聚氨酯聚醚的生产工艺

聚醚简介

　　聚醚多元醇是分子中含有醚键( R O R ),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。