一种乙丙橡胶胶液凝聚的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及聚合物生产技术领域，具体地，涉及一种乙丙橡胶胶液凝聚的方法。
【背景技术】
[0002]乙丙橡胶(EPR)是一种具有优异的耐天候老化性、耐臭氧性、耐热老化性和电绝缘性等的合成橡胶。它是世界七大通用合成橡胶的品种之一，可分为二元乙丙橡胶(EPM)和三元乙丙橡胶(EPDM)两大类，前者为乙烯和丙烯共聚的非晶态弹性体，后者为由乙烯、丙烯和少量非共扼二烯组成(如5 —乙叉一 2 —降冰片烯ENB、双环戊二烯DCPD和1，4己二烯HD)的三元共聚物。由于EPR分子主链中不含双健，所以呈现出高度的化学稳定性，被誉为“无裂纹橡胶”，同时又具有较均衡的物理机械性能。由于它具有许多其它通用合成橡胶所不具备的优异性能，被广泛应用于汽车工业、聚合物改性剂、房屋建筑、石油添加剂、电线电缆、塑胶跑道等领域，加之合成乙丙橡胶的单体乙烯和丙烯价廉易得，导致乙丙橡胶在消费合成橡胶中所占的比例逐渐上升。
[0003]乙丙橡胶聚合工艺通常以直链烷烃为溶剂，采用V-A1催化体系或茂金属催化体系，将单体溶解于溶剂中，聚合反应在溶液中进行。溶液聚合法生产乙丙橡胶的工艺技术成熟，产品质量稳定，应用范围广泛，是工业生产的主导技术。而且，目前在乙丙橡胶生产过程中多采用水蒸气汽提的热水凝聚工艺。此法将聚合生成的聚合物胶液喷入既作为传热介质又作为输送介质的热水中，借助水蒸气将其中的溶剂(包括未反应的单体)汽提回收，以达到两者分离的目的。溶剂回收采用的是传统的精馏方法。
[0004]公告号为CN1239523C的一种脱除聚合物溶液中挥发性组分的方法、申请号为201110255135.9的一种聚合产品生产的凝聚工艺、申请号为200710159354.0的溶聚橡胶凝聚方法等均公开了合成橡胶中的湿法凝聚新工艺。而这些公开的文献主要是针对顺丁橡胶、丁苯橡胶进行深入研究，关于乙丙橡胶胶液的凝聚，目前工艺较为不成熟。
【发明内容】
[0005]本申请的申请人研究发现采用上述针对顺丁橡胶、丁苯橡胶的凝聚技术不能满足乙丙橡胶的凝聚要求。
[0006]研究发现，乙丙橡胶生胶的密度只有0.855-0.90kg/m3，是生胶密度最轻的常用橡胶(异戊橡胶密度:0.94kg/m3 ;丁苯橡胶密度:0.94kg/m3 ;顺丁橡胶密度:0.94kg/m3 ;丁基橡胶密度:0.92kg/m3)。该胶种的特点是胶液在凝聚釜内形成胶粒后，包裹在其中的溶剂不易扩散出来。而且容易出现胶粒夹芯现象、凝聚釜内胶粒强度过高、不易切碎、胶粒结团、堵塞和胶粒抱轴等问题。由于生产的乙丙橡胶的门尼粘度(70-95)远高于顺丁橡胶的门尼粘度(40-50)，且乙丙橡胶溶液的动力粘度高于顺丁橡胶溶液的动力粘度，属于高粘体系，因此对乙丙橡胶胶液的凝聚工艺有更高的要求。此外，乙丙橡胶胶液凝聚过程中还易发生有水胶粒从凝聚釜内出料不稳的情况。
[0007]针对上述存在的问题并结合乙丙橡胶的特点，本发明的目的在于克服现有技术中乙丙橡胶胶液凝聚工艺中存在的上述缺陷，提供一种乙丙橡胶胶液凝聚的方法，该方法使得乙丙橡胶在能耗大幅度下降的前提下能够长周期并平稳地被生产。并且在凝聚釜内形成的乙丙橡胶胶粒均匀、无夹芯现象，本发明通过控制乙丙橡胶胶液凝聚工艺中的各参数能够解决凝聚釜内胶粒强度过高、不易切碎、胶粒结团、堵塞和胶粒抱轴等问题。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供一种乙丙橡胶胶液凝聚的方法，该方法包括:将水和乙丙橡胶胶液送入包括至少两个串联的凝聚釜的凝聚器中进行凝聚，得到乙丙橡胶水胶粒；其中，水与乙丙橡胶胶液的体积比为1.1-2:1，第一凝聚釜内凝聚的条件包括:操作温度为 70-85°C，压力为 0.05-0.1MPa。
[0009]本发明提供的乙丙橡胶胶液凝聚的方法利用水蒸气蒸馏、湿法脱气的原理，采用气液相全逆流，不等压不等温的多釜凝聚生产工艺流程。通过优化凝聚工艺条件例如凝聚温度和与其相匹配的操作压力等，使操作状态向气-液平衡态靠近，蒸汽消耗量得到较大幅度的下降，从而有利于进一步降低能耗。
