分钟,胶粒在旋流分离水器中停留时间小于10s。
在一个优选的实施方式中,该方法还包括:溶液精制:回收步骤(D)中旋流分级分离器中使用的溶剂,经处理后循环使用。
在另一个优选的实施方式中,在步骤(A)中,所述微通道分离器应用分子吸附、离子萃取与颗粒过滤与截留的机理,原料分离精度达100nm,体积精度同比提高两个数量级;所述微通道分离器处理过程中水的回用率达到99%;所述微通道分离器处理后粗制原料的精度超过97%,水含降至20ppm以下,以粗制原料的重量计。
在另一个优选的实施方式中,在步骤(A)中,所述粗苯乙烯、粗异戊二烯、粗丁二烯和粗环己烷的重量比为:1:1-10:1-10:20-30。
在另一个优选的实施方式中,在步骤(B)中,将步骤(A)中得到的精制苯乙烯、精制异戊二烯、精制丁二烯及精制环己烷以重量比重量比为1:2-5:2-5:24-26加入微通道反应器;所述微通道反应器的反应压力为0.05-0.5MPa、反应温度为50-130℃、反应时间为20-110min。
在另一个优选的实施方式中,在步骤(B)中,苯乙烯转化率达99%,异戊二烯转化率达99%,反应得到的胶液浓度为13%-20%。
在另一个优选的实施方式中,在步骤(C)中,在动态掺混罐中的动态混合通过提高接触面积进而提升掺混速率;在步骤(D)中,旋流分离凝聚过程利用物质之间密度差异以及离心力进行分离,旋流分离凝聚过程的操作温度为90-115℃,反应压力为0.15-0.3MPa;旋流分离凝聚后胶粒固含量为30%-50%。
在另一个优选的实施方式中,在步骤(E)中,产品包装料仓的粒料进包装系统后经计量、缝包、封口、金检、重检、码垛、成品入库,得到最终产品SIBS弹性体,该SIBS弹性体的分子量达8-15万。
在另一个优选的实施方式中,在步骤(E)中,所述非相变干燥系统具有分选功能,通过控制载气温度得到不同分子量的胶粒物料;所述非相变干燥系统应用低温干燥的手段,在载气温度为40℃-60℃时,将胶粒的含水率从90%降低到5%-30%;在载气温度为40℃-70℃时,胶粒干燥后含水率低于10%;非相变干燥过程操作压力为0.1MPa-0.3MPa。
另一方面,本公开提供了一种SIBS非相变旋流自转装置,该装置包括:
由微通道反应器和与其连接的形状聚结器组成的单体精制单元,用于进行步骤(A)基于微通道分离器和形状聚结器的单体精制:将粗苯乙烯、粗异戊二烯、粗丁二烯和粗环己烷原料加入由微通道分离器和形状聚结器组成的单体精制单元,以去除其中的杂质,得到精制原料;
与形状聚结器连接的微通道反应器,与微通道反应器连接的胶液缓冲罐,以及与胶液缓冲罐连接的微液滴萃取罐,用于进行步骤(B)微通道反应器聚合:将步骤(A)中得到的精制原料加入微通道反应器,反应完成后将产生的胶液加入胶液缓冲罐中,再通过含抗氧剂的微液滴萃取罐进行萃取;
与微液滴萃取罐连接的动态掺混罐,用于进行步骤(C)旋流动态混合掺混:将步骤(B)中得到的经萃取处理的胶液加入动态掺混罐中,搅拌掺混均匀;
与动态掺混罐连接的旋流分级分离器,用于进行步骤(D)旋流分离凝聚:将步骤(C)中得到的掺混均匀的胶液加入旋流分级分离器中,采取旋流分离法进行胶液凝聚,以使苯乙烯、异戊二烯、丁二烯和环己烷组成的四嵌段共聚物以胶粒水的形式从胶液中分离出来;以及
与旋流分级分离器连接的非相变干燥系统,以及与非相变干燥系统连接的包装系统,用于进行步骤(E)后处理:将步骤(D)中得到的凝聚后的胶粒加入非相变干燥系统,以实现胶粒表面及孔道内水分的脱除,产品包装料仓的粒料进包装系统,得到最终产品SIBS弹性体,其中,凝聚后的胶粒加入非相变干燥系统的旋流分离器中进行旋转,旋流分离器中颗粒自转速度为15000-60000转/分钟,胶粒在旋流分离水器中停留时间小于10s。
