順丁橡膠裝置溶劑油纖維液膜脫酸技術(shù)應(yīng)用

李澍強(qiáng) 朱效利 劉瀟(四川石化公司生產(chǎn)六部,四川 彭州 611930)

順丁橡膠是一種1，3-丁二烯單體聚合物的通用合成橡膠品種，也是我國(guó)目前生產(chǎn)規(guī)模最大的一種人工橡膠產(chǎn)品類型，其特點(diǎn)是具有耐低溫、耐腐蝕、乃機(jī)械損害等特點(diǎn)，同時(shí)，順丁橡膠的應(yīng)用范圍很廣，生產(chǎn)制造成本較低；正是這種優(yōu)勢(shì)的存在，順丁橡膠的市場(chǎng)供需一直較為穩(wěn)定。國(guó)際范圍內(nèi)為了爭(zhēng)奪順丁橡膠的市場(chǎng)主導(dǎo)權(quán)，各國(guó)一直在不斷改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)。

根據(jù)國(guó)內(nèi)順丁橡膠裝置的生產(chǎn)過(guò)程研究，在很大一定程度上，生產(chǎn)中回收膠罐內(nèi)存在大連更有用的氣體，對(duì)其進(jìn)行回收，一方面可以減少資源的浪費(fèi)，提高企業(yè)的生產(chǎn)效益，另一方面也可以減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

更重要的是，在一般情況下，膠罐中的其體里面含有三氟化硼乙醚絡(luò)化合物，當(dāng)它與水分結(jié)合之后就會(huì)形成酸性物質(zhì)，對(duì)順丁橡膠裝置產(chǎn)生腐蝕。在以往的解決方案中，向順丁橡膠裝置中注入冷油配合注堿脫酸，但這種技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)暫時(shí)的環(huán)節(jié)，只要三氟化硼乙醚絡(luò)類物質(zhì)存在，腐蝕性的威脅就會(huì)不斷出現(xiàn)。

采用纖維液膜技術(shù)可以較為長(zhǎng)期地維持回收系統(tǒng)的腐蝕問(wèn)題，延長(zhǎng)裝置的檢修周期，以及使用的壽命。

1 纖維液膜脫酸技術(shù)原理

纖維液膜脫酸技術(shù)在順丁橡膠裝置中的應(yīng)用，主要依據(jù)的是纖維液膜反應(yīng)器裝置，配合水洗和酸洗技術(shù)，這是整個(gè)技術(shù)作業(yè)的核心。

首先，堿液從纖維液膜的側(cè)面進(jìn)入反應(yīng)器，并且進(jìn)一步在反應(yīng)容器內(nèi)的纖維絲束上形成液膜。

其次，溶劑油是從纖維液膜的頂部進(jìn)入反應(yīng)器的，然后與反應(yīng)器內(nèi)的堿液形成的液膜接觸，喲與連著之間的表面張力存在較大的區(qū)別（纖維絲對(duì)堿液的親和力較大），加上流速區(qū)別，促使溶劑油中的酸性物質(zhì)不斷和堿液發(fā)生中和反應(yīng)。

再次，不斷反應(yīng)的兩種物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致密度變化而引發(fā)沉淀，最終實(shí)現(xiàn)了溶劑的脫酸過(guò)程。

在整個(gè)過(guò)程中，對(duì)纖維液膜脫酸技術(shù)產(chǎn)生影響較大的因素包括纖維絲的數(shù)量、液體流動(dòng)速度、傳質(zhì)面積等等。核心原理就是利用了酸堿結(jié)合的化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)。

2 溶劑油纖維液膜脫酸技術(shù)的工業(yè)級(jí)應(yīng)用

針對(duì)順丁橡膠裝置的溶劑油纖維液膜脫酸技術(shù)發(fā)展已經(jīng)先對(duì)成熟，在配合一級(jí)水洗和兩級(jí)堿洗的工藝流程下，可以更好地實(shí)現(xiàn)溶劑油在反應(yīng)器中的混合。生產(chǎn)中所產(chǎn)生的氣體存在于膠罐內(nèi)部，溶劑油首先通過(guò)混合器以及堿液混合裝置，在膠液尾氣的吸收器作用下，完成一次堿洗。

