反应精馏在SEBS装置溶剂精制中的应用.pdf

《反应精馏在SEBS装置溶剂精制中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、反应精馏在SEBS装置溶剂精制中的应用丁海清(湖南百币IJ工程科技股份有限公司，湖南岳阳414007)摘要：在分析现有SEBS装置溶剂精制工艺流程的基础上，结合环茂二烯自二聚反应动力学数据，在AspenPlus中建立了反应精馏模型，结果表明反应精馏应用于SEBS装置溶剂精制过程是可行的。关键词：SEBS；溶剂精制；反应精馏；环戊二烯苯乙烯一丁二烯三嵌段共聚物SBS进行选择性加氢，可制得一种用途广泛的新型热塑性弹性体——SEBS，SEBS即保持了SBS的热塑性和高弹性，又具有比SBS更优异的耐候性、耐热性、耐磨性、耐酸碱

2、性，尤其是在抗氧化、耐臭氧，抵御紫外线照射引发的氧化或交联反应等方面更加突出。工业上，氢化SBS合成SEBS工艺中普遍采用茂系催化剂，如二氯二茂钛(Cp：TiCI：)⋯。在加氢反应过程中Cp：TiCl：被分解成环戊二烯(CPD)，存在于溶剂中，并在溶蠢{J体系中积累。随着溶剂的循环使用，CPD被带到基础胶SBS的聚合反应中，若CPD的含量过高将影响SBS合成的分子量及其分布，被CPD终止的低分子量聚合物易形成黄色物质，影响产品质量。因此，循环使用的溶剂必须精制，脱除其中的CPD。1目前溶剂精制方法茂系SEBS生产使用的

3、溶剂主要成份是环己烷，CPD在其中的含量极微(约13ppm左右)，目前国内溶剂精制普遍采用先脱轻、再脱重的工艺过程，CPD主要存在干脱轻塔的塔顶馏分中。某企业SEBS装置的溶剂组成如表l所示，经脱轻塔分离后，塔顶、塔釜馏分详见表2。从表2可以看出，塔顶馏分绝大部分还是环己烷，目前流程为降低溶剂损耗，塔顶馏分经冷凝后，送至粗溶剂储罐再循环利用。因此，其中携带的CPD在系统中不断积累，达到一定浓度后，需要将一部分脱轻塔塔顶馏分排出。这是国内企业SEBS装置溶剂损耗一直居高不下的主要原因之一。2反应精馏脱CPD2。1反应精馏

4、技术反应精馏是化学反应与精馏相耦合的化工过程，反应精馏工艺与传统生产工艺相比，具有选择性高、转化率高、生产能力高、产品纯度高、投资少、操作费用低、能耗低等特点。反应精馏技术适用于多种类型的反应，如连串反应、可逆反应，但更多应用于转化率受化学平衡限制的反应体系”]。由于CPD易自二聚成双环戌二烯(DCPD)，裂解Cs分离过程采用热二聚反应器使CPD自二聚生成DCPD，然后在脱重塔中脱除DCPD，使CPD与其他Cs组份得以分离开；采用反应精馏塔也可以代替热二聚反应器和脱重塔，分离CPD与其他Cs组份”1。因此，设计反应精馏

5、塔，可以将含CPD的脱轻塔顶馏分利用表1SEBS溶剂组成组份质量分数％组份质量分数％环己烷91．84水o．0098正己烷4，35CPDO．∞13环戊烷1．22四氢呋喃o．1418甲基环戊烷O．55C。O．05四甲基乙二胺0，0005X1．83表2脱轻塔顶、塔釜馏分一览表塔顶馏分塔釜馏分组份流量质量流量质量／kg．h一‘分数／Yo／kg．h一‘分数／％环己烷12262．0684．5734579．7194．74正己烷932．506．431285．993．52环戊烷449．943．10172．260．47甲基环戌烷97．33

6、0．67183．170．50四甲基乙二胺0．020．00010．240．0007水5．00O．030．00CPD0．660．00460．00四氢呋喃52．09O．3620．230．06C。25．500．180．00O．00X674．904．64258．400，712017年03N化；彳珂l161自二聚反应脱除CPD，回收环己烷，降低环己烷损耗。2．2二聚反应及其动力学CPD自二聚反应式如下”】：Q+◇ikl④CPD自二聚反应数率常数为”翻：kt=1．2x106exp(-69806／RT)(2)k2=2．6x10”exp

7、(-142120／RT)(3)其中，R为气体常数，T为温度，单位为K。2．3反应精馏脱CPD的模拟计算在AspenPlus中建立脱轻塔塔顶馏分的反应精馏塔，如图1所示。图1反应蒸馏流程示意1一反应蒸馏塔；2一冷凝器；3一油水分离罐4--回流泵；5一脱重塔反应发生在各块塔板上，代入上述的动力学数据，反应精馏塔的控制指标为CPD在塔釜的含量，塔顶馏分经冷凝后，分离出水份，有机相全部回流，经过优化的反应精馏塔操作参数如表3所示。表3反应精馏塔操作参数I进料量／kg．h-l塔顶压力／kPa塔压降／kPa1450020019用上

8、述条件在AspenPlus中进行模拟计算，温度沿反应精馏塔分布曲线见图2，模拟计算结果列于表4中，表5为反应精馏塔温度范围内的反应速度常数值。12010080芝60b40200塔]贞塔板塔釜图2温度沿反应精馏塔分布曲线图从表5可以看出，在精馏塔的温度分布范围内，反应速度常数k随着温度的升高而增加。在相同温度下，kl》kz。这说明C