一種提高聚硫橡膠生產中水洗工序效率的方法
【專利摘要】本發明公開了一種聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中通過在水洗過程中加入1～10ppm的陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑，可以提高水洗工序效率，縮短水洗工序操作時間，減少水洗用水量，并且可提高聚硫橡膠的產率。
【專利說明】一種提高聚硫橡膠生產中水洗工序效率的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于高分子聚合物生產【技術領域】，具體涉及提高聚硫橡膠生產中水洗工序效率的方法。
【背景技術】
[0002]聚硫橡膠是一種特種合成橡膠，目前廣泛應用的是液體聚硫橡膠，1943年美國Thiokol chemical公司最早工業化生產。
[0003]液體聚硫橡膠通常采用以下工藝路線合成，首先過量的二硫化鈉與二氯乙基縮甲醛單體(根據牌號，加入一定量三氯丙烷作為交聯劑)進行縮聚反應，生成高分子量的二硫化物水分散體(即:聚合膠乳)。聚合膠乳經過多次水洗除去過量的二硫化鈉及其它無機鹽，然后用硫氫化鈉和亞硫酸鈉將高分子量的二硫聚合物裂解成小分子，之后用酸(硫酸、乙酸等)凝聚，生成液體聚硫橡膠。
[0004]聚硫橡膠的水洗工序是聚硫橡膠生產中產生廢水最多、占用時間最長的工序。由于聚硫橡膠聚合采用水分散懸浮聚合，所以聚合生成的聚合物以膠乳的形式分散在聚合物料中。膠乳粒徑在10微米左右，最小的可以小于I微米，最大可達百微米。水洗工序的目的是，將聚合物膠乳顆粒從含有無機鹽的母液中分離出來，得到濃縮的、中性的膠乳水分散體(固含量30%左右)。一般聚硫橡膠聚合膠乳水洗采用間歇工藝，即:聚合膠乳中加入工藝水攪拌均勻，由于膠乳顆粒 密度較大，沉降一段時間，膠乳顆粒沉積在下層，將上層清液排出，然后繼續加入工藝水攪拌均勻，沉淀、排出上層清液，反復進行上述水洗操作，直到膠乳PH值小于8為止。膠乳水洗工序中，膠乳沉降速度對水洗操作時間影響很大，如何提高膠乳沉降速度，減少細微膠乳顆粒隨廢水流失，提高水洗效率、減少用水量和物料損失是聚硫橡膠水洗工序技術改進的方向。
[0005]Keil Lothar等在前東德專利DE106, 659公開了一種使用熱水進行水洗的聚硫橡膠膠乳處理方法，使用75 V~85°C熱水進行水洗，可以大幅度縮短水洗工序操作時間，減少用水量，提高產品產率，但該工藝存在耗能較多的問題，增加了生產成本。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于開發一種提高聚硫橡膠水洗工序效率的方法，并且在水洗效率提高的同時，不能增加耗水量、不能影響產品產率。
[0007]絮凝劑廣泛應用于給水和污水處理領域，可以提高水中懸浮物的沉降效率。常用的絮凝劑有氯化鐵、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺(分為陰離子型、陽離子型、非離子型)等。氯化鐵、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁等無機絮凝劑不適合用于聚硫橡膠水洗工序，因為金屬離子殘留在聚硫橡膠產品中會影響產品的色度、雜質等技術指標。聚硫橡膠聚合母液是強堿性，需選擇在強堿性條件下能夠促進聚硫橡膠膠乳顆粒凝聚成團、快速沉降的有機絮凝劑品種。
[0008]本發明公開了一種使用陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑提高聚硫橡膠水洗工序水洗效率的方法。
[0009]本發明公開的方法包括:
[0010]一種聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其特征在于:在聚硫橡膠生產的水洗工序中，在物料中加入陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑，提高水洗工序效率，減少用水量。
[0011]根據上述聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中總物料中陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑的濃度為I~lOppm。
[0012]根據上述聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中所述陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑的重均分子量為800萬~1200萬。
[0013]根據上述聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中先將所述陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑配制成1%。的水溶液，之后加入到所述物料中。
[0014]根據上述聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中在加水進行水洗之前，加入所述的陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑。
[0015]根據上述聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中所述水洗工序包括:加入陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑、加水、攪拌、沉降、排除上層清液的步驟。
[0016]根據上述聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中按所述順序重復進行所述水洗操作。
