一種催化劑連續(xù)陳化裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種催化劑連續(xù)陳化裝置，所述裝置包括一磷酸稀土配置釜、一磷酸稀土儲(chǔ)罐、一烷基鋁儲(chǔ)罐、一一級(jí)陳化反應(yīng)器、一有機(jī)氯化物儲(chǔ)罐、一二級(jí)陳化反應(yīng)器、一分子量調(diào)節(jié)劑儲(chǔ)罐、一三級(jí)陳化反應(yīng)器，其中，所述磷酸稀土配置釜與所述磷酸稀土儲(chǔ)罐連接，所述烷基鋁儲(chǔ)罐、所述磷酸稀土儲(chǔ)罐并聯(lián)連接于所述一級(jí)陳化反應(yīng)器，所述一級(jí)陳化反應(yīng)器、所述有機(jī)氯化物儲(chǔ)罐并聯(lián)連接于所述二級(jí)陳化反應(yīng)器，所述二級(jí)陳化反應(yīng)器、所述分子量調(diào)節(jié)劑儲(chǔ)罐再并聯(lián)連接于所述三級(jí)陳化反應(yīng)器。
【專利說(shuō)明】
一種催化劑連續(xù)陳化裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種合成窄分子量分布高門尼稀土順丁橡膠的催化劑連續(xù)陳化 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在歐盟輪胎標(biāo)簽法規(guī)實(shí)施后，"高速、環(huán)保、安全、節(jié)能"的高性能輪胎、綠色輪胎受 到世界關(guān)注。高性能輪胎要求橡膠原料不僅滿足輪胎制造工藝的要求，而且能夠滿足高速、 安全、節(jié)能和環(huán)保的要求，從現(xiàn)有順丁橡膠工業(yè)化產(chǎn)品分析，稀土順丁橡膠是滿足要求的最 佳膠種。稀土順丁橡膠具有分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整度高、長(zhǎng)鏈支化度低、分子量分布可調(diào)、加工性 能和硫化膠力學(xué)性能好等特點(diǎn)。與廣泛使用的鎳系順丁橡膠相比，稀土順丁橡膠應(yīng)用于輪 胎，具有減少輪胎滯后損失和內(nèi)生熱、降低滾動(dòng)阻力，提高輪胎耐磨性和抗?jié)窕?，改善?胎胎冠膠老化崩花掉塊，胎側(cè)膠老化龜裂等現(xiàn)象，可以提高輪胎使用的耐久性能和高速性 能。我國(guó)是輪胎出口大國(guó)，迫切需要調(diào)整順丁橡膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高輪胎原料膠技術(shù)含量，才 能在新的挑戰(zhàn)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下更好的發(fā)展。
[0003] 目前國(guó)內(nèi)稀土順丁橡膠生產(chǎn)技術(shù)主要在稀土順丁橡膠發(fā)展的第一階段，產(chǎn)品門尼 在40-50之間，分子量分布在3.0-5.0之間，屬于寬分子量分布低門尼稀土順丁橡膠。從目前 各生產(chǎn)企業(yè)使用的催化劑技術(shù)分析，其主催化劑采用羧酸稀土化合物，如新癸酸釹;其催化 體系為羧酸釹、氫鋁、有機(jī)氯化物三組分組成，并采用三元非均相陳化技術(shù)，合成出的催化 劑為非均相催化劑，該催化劑在管路運(yùn)輸過(guò)程中易出現(xiàn)沉淀，堵塞管路等現(xiàn)象。
[0004] 高門尼（門尼粘度55-100)稀土順丁橡膠在強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、伸長(zhǎng)率等物理機(jī)械性 能等方面明顯優(yōu)于普通門尼（門尼粘度20-50)的稀土順丁橡膠。窄分子量分布(分布1.3~ 2.5)高門尼（門尼粘度55-100)稀土順丁橡膠在制作輪胎的過(guò)程中不但具有較佳的回彈性 和壓縮生熱，而且在耐切割和耐裂口增長(zhǎng)方面優(yōu)勢(shì)明顯；由于硫化膠模量較低門尼稀土膠 模量高，這有利于改進(jìn)胎面膠的高溫操控性。此外在溶聚丁苯膠/天然膠/順丁橡膠三膠并 用體系中，窄分子量分布(分布1.3~2.5)高門尼（門尼粘度55-100)稀土順丁橡膠綜合性能 好，動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、熱氧老化性能高，耐切割和耐裂口增長(zhǎng)性能突出，因此分子量分布(分布 1.3~2.5)高門尼（門尼粘度55-100)稀土順丁橡膠的前景非常廣闊。