隨后膠罐內(nèi)的尾氣進(jìn)入溶劑油，溶劑油進(jìn)入纖維液膜反應(yīng)器內(nèi)部，經(jīng)過(guò)與堿液的二次反應(yīng)，即完成二次堿洗。這一過(guò)程可以消除掉99%以上的酸性物質(zhì)，而且可以實(shí)現(xiàn)潔凈的分離狀態(tài)。

最后是水洗過(guò)程，在脫酸工作完成之后，剩余的微量堿液以及未能完全中和的酸性液體，經(jīng)過(guò)水洗之后完成沉淀分離。

以上是該技術(shù)在工業(yè)級(jí)應(yīng)用中的一般過(guò)程，針對(duì)順丁橡膠裝置而言，除了三氟化硼乙醚絡(luò)化合物之外，也包括其他生產(chǎn)過(guò)程中參與的物質(zhì)，例如環(huán)烷酸鎳-三異丁基鋁類催化劑，以及其他遇水之后表現(xiàn)出酸性特點(diǎn)的化合物。

以三氟化硼乙醚絡(luò)化合物為例，在裝置內(nèi)遇水之后就會(huì)形成BF3-H2O，這種物質(zhì)繼續(xù)雨水結(jié)合，最終形成HBF4和B（OH）3，這其中HBF4表現(xiàn)出來(lái)的是強(qiáng)酸性質(zhì)，因此B（OH）3的弱堿性質(zhì)可以忽略不計(jì)。根據(jù)遇水形成酸性溶液的特點(diǎn)來(lái)看，三氟化硼乙醚絡(luò)化合物的酸化傾向是很強(qiáng)的，但作為順丁橡膠生產(chǎn)過(guò)程的催化劑，目前還具有無(wú)法取代的地位。

酸性物質(zhì)最終形成之后，就會(huì)與設(shè)備中的金屬成分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，最終導(dǎo)致設(shè)備的腐蝕。而順丁橡膠生產(chǎn)過(guò)程中，沒(méi)有反應(yīng)完畢的三氟化硼乙醚絡(luò)化合物、丁二烯等物質(zhì)也隨著閃蒸工藝進(jìn)入膠罐；這就提供了一個(gè)中和回收的緩沖地帶，但從實(shí)際處理工藝角度出發(fā)，也不能過(guò)分依賴于緩沖過(guò)程。掌握了化學(xué)反應(yīng)原理之后，應(yīng)該盡快進(jìn)入脫酸工藝環(huán)節(jié)，在實(shí)際操作中，可以采用NaOH作為堿液物質(zhì)參與脫酸，其主要的化學(xué)過(guò)程有：

酸性腐蝕主要是由于HBF4表現(xiàn)出來(lái)的，同時(shí)每一個(gè)反應(yīng)不步驟中都生成了水，這些水也呈現(xiàn)出弱酸性；因此水洗過(guò)程中也可以適當(dāng)調(diào)整pH值，進(jìn)行最終的脫酸操作；最終的脫酸是生成了鹽類，顯然纖維液膜技術(shù)要比注油技術(shù)更加穩(wěn)妥。

3 結(jié)語(yǔ)

順丁橡膠產(chǎn)品是我國(guó)人工通用橡膠市場(chǎng)上規(guī)模最大的一類，而順丁橡膠裝置腐蝕是影響正常生產(chǎn)的主要原因，而減少腐蝕的關(guān)鍵在于提升脫水罐水樣的pH值。配合一級(jí)水洗、二級(jí)堿洗的工藝技術(shù)，可以在順丁橡膠裝置的脫酸中發(fā)揮更好的效果，纖維液膜技術(shù)的應(yīng)用不僅實(shí)現(xiàn)了資源的節(jié)約利用，同時(shí)也對(duì)環(huán)境保護(hù)發(fā)揮了重要的作用。

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