[0017]根據上述聚硫 橡膠生產中水洗工序用的方法，其中重復進行4或5次水洗操作。
[0018]根據上述聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中按照聚硫橡膠生產的常用工藝來生產聚硫橡膠。
[0019]根據上述聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中按照如下工序生產聚硫橡膠:將硫源與二鹵化合物縮聚，將所得縮聚產物水洗、裂解、凝聚，得到液體聚硫橡膠。
[0020]根據上述聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中所述硫源為二硫化鈉。
[0021]根據上述聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，，其中所述二鹵化合物為二氯乙基縮甲醛。
[0022]根據上述聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中所述裂解步驟是用硫氫化鈉和亞硫酸鈉裂解。
[0023]根據上述聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中所述凝聚步驟是用酸凝聚。
[0024]根據上述聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中所述酸是硫酸或乙酸。
[0025]本發明的優選技術方案包含如下步驟:
[0026]首先，將陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑配成1%。水溶液。
[0027]在聚硫橡膠聚合膠乳水洗工序中，在每次加入水進行水洗之前，加入一定量的陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑1%。水溶液，控制絮凝劑溶液加入量，使加入工藝水后，物料體系中絮凝劑濃度在I~lOppm。按照加水、攪拌、沉降、排出上層清液的順序反復進行上述水洗操作，直到膠乳pH值小于8為止,一般水洗操作次數為4~5次。
[0028]聚硫橡膠聚合膠乳的制備以及水洗工序之后的裂解、凝聚、干燥等工序，均為公知的方法，參見趙旭濤、劉大華主編《合成橡膠工業手冊》第二版，化學工業出版社2006年出版，第1181~1182頁。
[0029]本發明的有益的效果在于，采用在水洗過程中添加陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑的方法，有效的提高了水洗工序效率，水洗工序總操作時間由46小時減少到31.8小時，工效提高31 %。用水量由每噸產品44.6噸減少到36.3噸，減少用水量18.6%。并且產品產率提高0.9%。本方法絮凝劑用量少、成本低，操作簡便，不需對原有生產工藝進行較大改動，對于提高聚硫橡膠生產裝置的生產效率和降低耗水量具有積極意義。
【具體實施方式】
[0030]實施例1
[0031]陰離子型聚丙烯酰胺(工業品，分子量800萬~1200萬，白色粉末)用水溶解，配成I %。水溶液。
[0032]130kg 二氯乙基縮甲醛、2.26kg三氯丙烷與442L 二硫化鈉水溶液(濃度2mol/L，硫指數2.25)，在其他助劑存在下進行縮聚反應，制備得到聚硫橡膠聚合膠乳750L。
[0033]將750L聚合膠乳加入帶攪拌的不銹鋼水洗釜(橢圓封頭Φ 1200 X 1400)中，加入1%。陰離子型聚丙烯酰胺水溶液1.55L，加工藝水至物料總體積為1550L，攪拌5min后靜置、待膠乳沉降完成，排出上層清液，重復上述水洗步驟至膠乳PH值小于8。然后經硫氫化鈉和亞硫酸鈉裂解、用硫酸凝聚、烘干等工序得到液體聚硫橡膠。具體結果見表1。
[0034]實施例2
[0035]陰離子型聚丙烯酰胺(工業品，分子量800萬~1200萬，白色粉末)用水溶解，配成I %。水溶液。
[0036]按實施例1同樣方法制備聚硫橡膠聚合膠乳750L。
[0037]將750L聚合膠乳加入帶攪拌的不銹鋼水洗釜(橢圓封頭Φ 1200 X 1400)中，加入1%。陰離子型聚丙烯酰胺水溶液15.5L，加工藝水至物料總體積為1550L，攪拌5min后靜置、待膠乳沉降完成，排出上層清液，重復上述水洗步驟至膠乳PH值小于8。然后經硫氫化鈉和亞硫酸鈉裂解、用硫酸凝聚、烘干等工序得到液體聚硫橡膠。具體結果見表1。
[0038]實施例3
[0039]陰離子型聚丙烯酰胺(工業品，分子量800萬~1200萬，白色粉末)用水溶解，配成I %。水溶液。
[0040]按實施例1同樣方法制備聚硫橡膠聚合膠乳750L。
[0041]將750L聚合膠乳加入帶攪拌的不銹鋼水洗釜(橢圓封頭Φ 1200 X 1400)中，加入1%。陰離子型聚丙烯酰胺水溶液3.1L，加工藝水至物料總體積為1550L，攪拌5min后靜置、待膠乳沉降完成，排出上層清液，重復上述水洗步驟至膠乳PH值小于8。然后經硫氫化鈉和亞硫酸鈉裂解、用硫酸凝聚、烘干等工序得到液體聚硫橡膠。具體結果見表1。
[0042]實施例4
[0043]陰離子型聚丙烯酰胺(工業品，分子量800萬~1200萬，白色粉末)用水溶解，配成I %。水溶液。
[0044]按實施例1同樣方法制備聚硫橡膠聚合膠乳750L。
[0045]將750L聚合膠乳加入帶攪拌的不銹鋼水洗釜(橢圓封頭Φ 1200 X 1400)中，加入1%。陰離子型聚丙烯酰胺水溶液6.2L，加工藝水至物料總體積為1550L，攪拌5min后靜置、待膠乳沉降完成，排出上層清液，重復上述水洗步驟至膠乳PH值小于8。然后經硫氫化鈉和亞硫酸鈉裂解、用硫酸凝聚、烘干等工序得到液體聚硫橡膠。具體結果見表1。
[0046] 比較例I[0047]按實施例1同樣方法制備聚硫橡膠聚合膠乳750L。
