关于顺丁橡胶凝聚节能与降耗技术分析

2016-08-13于文涛吴新祥

橡塑技术与装备 2016年14期

关键词：推动力胶液混合器

于文涛，吴新祥

（新疆独山子天利高新技术股份有限公司科技信息部，新疆克拉玛依 833699）

关于顺丁橡胶凝聚节能与降耗技术分析

于文涛，吴新祥

（新疆独山子天利高新技术股份有限公司科技信息部，新疆克拉玛依 833699）

顺丁橡胶是顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称，主要由丁二烯聚合而成，是一种结构较为规整的合成橡胶。在顺丁橡胶的生产过程中，凝聚节能与降耗显得尤为重要。本文将对顺丁橡胶凝聚技能与降耗技术进行分析，并提出相对应的优化措施。

顺丁橡胶；凝聚节能；降耗技术

顺丁橡胶是一种顺式结构含量在百分之九十五以上的合成橡胶，与天然的橡胶以及丁苯橡胶相比，顺丁橡胶在得到硫化后能够具备更高的耐寒性、耐磨性，能够有着更为出色的弹性。因为顺丁橡胶的这些特点，顺丁橡胶能够更好地适应磨损较大、气候较为寒冷的使用环境。顺丁橡胶在汽车轮胎以及人体御寒制品等方面都有着较为广泛的应用，也被应用于缓冲材料中，避免过度撞击造成的不良后果。

1　凝聚节能与降耗技术分析

1.1凝聚过程的相平衡

在顺丁橡胶的生产过程中，需要将聚合物与溶剂进行分离，这是顺丁橡胶生产中必需的一个工艺过程。在这个胶液凝聚的工艺过程中，蒸汽消耗以及溶剂消耗是衡量顺丁橡胶凝聚技术水平的重要指标。凝聚效果好时，不仅能够节省溶剂的使用，还能够保证产品的质量，使顺丁橡胶具备较高的质量。在顺丁橡胶的生产过程中，有效的控制能源消耗和溶剂消耗，使胶液能够凝聚完全，这也是顺丁橡胶凝聚技术发展的最终目标。在顺丁橡胶的凝聚釜内，气相物料是蒸汽和溶剂的均相混合产物，液相物料是蒸汽与溶剂产物的非均相混合物。在顺丁橡胶的凝聚过程中，凝聚的相平衡主要是指气、液两者之间的平衡[1]。在顺丁橡胶的凝聚过程中，聚丁二烯的分析质量与溶剂分子质量存在着较大的差距，在很大程度上来说，聚丁二烯对溶剂汽化产生的影响很小。另外因为蒸汽与溶剂存在较大的性质差异，这导致顺丁橡胶的凝聚釜内是互溶性很差的非均相物质。凝聚釜内非均相物质中，溶剂的蒸汽压不与水存在关系，水分的含量也不受到影响。

1.2凝聚节能

顺丁橡胶的凝聚节能，主要是指顺丁橡胶在凝聚过程中对于蒸汽的消耗。在蒸汽的消耗方面，主要有着三方面的内容：一是使胶液和循环热水温度升高至凝聚所需温度所消耗的蒸汽量。二是胶液内烃类气化在凝聚中所需要的潜热蒸汽量。三是将凝聚釜气相烃所消耗的蒸汽量。在顺丁橡胶的凝聚过程中，显热和潜热所耗费的蒸汽量受到温度和压力的影响较小，一般视为定值进行对待。因此，可以明确的是：顺丁橡胶的凝聚节能最主要的是减少从凝聚釜内带出气相溶剂的蒸汽量。当能够有效地控制气相溶剂带出凝聚釜所消耗的蒸汽量时，则能够使顺丁橡胶的凝聚更为节能。在图1中可以看出，通过一定的措施，使凝聚操作向气-液平衡态靠近，蒸汽的消耗量则能够得到有效控制，降低蒸汽消耗。

图1　蒸汽耗量和凝聚温度、操作压力的曲线关系

1.3溶剂汽化推动力与物耗

在顺丁橡胶的凝聚过程中，当温度较为稳定时，溶剂处于气-液平衡状态时的饱和蒸汽压和实际的气相压力的差值，即为溶剂汽化的推动力。凝聚物耗是胶液凝聚过程中发生的溶剂的消耗。在顺丁橡胶的凝聚过程中，溶剂的汽化推动力越低，溶剂则更不容易发生汽化，消耗量则会处于较高的水平[2]。在顺丁橡胶的凝聚过程中，溶剂的汽化推动力是物耗的表征。

1.4预凝聚技术

顺丁橡胶的预凝聚技术，首先需要将凝聚蒸汽与循环热水通过汽水混合器，使之能够进行过热水的产出，在过热水混合器内实现与胶液的充分混合，从而得到具备压力的胶液-热水非均相混合物，非均相混合物此时具备着足够的温度，应使用喷嘴进行喷入，使之能够进入到凝聚釜热水中。顺丁橡胶的预凝聚技术，主要由汽水混合器、胶液过热水混合器以及喷嘴三部门共同构成。预凝聚工艺的实现，需要汽水混合器、胶液过热水混合器以及喷嘴三部分的共同作用，实现三者的配合和联合工作，从而使与凝聚技术能够具备有效的作用效果。

2　顺丁橡胶凝聚节能与降耗的途径以及优化措施

2.1双釜差压式凝聚

双釜差压式凝聚的1#釜的操作温度为98℃，操作压力为0.186 MPa；2#釜操作温度为102℃，操作压力为0.135 MPa。一般而言设计的压力指标为0.2 MPa，1#釜操作压力更为接近，如果还进行操作压力的提升，则会造成气相烃类整齐的过度消耗，同时也会导致汽化推动力的降低，使顺丁橡胶的凝聚溶剂消耗增加。为此，双釜差压凝聚应从汽水混合器进行入手，对汽水混合器进行重新的设计加工，以此来使预凝聚闪蒸作用得到强化。在对喷嘴的温度进行提高时，使之能够达到预凝聚工艺所允许的最低温度，在凝聚釜适当辅助商量蒸汽，则能够在很大程度上降低溶剂油的小号，达到顺丁橡胶凝聚节能与降耗的目的。

2.2双釜与三釜差压凝聚总汽化推动力对比

在顺丁橡胶的凝聚过程中，溶剂的汽化推动力是凝聚过程物耗的表征。当溶剂汽化推动力较大时，物耗则会处于较低的水平。当溶剂汽化推动力较小时，物耗则会处于较高的水平。区别于双釜，三釜差压凝聚实现了节能与降耗的目的[3]。三釜差压凝聚节能降耗目的的达成，主要依靠于预凝聚工艺的采用，从而改变了蒸汽的加入方式，使溶剂的推动力得到显著的提升。因此，顺丁橡胶凝聚节能与降耗的优化措施，需要对双釜凝聚中的汽水混合器进行重新设计和加工，使之能够在双釜凝聚工作中更好地发挥作用。三釜凝聚则需要充分运用预凝聚技术将喷嘴热水温度进行控制，使之能够达到预凝聚的最低允许温度[4]。对于三釜差压凝聚，则需要适当的提高1#釜和2#釜的气相溶剂号蒸汽量得到降低。