顺丁橡胶凝聚节能降耗技术探讨

杨雪兵　王川

摘 要：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，并提出相對应的优化措施。

关键词：顺丁橡胶 凝聚节能 降耗技术

顺丁橡胶凝聚过程担负着从胶液中回收溶剂和丁二烯（简称烃类）的任务。国内外多采用水蒸汽汽提方法。我国顺丁胶生产与国际先进水平相比，溶剂消耗量大，能耗高，因此研究凝聚过程节能技术是提高我国顺丁橡胶生产技术水平的重要课题之一。为降低凝聚能耗，国内同行已作了大量工作，如从单釜、双釜到多釜凝聚系统的改进，降低水胶比川，改进凝聚釜结构及喷胶形式川等，为凝聚节能作出了贡献。

一、凝聚节能与降耗理论

在镍系丁二烯溶液聚合过程中，末釜反应温度一般控制在95℃左右，丁二烯转化率在80%左右，聚合胶液不仅含有溶剂和聚丁二烯，而且还有未反应的丁二烯。为了降低凝聚过程的能耗与物耗，国内顺丁橡胶生产装置对胶液罐普遍采用了保温措施和胶液闪蒸技术。胶液进人胶液罐后，大部分未反应的丁二烯被闪蒸从罐顶排出、回收。去凝聚釜的胶液可视作聚丁二烯与溶剂的均相溶液。

1.1凝聚过程的相平衡

在凝聚釜内，气相物料为蒸汽和气相溶剂的均相混合物；液相物料可视作水与溶剂的非均相混合物；固相物料为聚丁二烯胶粒。在凝聚过程中，不存在固一液相平衡，只存在胶粒中溶剂的扩散与汽化，所以凝聚过程只讨论气、液两相的平衡状态。

在凝聚过程中，由于聚丁二烯的相对分子质量与溶剂的相对分子质量相差悬殊，其摩尔分数又小，因此，溶剂的汽化受聚丁二烯的影响可以忽略。又由于水与溶剂的性质差别很大，因此凝聚釜内液相是完全不互溶的非均相物系，而在这种物系中，溶剂的蒸汽压与水的存在及其含量无关。

1.2凝聚节能

凝聚能耗是指胶液凝聚过程的蒸汽消耗。凝聚过程中蒸汽消耗主要为三部分：1）将胶液、循环热水升至凝聚温度所需的显热蒸汽量；2）胶液中烃类汽化所需的潜热耗蒸汽量；3）带出凝聚釜气相烃类所耗的蒸汽量。

凝聚过程显热、潜热的耗蒸汽量，在水胶体积比、溶剂与干胶质量比不变的条件下，此部分蒸汽耗量受温度、压力影响较小，可视为一定值（以It顺丁橡胶计）。可得出减少从釜内带出气相溶剂的蒸汽耗量是凝聚节能的关键。

二、凝聚节能与降耗技术分析

（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。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。

（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。

（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。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。

（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。

三、结语

在顺丁橡胶的凝聚节能与降耗方面，三釜差压凝聚能够采用预凝聚技术与蒸汽喷射器的工艺，使溶剂的汽化推动力得到增强，从而实现降低能源的目的。对于双釜差压凝聚则应该注重对汽水混合器的改进与设计，使之能够更好地发挥作用，促进顺丁橡胶凝聚的能源节约与消耗降低。

参考文献：

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