乙丙橡膠（EPR）是繼Zieg1er一Natta催化劑的發明、聚乙烯和聚丙烯的出現后問世的一種以乙烯。丙烯為根基單體的共聚橡膠，分為二元乙丙橡膠（EPM）和三元乙丙橡膠（EPDM）兩大類。前者是乙烯和丙烯的共聚物；后者是乙烯、丙烯和少量非共軛二烯烴的共聚物。 EPR具有許多其它通用合成橡膠所不具備的優良性能，加之單體價廉易得，用場廣泛 ，是80年代以來國外七大合成橡膠品種中發展最快的一種，其產量、生產能力 和消費量在發達國家 中均居第三位，僅次于丁苯橡膠、順丁橡膠。1998年世界EPR總生產能力 約為102噸，消費量為81.4萬噸。初步統計，1999 年消費量約為83.61萬噸，預計2003年將達到 98.0萬噸。1998～2003年EPR的需求增長 率為3.8％，高于丁苯橡膠溫柔丁橡膠需求量的增長 速率。
??? 目前FPR工業生產工藝路線有溶液聚合法、懸浮聚合法和睦相聚合法三種。下面將分辨 詳細論述 其技巧狀態及待點，并進行技巧經濟對比。

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??? 1、溶液聚合工藝

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??? 1.1? 技巧狀態

??? 60年代初實現工業化，經不斷完善 和改善，技巧己成熟，為許多新建裝置所應用，是工業生產的主導技巧，約占FPR總生產能力 的77.6％。

??? 該工藝是在既可以溶解產品、又可以溶解單體和催化劑系統的溶劑中進行的均相反應，通常以直鏈烷烴如正己烷為溶劑，采納 V一A1催化劑系統，聚合溫度為30～50C，聚合壓力為0.4～0.8 MPa，反應產物中聚合物的質量分數一般為8％～10％。工藝歷程根基上由原材料 籌辦、化學品配制、聚合、催化劑脫除、單體和溶劑回收精制以及凝聚 、干燥和包裝等工序組成， 但由于各公司在某部分或把持方面有自己的專利技巧，因而各具奇特的工藝實行法子 。代表性的公司有DSM、 Exxon、uniroya1、DuPont、日本三井石化和JSR公司。其中最范例的代表是DSM公司，它不僅是全球最大的EPR生產者，而且在荷蘭、美國、日本、巴西所擁有的四套裝置均是采納溶液聚合工藝，占世界溶液聚合工藝生產EPR總能力 的1/4.下面將以該公司為例進行闡明。

??? DSM公司采納己烷為溶劑，乙叉降冰片烯（ENB）或雙環戊二烯（DCPD）為第三單體，氫氣為分子量調節劑，VOCL3一 1／2AL2Et3CL3為催化劑。此外，為進步催化劑活性及降低 其用量，還參加了增進劑。催化劑的配比用量、預處理 法子 、增進劑類型是DSM公司的專有技巧。反應物料二級預冷到一500C，根據 生產的牌號，單釜或兩釜串聯操作。聚合釜容積大約為6m3.聚合反應條件為：溫度低于650C，壓力低于2. 5 MPa，反應熱用于反應器絕熱升溫。在堿性脫釩劑和熱水作用下，聚合物膠液中殘留的釩催化劑進入水相，經兩次轉相歷程被徹底脫除。未反應單體經二次減壓閃蒸回收并循環應用。此時向膠液中參加穩固劑等助劑（生產充油牌號時參加填充油）。汽提蒸出殘存的乙烯、丙烯和大部分溶劑后撇液送至兩臺串聯的凝聚 釜進行凝聚 ，并進一步蒸出回收殘余己烷溶劑循環應用， JC膠粒漿液脫水落后入干燥系統 ，然后壓塊或粉料包裝。含ENB的廢熱空氣送至焚燒爐焚燒，含釩污水送至污水脫釩單元，在脫釩劑的中和絮凝作用下，釩進入釩渣中，定期送堆埋場掩埋，經脫釩的污水排至污水處理 廠處理 。

