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氯丁橡胶是由氯丁二烯经乳液聚合形成氯丁胶乳,再通过后处理而制成。在氯丁橡胶后处理洗涤过程中,未反应的氯丁二烯进入洗涤废水,增大氯丁污水处理的负荷和难度。且在氯丁橡胶后处理干燥过程中,未反应的氯丁二烯经蒸汽蒸发,逸散于空气中,污染环境,严重影响职工的身体健康。氯丁胶乳中未反应的氯丁二烯,在后处理过程中向洗涤水中转移及向空气中扩散,造成氯丁橡胶生产成本上升。这主要是氯丁胶乳中未反应的氯丁二烯,未能回收再利用。 在乳液聚合过程中,随着氯丁二烯转化率升高,氯丁二烯聚合物分子链支链增多,氯丁橡胶的拉伸强度降低,影响氯丁橡胶品质。所以,在氯丁橡胶的生产过程,氯丁二烯的转化率通常控制在75-80%,才能确保氯丁橡胶具有良好的拉伸强度。为了提高氯丁橡胶产品质量、减少氯丁二烯的环境污染及控制氯丁橡胶生产成本,必须采用氯丁二烯低转化率聚合,并对未反应的氯丁二烯进行回收再利用。 本文研究的总体思路是节能减排,合理有效的利用氯丁二烯。依照清洁生产原则,本文着眼于从氯丁二烯作为污染物产出的源头上进行治理或消除。本实验利用蒸汽闪蒸,将氯丁胶乳中未反应氯丁二烯、甲苯及部分水分蒸发。含有未反应氯丁二烯、甲苯及部分水气的混合气体经过冷凝,形成粗氯丁液体。粗氯丁液体通过油水分离及无水Cacl2干燥工艺分离水分,再对粗氯丁液体精馏提纯,获得精氯丁液体。通用型氯丁胶乳和特种型氯丁胶乳都进行脱气,回收的精氯丁液体量较大。另外,精氯丁液体虽经过精制,但其仍含有微量的杂质。精氯丁液体再利用时,不能单独使用,必须与纯氯丁二烯掺和使用。本实验选择了精氯丁液体与纯氯丁二烯质量掺合比例为20%和40%两个方案进行实验,确定合适的掺和比例,确保回收的精氯丁液体能全部再利用于氯丁橡胶生产中。 氯丁胶乳经蒸汽闪蒸脱气后,氯丁胶乳中残存氯丁二烯含量大幅降低,平均生产每吨氯丁橡胶可回收0.1108m3精氯丁液体。经过精馏提纯后,粗氯丁液体甲苯含量明显降低,甲苯含量可控制在0.5wt%以下。因为乳液聚合过程,链自由基活性会向甲苯等杂质转移,为避免甲苯在乳液聚合前期产生链转移反应,对氯丁二烯聚合物分子量的分布产生影响。根据乳液聚合过程及所得产品性能比较,确定精氯丁液体再利用时,精氯丁液体与纯氯丁二烯质量掺合比例为20%。