有益效果:
本公开的方法和装置的主要优点在于:
(1)本公开使用的非相变旋流干燥系统主要利用粒子流场特性高速自转产生的离心力进行干燥,解决了常规的加热蒸发必须克服胶粒中水分的汽化潜热从而发生相变造成能耗高的问题,处理能耗大约为加热相变蒸发的1/5-1/15。
(2)本公开使用的非相变旋流干燥系统具有分选功能,通过在不同气流温度下进行胶粒旋流自转脱水,可得到不同分子量的胶粒,适用于不同产品的生产。
(3)本公开通过对SIBS制备工艺进行优化,简化了生产工艺,优化了产品品质,提高了生产效率的同时也解决了以往工艺中能耗高的问题,并且在该工艺中设备建设以及运行管理的费用低,经济效益高,故适用于工业化生产。
附图说明
附图是用以提供对本公开的进一步理解的,它只是构成本说明书的一部分以进一步解释本公开,并不构成对本公开的限制。
图1是根据本公开的一个优选实施方式的SIBS非相变旋流自转方法总体工艺流程示意图。
图2是根据本公开的一个优选实施方式的非相变旋流干燥系统总体工艺流程示意图。
图3是根据本公开的一个优选实施方式的非相变旋流干燥系统中的旋流分离器的结构示意图。
附图标记:
1:微通道分离器
2:形状聚结器
3:微通道反应器(3-1、3-2、3-3、3-4)
4:胶液缓冲罐
5:微液滴萃取罐
6:动态掺混罐
7:旋流分级分离器
8:非相变干燥系统
9:包装系统
10:精制塔(10-1、10-2)
11:冷凝器
12:中间罐
13:回流罐
14:重组分储罐
15:丁二烯产品罐
16:脱重塔
17:异戊二烯产品罐
18:精溶剂罐
19:分离罐
20:尾气冷凝器
21:汽提单元混合器
22:脱水挤压机
23:热水罐
24:脱水筛
101:造粒机
102:螺杆进料机
103:水气分离器
104:旋流分离器
105:气流发生器
106:管道加热器
201:进口
202:溢流管
203:旋流器主体
204:底流口
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明的申请人经过广泛而深入的研究后发现,现有的长网干燥对胶粒进行脱水干燥处理时存在能耗过高、效率过低的问题,而利用非相变旋流自转干燥技术,不仅可以提高产品品质,同时可以实现节能高效生产的目的。基于上述发现,本发明得以完成。
在本公开的第一方面,提供了一种SIBS非相变旋流自转方法,该方法包括以下步骤:
(A)基于微通道分离器和形状聚结器的单体精制:将粗苯乙烯、粗异戊二烯、粗丁二烯和粗环己烷原料加入由微通道分离器和形状聚结器组成的单体精制单元,以去除其中的杂质,得到精制原料;
(B)微通道反应器聚合:将步骤(A)中得到的精制原料加入微通道反应器,反应完成后将产生的胶液加入胶液缓冲罐中,再通过含抗氧剂的微液滴萃取罐进行萃取;
(C)旋流动态混合掺混:将步骤(B)中得到的经萃取处理的胶液加入动态掺混罐中,搅拌掺混均匀;
(D)旋流分离凝聚:将步骤(C)中得到的掺混均匀的胶液加入旋流分级分离器中,采取旋流分离法进行胶液凝聚,以使苯乙烯、异戊二烯、丁二烯和环己烷组成的四嵌段共聚物以胶粒水的形式从胶液中分离出来;以及
(E)后处理:将步骤(D)中得到的凝聚后的胶粒加入非相变干燥系统,以实现胶粒表面及孔道内水分的脱除,产品包装料仓的粒料进包装系统,得到最终产品SIBS弹性体。
在本公开中,该方法还包括:溶液精制:回收步骤(D)中旋流分级分离器中使用的溶剂,经处理后循环使用。
在本公开中,在步骤(A)中,所述粗苯乙烯、粗异戊二烯为粗制外购原料,主要杂质为不规则颗粒物和水分。
在本公开中,在步骤(A)中,单体精制过程利用乳化液滴内部的自转进行物理聚结破乳,无需添加化学破乳剂。
