一種連續生產聚氧乙烯的方法技術

本發明專利技術涉及一種連續生產聚氧乙烯的方法，一種連續生產聚氧乙烯的方法，該方法包括以下步驟：（１）往惰性氣體吹掃過的靜態管式反應器三個加料口中，按各自預設流速，順序通入溶劑并調節劑、溶劑并環氧乙烷單體、溶劑并氨鈣催化劑三股物流；（２）三股流體通過帶冷卻夾套和靜態混和裝置的管式反應器的反應段，進行靜態剪切共混并引發聚合反應；（３）共混流體通過帶加熱夾套和靜態混和裝置的管式反應器的升溫段提高聚合收率并恢復產品至室溫狀態；（４）將反應結束后的液－固兩相物質通過離心式過濾機，固態產品進入真空干燥器中，得到聚氧化乙烯產品；液相物質循環再利用。與現有技術相比，本發明專利技術具有簡單、穩定、經濟、高收率等特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及聚氧乙烯的生產方法，尤其涉及。
技術介紹
金屬氧化物及其水解物能使環氧乙烷開環聚合得到聚合物，科研工作者相 繼開發出了一系列催化劑及各自相應的聚合工藝，其中最有代表性的是以鈣、 鍶、鋇等堿土金屬的氧化物、碳酸鹽、氨化物，和以鋁、鎂、鋅為代表的烷氧 基化合物并水或醇。之后，又出現了垸氧基鋁-水-乙烯酮、垸氧基鋁-水-乙酰丙 酮，以及有機鋅-醇等催化劑體系，氨鈣催化劑體系等，但與它們相應的聚合工 藝卻大致相同，都為間歇式的工藝流程，生產投入較大，操作程序繁瑣，而且 得到不同批次的產品在有的物性指標上往往會有難以解決的差異。一直以來，國內外科技工作者們對于聚合用催化劑的研究備加關注，但對 于聚合工藝的研究卻長期停留在上世紀五六十年代的水平，專門論述制備中、低分子量(分子量60萬以下)聚氧化乙烯的方法的報道更是少之又少。只有 美國專利USP4,667,013介紹了有機鋅-多元醇在加入了二氧化硅、非離子表面 活性劑的溶劑中合成制備催化劑用于環氧烷烴聚合，得到顆粒均勻的聚氧化乙 烯產品，但其催化活性不強，且制備時間也較長，而且通過此種方法要得到中 低分子量產品則需通過后處理，加大生產裝備的投入。美國專利US2006036066 提到了用有機鋁化合物和堿金屬氧化物或氫氧化物進行共混，得到新的催化劑 能高收率聚合環氧乙烷，制備20,000至200,000萬分子量的聚氧化乙烯，但此 工藝復雜，涉及高壓操作,對設備要求較高，生產周期長。中國專利CN1611523A 提到通過活潑氫參與，使有機鋅催化劑制備不同分子量的聚氧化烷烴，同樣存 在催化劑活性不強，反應時間長，工藝復雜產品分子量分布較寬等缺點。
技術實現思路
本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種簡單、穩 定、經濟、高收率的連續生產聚氧乙烯的方法。本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現，其特征在于，該方法包括以下步驟-(1) 往惰性氣體吹掃過的靜態管式反應器三個加料口中，按各自預設流 速，順序通入體積比為l: 2: l的溶劑并調節劑、溶劑并環氧乙烷單體、溶劑 并氨鈣催化劑三股物流，使氨鈣催化劑與環氧乙烷單體的摩爾比率為0,50% 1.40%，調節劑與氨鈣催化劑的摩爾比率為0 50%;(2) 三股流體通過帶冷卻夾套和靜態混和裝置的管式反應器的反應段，在-35'C 10'C的反應溫度下進行靜態剪切共混并引發聚合反應；(3) 共混流體通過帶加熱夾套和靜態混和裝置的管式反應器的升溫段， 在2(TC 4(TC的反應溫度下提高聚合收率并恢復產品至室溫狀態；(4) 控制物料的總反應時間為30 40分鐘，將反應結束后的液-固兩相物 質通過離心式過濾機，固態產品進入真空干燥器中，2(TC 30'C下干燥4小時 后得到聚氧化乙烯產品；液相物質配比回流至加料儲槽中，循環再利用。所述的溶劑并氨鈣催化劑是在催化劑合成釜中邊攪拌邊加入溶劑和金屬 鈣，同時開啟冷卻循環泵使催化劑合成釜內體系溫度降至-5(TC -3(rC，緩慢 通入液氨，反應1 3小時后，加入調節劑，繼續反應l小時，再緩慢加入溶 劑進行淤漿化處理，同時加大攪拌速度，停止冷凝，緩慢釋放余氨直至恢復至 室溫，再通過高剪切乳化機剪切，得到淤漿的溶劑并氨鈣催化劑。所述的管式反應器的反應段的內徑為50mm。所述的管式反應器的升溫段的內徑為100mm。所述的管式反應器的靜態混和裝置的結構單元是SY、 SX、 SL的一種或幾 種的結合。所述的溶劑選自正己垸、正庚烷、卯#溶劑、120#溶劑中的一種或幾種。 所述的調節劑選自環氧丙垸、乙腈、乙醛、乙醇中的一種或幾種。 本專利技術新型連續式聚合工藝，通過調節催化劑、聚合單體、溶劑和添加劑 的配比，調節反應物的停留時間和反應溫度，可以簡單、穩定、經濟、高收率 的得到100,000至1,000,000萬不同級別的中低分子量聚氧化乙烯產品。