一种降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的装置及方法与流程

本申请涉及聚合物领域，尤其涉及溶聚丁苯橡胶。

背景技术：

1、溶聚丁苯橡胶指的是通过溶液聚合生产的丁苯橡胶。聚合单体苯乙烯、丁二烯在引发剂作用下，通过溶液聚合制备合成橡胶。聚合采用锂系引发剂，通常用正丁基锂。通常引发剂用单独的管线直接加入到聚合釜中。由于聚合釜内是高粘度的聚合物溶液，粘度在1.5～20pa.s，而常见的引发剂是用溶剂稀释的溶液，粘度只有0.00028pa.s，同溶聚丁苯橡胶胶液的粘度差异很大。引发剂很难在短时间同聚合物胶液充分混合，会造成局部引发剂浓度过高，引起溶聚丁苯橡胶胶液系统内凝胶含量上升，分子分布变宽。

2、溶聚丁苯橡胶的生产，通常采用连续溶液聚合的方式。引发剂、丁二烯、苯乙烯单体和溶剂油按一定比例注入聚合釜，聚合由多台釜串联，直到转化率达到100％。聚合釜有搅拌桨，问题关键是由于橡胶聚合工业搅拌釜一般采用桨式搅拌器设计的局限性，低粘度的引发剂的快速混合效果不好，存在停滞区。引发剂与丁二烯、苯乙烯、溶剂油溶液和釜内已具相当粘度的胶液相接触,进行多股温度、粘度和密度都有很大差异的流体混合,短时间远不能达到充分混合,局部引发剂过浓，稳定性差，局部反应强弱差别大，再加上由于混合强度差而造成的釜内温度不均匀,影响了聚合效果。由于引发剂的混合不良，反应釜中凝胶含量高,分子量分布宽等质量问题，并导致正常生产周期缩短。目前还有针对这一问题的改进方案，具体采用将引发剂加入到搅拌桨上方，在搅拌桨的作用下，物料的湍流程度加大，使混合效果加强。但由于搅拌桨的特性，物料在桨叶附近所受的剪切力较大，而在远离桨叶的釜壁及液面处剪切力则较小，因此在这些区域容易形成死区，导致搅拌釜内局部混合效果不好，仍然存在混合不均匀的问题。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的装置及方法，以解决溶聚丁苯橡胶胶液和引发剂混合不均匀的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的装置，所述降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的装置包括：

3、聚合反应装置；

4、连通所述聚合反应装置的进料管路；

5、撞击流混合器，设置在所述进料管路上，所述撞击流混合器包括至少一组相对设置的喷嘴。

6、在本申请的一些实施例中，所述喷嘴正对的方向与所述进料管路垂直。

7、在本申请的一些实施例中，所述相对设置的喷嘴的间距为所述喷嘴的内径的1-5倍。

8、在本申请的一些实施例中，所述聚合反应装置包括至少一台反应釜。

9、在本申请的一些实施例中，所述反应釜为桨式搅拌器。

10、第二方面，本申请实施例提供一种降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的方法，通过第一方面任一实施例所述的降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的装置实现，所述降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的方法包括如下步骤：

11、通过所述进料管路向所述聚合反应装置引入单体和溶剂油的混合物，同时通过所述喷嘴向经过所述撞击流混合器的聚丁苯橡胶胶液喷射引发剂，或者喷射引发剂和官能化剂；

12、通过所述聚合反应装置进行聚合反应。

13、在本申请的一些实施例中，所述聚丁苯橡胶胶液经过所述撞击流混合器的时间为3-10s。

14、在本申请的一些实施例中，所述喷嘴的喷射压力为1-3mpag。

15、在本申请的一些实施例中，所述喷嘴内流体的流动雷诺数在1000以上。

16、在本申请的一些实施例中，所述引发剂为锂基引发剂。

17、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

18、本申请实施例提供的降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的装置，通过在进料管路上设置撞击流混合器，进料管中的聚丁苯橡胶胶液经过撞击流混合器，相对设置的喷嘴将引发剂以及官能化剂喷射入聚丁苯橡胶胶液，可以使引发剂在聚丁苯橡胶胶液中充分混合。

技术特征：

1.一种降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的装置，其特征在于，所述降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的装置包括：

2.根据权利要求1所述的降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的装置，其特征在于，所述喷嘴正对的方向与所述进料管路垂直。

3.根据权利要求1所述的降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的装置，其特征在于，所述相对设置的喷嘴的间距为所述喷嘴的内径的1-5倍。

4.根据权利要求1所述的降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的装置，其特征在于，所述聚合反应装置包括至少一台反应釜。

5.根据权利要求4所述的降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的装置，其特征在于，所述反应釜为桨式搅拌器。

6.一种降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的方法，其特征在于，所述降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的方法通过权利要求1-5中任意一项所述的降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的装置实现，所述降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的方法包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的方法，其特征在于，所述聚丁苯橡胶胶液经过所述撞击流混合器的时间为3-10s。

8.根据权利要求6所述的降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的方法，其特征在于，所述喷嘴的喷射压力为1-3mpag。

9.根据权利要求6所述的降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的方法，其特征在于，所述喷嘴内流体的流动雷诺数在1000以上。

10.根据权利要求6所述的降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的方法，其特征在于，所述引发剂为锂基引发剂。

技术总结本申请涉及一种降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的装置，所述降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的装置包括：聚合反应装置；连通所述聚合反应装置的进料管路；撞击流混合器，设置在所述进料管路上，所述撞击流混合器包括至少一组相对设置的喷嘴。本申请实施例提供的降低溶聚丁苯橡胶胶液凝胶含量的装置，通过在进料管路上设置撞击流混合器，进料管中的聚丁苯橡胶胶液经过撞击流混合器，相对设置的喷嘴将引发剂以及官能化剂喷射入聚丁苯橡胶胶液，可以使引发剂在聚丁苯橡胶胶液中充分混合。技术研发人员：李志南,刘庆华,黄文章,孙立春,郭梅,贾孝亭,樊圆圆,白丽丽受保护的技术使用者：新疆寰球工程公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23