在本公开中,在步骤(A)中,所述微通道分离器应用分子吸附、离子萃取与颗粒过滤与截留的机理,原料分离精度达100nm,体积精度同比提高两个数量级。
在本公开中,在步骤(A)中,所述微通道分离器处理过程中水的回用率达到99%;所述微通道分离器处理后粗制原料的精度超过97%,水含降至20ppm以下,以粗制原料的重量计。
在本公开中,在步骤(A)中,所述粗苯乙烯、粗异戊二烯、粗丁二烯和粗环己烷的重量比为:1:1-10:1-10:20-30,优选1:8:1.5:25。
在本公开中,在步骤(B)中,将步骤(A)中得到的精制苯乙烯、精制异戊二烯、精制丁二烯及精制环己烷以重量比为1:2-5:2-5:24-26加入微通道反应器。
在本公开中,在步骤(B)中,微通道反应器内水滴被剪切破碎,并通过流场剪切作用进行自转,强化传质。
在本公开中,在步骤(B)中,所述微通道反应器的反应压力为0.05-0.5MPa、反应温度为50-130℃、反应时间为20-110min。
在本公开中,在步骤(B)中,苯乙烯转化率达99%,异戊二烯转化率达99%,反应得到的胶液浓度为13%-20%,例如13%、15%、15.5%、16%、16.8%、17.9%、19%、20%。
在本公开中,在步骤(C)中,在动态掺混罐中的动态混合通过提高接触面积进而提升掺混速率。
在本公开中,在步骤(C)中,旋流动态掺混通过旋流场作用力替代传统的搅拌作用力,使胶体呈螺旋运动进行掺混,提高了垂直面作用力,进而提高了掺混效率。
在本公开中,在步骤(D)中,旋流分离凝聚过程利用物质之间密度差异以及离心力进行分离,旋流分离凝聚过程的操作温度为90-115℃,反应压力为0.15-0.3MPa。
在本公开中,在步骤(D)中,旋流分离凝聚后胶粒固含量为30%-50%。
在本公开中,在步骤(E)中,凝聚后的胶粒加入非相变干燥系统的旋流分离器中进行旋转,旋流分离器中三维旋转湍流场中颗粒自转速度为15000-60000转/分钟。
在本公开中,在步骤(E)中,所述非相变干燥系统处理速度快,胶粒在旋流分离水器中停留时间小于10s。
在本公开中,在步骤(E)中,产品包装料仓的粒料进包装系统后经计量、缝包、封口、金检、重检、码垛、成品入库,得到最终产品SIBS弹性体。
在本公开中,在步骤(E)中,得到的SIBS弹性体的分子量达8-15万。
在本公开中,在步骤(E)中,所述非相变干燥系统具有分选功能,通过控制载气温度得到不同分子量的胶粒物料。
在本公开中,在步骤(E)中,所述非相变干燥系统使用氢气、氮气或蒸汽作为载气。
在本公开中,在步骤(E)中,所述非相变干燥系统应用低温干燥的手段,在载气温度为40℃-60℃时,将胶粒的含水率从90%降低到5%-30%;在载气温度为40℃-70℃时,胶粒干燥效率快速提升,胶粒干燥后含水率低于10%。
在本公开中,在步骤(E)中,非相变干燥过程操作压力为0.1-0.7MPa,例如0.1MPa、0.16MPa、0.20MPa、0.25MPa、0.30MPa、0.35MPa,优选0.1MPa-0.3MPa。
在本公开中,在步骤(E)中,所述非相变干燥系统处理过程环境全密闭且反应温度低,VOC(挥发性有机物)析出量近零。
在本公开中,在步骤(E)中,所述非相变干燥系统是通过利用自公转耦合诱导微界面振荡离心力,克服微界面毛细作用力,从而实现干燥化的机制,快速、高效、低温且低耗。
在本公开中,在步骤(E)中,所述非相变旋流干燥技术属于机械分离方法,解决了常规的加热蒸发必须克服胶粒中水分的汽化潜热从而发生相变造成能耗高的问题,处理能耗大约为加热相变蒸发的1/5-1/15。
在本公开的第二方面,提供了一种SIBS非相变旋流自转装置,该装置包括:
