CN214598985U - 可以连续聚合和间歇聚合的溶聚丁苯橡胶聚合釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可以连续聚合和间歇聚合的溶聚丁苯橡胶聚合釜，包括聚合釜，聚合釜设置着通过电机驱动的搅拌器，在搅拌器的搅拌立轴上设置着搅拌叶片，在聚合釜为沸腾床反应器，在聚合釜的外壁上设置着控温水套，在聚合釜的上部通过支架安装着设置有冷冻水进水管和冷冻水回水管的釜外冷凝器，在聚合釜顶面的排汽口连接的排汽管，其端口连接着釜外冷凝器上部的蒸汽进口。本实用新型结构合理，可以实现聚合釜用于连续聚合也可以用于间歇聚合。本实用新型结构合理，可以实现聚合釜用于连续聚合也可以用于间歇聚合，从而获得更好的装置灵活性，通过精确控制溶剂汽相压力，可以精确控制反应温度。

Description

可以连续聚合和间歇聚合的溶聚丁苯橡胶聚合釜

技术领域

本实用新型涉及合成溶聚丁苯橡胶，属于溶聚丁苯橡胶聚合釜，特别是一种可以连续聚合和间歇聚合的溶聚丁苯橡胶聚合釜。

背景技术

溶聚丁苯橡胶指的是通过溶液聚合生产溶聚丁苯橡胶。是由聚合单体苯乙烯、丁二烯在引发剂作用下，通过溶液聚合制备合成橡胶。聚合工艺有连续聚合和间歇聚合。连续聚合操作连续稳定，产品质量稳定。不足之处是产品单一，灵活性差。只能用于生产溶聚丁苯橡胶产品。间歇聚合则是产品牌号多，生产灵活，可用于溶聚丁苯橡胶，还可以用于生产改性溶聚丁苯产品，也可以用于生产低顺式聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯类热塑性弹性体SBC。受市场情况变化影响，装置经常需要转产，常规的连续聚合釜不能用于间歇聚合，为丰富装置生产牌号，只能分别建连续聚合和间歇聚合生产线，市场变化可能会造成产能闲置。

溶聚丁苯橡胶生产过程中聚合过程是放热过程，聚合反应温度会影响苯乙烯、丁二烯均聚物的微观结构，而微观结构直接影响橡胶产品性能。这点对聚合装置非常关键。常见的聚合釜撤热方式有：夹套撤热、进料预冷和反应器充冷油、内冷管撤热。夹套撤热的能力低，聚合反应生成的胶液是热的不良导体，热导率低，同时胶液在聚合釜内流速慢，基本是层流状态，传热系数低。而且由于聚合釜高径比有限，夹套提供的传热面积也有限；进料预冷和反应器充冷油是讲进料单体和溶剂油预冷，聚合反应放热使温度升高，在温度没有达到高限时离开聚合反应釜，同时在聚合釜及出口充冷溶剂油，用于控制聚合温度。这些措施的降温效果有限，聚合釜很难放大。同时充入冷溶剂油等于稀释了单体，生产能力低，还加大了溶剂回收单元的负荷，装置能耗高；而采用内冷管撤热，由于胶液流速慢，传热系数低，撤热效果不好；搅拌器的转速高，能耗大；内冷管提供的传热面积有限，不得不提高传热温差。一般用液氨汽化撤热，冷冻系统庞大，运行能耗高；且内冷管容易堵挂，清理聚合釜费工费时，效果还不好；更为重要的是，采用内冷管，聚合釜很难放大。

有人提出用聚合釜釜外循环冷却来撤热。聚合胶液粘度大，流速慢，管壳式换热器不能用，用套管式换热器能解决胶液流动的问题，但套管式换热器的换热面积有限，传热系数低，同样是撤热能力有限，聚合釜放大困难。而且驱动胶液循环冷却的机泵流量大，需要的功率也大。

工业生产中迫切需要提高装置的灵活性，在一条生产线上可以生产更多牌号，不同种类的产品，对装置聚合的大型化也提出要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可以连续聚合和间歇聚合的溶聚丁苯橡胶聚合釜，其结构合理，可以实现聚合釜用于连续聚合也可以用于间歇聚合，从而获得更好的装置灵活性，通过精确控制溶剂汽相压力，可以精确控制反应温度。

本实用新型的目的是这样实现的：一种可以连续聚合和间歇聚合的溶聚丁苯橡胶聚合釜, 包括聚合釜，聚合釜设置着通过电机驱动的搅拌器，在搅拌器的搅拌立轴上设置着搅拌叶片，在聚合釜为沸腾床反应器，在聚合釜的外壁上设置着控温水套，在聚合釜的上部通过支架安装着设置有冷冻水进水管和冷冻水回水管的釜外冷凝器，在聚合釜顶面的排汽口连接的排汽管，其端口连接着釜外冷凝器上部的蒸汽进口。

本实用新型将溶剂油、苯乙烯、丁二烯单体、引发剂、助剂等一起从进入聚合釜，聚合釜内装有多层搅拌桨，经过搅拌桨的强力混合，经过合适的停留时间后生成胶液从出口流出。聚合釜可以满釜操作也可以半釜操作。半釜操作可用于连续聚合的首釜，也可用于间歇聚合。满釜操作可用于连续聚合。合釜采用合适的高径比，聚合釜外有用冷冻水冷却的冷凝器，聚合反应放热使溶剂汽化，釜内溶剂蒸汽进入用冷冻水冷却的冷凝器，冷凝为液体回到聚合釜，不凝气在压力控制系统下送火炬，压力不足可在压力控制系统控制下通入氮气。聚合反应热通过釜外冷凝器被冷冻水带走，反应温度得到维持。汽相溶剂压力与温度严格对应，控制汽相溶剂压力也就精确控制了反应温度。