[0005] 到目前為止，未見國(guó)內(nèi)外有關(guān)于窄分子量分布(分布1.3~2.5)高門尼（門尼粘度 55-100)稀土順丁橡膠使用五組分、均相連續(xù)陳化的陳化裝置的文獻(xiàn)述及。
[0006] 本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)。該催化劑連續(xù)陳化裝置陳化出的均相透 明催化劑的活性高、流動(dòng)性好，適合于大規(guī)模連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 本實(shí)用新型是為了實(shí)現(xiàn)專用于合成窄分子量分布高門尼稀土順丁橡膠的催化劑 連續(xù)陳化的目的。
[0008] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種催化劑連續(xù)陳化裝置，該裝置包括一 磷酸稀土配置釜、一磷酸稀土儲(chǔ)罐、一烷基鋁儲(chǔ)罐、一一級(jí)陳化反應(yīng)器、一有機(jī)氯化物儲(chǔ)罐、 一二級(jí)陳化反應(yīng)器、一分子量調(diào)節(jié)劑儲(chǔ)罐、一三級(jí)陳化反應(yīng)器，其中，所述磷酸稀土配置釜 與所述磷酸稀土儲(chǔ)罐連接，所述烷基鋁儲(chǔ)罐、所述磷酸稀土儲(chǔ)罐并聯(lián)連接于所述一級(jí)陳化 反應(yīng)器，所述一級(jí)陳化反應(yīng)器、所述有機(jī)氯化物儲(chǔ)罐并聯(lián)連接于所述二級(jí)陳化反應(yīng)器，所述 二級(jí)陳化反應(yīng)器、所述分子量調(diào)節(jié)劑儲(chǔ)罐再并聯(lián)連接于所述三級(jí)陳化反應(yīng)器。
[0009] 上述的一種催化劑連續(xù)陳化裝置，所述磷酸稀土儲(chǔ)罐入口連接有一丁二烯進(jìn)料管 線和第一磷酸稀土進(jìn)料線。
[0010] 上述的一種催化劑連續(xù)陳化裝置，所述磷酸稀土儲(chǔ)罐通過(guò)一第二磷酸稀土進(jìn)料管 線與所述一級(jí)陳化反應(yīng)器連接，所述烷基鋁儲(chǔ)罐通過(guò)烷基鋁進(jìn)料管線與所述一級(jí)陳化反應(yīng) 器連接，所述第二磷酸稀土進(jìn)料管線上設(shè)有一磷酸稀計(jì)量栗，所述烷基鋁進(jìn)料管線設(shè)有一 烷基錯(cuò)計(jì)量栗。
[0011] 上述的一種催化劑連續(xù)陳化裝置，所述有機(jī)氯化物儲(chǔ)罐通過(guò)有機(jī)氯化物進(jìn)料管線 與所述二級(jí)陳化反應(yīng)器連接，所述有機(jī)氯化物進(jìn)料管線設(shè)有一有機(jī)氯化物計(jì)量栗，所述一 級(jí)陳化反應(yīng)器通過(guò)一一級(jí)陳化反應(yīng)器出料管線與所述二級(jí)陳化反應(yīng)器連接。
[0012] 上述的一種催化劑連續(xù)陳化裝置，所述分子量調(diào)節(jié)劑儲(chǔ)罐通過(guò)一分子量調(diào)節(jié)劑進(jìn) 料線與所述三級(jí)陳化反應(yīng)器連接，所述分子量調(diào)節(jié)劑進(jìn)料線上設(shè)有一分子量調(diào)節(jié)劑計(jì)量 栗，所述二級(jí)陳化反應(yīng)器通過(guò)二級(jí)陳化反應(yīng)器出口線與所述三級(jí)陳化反應(yīng)器連接。
[0013] 上述的一種催化劑連續(xù)陳化裝置，所述磷酸稀土儲(chǔ)罐內(nèi)設(shè)有攪拌件。
[0014] 上述的一種催化劑連續(xù)陳化裝置，所述一級(jí)陳化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有第一折流板。