??? DSM公司EPR溶液聚合工藝技巧成熟，對比先進，有下列優點 ：
??? （1）投資低，工藝最佳化。反應器的優比設計能滿足反應物料混雜請求，能正確把持聚合反應工藝參數和產品德量，聚合物膠液濃度高而循環溶劑量少，聚合釜體積小但生產強度高，原料和循環單體不需要 精制，催化劑效率 高，三廢中釩含量低，生產彈性大。
??? （2）生產操作費用低，裝置年操作光陰長，原料和催比劑的耗損低，采納先進把持系統 對生產進行把持。
??? （3）產品德量具有極強的競爭力。產品中催化劑殘渣含量低，生產中次品少，產品牌號切換機動，切換廢品量少，產品特征能夠按用戶請求進行調劑，產品牌號多，門尼值可在20～160寬領域內調節，質量穩固，重復 性好，產品規格指標變更幅度窄和產品加工性能優良。

??? 1.2? 技巧特性

??? 技巧對比成熟，操作穩固，是工業生產EPR的首要法子 ；產品品種牌號較多，質量均勻，灰分含量較少，利用領域廣泛 ；產品電絕緣性能好。但是由于聚合是在溶劑中進行，傳質傳熱受到限制，聚合物的質過頭數一般把持在6％～9％，最高僅達11％～14％，聚合效率 低。同時，由于溶劑需回收精制，生產流程長，設備 多，建設投資及操作成本較高。

??? 2? 懸浮聚合工藝

??? 2. 技巧狀態

??? EPR懸浮聚合工藝產品牌號不多，其用場有局限性，首要用作聚烯烴改性，目前只有Enichem公司和Bayer公司兩家應用，占EPR總生產能力 的13.4%.該工藝是根據 丙烯在共聚反應中活性較低的原理，將乙烯溶解在液態丙烯中進行共聚合。丙烯既是單體又兼作反應介質，靠其本身的蒸發致冷作明把持反應溫度，保持反應壓力。生成的共聚物不溶于液態丙烯，而呈懸浮于其中的細粒淤漿。又可分為一般懸浮聚合工藝和簡化懸浮聚合工藝。

2.1.1? 一般懸浮聚合工藝
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??? Enichem公司采納此工藝：以乙酰丙酮釩和AlEt2Cl為催化劑，二氯丙二酸二乙酯為活化劑，HNB或DCPD為第三單體，二乙基鋅和氫氣為分子量調節劑。視所生產產品牌號的不同，將乙烯、丙烯、第三單體以及催化劑參加具有多槳式攪拌器的夾套式聚合釜中，反應條件為：溫度一20～20oC，壓力0.35～1.05MPa.反應熱借反應相的單體蒸發移除。反應相中懸浮聚合物的質量分數把持在30％～35％，全部聚合反應在高度主動把持下進行，生成的聚合物丙烯淤漿間歇地（10～15次／h）送入洗滌器，用聚丙二醇使催化劑失活，再用NaOH水溶液洗滌。懸浮液送入汽提塔汽提，未反應的乙烯、丙烯和ENB分辨 經回收系統 精制后循環應用。膠粒一水漿液經振動篩脫水、擠壓干燥、壓塊和包裝即得成品膠。該工藝特性是聚合精制不應用溶劑，聚合物濃度高，強化了設備 生產能力 ，同時省略了溶劑循環和回收，勤儉了能量。

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??? 2.1.2? 簡化懸浮聚合工藝

??? 該工藝是在一般懸浮聚合工藝根基上開發成功 的，首要是采納高效鈦系催化系統，不必進行催化劑的脫除，未反應單體不需處理 即可返回應用。通常用于生產 EPM，這是因為閃蒸不易脫除未反應的第三單體。其工藝流程為：反應在帶夾套的攪拌釜中進行，采納 TiC1、一MgC12一A1（i一Bu），催化劑系統，催化劑效率 為50kg聚合物／g鈦，反應溫度27C，壓力1.3MPa，聚合物的質量分數為33％。反應釜出來的蒸汽物料收縮到2.7 MPa并冷卻后返口反應釜。聚合物淤漿經閃蒸脫除未反應單體，不需精制處理 ，收縮和冷卻后直接循環到反應釜應用。脫除單體的聚合物不必凈化處理 即可作為成品。產品可覺得粉狀、片狀或顆粒狀。近年來，Enichem公司采納改善后的V一A1催化系統，催化劑效率 進步到30～50kg聚合物/g釩，省去了洗滌脫除催化劑工序，同樣簡化了工藝流程。

