顺丁橡胶合成工艺总结.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑顺丁橡胶合成工艺总结 顺丁橡胶的合成工艺 一、总论 1．顺丁橡胶 1.1.概述 顺丁橡胶是顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称，其分子式为(C4H6)n顺丁橡胶是由丁二烯聚合而成的布局规整的合成橡胶，其顺式布局含量在95%以上根据催化剂的不同，可分成镍系、钴系、钛系和稀土系（钕系）顺丁橡胶顺丁橡胶是仅次于丁苯橡胶的其次大合成橡胶与自然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后其耐寒性、耐磨性和弹性更加优异，动负荷下发热少，耐老化性尚好，易与自然橡、氯丁橡胶或丁腈橡胶并用顺丁橡胶更加适用于制造汽车轮胎和耐寒制品，还可以制造缓冲材料及各种胶鞋、胶布、胶带和海绵胶等 1.2．顺丁橡胶的进展史 1910-1911年，前苏联用碱金属引发丁二烯聚合得到橡胶状物质20世纪30年头初，德国和前苏联开头生产以金属钠为催化剂的丁二烯橡胶，称为丁钠橡胶，其布局规整性差，物性和加工性能不好，还不能算做顺丁橡胶20世纪50年头，Ziegler-Natta配位定向聚合理论的实践，促进了顺丁橡胶合成技术的急速进展1956年，美国以AlR3-TiBr4催化体系合成顺丁橡胶。

随后钴系、镍系及稀土系（钕系）催化剂相续进展，顺丁橡胶生产才能已仅次于丁苯橡胶，位居合成橡胶各胶种其次2022年世界合成橡胶生产者协会统计丁二烯橡胶（主要为顺丁橡胶）产能为471.8万吨/年 我国在上世纪70年头采用自主开发的技术实现了顺丁橡胶工业化生产，采用的是镍系催化剂，其生产技术一向处于世界先进水平行列中国石化、中国石油和一些民企均拥有镍系顺丁橡胶生产装置，2022年总产能达66万吨/年，产品销往世界各国未来几年，我国镍系顺丁橡胶产能将进一步扩大，预计我国镍系顺丁橡胶产能将超过100万吨/年 稀土顺丁橡胶因其优异的性能被视为镍系顺丁橡胶的升级品种，逐步被工业界所重视稀土顺丁橡胶与镍系顺丁橡胶相比具有较高的弹性、较好的拉伸性能、较低的生热和滚动阻力以及优异的耐磨耗和抗疲乏等物理机械性能，符合高性能轮胎在高速、节能、安好、环保等方面进展的需要，常用于高性能绿色轮胎中国早在上世纪60年头就开头了稀土催化丁二烯聚合的研究，由于当时经济进展落后，未能实现工业化生产1998年在国家863筹划的支持下，中国石油锦州石化公司在镍系万吨级顺丁橡胶生产装置上告成地生产出了稀土顺丁橡胶2022年，中国石油独山子石化公司稀土顺丁橡胶生产装置投产，中国稀土顺丁橡胶生产装置实现了零突破。

2022年，中国石化北京燕山分公司3万吨/年稀土顺丁橡胶生产装置也投产未来几年，我国将新增20多万吨/年稀土顺丁橡胶的产能，届时中国稀土顺丁橡胶总产能达30万吨/年以上，成为稀土顺丁橡胶第一大生产大国 2.溶液聚合 2.1.概述 将聚合单体溶解于溶剂中，然后在催化剂的催化下举行的聚合回响在溶液聚合中溶剂起到传热介质的作用 溶液聚合分为均相和非均相聚合两种处境 2.2.聚合方式 溶液聚合可以采用自由基、阴离子和配位阴离子等方式举行引发回响 2.3.溶液聚合的根本配方 溶液聚合的根本配方为：单体+溶剂+催化剂 二、顺丁橡胶的生产工艺 1.概述 丁二烯在配位络合催化剂存在下，其回响为： 丁二烯分子含有共轭双键，按照聚合条件不同，所得大分子的立体布局有顺式-1，4聚丁二烯、反式-1，4聚丁二烯和1，2-聚丁二烯三种产品其中，顺式-1，4聚丁二烯具有弹性高、耐低温性能好、耐磨性佳和耐老化等好多的优异性能，因此成为聚丁二烯的主要产品其分子布局式如下： 工业品的顺丁橡胶含有96-98%的顺式-1，4聚丁二烯，采用配位溶液聚合法生产。

2.主要生产原辅材料 顺丁橡胶生产的主要生产原辅材料为五大类： 单体；溶剂；引发剂；终止剂；防老剂 1）单体 采用纯度≥ 99%的工业品丁二烯，其概括质量规格可以通过查询相关 化工产品手册得到 2）溶剂 各种溶剂对回响原料、产物及回响所用各种引发剂的溶解才能不同从溶解度参数、体系粘度、工程上传热与搅拌、生产才能提高、回收难易、毒性大小、来源、输送等几个方面对苯、甲苯、甲苯-庚烷、溶剂油等，举行综合对比，确定选择溶剂油 3）催化剂 A 催化剂体系的选择原那么 定向才能高：顺式-1，4聚丁二烯含量在97%以上 稳定：在贮藏和聚合过程中很少变化 活性高：少量使用就可获得较高的聚合速率和较多的聚合物 易分开：聚合后，催化剂易从聚合物中分开出来，且残留的催化剂对聚合物的性能无不良影响 CH2CH2CH2CH2B 催化剂体系的对比 CH CHH CH 丁二烯聚合采用的引发剂主要有Li系、Ti系、Co系、Ni系等好多种类 型，它们的典型组成如下： a）Li系：丁基锂 b）Ti系：三烷基铝-四碘化钛-碘-氯化钛 c）Co系：一氯二烷基钼-二氯化钴 d）Ni系：环烷酸镍-三异丁基铝-三氟化硼乙醚络合物 目前，国内工业上采用的是Ni系催化剂体系，本次课程设计也采用该 CH2 CH CH CH2CH2 CH CCH2CH 催化剂体系。

Ni系催化剂体系有如下特点： 催化剂活性高； 顺式含量在97％以上； 产品质量平匀，产物的综合物理机械性能较好，分子量较易操纵，易 于加工，冷流倾向小，便于连续生产； 变更条件（温度，单体浓度）对聚合物的性能无影响 C Ni催化剂体系的组成 根本组成：环烷酸镍-三异丁基铝-三氟化硼乙醚络合物 a）环烷酸镍（主引发剂） 其中n=12-14，绿色膏状液体，易溶于苯和加氢汽油，使用时先用溶 剂稀释后再用其组成为： 镍含量：＞7-8%；水份：＜0.1%；不皂化物：无 b）三异丁基铝（助引发剂，Al(i-C4H9)3 M=129）M=198 无色或微黄色通明液体，化学性质极为活波，使用时稀释到安好浓度 以下（99% 每成 <20mg/kg 班一次 水乙腈检不出 每丁丁二值 <1mg/kg 班一次 二烯 烯总管线 杂质 胺值 水<20mg/kg 溶溶剂值 <0.2mg/ 剂油 油总管 胺值 浓浓镍浓 镍 高位槽 度 稀镍配浓(1.0+0.05)g/L 镍 制槽 度 防0.79-1.0% 老剂/丁 ＜0.45MPa 丁1.045t/t-p 二烯单耗 ＞95% 转＞83% 化率 首釜＜95℃；末釜＜100℃ — 6 —。