一種釹系稀土順丁橡膠聚合裝置及其進料系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種釹系稀土順丁橡膠聚合生產裝置，特別是一種能更好地促進聚合反應活性中心的生成、節(jié)約催化劑用量且保證聚合反應平穩(wěn)運行的釹系稀土順丁橡膠聚合裝置及其進料系統。
【背景技術】
[0002]釹系稀土順丁橡膠生產過程中，三種催化劑需要混合、陳化一段時間才能形成活性中心，但氯鋁、氫鋁混合液與釹劑接觸會不可避免產生紫紅色的絮狀沉淀物，并且這種沉淀物被證明是引發(fā)聚合反應的一種活性中心。參見圖1，圖1為現有技術稀土順丁橡膠催化劑進料系統結構示意圖。正常生產時，催化劑氫鋁3和氯鋁4按照一定配比注入稀土催化劑進料系統，經靜態(tài)混合器I混合5min后，與釹劑5的溶液在管線混合，在靜態(tài)混合器2和后續(xù)管線混合陳化10?15分鐘后，注入反應釜6。為方便拆卸和能量隔離，管線、閥門、混合器全部采用法蘭連接。釹系稀土順丁橡膠生產過程中，催化劑陳化物不可避免產生絮狀沉淀物，在催化劑進料系統不斷累積造成聚合釜反應活性中心減少、反應逐漸下滑、聚合反應波動，嚴重時催化劑進料管線堵塞嚴重，催化劑泵壓高，聚合停車。
[0003]沉淀物對釹系稀土順丁橡膠生產有以下影響:
[0004]I)沉淀物容易在進料混合器和后續(xù)管線沉積，造成聚合釜中活性中心減少，反應下滑，其中，活性中心是新癸酸釹經烷基化、氯化后的過渡金屬，丁二烯在活性中心上配位加成，引發(fā)丁二烯發(fā)生定向聚合反應，生成高順式結構高分子長鏈一一順丁橡膠；
[0005]2)催化劑進料管線中積累的沉淀物被帶入或頂入聚合釜，會使聚合反應迅速變強，造成反應波動。
[0006]3)催化劑進料混合器及管線堵塞嚴重，會造成催化劑泵壓力高、催化劑打量不穩(wěn)、聚合反應波動甚至被迫停車。
[0007]總之，稀土催化劑在陳化過程中產生的沉淀物已經成為制約釹系稀土順丁橡膠連續(xù)穩(wěn)定生產的主要問題。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術上述問題，提供一種改進釹系稀土順丁橡膠催化劑進料方式，消除沉淀物在進料管線的沉積的釹系稀土順丁橡膠聚合裝置及其進料系統。
[0009]為了實現上述目的，本實用新型提供一種釹系稀土順丁橡膠聚合裝置的進料系統，包括:
[0010]靜態(tài)混合器，通過第一管路與用于存儲作為催化劑的氫鋁和氯鋁的催化劑存儲器連通，所述第一管路上分別設置有氫鋁添加口和氯鋁添加口；
[0011 ] 陳化罐，通過第二管路與所述靜態(tài)混合器連接，所述第二管路上有釹劑添加口，催化劑存儲器內按照一設定配比的氫鋁、氯鋁經過所述第一管路注入所述靜態(tài)混合器，經所述靜態(tài)混合器混合后，與從所述釹劑添加口加入的釹劑在所述第二管路混合后一起從所述陳化罐上部注入，通過所述陳化罐攪拌混合、陳化后，從所述陳化罐的出料口出來，進入聚合反應藎。
[0012]上述的進料系統，其中，所述陳化罐包括:
[0013]罐體，所述罐體上設置有罐體頂部開口和所述出料口，所述出料口通過第三管路與所述聚合反應釜連通；
[0014]罐蓋，安裝在所述罐體頂部開口上并密封所述罐體頂部開口 ；
[0015]進料口，與所述第二管路連通，設置在所述罐體或所述罐蓋上；
[0016]攪拌器，設置在所述罐體內；
[0017]動力機構，安裝在所述罐蓋上并與所述攪拌器連接。