??? 2.2? 技巧特性

??? EPR懸浮聚合工藝的特性是：聚合產物不溶于反應介質丙烯，系統粘度較低，進步了轉化率，聚合物的質量分數高達30％～35％，因而其生產能力 是溶液法的4～5倍；無溶劑回收精制和凝聚 等工序，工藝流程簡化，基建投資少；可生產很高分子量的品種；產品成本比溶液法低。而其不足之處是：由于不用溶劑，從聚合物中脫離殘留催化劑對比艱苦；產品品種牌號少，質量均勻性差，灰分含量較高；聚合物是不溶于液態丙烯的懸浮粒子，使之維持懸浮狀態 較難，尤其當聚合物濃度較高和出現少量凝膠時，反應釜易于掛膠，甚至產生設備 管道堵塞現象；產品的電絕緣性能較差。

??? 3? 氣相聚合工藝

??? 3.1? 技巧狀態

??? EPR的氣相聚合工藝是由Himont公司率先于20世紀80年代后期實行工業化的。UCC公司則于90年代初發布氣相法EPR中試裝置投入試生產，其9.1萬噸/年的氣相法EPR工業裝置于1999年正式投產。目前，該工藝占EPR總生產能力 的9％。UCC公司的EPR氣相聚合工藝最具代表性，它分為聚合、分手凈化和包裝三個工序。質量分數為60％的乙烯、35.5％的丙烯、4.5％的ENB同催化劑、氫氣、氮氣和炭黑一起參加流比床反應器，在 50～65C和絕對壓力2.07 kPa下進行氣相聚合反應。乙烯、丙烯和ENB的單程轉化率分辨 為5.2％。0.58％和0.4％。來自反應器的未反應單體經循環氣收縮機收縮落后入循環氣冷卻器除去反應熱，與新鮮 原料氣一起循環回反應器。從反應器排出的EPR粉未經脫氣降壓落后入凈化塔，用氮氣脫除殘留烴類。來自凈化塔頂部的氣體經冷凝回收ENB后用泵送回流比床反應器。生成的微粒狀產品進入包裝工序。

??? 3.2? 技巧特性

??? 與前兩種工藝相比，氣相聚合工藝有其突出的優點 ：工藝流程簡短，僅三道工序，而傳統工藝有七道工序；不需要 溶劑或稀釋劑，毋需溶劑回收和精制工序；幾乎無三暖排放，有利于生態環境保護。但其產品通用性較差，所有的產品皆為黑色。這是由于為?避免聚合物過粘，采納炭黑作為流態化助劑之故。雖然開發成功 了用硅烷粘土和云母代替 炭黑生產的白色和有色產品，但第一套工業化生產裝置仍然只能生產黑色FPR.

??? 4 各種生產工藝的技巧經濟對比

????在FPR的各種生產工藝路線中，溶液聚合工藝投資和成本最高。投資高是因為流程長，高粘度散熱難，設備 生產強度低，反應后聚合物流濃度太稀（僅為6％～14％，懸浮聚合工藝為33%），單體、溶劑回收需較高的費用；成本高首要是因為公用工程費、折舊費、固定成本費用高。這是由于生產歷程中耗損較高的電和蒸汽所致。

??? 懸浮聚合工藝的投資與成本工藝分辨 相當于雷同規模 溶液聚合工藝的77％和88％，具有投資少、原料耗損和能耗低、生產成本低、三廢處理 費用少等特性。

??? 氣相聚合工藝的投資和產品成本最低，分辨 相當于同等規模 溶液聚合工藝的42％和68％。

??? 綜上所述，雖然EPR溶液聚合工藝的投資和成本最高，但其產品綜合性能好，硫化速度快，產品利用領域廣，是目前國外最廣泛 應用的法子 。懸浮聚合工藝生產流程短，投資和成本較低，然而產品性能沒有突出優點 ，利用領域較窄，故目前不及溶液聚合工藝應用廣泛 。氣相聚合工藝產品中含有大宗炭黑，通用性較差，限制了它的應用領域，但其工藝流程短。

??? 生產高效和潔凈，有利于降低 生產成本和保護生態環境，對長期沿用的溶液聚合工藝具有根本 變化性意義，是合成橡膠工業技巧今后發展的必定趨勢，已成為國外大石化公司競相開發和優先發展的項目。該工藝雖然目前尚有不盡如人意之處，有的公司對它甚至持謹慎 態度，還不大可能很快代替長期工業利用的溶液聚合技巧，但從長遠來看，其發展遠景是樂觀的。而且，該技巧正在向聚丁二烯橡膠氣相合成技巧的方向擴張，必將對合成橡膠生產技巧的未來發展產生 重大的導向性作用。

標簽：成文橡膠謝謝