乙丙橡膠生產(chǎn)工藝及其技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

 乙丙橡膠（EPR）是繼Zieg1er一Natta催化劑的發(fā)明、聚乙烯和聚丙烯的出現(xiàn)后問世的一種以乙烯。丙烯為基本單體的共聚橡膠，分為二元乙丙橡膠（EPM）和三元乙丙橡膠（EPDM）兩大類。前者是乙烯和丙烯的共聚物；后者是乙烯、丙烯和少量非共軛二烯烴的共聚物。 EPR具有許多其它通用合成橡膠所不具備的優(yōu)異性能，加之單體價(jià)廉易得，用途廣泛，是80年代以來(lái)國(guó)外七大合成橡膠品種中發(fā)展最快的一種，其產(chǎn)量、生產(chǎn)能力和消費(fèi)量在發(fā)達(dá)國(guó)家中均居第三位，僅次于丁苯橡膠、順丁橡膠。1998年世界EPR總生產(chǎn)能力約為102噸，消費(fèi)量為81．4萬(wàn)噸。初步統(tǒng)計(jì)，1999年消費(fèi)量約為83．61萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)2003年將達(dá)到98．0萬(wàn)噸。1998～2003年EPR的需求增長(zhǎng)率為3．8％，高于丁苯橡膠和順丁橡膠需求量的增長(zhǎng)速率。

目前FPR工業(yè)生產(chǎn)工藝路線有溶液聚合法、懸浮聚合法和氣相聚合法三種。下面將分別詳細(xì)論述其技術(shù)狀況及待點(diǎn)，并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

1、溶液聚合工藝

1．1技術(shù)狀況

60年代初實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，經(jīng)不斷完善和改進(jìn)，技術(shù)己成熟，為許多新建裝置所使用，是工業(yè)生產(chǎn)的主導(dǎo)技術(shù)，約占FPR總生產(chǎn)能力的77．6％。

該工藝是在既可以溶解產(chǎn)品、又可以溶解單體和催化劑體系的溶劑中進(jìn)行的均相反應(yīng)，通常以直鏈烷烴如正己烷為溶劑，采用V一A1催化劑體系，聚合溫度為30～50C，聚合壓力為0．4～0．8 MPa，反應(yīng)產(chǎn)物中聚合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為8％～10％。工藝過程基本上由原材料準(zhǔn)備、化學(xué)品配制、聚合、催化劑脫除、單體和溶劑回收精制以及凝聚、干燥和

包裝等工序組成, 但由于各公司在某部分或控制方面有自己的專利技術(shù)，因而各具獨(dú)特的工藝實(shí)施方法。代表性的公司有DSM、 Exxon、uniroya1、DuPont、日本三井石化和JSR公司。其中最典型的代表是DSM公司，它不僅是全球最大的EPR生產(chǎn)者，而且在荷蘭、美國(guó)、日本、巴西所擁有的四套裝置均是采用溶液聚合工藝，占世界溶液聚合工藝生產(chǎn)EPR總能力的1/4。下面將以該公司為例進(jìn)行說明。

DSM公司采用己烷為溶劑，乙叉降冰片烯（ENB）或雙環(huán)戊二烯（DCPD）為第三單體，氫氣為分子量調(diào)節(jié)劑，VOCL3一1／2AL2Et3CL3為催化劑。此外，為提高催化劑活性及降低其用量，還加入了促進(jìn)劑。催化劑的配比用量、預(yù)處理方式、促進(jìn)劑類型是DSM公司的專有技術(shù)。反應(yīng)物料二級(jí)預(yù)冷到一500C，根據(jù)生產(chǎn)的牌號(hào)，單釜或兩釜串聯(lián)操作。聚

合釜容積大約為6m3。聚合反應(yīng)條件為：溫度低于650C，壓力低于2. 5 MPa，反應(yīng)熱用于反應(yīng)器絕熱升溫。在堿性脫釩劑和熱水作用下，聚合物膠液中殘留的釩催化劑進(jìn)入水相，經(jīng)兩次轉(zhuǎn)相過程被徹底脫除。未反應(yīng)單體經(jīng)二次減壓閃蒸回收并循環(huán)使用。此時(shí)向膠液中加入穩(wěn)定劑等助劑（生產(chǎn)充油牌號(hào)時(shí)加入填充油）。汽提蒸出殘存的乙烯、丙烯和大部分溶劑

后撇液送至兩臺(tái)串聯(lián)的凝聚釜進(jìn)行凝聚，并進(jìn)一步蒸出回收殘余己烷溶劑循環(huán)使用, JC膠粒漿液脫水后進(jìn)入干燥系統(tǒng)，然后壓塊或粉料包裝。含ENB的廢熱空氣送至焚燒爐焚燒，含釩污水送至污水脫釩單元，在脫釩劑的中和絮凝作用下，釩進(jìn)入釩渣中，定期送堆埋場(chǎng)掩埋，經(jīng)脫釩的污水排至污水處理廠處理。

DSM公司EPR溶液聚合工藝技術(shù)成熟，比較先進(jìn)，有下列優(yōu)點(diǎn)： （1）投資低，工藝最佳化。反應(yīng)器的優(yōu)比設(shè)計(jì)能滿足反應(yīng)物料混合要求，能準(zhǔn)確控制聚合反應(yīng)工藝參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量，聚合物膠液濃度高而循環(huán)溶劑量少，聚合釜體積小但生產(chǎn)強(qiáng)度高，原料和循環(huán)單體不需要精制，催化劑效率高，三廢中釩含量低，生產(chǎn)彈性大。（2）生產(chǎn)操作費(fèi)用低，裝置年操作時(shí)間長(zhǎng)，原料和催比劑的消耗低，采用先進(jìn)控制系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行控制。（3）產(chǎn)品質(zhì)量具有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。產(chǎn)品中催化劑殘?jiān)�含量低，生產(chǎn)中次品少，產(chǎn)品牌號(hào)切換靈活，切換廢品量少，產(chǎn)品特性

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