[实用新型]一种连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备

说明书

本实用新型提供了一种连续化工业生产高等规度聚丁烯‑1的设备。该设备包括：聚合单元、聚合物分离单元、单体回收单元以及聚合物造粒单元；聚合单元包括聚合釜；聚合物分离单元包括脱活罐、升压泵、第一换热器、第一脱单体塔、第二换热器、第二脱单体塔和真空泵；聚合物造粒单元包括挤出机和造粒机。本实用新型的设备是一种液相聚合制备高等规聚丁烯‑1的连续化工业生产设备，能够制备得到具有低单体含量的高等规聚丁烯‑1。

技术领域

本实用新型涉及石油化工领域，具体涉及的是一种连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备。

背景技术

聚丁烯-1是以丁烯-1单体为原料，在催化剂存在下采用淤浆法、气相法或液相法聚合而制成的。它是一种半结晶聚烯烃热塑性树脂，具有良好的机械性能；突出的耐环境应力开裂性和耐热压性；优良的抗蠕变性，反复绕缠而不断，即使在提高温度时也具有良好的抗蠕变性；良好的抗化学腐蚀性；以及与超高分子量聚乙烯相近的耐磨性；高填料填充性等。因此聚丁烯-1可用于生产管道、薄膜、板材和各种容器等，特别是它可在90-100℃的温度下长期使用。

目前高等规聚丁烯-1的制备方法主要有淤浆法、液相法和气相法。淤浆法生产聚丁烯-1主要是Huels工艺，US3944529采用δ-TiCl₃/AlEt₂Cl为催化体系，异丁烷为反应介质，在50-70℃淤浆聚合合成H-iPB(等规度99.1％)，聚丁烯-1粒径120μm。US5037908采用TiCl₄/MgCl₂/邻苯二甲酸二丁酯/AlEt₃/苯基三乙氧基硅烷催化体系，以异丁烷为溶剂，催化丁烯-1淤浆聚合，得到堆积密度为0.30g/cm³的高等规度聚丁烯-1，催化活性为2.7kgPB/gcat。该方法采用惰性烃类溶剂作为反应介质，具有操作简便、聚合热容易导出以及反应控制方便等特点；但是其缺点也是明显的，在反应结束回收单体后，还要面临惰性稀释剂和未反应单体的分离这一过程，丁烯和异丁烯的沸点非常接近，分离和精制工艺复杂、效率低、成本高。

气相法生产聚丁烯-1使用的催化剂多为SiO₂负载的Ti系催化剂、聚丙烯活性粒子催化剂、活性聚4-甲基-1-戊烯聚合物催化剂等。如US4503203中采用SiO₂负载的Ti系催化剂，在流化床中进行聚合7.8h，可合成出等规度为95.0％聚丁烯-1，产物粒径为56μm，堆积密度为0.29g/cm³，但是产物中催化剂残留量较高；EP0294767A1中采用聚丙烯活性粒子催化剂在流化床中反应，合成了等规度为98％，堆积密度为0.36g/cm³的管材级高等规聚丁烯-1。CN1032172A中报道了采用聚4-甲基-1-戊烯聚合物催化剂催化丁烯-1聚合，催化剂活性达到了386kgPB/gTi，聚合物等规度达到了99.0％，堆积密度为0.41g/cm³，产物中氯化物含量仅为44ppm，可见使用活性聚合物催化剂可提高聚合物颗粒的流动性，改善聚合物颗粒与反应器的粘着性，产物的堆积密度提高。但相对于乙烯和丙烯来说，丁烯-1单体对于烃类溶剂有更好的亲和性，因此，在气相聚合体系中即使存在极少量的溶剂，产物自身也会发生团聚，因此整个反应将无法在设备上长期稳定运行，故气相法聚丁烯-1生产工艺只存在于研究领域，并没有工业化生产实例。