回收異戊二烯單體的方法和制備聚異戊二烯的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及回收異戊二烯單體的方法和制備聚異戊二烯的方法，具體地，涉及一 種回收聚異戊二烯膠液中的異戊二烯單體的方法和一種制備聚異戊二烯的方法。
【背景技術】
[0002] 稀土異戊橡膠是異戊二烯單體在稀土催化劑作用下溶液聚合生成的以順1，4-結 構單元為主的聚合物。由于物理性能和機械性能均與天然橡膠（NR)相似，稀土異戊橡膠也 被稱為"合成天然橡膠"。具體地，稀土異戊橡膠具有優良的彈性、密封性、耐蠕變性、耐磨 性、耐熱性和抗撕裂性，并且抗張強度和伸長率也接近天然橡膠，因此在一些情況下可用作 天然橡膠的替代物，也可以與天然橡膠（NR)或其它合成橡膠組合使用。因此，稀土異戊橡 膠廣泛應用于輪胎、膠帶、膠管等橡膠加工領域。
[0003] 在溶液聚合法合成稀土異戊橡膠的工藝過程中，根據不同的聚合轉化率，約有5 重量％ -30重量％的未反應的異戊二烯單體需要回收后循環使用。在現有技術中，異戊二 烯單體的回收通常在溶劑回收工段來實現，通過數個精餾塔串聯操作，將溶劑脫水、脫輕、 脫重后得到用于聚合的精溶劑，同時回收得到異戊二烯單體。例如俄羅斯的異戊橡膠生產 采用4個精餾塔，意大利斯納姆公司異戊橡膠生產采用2個精餾塔。
[0004] 在國內開發的稀土異戊橡膠生產工藝過程中，溶劑和未反應的異戊二烯單體的回 收通過一個在提餾段有側線氣相采出的回收塔完成回收單體和溶劑的分離，回收得到的單 體返回單體車間備用。但是通過此方法得到的回收溶劑及單體均需繼續進行脫水、脫輕、脫 重及吸附精制后才能作為聚合的原料。
[0005] 目前，國內進行稀土異戊橡膠生產所采用的異戊二烯單體回收方法是一塔精餾操 作。如CN101045798A公開了一種稀土異戊橡膠生產工藝中異戊二烯單體回收的方法，其中 將凝聚工序回收的凝聚油相采用一個精餾塔同時完成異戊二烯單體和溶劑的精制回收。該 精餾塔的精餾段理論塔板數為10-40塊，提餾段理論塔板數亦為10-40塊。通過精餾操作， 富集在單體中主要以單烯烴為主的惰性組分從塔頂采出；溶劑和單體經過精餾塔提餾段的 脫水操作，最終以氣相形式從塔上部的側線采出，經冷凝并吸附精制后去聚合工段直接使 用；富集重組分的塔釜液從塔釜采出。
[0006] 由此可見，現有技術均是在終止、凝聚和溶劑回收后，通過精制分離溶劑才可回收 得到異戊二烯單體。而終止和凝聚中加入的小分子物質會影響回收單體的質量。因此，現 有技術存在回收的異戊二烯單體含雜質且提純單體需要更多的能耗的問題。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的是為了解決現有技術中回收的異戊二烯單體中雜質含量高，為滿足 回用為聚合原料需要進一步提純而更多消耗能量的問題，提供了回收異戊二烯單體的方法 和制備聚異戊二烯的方法。
[0008] 為了實現上述發明的目的，本發明提供了一種回收異戊二烯單體的方法，該方法 包括：（1)將溶液聚合反應得到的聚異戊二烯膠液進行閃蒸，得到氣相產物和液相產物； (2)回收所述氣相產物中的異戊二烯單體和溶劑；(3)將所述液相產物與終止劑接觸進行 終止反應和凝聚處理，得到聚異戊二烯。
[0009] 本發明還提供了一種制備聚異戊二烯的方法，該方法包括：(a)將含有稀土催化 劑、溶劑和異戊二烯單體的反應物料進行溶液聚合反應，得到聚異戊二烯膠液；(b)采用權 利要求1-6中任意一項所述的回收異戊二烯單體的方法將所述聚異戊二烯膠液進行異戊 二烯單體回收，得到異戊二烯單體和聚異戊二烯。