[0018]上述的進料系統，其中，所述攪拌器為漿式攪拌器，所述漿式攪拌器的頂端穿過所述罐體頂部開口與所述動力機構連接，所述漿式攪拌器的軸線與所述罐體的軸線同軸。
[0019]上述的進料系統，其中，所述罐體、罐蓋和所述攪拌器均為不銹鋼件。
[0020]上述的進料系統，其中，所述動力機構包括電機、聯軸器、軸承座和減速機，所述電機通過所述軸承座安裝在所述罐蓋上，所述電機通過所述減速機和聯軸器與所述攪拌器連接。
[0021]上述的進料系統，其中，所述軸承座的軸封為機械密封件或填料密封件。
[0022]上述的進料系統，其中，所述罐蓋上設置有測溫孔、測壓孔和/或安全放空孔。
[0023]上述的進料系統，其中，所述靜態(tài)混合器包括混合器管體和安裝在所述混合器管體內的螺旋片，所述螺旋片包括左旋單元片和右旋單元片，所述左旋單元片和右旋單元片依次間隔沿所述管體軸線方向排列。
[0024]上述的進料系統，其中，所述第一管路、第二管路與所述靜態(tài)混合器之間、所述第二管路與所述罐體之間分別通過法蘭密封連接。
[0025]上述的進料系統，其中，還包括沖洗油線，所述沖洗油線的一端與所述第二管路連通并位于所述釹劑添加口前，所述沖洗油線的另一端與所述陳化罐的出料口連通。
[0026]上述的進料系統，其中，還包括氮氣管線，所述氮氣管線與所述第一管路連通并位于所述氫鋁添加口和氯鋁添加口前。
[0027]為了更好地實現上述目的，本實用新型還提供了一種釹系稀土順丁橡膠聚合裝置，包括進料系統和聚合反應釜，其中，所述進料系統為上述的進料系統。
[0028]本實用新型的技術效果在于:
[0029]I)可靠性好，結構簡單、成本低廉、易于推廣；
[0030]2)可以消除陳化沉淀物在催化劑進料系統的沉積；
[0031]3)有利于促進聚合反應活性中心的生成、節(jié)約催化劑用量，而且可以保證聚合反應強度，使生產能夠連續(xù)平穩(wěn)運行；
[0032]4)可以很好的調節(jié)催化劑陳化時間，促進聚合反應更好的進行。
[0033]總之，本實用新型對目前的釹系稀土順丁橡膠催化劑進料和陳化方式進行改進。消除了釹系稀土順丁橡膠生產過程中催化劑陳化沉淀物對聚合反應的影響，能有效調節(jié)催化劑陳化時間，真正實現釹系稀土順丁橡膠連續(xù)、穩(wěn)定、高效生產。
[0034]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。
【附圖說明】
[0035]圖1為現有技術稀土順丁橡膠催化劑進料系統結構示意圖；
[0036]圖2為本實用新型的釹系稀土順丁橡膠聚合裝置結構示意圖；
[0037]圖3為本實用新型的陳化罐結構示意圖；
[0038]圖4為本實用新型的靜態(tài)混合器結構示意圖。
[0039]其中，附圖標記
[0040]現有技術
[0041]I靜態(tài)混合器
[0042]2靜態(tài)混合器
[0043]3 氫鋁
[0044]4 氯鋁
[0045]5 釹劑
[0046]6反應釜
[0047]本實用新型
[0048]10靜態(tài)混合器
[0049]11第一管路
[0050]12氫鋁添加口
[0051]13氯鋁添加口
[0052]14混合器管體
[0053]15螺旋片
[0054]20催化劑存儲器
[0055]30陳化罐
[0056]31第二管路
[0057]32釹劑添加口
[0058]33 罐體
[0059]331罐體頂部開口
