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免费简析:聚醚生产工艺

发布于:2016-10-10 16:27:54

聚醚简介

      聚醚多元醇是分子中含有醚键(ROR),端基为OH基团的齐聚物。它是由含活泼氢的低分子化合物如(醇类、胺类)作起始剂,在催化剂作用下与环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)等进行开环聚合反应而成的。聚醚产量最大者为以甘油(丙三醇)作起始剂和环氧化物(一般是PO与EO并用),通过改变PO和EO的加料方式(混合加或分开加)、加量比、加料次序等条件,生产出各种通用的聚醚多元醇。聚醚多元醇是一种重要的化工原料,它的最大用途是合成聚氨酯(PU)树脂类产品,如聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯黏合剂、聚氨酯胶粘剂、聚氨酯弹性体等。此外,还可以用作非离子表面活性剂、润滑剂、液流体、热交换流体等。

   早期合成聚醚多元醇的聚合反应是在酸或者碱催化作用下进行的,常用的酸催化剂是质子酸(H2SO4、HCl等)和路易斯酸(AlCl3、BF3等),碱性催化剂常用的是碱金属、碱(土)金属的氧化物、醇化物和氢氧化物。

聚醚生产工艺

   对由氧化丙烯醚二醇生产的聚醚多元醇来讲,具体工业化基本分为原料预处理、聚合反应和后处理等三步工序,工序简介如下:

一.原材料的预处理:在开环聚使反应中,为保证聚醚多元醇合成的反应速度、分子量控制以及产物的色泽、不饱和度等,首先要提纯聚合单体,此外还应除去催化剂、起始剂同反应体系中带入水、醛、氧、多羟基糖类等微量杂质。

二、开环聚合反应:以环氧化物为原料进行开环聚合反应属放热反应,因此反应过程中用冷凝水及时移走反应热。另外,氧会对聚合反应产生氧化和阻聚作用,故反应前必须用真空泵尽量抽尽反应釜中的空气,以保证反应在无氧存在的情况下进行,同时,在反应的过程中,也要不断地抽真空,以便能生产出高质量的聚醚多元醇。

三、后处理工序:完成聚合反应生成的聚醚多元醇粗品,必须经过后处理。后处理工作主要包括中和、吸附、脱水、过滤、精馏等单元。聚醚多元醇经过一系列的后处理,不仅将其中残留的催化剂杂质中和、过滤掉,同时也是使用吸附、脱水、蒸馏工序,将其他有害的杂质去除,以获得含水量低,色泽浅,无异味,性能良好、均一的聚醚产品。基本精制方法大致可以分为以下几种:

(1)利用无机酸或有机酸中和,在生产聚醚多元醇的聚合反应中.对使用碱性金属氢氧化物为催化剂(如氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化锶等)体系,中和时很少使用无机酸作中和剂。对于使用碱金属氢氧化物为催化剂体系.则推荐使用无机酸为中和剂,如盐酸、磷酸、稀硫酸等。

(2)吸附,吸附操作是为了去除聚醚多元醇中残留催化剂等离子和有色物质,常用的吸附剂有硅酸镁、硅酸铝、活性白土、活性炭、分子筛、硅藻土、中等木炭等,因此,吸附操作温度一般在100℃左右。

(3)离子交换,在工业生产中,多采用中和吸附法,但要求甚高的特种聚醚也可以采用离子交换法进行处理,该法不仅能有效地去除聚醚多元醇中的金属离子,同时还能除去聚醚中的有色、有毒物质。

(4)过滤,过滤的目的是除去催化剂被中和后生成的盐,现多使用先进的圆网式过滤装备。在过滤过程中。应根据生产聚醚分子量大小、官能度多少,适当添加适宜的助滤剂,以降低系统物料粘度,提高过滤效率,减少滤饼中产品的残留量。

(5)精馏和调整,为获得杂质合量低、色泽浅、分子量分布相对较窄的聚醚产品,还需要经过精馏和调整工序。聚醚的精馏是在100℃左右的减压下进行,使用降膜式蒸发器,加入0.05%-0.5%二叔丁基对甲酚之类的抗氧剂,以及丁基化羟基甲苯和胺类抗氧剂(如吩噻嗪等)等配合物,脱除聚醚中的微量水分和其他杂质。

    目前,聚醚多元醇的工业化生产,一般采用预处理-聚合-中和吸附、过滤、脱水、蒸馏等工艺程序,其生产方式可分为连续法和间歇法。前者自动化程度序高,产品质量稳定,生产效率高,成本低,适用通用型聚醚多元醇大批量生产。后者一般采用釜式反应装备,投资少、投产快,生产操作简单,但产品质量没有连续法生产的产品稳定,成本稍高。对于年产量在20kt以下的生产工厂均采用间歇法生产装备。

    聚醚多元醇生产中也有三废产生,先进的生产工艺,每生产1t产品将会产生大约30kg以上的废液,量虽然不大,但也必须先处理后排放。过滤产生的固体废料,其中仍含有不少聚醚。应采用溶剂清洗,回收,使固体废料中有机物含量低于1%后排放,溶剂可回收循环使用,废气可输入吸收塔,吸收未反应的原料气体,循环使用后进入符合环保要求的废气处理装置处理后排放。

 

 

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