[0048]將750L聚合膠乳加入帶攪拌的不銹鋼水洗釜(橢圓封頭Φ 1200 X 1400)中，加工藝水至物料總體積為1550L，攪拌5min后靜置、待膠乳沉降完成，排出上層清液，重復上述水洗步驟至膠乳PH值小于8。然后經硫氫化鈉和亞硫酸鈉裂解、用硫酸凝聚、烘干等工序得到液體聚硫橡膠。具體結果見表1和表2。
[0049]比較例2
[0050]陰離子型聚丙烯酰胺(工業品，分子量800萬~1200萬，白色粉末)用水溶解，配成I %。水溶液。
[0051]按實施例1同樣方法制備聚硫橡膠聚合膠乳750L。
[0052]將750L聚合膠乳加入帶攪拌的不銹鋼水洗釜(橢圓封頭Φ 1200 X 1400)中，加入1%。陰離子型聚丙烯酰胺水溶液6.2L，加工藝水至物料總體積為1550L，攪拌5min后靜置、待膠乳沉降至520L (與實施例5相同)，排出上層清液，之后加水1030L，攪拌5min后靜置、待膠乳沉降至520L(與實施例5相同)，排出上層清液，重復上述水洗步驟到共計5次。然后經硫氫化鈉和亞硫酸鈉裂解、用硫酸凝聚、烘干等工序得到液體聚硫橡膠。具體結果見表2。
[0053]比較例3
[0054]陽離子型聚丙烯酰胺(工業品，分子量800萬~1200萬，白色粉末)用水溶解，配成I %。水溶液。
[0055]按實施例1同樣方法制備聚硫橡膠聚合膠乳750L。
[0056]將750L聚合膠乳加入帶攪拌的不銹鋼水洗釜(橢圓封頭Φ 1200 X 1400)中，加入1%。陽離子型聚丙烯酰胺水溶液6.2L，加工藝水至物料總體積為1550L，攪拌5min后靜置、待膠乳沉降至520L (與實施例5相同)，排出上層清液，之后加水1030L，攪拌5min后靜置、待膠乳沉降至520L(與實施例5相同)，排出上層清液，重復上述水洗步驟到共計5次。然后經硫氫化鈉和亞硫酸鈉裂解、用硫酸凝聚、烘干等工序得到液體聚硫橡膠。具體結果見表2。
[0057]比較例4
[0058]非離子型聚丙烯酰胺(工業品，分子量200萬~1500萬，白色粉末)用水溶解，配成I %。水溶液。
[0059]按實施例1同樣方法制備聚硫橡膠聚合膠乳750L。
[0060]將750L聚合膠乳加入帶攪拌的不銹鋼水洗釜(橢圓封頭Φ 1200 X 1400)中，加入1%。非離子型聚丙烯酰胺水溶液6.2L，加工藝水至物料總體積為1550L，攪拌5min后靜置、待膠乳沉降至520L (與實施例5相同)，排出上層清液，之后加水1030L，攪拌5min后靜置、待膠乳沉降至520L(與實施例5相同)，排出上層清液，重復上述水洗步驟到共計5次。然后經硫氫化鈉和亞硫酸鈉裂解、用硫酸凝聚、烘干等工序得到液體聚硫橡膠。具體結果見表2。
[0061]實施例分析:
[0062]表1和表2中用水量中含絮凝劑水溶液配制用水量，APAM為陰離子聚丙烯酰胺，CPAM為陽尚子聚丙烯酰胺，NPAM為非尚子聚丙烯酰胺；
[0063]表1為使用不同用量陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑和不使用絮凝劑在提高水洗效率和減少用水量方面的對比。可以看出，陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑可以提高水洗效率、減少用水量。這是因為陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑加快聚硫橡膠膠乳顆粒的沉降速度，并使沉降體積減少(固含量提高，殘留雜質減少)，每次水洗可以排除較多上層清液，用較少的水洗次數就可以得到合格的聚硫橡膠膠乳。
[0064]表2比較例為固定水洗次數5次，固定每次水洗用水量的情況下，對比不使用絮凝劑和使用三種不同類型聚丙烯酰胺絮凝劑時，對水洗效率的影響。可以看出，陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑效果最佳。
[0065]表1實施例1~4與比較例I數據對比
[0066]
【權利要求】
1.一種聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其特征在于:在生產聚硫橡膠的水洗工序中，在物料中加入陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑，提高水洗工序效率，減少用水量。
2.根據權利要求1所述的聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中總物料中陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑的濃度為I~lOppm。
3.根據權利要求1或2所述的聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中所述陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑的重均分子量為800萬~1200萬。
4.根據權利要求1或2所述的聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中先將所述陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑配制成1%。的水溶液，之后加入到所述物料中。
5.根據權利要求1或2所述的聚硫橡膠生產中水洗工序用的方法，其中在加水進行水洗之前，加入所 述的陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑。
【文檔編號】C08G75/16GK104017217SQ201410250749
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】劉鵬, 刁根秀, 王紹民, 劉陽, 史旭, 譚碩 申請人:錦西化工研究院有限公司