與現有技術相比，具有以下優點1、 本專利技術方法采用了含有靜態混合單元的管式反應器，保持了氨鈣體系 催化劑活性較高的特點，同時又解決了液-固兩相聚合反應中傳質和快速放熱的 問題，能快速、穩定、可靠地得到聚氧化乙烯產品。2、 相對于傳統的間歇法生產裝置，本專利技術方法的投資額少，產能高、能 耗低，勞動強度小，操作簡便安全，實現溶劑循環使用，經濟環保。3、 本專利技術方法通過改變反應物流的配比、反應溫度和停留時間，實現粘 均分子量的精確調節，消除了返混帶來的分子量分布過寬問題，高收率得到100,000至1,000，000萬不同級別的中低分子量聚氧化乙烯目標產品。4、 通過本專利技術方法得到的產品顏色潔白，顆粒度細且均勻，無異味。不 添加過氧化物、偶氮類化合物、硫醇類、芳香類化合物，聚合所得的聚氧化乙 烯產品較為安全，易降解，基本適用于各個應用領域。具體實施例方式下面通過對本專利技術實施例的具體描述來進一步說明本專利技術，但實施例不是 對本專利技術的局限和限制。 實施例1:氨鈣催化劑的合成用氮氣吹掃帶有-45。C冷卻夾套和機械攪拌的5L催化劑合成釜，加入90# 溶劑油1000ml，加入500g金屬鈣，同時開啟冷卻循環泵使釜內體系溫度降至 -40匸左右，緩慢通入2000ml液氨。反應2小時后，加入復配的改性調節劑， 繼續反應1小時。再緩慢加入1500ml卯w溶劑油進行淤漿化處理，同時加大攪 拌速度。停止冷凝，緩慢釋放余氨直至恢復至室溫。再通過高剪切乳化機剪切， 得到淤漿的催化劑成品。在1(TC的夾套溫度下，向直徑為50mm帶有SX型靜態混合單元，總長度 為120m管式反應器的反應段中順序通入9(f溶劑并乙腈物流，速度為38ml/s; 90#溶劑并氨鈣催化劑預分散物流，速度為38ml/s; 90#溶劑并環氧乙垸預混合 物流，速度為75ml/s。氨鈣催化劑與環氧乙垸單體摩爾比率為1.4%，添加劑 與氨鈣催化劑摩爾比率為50%。約27分鐘左右，物流進入夾套溫度為4(TC，直徑為100mm帶有SX型靜態混合單元，總長度為20m管式反應器的升溫段。 約13分鐘左右后，反應結束的液-固混合流體進入離心式過濾機組進行液固分 離。約IO分鐘后進入流化干燥塔組，3(TC下鼓風干燥4小時即得成品聚氧化 乙烯。重量法計算收率為95.5%;采用烏式粘度計法折算的的粘均分子量10.12 萬。實施例2:采用實施例l的方法，在5'C的夾套溫度下，向帶有SX型靜態混合單元 的反應段中順序通入90#溶劑并乙腈物流，速度為37 ml/s; 90#溶劑并氨鈣催 化劑預分散物流，速度為37ml/s; 120#溶劑并環氧乙烷預混合物流，速度為74 nil/s。氨f丐催化劑與環氧乙烷單體摩爾比率為1.3%，添加劑與氨鈣催化劑摩爾 比率為44%。約26分鐘左右，物流進入帶有SX型靜態混合單元，夾套溫度為 39'C的升溫段。約13分鐘左右后反應結束。收率為96.1%，粘均分子量19.84 萬。上述氨鈣催化劑的制備是用氮氣吹掃帶有-45"C冷卻夾套和機械攪拌的5L 催化劑合成釜，加入卯#溶劑油1000ml，加入500g金屬鈣，同時開啟冷卻循環 泵使釜內體系溫度降至-3(TC左右，緩慢通入2000 ml液氨。反應1小時后，加 入復配的改性調節劑，繼續反應0.5小時。再緩慢加入1500ml9(/溶劑油進行淤 漿化處理，同時本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種連續生產聚氧乙烯的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：　（１）往惰性氣體吹掃過的靜態管式反應器三個加料口中，按各自預設流速，順序通入體積比為１∶２∶１的溶劑并調節劑、溶劑并環氧乙烷單體、溶劑并氨鈣催化劑三股物流，使氨鈣催化劑與環氧乙烷單體的摩爾比率為０．５０％～１．４０％，調節劑與氨鈣催化劑的摩爾比率為０～５０％；　（２）三股流體通過帶冷卻夾套和靜態混和裝置的管式反應器的反應段，在－３５℃～１０℃的反應溫度下進行靜態剪切共混并引發聚合反應；　（３）共混流體通過帶加熱夾套和靜態混和裝置的管式反應器的升溫段，在２０℃～４０℃的反應溫度下提高聚合收率并恢復產品至室溫狀態；　（４）控制物料的總反應時間為３０～４０分鐘，將反應結束后的液－固兩相物質通過離心式過濾機，固態產品進入真空干燥器中，２０℃～３０℃下干燥４小時后得到聚氧化乙烯產品；液相物質配比回流至加料儲槽中，循環再利用。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陸平曄，羅勇，宋家龍，
申請(專利權)人：上海化工研究院，上海聯勝化工有限公司，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]