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稀土顺丁橡胶装置概述 一、稀土顺丁橡胶简介 稀土(钕）催化剂合成的顺丁橡胶，称为稀土顺丁橡胶，具有链结构规整度高、线性好、自粘性好等特点，加工和物理机械性能优异，应用于轮胎，在耐磨性、抗疲劳性、生热性、滚动阻力和抗湿滑性均优于锂、钛、钴和镍系等传统顺丁橡胶，符合对安全性、牵引性、滚动性、耐用性等有更高要求的现代子午线轮胎的用胶要求。因此，稀土顺丁橡胶在高性能轮胎应用中取代其它顺丁胶种是轮胎制造业发展的必然趋势。 二、稀土顺丁橡胶的发展历程 20世纪60年代稀土催化剂开始用于合成橡胶的聚合 20世纪70年代，锦州石化公司和长春应化所开始合作进行稀土顺丁橡胶的研究和开发，并取得中试试验的成功。1998年，在万吨级的装置上批量生产出了3个牌号的稀土顺丁橡胶 20世纪80年代意大利埃尼公司和德国拜尔公司先后实现了稀土顺丁的工业化 除欧美外，日本的JSR公司、韩国锦湖公司、台湾的奇美公司、中石油的独山子炼化等都拥有稀土顺丁的工业化生产装置。据不完全统计世界范围内已形成40万吨/年的稀土顺丁橡胶产能。 三、稀土催化剂的组成 具有工业化应用价值的合成顺丁橡胶用稀土催化剂可分为2类： (1)稀土化合物、烷基铝和氯化物组成的三元催化剂体系； (2)氯化稀土配合物和烷基铝组成的二元催化剂体系。 三元催化剂体系因稀土化合物具有来源方便、便于计量、活性高和聚合产物相对分子质量容易调控等优点，而成为目前制备顺丁橡胶的主要催化剂体系。 1、稀土化合物 稀土化合物作为合成顺丁橡胶的主催化剂，对催化活性起决定作用，对顺式结构含量的影响居各影响因素的首位。稀土元素是活性中心结构中的中心金属原子。在17种稀土元素中，镨和钕具有最高的催化聚合活性，因此，钕化合物是优选的催化剂组分。 与稀土原子结合的阴离子配合剂，可通过改变稀土活性中心的空配位数及电子云密度分布，而改变键的极性和强度等，从而影响稀土催化剂的活性和定向性。配体为新癸酸、环烷酸、异辛酸，以及酸性磷/膦酸酯等。 2、烷基铝 烷基铝作为稀土催化剂的烷基化试剂是稀土催化体系不可缺少的，烷基铝的种类、烷基取代基的大小及烷基铝的用量对稀土催化剂的聚合活性和聚合物分子量都有显著影响。工业上常用的有AlEt3、Al(i-Bu)2H、Al(i-Bu)3、辛基铝等 3、氯化物 对于稀土催化剂，卤素被认为是必不可少的，必须有卤素作配位体，稀土催化剂才有高的活性。配位体的电负性对过渡金属的定向能力有很大影响，对聚合物的微观结构有决定性的影响。 4、溶剂 稀土催化剂的聚合工艺可采用溶液聚合、本体聚合、气相聚合或淤浆聚合等工艺。虽然本体聚合和气相聚合等工艺具有明显节能降耗的特点，但目前主要采用的还是以有机溶剂为分散介质的溶液聚合工艺。溶剂性质对稀土催化剂的活性影响由大到小的顺序依次为：饱和烃、芳香烃、卤代烃。饱和烃溶剂如己烷，具有最高的聚合活性，兼之沸点低、毒性低等特点，是目前普遍采用的溶剂。 四、稀土催化体系的特点 与镍系顺丁相比较，本催化体系具有许多新的特点。 首先，该催化体系生产一种高顺式含量、综合性能更优的顺丁橡胶新品种，其配制过程比镍系复杂，对温度、时间要求比较严格，但陈化后形成的活性中心相对比较稳定。 其次，该催化体系在聚合过程中抗杂质干扰能力比镍系强，聚合可低温、低单浓引发，反应平稳，转化率高，但聚合反应时间比镍系长； 聚合温度对产品质量影响不大，适宜绝热聚合； 门尼粘度可在宽范围内灵活调节；分子量分布可调； 聚合物低支化、低凝胶； 催化剂用量大，生产成本高； 在生胶门尼粘度相同的前提下，稀土顺丁橡胶分子量偏大，胶液具有较高的粘度 五、燕化稀土顺丁橡胶装置概况 1、装置技术来源 本装置采用****和******共同研究开发的技术，以1，3-丁二烯为原料，以异辛酸钕与三异丁基铝和催化剂A形成的三元均相体系为催化剂，己烷为溶剂,生产稀土顺丁橡胶（Nd-BR）。 2、装置能力 年生产能力为3万吨Nd-BR,年操作时数为8000小时。 3、装置组成 催化剂配制单元 聚合单元 凝聚单元 溶剂回收单元 后处理单元及胶库 溶剂罐区 4、 装置能耗 本装置综合能耗： 19368.34MJ/t Nd-BR （462.58kg标油/t Nd-BR ） 序号 项 目 消 耗 量 能 耗 指 标 能 耗 单 位 数 量 单 位