[0015] 上述的一種催化劑連續(xù)陳化裝置，所述二級(jí)陳化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有第二折流板。
[0016] 上述的一種催化劑連續(xù)陳化裝置，所述三級(jí)陳化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有第三折流板。
[0017] 為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型提供了一種本實(shí)用新型的有益效果是：
[0018] 1.本實(shí)用新型提供的是實(shí)現(xiàn)將五組分物質(zhì)陳化為均相透明、流動(dòng)性好的催化劑， 該催化劑專用于合成窄分子量分布高門尼稀土順丁橡膠大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)的目的。
[0019] 2. -級(jí)、二級(jí)、三級(jí)陳化反應(yīng)器內(nèi)有折流板，增加了物質(zhì)間的傳質(zhì)、傳熱。
[0020] 3.通過(guò)丁二烯及分子量調(diào)節(jié)劑的適時(shí)引入，使該催化體系形成均相、流動(dòng)性好的 同時(shí)，使該催化體系活性高，調(diào)節(jié)門尼及分子量分布效果好，能夠根據(jù)需求合成出門尼55~ 100、數(shù)均分子量2 18萬(wàn)、分子量分布1.3~2.5范圍內(nèi)的不同門尼值窄分子量分布高門尼的 稀土順丁橡膠。
[0021] 4.分子量調(diào)節(jié)劑在三級(jí)陳化反應(yīng)器入口加入保證了整個(gè)催化劑的相態(tài)均一、穩(wěn) 定，避免了早期加入帶來(lái)的催化劑沉淀現(xiàn)象。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為催化劑連續(xù)陳化裝置示意圖。
[0023] 其中，附圖標(biāo)記：
[0024] 1-磷酸稀土配置釜 2-磷酸稀土儲(chǔ)罐
[0025] 3-烷基鋁儲(chǔ)罐 4-一級(jí)陳化反應(yīng)器
[0026] 5-有機(jī)氯化物儲(chǔ)罐 6-二級(jí)陳化反應(yīng)器
[0027] 7-分子量調(diào)節(jié)劑儲(chǔ)罐 8-三級(jí)陳化反應(yīng)器
[0028] 9-磷酸稀土計(jì)量栗 10-烷基錯(cuò)計(jì)量栗
[0029] 11-有機(jī)氯化物計(jì)量栗 12-分子量調(diào)節(jié)劑計(jì)量栗
[0030] 13-第一磷酸稀土進(jìn)料管線 14-丁二烯進(jìn)料管線
[0031] 15-第二磷酸稀土進(jìn)料管線 16-烷基鋁進(jìn)料管線
[0032] 17--級(jí)陳化反應(yīng)器出口管線 18-有機(jī)氯化物進(jìn)料管線
[0033] 19-二級(jí)陳化反應(yīng)器出口管線 20-分子量調(diào)節(jié)劑進(jìn)料管線
[0034] 21-三級(jí)陳化反應(yīng)器出口管線
【具體實(shí)施方式】
[0035]本實(shí)用新型是為了實(shí)現(xiàn)專用于合成窄分子量分布高門尼稀土順丁橡膠的催化劑 連續(xù)陳化的目的。
[0036]本實(shí)用新型提供了一種催化劑連續(xù)陳化裝置，該裝置包括磷酸稀土配置釜1、磷酸 稀土儲(chǔ)罐2、烷基鋁儲(chǔ)罐3、一級(jí)陳化反應(yīng)器4、有機(jī)氯化物儲(chǔ)罐5、二級(jí)陳化反應(yīng)器6、分子量 調(diào)節(jié)劑儲(chǔ)罐7、三級(jí)陳化反應(yīng)器8、磷酸稀土計(jì)量栗9、烷基錯(cuò)計(jì)量栗10、有機(jī)氯化物計(jì)量栗 11、分子量調(diào)節(jié)劑計(jì)量栗12。