由微通道反应器和与其连接的形状聚结器组成的单体精制单元,用于进行上述步骤(A);
与形状聚结器连接的微通道反应器,与微通道反应器连接的胶液缓冲罐,以及与胶液缓冲罐连接的微液滴萃取罐,用于进行上述步骤(B);
与微液滴萃取罐连接的动态掺混罐,用于进行上述步骤(C);
与动态掺混罐连接的旋流分级分离器,用于进行上述步骤(D);以及
与旋流分级分离器连接的非相变干燥系统,以及与非相变干燥系统连接的包装系统,用于进行上述步骤(E)。
以下参看附图。
图1是根据本公开的一个优选实施方式的SIBS非相变旋流自转方法总体工艺流程示意图。如图1所示,分别将粗苯乙烯、粗丁二烯、粗异戊二烯、粗环己烷原料加入由微通道分离器1和与其连接的形状聚结器2组成的苯乙烯精制单元、丁二烯精制单元、异戊二烯精制单元、环己烷精制单元;其中,苯乙烯精制单元产生的苯乙烯从其形状聚结器2直接泵送至微通道反应器3;丁二烯精制单元产生的丁二烯从其形状聚结器2泵送至精制塔10,精制得到的轻组分从精制塔10顶部排出送入冷凝器11冷凝后送入中间罐12,精制得到的重组分从精制塔10底部排出送入重组分储罐14,精制得到的丁二烯送入回流罐13,回流物回流至精制塔10,丁二烯送入丁二烯产品罐15,然后泵送至微通道反应器3;异戊二烯精制单元产生的异戊二烯从其形状聚结器2泵送至脱重塔16脱除重组分,轻组分从脱重塔16顶部排出送入冷凝器11冷凝后送入回流罐13,部分组分回流至脱重塔16,异戊二烯送入异戊二烯产品罐17,然后泵送至微通道反应器3;环己烷精制单元产生的环己烷从其形状聚结器2送至精制塔10-1,精制得到的轻组分从精制塔10-1顶部排出送入冷凝器11冷凝后送入回流罐13,轻组分从回流罐13顶部排出送入冷凝器11冷凝后送入精溶剂罐18,部分组分回流至精制塔10-1,环己烷送入精制塔10-2,脱除塔底重组分,轻组分从精制塔10-2顶部排出送入冷凝器11冷凝后送入回流罐13,部分组分回流至精制塔10-2,环己烷送入精溶剂罐18,然后泵送至微通道反应器3;
微通道反应器组3-1、3-2、3-3、3-4产生的胶液送入胶液缓冲罐4中,再通过含抗氧剂的微液滴萃取罐5进行萃取,气相从胶液缓冲罐4顶部排出后送入分离罐19后分离的气相送入尾气冷凝器20,冷凝得到的液相送入形状聚结器2后精制后送入旋流分级分离器7分离,得到的产物送入回流罐13,然后经脱水筛24筛分后送入脱水挤压机22挤压后送入非相变干燥系统8,实现胶粒表面及孔道内水分的脱除,残留水去RTO处理,产品包装料仓的粒料进包装系统9经计量、缝包、封口、金检、重检、码垛、成品入库,得到最终SIBS产品;分离罐19排出的渣液送入形状聚结器2;经微液滴萃取罐5萃取处理的胶液进入动态掺混罐6中,搅拌掺混均匀后气相从其顶部排出送入尾气冷凝器20,液相经汽提单元混合器29混合后进入旋流分级分离器7进行胶粒旋流分离;脱水筛24和脱水挤压机22脱除的水分送入热水罐23后再送入形状聚结器2;热水罐23中的热水加入分散剂后一同返回汽提单元混合器29。
图2是根据本公开的一个优选实施方式的非相变旋流干燥系统总体工艺流程示意图。如图2所示,湿胶粒进入造粒机101造粒后送入螺杆进料机102进料至旋流分离器104进行高速旋转,实现胶粒表面及孔道内水分的脱除,脱除的水分从旋流分离器104顶部排出进入水气分离器103脱除水和气体,气体返回至气流发生器105反应后经管道加热器106加热后循环至旋流分离器104;干胶粒从旋流分离器104底部排出。
图3是根据本公开的一个优选实施方式的非相变旋流干燥系统中的旋流分离器的结构示意图。如图3所示,旋流分离器包括:进口201、溢流管202、旋流器主体203、底流口204。
实施例