[0010] 本發明提供的回收異戊二烯單體的方法可以回收到雜質含量少的異戊二烯單體， 并減少回收異戊二烯單體的能耗。本發明中閃蒸回收的異戊二烯單體可以達到總異戊二烯 單體回收量的40-70重量％，可以減少溶劑回收精制過程的處理量。這部分回收的異戊二 烯單體與經溶劑回收精制工段回收的異戊二烯單體混合后，回收異戊二烯單體中總的雜質 含量僅為100-300Pg/g，用于聚合反應可以提高異戊二烯單體的轉化率，并且相對于現有 技術僅通過溶劑回收精制過程回收異戊二烯單體可以降低0. 8-2. 5%的能耗。例如實施例 1中，回收異戊二烯單體中總的雜質含量為270yg/g，聚合反應中異戊二烯單體的最終轉 化率為96重量％，異戊二烯的總回收率為97. 5重量％，且相對于現有技術（對比例1)降 低能耗2. 5%。而對比例1中，回收異戊二烯單體中雜質含量為580iig/g，聚合反應中異戊 二烯單體的最終轉化率為95重量％，異戊二烯的總回收率為96. 8重量％。
[0011] 本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0012] 附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：
[0013] 圖1為本發明的一種制備聚異戊二烯的方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0015] 本發明提供了一種回收異戊二烯單體的方法，該方法包括：（1)將溶液聚合反應 得到的聚異戊二烯膠液進行閃蒸，得到氣相產物和液相產物；（2)回收所述氣相產物中的 異戊二烯單體和溶劑；（3)將所述液相產物與終止劑接觸進行終止反應和凝聚處理，得到 聚異戊二烯。
[0016] 本發明提供的方法，在將溶液聚合反應結束得到的聚異戊二烯膠液進行終止反應 和凝聚處理之前，通過閃蒸分離回收未反應的異戊二烯單體，可以避免終止反應和凝聚處 理中引入的輕組分對回收的異戊二烯單體純度的影響。溶液聚合反應可以為多個串聯釜式 反應器，可以是在最后一個釜式反應器出來的聚異戊二烯膠液加入終止釜前，通入膠液閃 蒸罐進行所述閃蒸。
[0017] 根據本發明，經閃蒸操作可以將溶液聚合反應得到的聚異戊二烯膠液分離得到含 有異戊二烯單體和溶劑的氣相產物和含有聚異戊二烯產品在液相產物。進一步引出氣相產 物可以回收異戊二烯單體和溶劑。控制閃蒸的條件，盡量使得到的氣相產物中異戊二烯單 體的含量更高，可以有利于異戊二烯單體的回收。優選情況下，步驟（1)中所述閃蒸的條件 使得得到的所述氣相產物中，所述異戊二烯單體與所述溶劑的重量比為〇. 3-0. 6 :1。
[0018] 根據本發明，控制所述閃蒸的條件，優選情況下，所述閃蒸的條件包括：時間為 5-30min，絕對壓力為0? 2-0. 65atm;優選時間為8-20min，絕對壓力為0? 3-0. 5atm。
[0019] 根據本發明，還可以控制進行閃蒸的膠液閃蒸罐中容納的聚異戊二烯膠液的量， 使進行的閃蒸更有利于異戊二烯單體從聚異戊二烯膠液中分離出。優選情況下，所述閃蒸 在膠液閃蒸罐中進行，所述聚異戊二烯膠液通入所述膠液閃蒸罐中的量為所述膠液閃蒸罐 的總容積的20-60體積％，優選為30-40體積％。
[0020] 本發明提供的回收異戊二烯單體的方法中，所述膠液閃蒸罐可以為臥式或立式放 置，優選為臥式放置；且內部設有攪拌裝置，外部不設夾套。
[0021] 本發明中，所述膠液閃蒸罐內的攪拌器可以選用適合高粘流體的型式，例如可以 為單螺帶、雙螺帶和錨式攪拌器，優選為雙螺帶攪拌器。
[0022] 本發明中，所述膠液閃蒸罐的直筒段的長徑比可以為1.5-5,優選為2-4,更優選 為2. 5-3。所述膠液閃蒸罐可以在頂部設置膠液進口和氣相出口，在底部設置液相出口；且 頂部的膠液進口與氣相出口之間的距離可以盡可能大，即兩者可以盡可能設置在膠液閃蒸 罐直筒段不同側的兩端。經閃蒸分離得到的液相產物可以通過膠液閃蒸罐底部的液相出口 進入終止釜。
[0023] 根據本發明，經閃蒸得到的氣相產物中含有異戊二烯單體和溶劑，可以進步地通 過冷凝將氣相產物轉