其中，磷酸稀土配置釜1與磷酸稀土儲(chǔ)罐2連接，烷基鋁儲(chǔ)罐3、 磷酸稀土儲(chǔ)罐2并聯(lián)連接于一級(jí)陳化反應(yīng)器4,一級(jí)陳化反應(yīng)器4、有機(jī)氯化物儲(chǔ)罐5并聯(lián)連 接于二級(jí)陳化反應(yīng)器6,二級(jí)陳化反應(yīng)器6、分子量調(diào)節(jié)劑儲(chǔ)罐7再并聯(lián)連接于三級(jí)陳化反應(yīng) 器8,詳細(xì)之，磷酸稀土配置釜1的入口設(shè)有一丁二烯進(jìn)料管線14、第一磷酸稀土進(jìn)料管線 13，磷酸稀土配置釜1的出口通過(guò)管線與磷酸稀土儲(chǔ)罐2連接，磷酸稀土儲(chǔ)罐2的出口通過(guò)一 設(shè)有磷酸稀土計(jì)量栗9的第二磷酸稀土進(jìn)料管線15與一級(jí)陳化反應(yīng)器4的入口連接，烷基鋁 儲(chǔ)罐3的出口通過(guò)一設(shè)有烷基鋁計(jì)量栗10的烷基鋁進(jìn)料管線16亦與一級(jí)陳化反應(yīng)器4的入 口連接，一級(jí)陳化反應(yīng)器4的出口通過(guò)一級(jí)陳化反應(yīng)器出口管線17與二級(jí)陳化反應(yīng)器6的入 口連接，有機(jī)氯化物儲(chǔ)罐5的出口通過(guò)一設(shè)有有機(jī)氯化物計(jì)量栗11的有機(jī)氯化物進(jìn)料管線 18亦與二級(jí)陳化反應(yīng)器6的入口連接，二級(jí)陳化反應(yīng)器6的出口通過(guò)一二級(jí)陳化反應(yīng)器出口 管線19與三級(jí)陳化反應(yīng)器8的入口連接，分子量調(diào)節(jié)劑儲(chǔ)罐7的出口通過(guò)設(shè)有分子量調(diào)節(jié)劑 計(jì)量栗12的分子量調(diào)節(jié)劑進(jìn)料管線20亦與三級(jí)陳化反應(yīng)器8的入口連接，三級(jí)陳化反應(yīng)器8 的出口通過(guò)三級(jí)陳化反應(yīng)器出口管線21流出。
[0037]實(shí)際應(yīng)用中，磷酸稀土與丁二烯在配置釜中完成混合配置，開車前先對(duì)整個(gè)裝置、 管線打壓氣密性試驗(yàn)，并用氮?dú)獯祾?，保證裝置不泄漏且處于無(wú)氧狀態(tài)。提前將烷基鋁收至 烷基鋁儲(chǔ)罐3中，將有機(jī)氯化物收至有機(jī)氯化物儲(chǔ)罐5中，將分子量調(diào)節(jié)劑收至分子量調(diào)節(jié) 劑儲(chǔ)罐7中。將磷酸稀土化合物與丁二烯在催化劑配置釜1中按比例混兌并攪拌均勻后收入 釹劑計(jì)量罐2中。同時(shí)啟動(dòng)釹劑(磷酸稀土)計(jì)量栗9和烷基錯(cuò)計(jì)量栗10，釹劑(磷酸稀土)和 鋁劑(烷基鋁）同時(shí)進(jìn)入一級(jí)陳化反應(yīng)器4中，當(dāng)一級(jí)陳化反應(yīng)器4中的物料通過(guò)一級(jí)陳化反 應(yīng)器出口管線17流出一級(jí)陳化反應(yīng)器4;此時(shí)，啟動(dòng)有機(jī)氯化物計(jì)量栗11，一級(jí)陳化反應(yīng)器4 中的物料與有機(jī)氯化物劑同時(shí)流入二級(jí)陳化反應(yīng)器6中，當(dāng)二級(jí)陳化反應(yīng)器6中的物料通過(guò) 二級(jí)陳化反應(yīng)器出口管線19流出二級(jí)陳化反應(yīng)器6，此時(shí)，啟動(dòng)分子量調(diào)節(jié)劑計(jì)量栗12，二 級(jí)陳化反應(yīng)器6中流出的物料19與分子量調(diào)節(jié)劑20同時(shí)進(jìn)入三級(jí)陳化反應(yīng)器8;陳化好的物 料21即為催化劑成品。
[0038]利用本催化劑連續(xù)陳化裝置，將陳化后的催化劑進(jìn)行活性評(píng)價(jià)，活性評(píng)價(jià)結(jié)果如 表1所示。
[0039]表1催化劑活性評(píng)價(jià)對(duì)比表
[0041] 評(píng)測(cè)結(jié)論：陳化后的催化劑用于丁二烯連續(xù)化溶液聚合合成稀土順丁橡膠，結(jié)果 表明，使用本裝置制備的催化劑，活性好，單體轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%以上，門尼大于60,分子量分 布小于2.5,數(shù)均分子量大于18萬(wàn)。