[0010]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0011]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0012]图1是根据本发明的一种优选的实施方式的乙丙橡胶胶液三釜凝聚工艺流程图。
[0013]附图标记说明
[0014]51—第一凝聚釜52—第二凝聚釜53—第三凝聚釜
【具体实施方式】
[0015]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0016]在本发明中，在未作相反说明的情况下，所述压力均为表压(G)。
[0017]本发明提供了一种乙丙橡胶胶液凝聚的方法，该方法包括:将水和乙丙橡胶胶液送入包括至少两个串联的凝聚釜的凝聚器中进行凝聚，得到乙丙橡胶水胶粒；其中，水与乙丙橡胶胶液的体积比为1.1-2:1，第一凝聚釜内凝聚的条件包括:操作温度为70-85°C，压力为 0.05-0.lOMPa。
[0018]通过本发明提供的上述凝聚的方法生产乙丙橡胶水胶粒时能耗较现有技术的凝聚方法大幅度降低，而且得到的乙丙橡胶水胶粒均匀、无夹芯现象。
[0019]在本发明，优选所述凝聚器为包括至少两个串联的凝聚釜的设备，例如可以分别为两个串联的凝聚釜、三个串联的凝聚釜、四个串联的凝聚釜或五个串联的凝聚釜组成的凝聚器。
[0020]优选情况下，本发明所述的乙丙橡胶胶液为来自通过常规聚合反应生产乙丙橡胶的溶液，该溶液中含有乙丙橡胶、未反应完全的原料(即聚合单体)、有机溶剂和常规的杂质及副产物等；该未反应完全的原料中可以含有乙烯和丙烯等物质。本发明所述的乙丙橡胶胶液可以先通过常规的操作进行终止反应，然后通过闪蒸除去大部分未反应完的乙烯、丙烯和部分有机溶剂后再进行凝聚，所述有机溶剂可以为己烷等。
[0021]闪蒸后得到的乙丙橡胶胶液优选与水进行混合后再送入凝聚釜中进行凝聚，从节能环保的角度出发，水的用量越低则综合能耗越小，单位体积凝聚釜的停留时间就越长。因此，为了进一步降低能耗并获得胶粒均匀且无夹芯现象的乙丙橡胶水胶粒，优选水与乙丙橡胶胶液的体积比为1.3-1.7:1，更进一步优选为1.5:1。其中，水与乙丙橡胶胶液可以在位于第一凝聚釜上游的水胶静混器内进行混合。
[0022]优选情况下，在本发明所述的乙丙橡胶胶液凝聚的方法中，为了进一步降低能耗，所述第一凝聚釜内凝聚的条件包括:操作温度为73-80°C，进一步优选为73-77°C ;压力为0.05-0.08MPa。
[0023]在本发明所述的乙丙橡胶胶液凝聚的方法中，为了防止因凝聚釜内上升气体的流速过快而导致的将细胶粒夹带至凝聚釜顶气相过滤器中，并堵塞过滤器的滤网的现象，优选所述第一凝聚釜的长度与内径的比值为1-2:1，进一步优选为1.1-1.3:1，更进一步优选为1.2:1。本发明中，长度指的是凝聚釜在竖直方向的高度。
[0024]在本发明所述的乙丙橡胶胶液凝聚的方法中，优选水与乙丙橡胶胶液混合所得的水胶混合液可以以液相形式喷入第一凝聚釜内。
[0025]在本发明所述的乙丙橡胶胶液凝聚的方法中，由于乙丙橡胶的密度小，凝聚釜内的水胶混合液属于高度自悬浮颗粒体系，优选情况下，所述第一凝聚釜中可以含有推进式螺旋桨叶与斜浆式的组合搅拌器。
[0026]优选情况下，在本发明所述的乙丙橡胶胶液凝聚的方法中，所述凝聚釜为3个。所述凝聚釜中均可以含有推进式螺旋桨叶与斜浆式的组合搅拌器。各凝聚釜中搅拌器的作用不仅是分散胶液和蒸汽，更起到促进胶粒在釜内的完全悬浮从而防止密度小于水的胶粒上浮，并在凝聚釜的液面积聚结团。各凝聚釜中搅拌器还可以使得胶液混合物和蒸汽形成合理的流型，强化传热和传质过程，防止蒸汽短路空跑，从而有助于降低能耗。各凝聚釜中搅拌器的转速对凝聚釜内液位的控制难易有较大的影响。为了更好地实现本发明所述的目的，各凝聚釜内的组合搅拌器优