聚醚簡介
聚醚多元醇是分子中含有醚鍵(ROR),端基為OH基團(tuán)的齊聚物。它是由含活潑氫的低分子化合物如(醇類、胺類)作起始劑,在催化劑作用下與環(huán)氧乙烷(EO)、環(huán)氧丙烷(PO)、環(huán)氧丁烷(BO)等進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)而成的。聚醚產(chǎn)量最大者為以甘油(丙三醇)作起始劑和環(huán)氧化物(一般是PO與EO并用)，通過改變PO和EO的加料方式(混合加或分開加)、加量比、加料次序等條件，生產(chǎn)出各種通用的聚醚多元醇。聚醚多元醇是一種重要的化工原料,它的最大用途是合成聚氨酯(PU)樹脂類產(chǎn)品,如聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯黏合劑、聚氨酯膠粘劑、聚氨酯彈性體等。此外,還可以用作非離子表面活性劑、潤滑劑、液流體、熱交換流體等。 早期合成聚醚多元醇的聚合反應(yīng)是在酸或者堿催化作用下進(jìn)行的,常用的酸催化劑是質(zhì)子酸(H2SO4、HCl等)和路易斯酸(AlCl3、BF3等),堿性催化劑常用的是堿金屬、堿(土)金屬的氧化物、醇化物和氫氧化物。
聚醚生產(chǎn)工藝
對由氧化丙烯醚二醇生產(chǎn)的聚醚多元醇來講，具體工業(yè)化基本分為原料預(yù)處理、聚合反應(yīng)和后處理等三步工序，工序簡介如下：
一.原材料的預(yù)處理：在開環(huán)聚使反應(yīng)中，為保證聚醚多元醇合成的反應(yīng)速度、分子量控制以及產(chǎn)物的色澤、不飽和度等，首先要提純聚合單體，此外還應(yīng)除去催化劑、起始劑同反應(yīng)體系中帶入水、醛、氧、多羥基糖類等微量雜質(zhì)。
二、開環(huán)聚合反應(yīng)：以環(huán)氧化物為原料進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)屬放熱反應(yīng)，因此反應(yīng)過程中用冷凝水及時(shí)移走反應(yīng)熱。另外，氧會(huì)對聚合反應(yīng)產(chǎn)生氧化和阻聚作用，故反應(yīng)前必須用真空泵盡量抽盡反應(yīng)釜中的空氣，以保證反應(yīng)在無氧存在的情況下進(jìn)行，同時(shí)，在反應(yīng)的過程中，也要不斷地抽真空，以便能生產(chǎn)出高質(zhì)量的聚醚多元醇。
三、后處理工序：完成聚合反應(yīng)生成的聚醚多元醇粗品，必須經(jīng)過后處理。后處理工作主要包括中和、吸附、脫水、過濾、精餾等單元。聚醚多元醇經(jīng)過一系列的后處理，不僅將其中殘留的催化劑雜質(zhì)中和、過濾掉，同時(shí)也是使用吸附、脫水、蒸餾工序，將其他有害的雜質(zhì)去除，以獲得含水量低，色澤淺，無異味，性能良好、均一的聚醚產(chǎn)品。基本精制方法大致可以分為以下幾種：
(1)利用無機(jī)酸或有機(jī)酸中和，在生產(chǎn)聚醚多元醇的聚合反應(yīng)中.對使用堿性金屬氫氧化物為催化劑(如氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化鍶等)體系，中和時(shí)很少使用無機(jī)酸作中和劑。對于使用堿金屬氫氧化物為催化劑體系.則推薦使用無機(jī)酸為中和劑，如鹽酸、磷酸、稀硫酸等。
(2)吸附，吸附操作是為了去除聚醚多元醇中殘留催化劑等離子和有色物質(zhì)，常用的吸附劑有硅酸鎂、硅酸鋁、活性白土、活性炭、分子篩、硅藻土、中等木炭等，因此，吸附操作溫度一般在100℃左右。
(3)離子交換，在工業(yè)生產(chǎn)中，多采用中和吸附法，但要求甚高的特種聚醚也可以采用離子交換法進(jìn)行處理，該法不僅能有效地去除聚醚多元醇中的金屬離子，同時(shí)還能除去聚醚中的有色、有毒物質(zhì)。
(4)過濾，過濾的目的是除去催化劑被中和后生成的鹽，現(xiàn)多使用先進(jìn)的圓網(wǎng)式過濾裝備。在過濾過程中。應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)聚醚分子量大小、官能度多少，適當(dāng)添加適宜的助濾劑，以降低系統(tǒng)物料粘度，提高過濾效率，減少濾餅中產(chǎn)品的殘留量。
(5)精餾和調(diào)整，為獲得雜質(zhì)合量低、色澤淺、分子量分布相對較窄的聚醚產(chǎn)品，還需要經(jīng)過精餾和調(diào)整工序。聚醚的精餾是在100℃左右的減壓下進(jìn)行，使用降膜式蒸發(fā)器，加入0.05%-0.5%二叔丁基對甲酚之類的抗氧劑，以及丁基化羥基甲苯和胺類抗氧劑(如吩噻嗪等)等配合物，脫除聚醚中的微量水分和其他雜質(zhì)。 目前，聚醚多元醇的工業(yè)化生產(chǎn)，一般采用預(yù)處理-聚合-中和吸附、過濾、脫水、蒸餾等工藝程序，其生產(chǎn)方式可分為連續(xù)法和間歇法。前者自動(dòng)化程度序高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，成本低，適用通用型聚醚多元醇大批量生產(chǎn)。后者一般采用釜式反應(yīng)裝備，投資少、投產(chǎn)快，生產(chǎn)操作簡單，但產(chǎn)品質(zhì)量沒有連續(xù)法生產(chǎn)的產(chǎn)品穩(wěn)定，成本稍高。對于年產(chǎn)量在20kt以下的生產(chǎn)工廠均采用間歇法生產(chǎn)裝備。
聚醚多元醇生產(chǎn)中也有三廢產(chǎn)生，先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，每生產(chǎn)1t產(chǎn)品將會(huì)產(chǎn)生大約30kg以上的廢液，量雖然不大，但也必須先處理后排放。過濾產(chǎn)生的固體廢料，其中仍含有不少聚醚。應(yīng)采用溶劑清洗，回收，使固體廢料中有機(jī)物含量低于1%后排放，溶劑可回收循環(huán)使用，廢氣可輸入吸收塔，吸收未反應(yīng)的原料氣體，循環(huán)使用后進(jìn)入符合環(huán)保要求的廢氣處理裝置處理后排放。 |
