一、裝置簡介
<一)裝置發(fā)展及類型
1,裝置發(fā)展
熱塑—彈性體(TPE)的發(fā)展是合成橡膠工業(yè)技術發(fā)展水平的一個重要標志。SBS則是諸多TPE中工業(yè)化最早的通用型熱塑性彈性體,被譽為“第三代橡膠”。
1960年,第一個TPE品種熱塑彈性聚氨脂彈性體(TPU)商品化;DuPont公司于1961年推出由乙烯一甲基丙烯酸共聚物加入鈉鹽或鋅鹽而成的離聚物型TPE商品;1965年,Shell公司的SDS三嵌段型TPE商品化,即SBS或SIS商品,并在]967年的國際橡膠會議上提出三嵌段型TPE的微區(qū)結構理論,引起科技界極大關注;1968年Phillips公司實現(xiàn)了星型SBS 的商品化。
1989年,國內自20世紀70年代中期由北京燕化研究院、蘭化研究院相繼開展了對SBS的研究工作,北京燕化研究院于1984年4月進行了300LSBS中試鑒定,1990年國內第一套5X104t/a的SBS生產裝置在巴陵石化公司合成橡膠廠投人工業(yè)化生產。目前SBS裝置所生產的星型和線型產品的各項指標均已達到并接近國際水平,同時,SBS成套技術已經成功實現(xiàn)了對外技術轉讓。
到2000年,我國生產SBS的廠家已發(fā)展到3個,生產能力已經達到13.36X104t/a,具體見表4—10。
丁苯橡膠(SBR),通常分作乳聚丁苯橡膠(E—SBlt)和溶聚丁苯橡膠(S—SBR)兩類。
S—SBR又有以鋰系催化劑制取和烯醇催化劑制取之別,而目前國際上以鋰系催化劑制取為代表。
近年來歐美國家乳聚丁苯橡膠生產能力過剩,開工率在50%-60%,新建的丁苯橡膠裝置主要是溶聚丁苯橡膠,而且開工率一般都在80%以上。有些發(fā)達國家的溶聚丁苯橡膠的消費量占丁苯橡膠總量的30%左右。
到2000年,我國生產乳聚丁苯橡膠和溶聚丁苯橡膠的廠家已發(fā)展到6個,生產能力已經達到29.05X104t/a。
2,裝置類型
鑒于SBS與SBR在主要工藝路線上的近乎一致性,無論是從它的聚合過程還是凝聚過程這兩個關鍵工藝過程,基本上相同,所以,本節(jié)以SBS作為重點進行介紹。
SBS的工業(yè)化生產是以丁二烯和苯乙烯為單體,以環(huán)己烷為溶劑,以正丁基鋰為聚合引發(fā)劑,以四氫呋喃為反應活化劑,經陰離子溶液聚合而成。為市場提供高分子合成橡膠材料。目前市場上主要生產的SBS4402、SBSl401、SBS4303等牌號產品,大都用于制鞋、黏合劑、瀝青改性等方面。
(二)單元組成與工藝流程
1。單元組成
SBS生產裝置主要由配制、聚合、溶劑回收、凝聚及后處理等單元組成。配制單元主要是完成防老劑、偶合劑、活化劑等助劑的配制工作;聚合單元是SBS生產線的核心反應部分,主要接收合格的溶劑、丁二烯、苯乙烯及來自配置單元的助劑,按規(guī)定的工藝條件生產出合格的SBS膠液;溶劑回收單元是SBS生產工藝過程的一個重要組成部分,主要是回收和處理來自凝聚單元回收的溶劑、精制苯乙烯以滿足聚合單元的需要;凝聚單元主要是應用水蒸氣蒸餾原理,借助于熱水、蒸汽以及機械攪拌等作用,完成對SBS膠液中的溶劑及未反應的丁二烯除去并回收,將懸浮在凝聚釜中的顆粒狀經脫水、干燥等工序變成SBS成品。