下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是,应该明白,这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明,所有的百分比和份数按重量计。
实施例1:
一、装置名称
40kg/h弹性体中试生产装置
二、工艺流程
如图1所示。
物料加入控制比例见下表1。
表1:物料加入控制比
Figure BDA0004030230650000111
三、实施效果
过程分析数据见下表2。
表2:过程分析数据
Figure BDA0004030230650000121
Figure BDA0004030230650000131
通过上述分析数据可知,采用本发明的方法,各工艺指标都达到了控制要求,所生产的成品胶也达到了市场所需的理化指标。成品胶收率达到99%以上,异戊二烯转化率达到99.5%,苯乙烯转化率达到99.5%,丁二烯转化率达到99.3%。
上述所列的实施例仅仅是本公开的较佳实施例,并非用来限定本公开的实施范围。即凡依据本申请专利范围的内容所作的等效变化和修饰,都应为本公开的技术范畴。
在本公开提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本公开的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本公开作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种SIBS非相变旋流自转方法,该方法包括以下步骤:
(A)基于微通道分离器和形状聚结器的单体精制:将粗苯乙烯、粗异戊二烯、粗丁二烯和粗环己烷原料加入由微通道分离器和形状聚结器组成的单体精制单元,以去除其中的杂质,得到精制原料;
(B)微通道反应器聚合:将步骤(A)中得到的精制原料加入微通道反应器,反应完成后将产生的胶液加入胶液缓冲罐中,再通过含抗氧剂的微液滴萃取罐进行萃取;
(C)旋流动态混合掺混:将步骤(B)中得到的经萃取处理的胶液加入动态掺混罐中,搅拌掺混均匀;
(D)旋流分离凝聚:将步骤(C)中得到的掺混均匀的胶液加入旋流分级分离器中,采取旋流分离法进行胶液凝聚,以使苯乙烯、异戊二烯、丁二烯和环己烷组成的四嵌段共聚物以胶粒水的形式从胶液中分离出来;以及
(E)后处理:将步骤(D)中得到的凝聚后的胶粒加入非相变干燥系统,以实现胶粒表面及孔道内水分的脱除,产品包装料仓的粒料进包装系统,得到最终产品SIBS弹性体,其中,凝聚后的胶粒加入非相变干燥系统的旋流分离器中进行旋转,旋流分离器中颗粒自转速度为15000-60000转/分钟,胶粒在旋流分离水器中停留时间小于10s。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,该方法还包括:溶液精制:回收步骤(D)中旋流分级分离器中使用的溶剂,经处理后循环使用。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在步骤(A)中,所述微通道分离器应用分子吸附、离子萃取与颗粒过滤与截留的机理,原料分离精度达100nm,体积精度同比提高两个数量级;所述微通道分离器处理过程中水的回用率达到99%;所述微通道分离器处理后粗制原料的精度超过97%,水含降至20ppm以下,以粗制原料的重量计。
4.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在步骤(A)中,所述粗苯乙烯、粗异戊二烯、粗丁二烯和粗环己烷的重量比为:1:1-10:1-10:20-30。