搅拌器转速可以是固定的，也可以采用调速机构变速运行。

聚合釜内部带垂直挡板或不带挡板。

聚合釜带有夹套，夹套可通入循环冷却水、冷冻水，也可以根据维持温度需要通入循环热水。外部有用冷冻水冷却的冷凝器，安装高度高于聚合釜，用于冷却溶剂蒸汽。聚合反应放热使溶剂汽化，溶剂蒸汽在釜外冷凝器被冷冻水冷凝，液相溶剂可自流回聚合釜，也可用泵送。

搅拌桨叶为一层或多层桨叶。搅拌桨叶要适用粘度变化大的场合。桨叶层数依据桨叶流体作用范围和釜高来决定。

本实用新型的聚合釜可用于连续聚合首釜。聚合釜首釜转化率高（约70-90%），反应放热量大。本实用新型采用沸腾床，聚合反应放热使部分溶剂汽化蒸发，聚合釜顶有冷冻水冷却的换热器。汽化的溶剂经过冷冻水冷却，冷凝回液相重新送回聚合釜，不凝气送火炬系统。这样聚合反应放热被聚合釜顶冷却器的冷冻水带走，聚合釜温度得到控制。聚合釜为沸腾床，控制聚合釜压力，也就直接控制了聚合釜反应温度。反应温度会影响苯乙烯、丁二烯均聚物的微观结构，而微观结构直接影响橡胶产品性能。这点对连续聚合装置非常关键。发明聚合釜温度控制精确容易，产品性能好。

本实用新型结构合理，实现了聚合釜用于连续聚合也可以用于间歇聚合，从而获得更好的装置灵活性，通过精确控制溶剂汽相压力，精确控制了反应温度。

附图说明

下面将结合附图对本实用新型做进一步的描述，图1为本实用新型连接结构示意图。

具体实施方式

一种可以连续聚合和间歇聚合的溶聚丁苯橡胶聚合釜，如图1所示，包括聚合釜1，聚合釜1设置着通过电机5驱动的搅拌器，在搅拌器的搅拌立轴3上设置着搅拌叶片4，在聚合釜1为沸腾床反应器，在聚合釜1的外壁上设置着控温水套2，在聚合釜1的上部通过支架安装着设置有冷冻水进水管9和冷冻水回水管10的釜外冷凝器8，在聚合釜1顶面的排汽口连接的排汽管6，其端口连接着釜外冷凝器8上部的蒸汽进口。聚合釜1的容积为5 m³~160m³，釜体的高径比为1~4之间。根据聚合釜1的工作需要，在其外壁上设置的控温水套2通入循环冷却水或循环冷冻水或循环热水。在控温水套2的下部设置着进水口，在控温水套2的上部设置着出水口。釜外冷凝器8为立式冷凝器或卧式冷凝器，在其下部罐壁的进口上连接着冷冻水进水管9，在其上部罐壁的出口上连接着冷冻水回水管10。在釜外冷凝器8的排水管7设置水泵或自流入聚合釜。在搅拌器的搅拌立轴3上设置着1层或多层搅拌叶片4。搅拌立轴3的转速为10~500rpm。釜外冷凝器8的安装高度高于聚合釜1的顶端，聚合反应放热使溶剂汽化，溶剂蒸汽在釜外冷凝器被冷冻水冷凝，液相溶剂自流回聚合釜或者用泵送。

Claims (5)

1.一种可以连续聚合和间歇聚合的溶聚丁苯橡胶聚合釜,包括聚合釜(1)，聚合釜(1)设置着通过电机(5)驱动的搅拌器，在搅拌器的搅拌立轴(3)上设置着搅拌叶片(4)，在聚合釜(1)的外壁上设置着控温水套(2)，其特征是：在聚合釜(1)为沸腾床反应器，在聚合釜(1)的上部通过支架安装着设置有冷冻水进水管(9)和冷冻水回水管(10)的釜外冷凝器(8)，釜外冷凝器(8)为立式冷凝器，在其下部罐壁的进口上连接着冷冻水进水管(9)，在其上部罐壁的出口上连接着冷冻水回水管(10)，在聚合釜(1)顶面的排汽口连接的排汽管(6)，其端口连接着釜外冷凝器(8)上部的蒸汽进口，在釜外冷凝器(8)的排液管(7)设置水泵流入聚合釜。

2.根据权利要求1所述的可以连续聚合和间歇聚合的溶聚丁苯橡胶聚合釜,其特征是：聚合釜(1)的容积为5 m³，釜体的高径比为1~4之间。

3.根据权利要求1所述的可以连续聚合和间歇聚合的溶聚丁苯橡胶聚合釜,其特征是：在搅拌器的搅拌立轴(3)上设置着多层搅拌叶片(4)。

4.根据权利要求1所述的可以连续聚合和间歇聚合的溶聚丁苯橡胶聚合釜,其特征是：搅拌立轴(3)的转速为10~500rpm。

5.根据权利要求1所述的可以连续聚合和间歇聚合的溶聚丁苯橡胶聚合釜,其特征是：釜外冷凝器(8)的安装高度高于聚合釜(1)的顶端，聚合反应放热使溶剂汽化，溶剂蒸汽在釜外冷凝器被冷冻水冷凝，液相溶剂用泵送回聚合釜。

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