[0042] 以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則 之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種催化劑連續(xù)陳化裝置，其特征在于，所述裝置包括一磷酸稀土配置釜、一磷酸稀 土儲(chǔ)罐、一烷基錯(cuò)儲(chǔ)罐、 級(jí)陳化反應(yīng)器、一有機(jī)氯化物儲(chǔ)罐、一二級(jí)陳化反應(yīng)器、一分子 量調(diào)節(jié)劑儲(chǔ)罐、一三級(jí)陳化反應(yīng)器，其中，所述磷酸稀土配置釜與所述磷酸稀土儲(chǔ)罐連接， 所述烷基鋁儲(chǔ)罐、所述磷酸稀土儲(chǔ)罐并聯(lián)連接于所述一級(jí)陳化反應(yīng)器，所述一級(jí)陳化反應(yīng) 器、所述有機(jī)氯化物儲(chǔ)罐并聯(lián)連接于所述二級(jí)陳化反應(yīng)器，所述二級(jí)陳化反應(yīng)器、所述分子 量調(diào)節(jié)劑儲(chǔ)罐再并聯(lián)連接于所述三級(jí)陳化反應(yīng)器。2. 如權(quán)利要求1所述的一種催化劑連續(xù)陳化裝置，其特征在于，所述磷酸稀土儲(chǔ)罐入口 連接有一丁二烯進(jìn)料管線和第一磷酸稀土進(jìn)料線。3. 如權(quán)利要求1所述的一種催化劑連續(xù)陳化裝置，其特征在于，所述磷酸稀土儲(chǔ)罐通過(guò) 一第二磷酸稀土進(jìn)料管線與所述一級(jí)陳化反應(yīng)器連接，所述烷基鋁儲(chǔ)罐通過(guò)烷基鋁進(jìn)料管 線與所述一級(jí)陳化反應(yīng)器連接，所述第二磷酸稀土進(jìn)料管線上設(shè)有一磷酸稀計(jì)量栗，所述 烷基鋁進(jìn)料管線設(shè)有一烷基鋁計(jì)量栗。4. 如權(quán)利要求1所述的一種催化劑連續(xù)陳化裝置，其特征在于，所述有機(jī)氯化物儲(chǔ)罐通 過(guò)有機(jī)氯化物進(jìn)料管線與所述二級(jí)陳化反應(yīng)器連接，所述有機(jī)氯化物進(jìn)料管線上設(shè)有一有 機(jī)氯化物計(jì)量栗，所述一級(jí)陳化反應(yīng)器通過(guò)一一級(jí)陳化反應(yīng)器出料管線與所述二級(jí)陳化反 應(yīng)器連接。5. 如權(quán)利要求1所述的一種催化劑連續(xù)陳化裝置，其特征在于，所述分子量調(diào)節(jié)劑儲(chǔ)罐 通過(guò)一分子量調(diào)節(jié)劑進(jìn)料線與所述三級(jí)陳化反應(yīng)器連接，所述分子量調(diào)節(jié)劑進(jìn)料線上設(shè)有 一分子量調(diào)節(jié)劑計(jì)量栗，所述二級(jí)陳化反應(yīng)器通過(guò)二級(jí)陳化反應(yīng)器出口線與所述三級(jí)陳化 反應(yīng)器連接。6. 如權(quán)利要求1所述的一種催化劑連續(xù)陳化裝置，其特征在于，所述磷酸稀土儲(chǔ)罐內(nèi)設(shè) 有攪拌件。7. 如權(quán)利要求1所述的一種催化劑連續(xù)陳化裝置，其特征在于，所述一級(jí)陳化反應(yīng)器內(nèi) 設(shè)有第一折流板。8. 如權(quán)利要求1所述的一種催化劑連續(xù)陳化裝置，其特征在于，所述二級(jí)陳化反應(yīng)器內(nèi) 設(shè)有第二折流板。9. 如權(quán)利要求1所述的一種催化劑連續(xù)陳化裝置，其特征在于，所述三級(jí)陳化反應(yīng)器內(nèi) 設(shè)有第三折流板。
【文檔編號(hào)】C08F4/54GK205627909SQ201620300817
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月12日
【發(fā)明人】周鵬松, 林曙光, 王家杰, 苗勇, 劉峰, 李傳光, 梁英超, 矯新, 魏鳳娟
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油天然氣股份有限公司