5.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在步骤(B)中,将步骤(A)中得到的精制苯乙烯、精制异戊二烯、精制丁二烯与精制环己烷以重量比为1:2-5:2-5:24-26加入微通道反应器;所述微通道反应器的反应压力为0.05-0.5MPa、反应温度为50-130℃、反应时间为20-110min。
6.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在步骤(B)中,苯乙烯转化率达99%,异戊二烯转化率达99%,反应得到的胶液浓度为13%-20%。
7.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在步骤(C)中,在动态掺混罐中的动态混合通过提高接触面积进而提升掺混速率;在步骤(D)中,旋流分离凝聚过程利用物质之间密度差异以及离心力进行分离,旋流分离凝聚过程的操作温度为90-115℃,反应压力为0.15-0.3MPa;旋流分离凝聚后胶粒固含量为30%-50%。
8.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在步骤(E)中,产品包装料仓的粒料进包装系统后经计量、缝包、封口、金检、重检、码垛、成品入库,得到最终产品SIBS弹性体,该SIBS弹性体的分子量达8-15万。
9.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在步骤(E)中,所述非相变干燥系统具有分选功能,通过控制载气温度得到不同分子量的胶粒物料;所述非相变干燥系统应用低温干燥的手段,在载气温度为40℃-60℃时,将胶粒的含水率从90%降低到5%-30%;在载气温度为40℃-70℃时,胶粒干燥后含水率低于10%;非相变干燥过程操作压力为0.1MPa-0.3MPa。
10.一种SIBS非相变旋流自转装置,该装置包括:
由微通道反应器(1)和与其连接的形状聚结器(2)组成的单体精制单元,用于进行步骤(A)基于微通道分离器和形状聚结器的单体精制:将粗苯乙烯、粗异戊二烯、粗丁二烯和粗环己烷原料加入由微通道分离器和形状聚结器组成的单体精制单元,以去除其中的杂质,得到精制原料;
与形状聚结器(2)连接的微通道反应器(3),与微通道反应器(3)连接的胶液缓冲罐(4),以及与胶液缓冲罐(4)连接的微液滴萃取罐(5),用于进行步骤(B)微通道反应器聚合:将步骤(A)中得到的精制原料加入微通道反应器,反应完成后将产生的胶液加入胶液缓冲罐中,再通过含抗氧剂的微液滴萃取罐进行萃取;
与微液滴萃取罐(5)连接的动态掺混罐(6),用于进行步骤(C)旋流动态混合掺混:将步骤(B)中得到的经萃取处理的胶液加入动态掺混罐中,搅拌掺混均匀;
与动态掺混罐(6)连接的旋流分级分离器(7),用于进行步骤(D)旋流分离凝聚:将步骤(C)中得到的掺混均匀的胶液加入旋流分级分离器中,采取旋流分离法进行胶液凝聚,以使苯乙烯、异戊二烯、丁二烯和环己烷组成的四嵌段共聚物以胶粒水的形式从胶液中分离出来;以及
与旋流分级分离器(7)连接的非相变干燥系统(8),以及与非相变干燥系统(8)连接的包装系统(9),用于进行步骤(E)后处理:将步骤(D)中得到的凝聚后的胶粒加入非相变干燥系统,以实现胶粒表面及孔道内水分的脱除,产品包装料仓的粒料进包装系统,得到最终产品SIBS弹性体,其中,凝聚后的胶粒加入非相变干燥系统的旋流分离器中进行旋转,旋流分离器中颗粒自转速度为15000-60000转/分钟,胶粒在旋流分离水器中停留时间小于10s。
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