异丁烯制高活性聚异丁烯工艺设计(3)
聚异丁烯(PIB)是一种典型的线形聚合物，是由单体异丁烯(IB)经阳离子聚合的方法制得。聚异丁烯可以分成不同的类型:根据末端乙烯基摩尔分数的高低，可分为高活性聚异丁烯(HR-PIB)和低活性聚异丁烯(LPIB);根据粘均分子量的不同，可分为高分子量聚异丁烯、中分子量聚异丁烯和低分子量聚异丁烯[2];根据使用场合的不同，可分为工业级聚异丁烯和食品级聚异丁烯。
聚异丁烯分子结构中带甲基侧链、末端含一双键的长链高分子，由于这种结构，使其具有相对的惰性、化学稳定性及优良的耐臭氧、耐紫外线性能、耐腐蚀性及电绝缘性等独特而宝贵的性能[3]。其广泛地应用于润滑油、聚异丁烯系列橡胶的原料、粘合剂、增塑剂、软化剂、电绝缘材料、填隙密封材料、汽油清净剂、口香糖基质胶等诸多方面。此外，在表面活性剂、乳化炸药及防锈剂等领域聚异丁烯产品也得到了广泛的应用，具有广阔的市场应用前景。
高活性聚异丁烯是指平均相对分子质量为500～5000，α-烯烃含量大于60％的聚异丁烯产品。这种聚异丁烯具有较高的反应活性，不用促进剂(Cl2)就可直接引入适当的基团，得到一系列性能优异的衍生物，是合成润滑油添加剂优选的原料。以此合成的无灰分散剂，由于不含氯，不仅可以提高产品性能、满足高档润滑油的要求，同时还可以简化生产工艺，节省设备投资，降低生产成本，减少三废排放，从而提高生产企业的综合效益，从根本上解决“氯化”工艺存在的污染和腐蚀等问题。因此，开发高活性聚异丁烯生产技术，对于提高我国润滑油添加剂产品的档次、增强市场竞争能力、提高混合碳四利用价值、促进环境保护具有十分重要的意义。同时，对我国现行的PM2.5政策的实施提供有力的保证和现实的效果。
1.2 高活性聚异丁烯的生产工艺
工业装置采用双釜连续聚合工艺技术，反应器压力为0.1~0.3MPa，反应温度为-35 ~ -25℃，生产高活性聚异丁烯时采用BF3为催化剂，并加入适量的分子量调节剂、助剂以及稳定剂。聚合胶液经采用水洗、升、降膜蒸发等的后处理工序得到产品聚异丁烯。
高活性聚异丁烯生产过程包括聚合、胶液后处理、溶剂回收、压缩制冷等工序。来自3.42万吨/年异丁烯装置异丁烯灌区的聚合级异丁烯经新加聚合级异丁烯输送泵与来自溶剂接收罐的己烷溶剂经己烷进料泵一同于打入静态混合器中混合后，异丁烯和己烷溶剂一同进入预冷器冷却后，经深冷器冷却至反应温度后依次进入第一聚合釜、第二聚合釜中进行低温连续聚合反应。在第一聚合爷、第二聚合釜釜中的反应液自釜底导出，由循环泵打入外循环冷却器移出反应热后从聚合釜上部返回聚合釜内。自三氟化硼缓冲罐来的三氟化硼催化剂进入第一聚合釜的底部，自催化剂罐来的异丙醇进入第一聚合釜的项部。
在第一聚合釜反应完的聚合产物从釜侧部溢出进入第二聚合釜，从第二聚合釜底部由聚合物泵打入预冷器与反应原料进行换热。自预冷器出来的反应物与一次水洗泵打出已预热的碱液混合后进入静态混合器中进行一次水洗，水洗后的胶水混合液进入一次胶水分离器进行胶水分离，除去催化剂残渣，分水后的胶液进入胶液储罐。
在抗氧剂溶解釜内的抗氧剂溶液，用抗氧剂泵打入静态混合器中与胶液泵送出的胶液混合后送至后处理工序。
自静态混合器来的胶液进入升膜预热器预热至沸点后进入升膜蒸发器进行蒸发操作。蒸出的溶剂(包括少量未反应的单体)经升膜蒸发器过热器预热后，经气液分离器分离后，气体进入升膜蒸发器冷凝器，冷凝后的溶剂进入溶剂回收罐。由升膜蒸发器底部出来的浓缩胶液进入升膜接收罐，经降膜蒸发器进料泵送入降膜蒸发器进行蒸发操作，蒸出胶液内残留的溶剂及异丁烯低聚物，蒸出的气相经汽液分离器后进入降膜冷凝器，冷凝后的低聚物进入低聚物贮罐，由低聚物泵送至低聚物贮罐后再由低聚物泵送至燃料油管网或装桶外卖。汽液分离器中的气相经降膜冷凝器冷凝后进入真空缓冲罐分离，分离后的气相由水环真空泵抽出进入油水分离器，分离出来的济剂进入溶剂罐回收。由降膜蒸发器底部出来的干胶进入干胶接收罐。