[0060]332 出料口
[0061]34第三管路
[0062]35 罐蓋
[0063]351安全放空孔
[0064]36 進料口
[0065]37攪拌器
[0066]38動力機構
[0067]381 電機
[0068]382聯軸器
[0069]383軸承座
[0070]384減速機
[0071]40聚合反應釜
[0072]50沖洗油線
[0073]51質量流量計
[0074]52控制閥
[0075]60氮氣管線
[0076]70釹劑管線
【具體實施方式】
[0077]下面結合附圖對本實用新型的結構原理和工作原理作具體的描述:
[0078]參見圖2，圖2為本實用新型的釹系稀土順丁橡膠聚合裝置結構示意圖。本實用新型的釹系稀土順丁橡膠聚合裝置，包括進料系統和聚合反應釜40，因該聚合反應釜40的結構、功用、工作原理及其與進料系統的連接方式等均為較成熟的現有技術，故在此不做贅述，下面僅對本實用新型的進料系統予以詳細說明。
[0079]本實用新型的釹系稀土順丁橡膠聚合裝置的進料系統，包括:
[0080]靜態(tài)混合器10，通過第一管路11與催化劑存儲器20連通，所述催化劑存儲器20用于存儲作為催化劑的氫鋁和氯鋁，所述第一管路11上分別設置有氫鋁添加口 12和氯鋁添加口 13 ；
[0081]陳化罐30，通過第二管路31與所述靜態(tài)混合器10連接，所述第二管路31上有與釹劑管線70連通的釹劑添加口 32，催化劑存儲器20內的氫鋁、氯鋁按照一設定配比經過所述第一管路11注入所述靜態(tài)混合器10，經所述靜態(tài)混合器10混合一段時間，優(yōu)選5min后，與從所述釹劑添加口 32加入的釹劑在所述第二管路31混合后一起從所述陳化罐30上部注入，通過所述陳化罐30攪拌混合、陳化一段時間，優(yōu)選10?15分鐘后，從陳化罐30的出料口 332出來，進入聚合反應釜40。陳化罐30體積優(yōu)選15L(具體體積需要根據實際催化劑加注量來確定，保證催化劑在陳化罐30中陳化10?15分鐘，根據實驗和工業(yè)化生產情況，催化劑在陳化罐30中最佳陳化時間為10?15分鐘，可以根據催化劑實際注入量，通過在質量流量計上設定流量，確保催化劑在陳化罐30中陳化10?15分鐘；質量流量計會根據設定的流量自動調節(jié))，罐體33的材質優(yōu)選不銹鋼，攪拌形式優(yōu)選漿式攪拌器37，自陳化罐30的罐體頂部開口 331中心垂直插入罐體33內。陳化罐30的罐蓋35上可安裝壓力表，并預留催化劑注入孔和排氣用的安全放空孔351等。陳化罐30上部封頭可拆卸，便于檢查、清理。氫鋁、氯鋁經第一管路管線11，經過靜態(tài)混合器10混合后與釹劑管線70連接，一起從陳化罐30上部注入。陳化罐30前沖洗線需增加質量流量計51及副線，質量流量計51采用法蘭連接，便于拆卸修理。陳化罐30后沖洗線不常用，需增加隔離閥。在氫鋁、氯鋁添加口 12、13前增加氮氣管線60，用于催化劑進料系統置換、吹掃。在聚合反應釜40的催化劑進料閥前增加倒淋，用于催化劑進料系統倒空、置換。
[0082]參見圖3，圖3為本實用新型的陳化罐結構示意圖。本實施例中，該陳化罐30包括:
[0083]罐體33，所述罐體33上設置有罐體頂部開口 331和所述出料口 332，所述出料口332通過第三管路34與所述聚合反應釜40連通；
[0084]罐蓋35，安裝在所述罐體頂部開口 331上并密封所述罐體頂部開口 331，其中，所述罐蓋35上還可設置有測溫孔