丁苯橡膠聚合工藝設(shè)計書說明書

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1、丁苯橡膠聚合工藝設(shè)計書說明書第1篇設(shè)計說明書第1章緒論1.1設(shè)計依據(jù)、指導(dǎo)思想1.1.1設(shè)計依據(jù)主要設(shè)計依據(jù)是吉林化工學(xué)院下發(fā)的“年產(chǎn)6.5萬噸丁苯橡膠裝置聚合工段的工藝設(shè)計”本科生畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書。1.1.2指導(dǎo)思想本設(shè)計的指導(dǎo)思想是：（1）利用傳統(tǒng)乳液聚合生產(chǎn)技術(shù)，確保產(chǎn)品質(zhì)量高，生產(chǎn)過程安全；（2）生產(chǎn)過程盡量采用自動控制，機(jī)械化操作；（3）對于易燃易爆場所，設(shè)計采用可靠的控制，報警消防設(shè)施；（4）設(shè)計采用技術(shù)成熟完善的傳統(tǒng)乳液聚合方法，達(dá)到環(huán)保的要求，對生產(chǎn)過程中的化學(xué)污水的排放要經(jīng)過處理，以保證環(huán)保要求；（5）廠房、車間、設(shè)

2、備布置要嚴(yán)格按土建標(biāo)準(zhǔn)，以保證生產(chǎn)和正常進(jìn)行及操作人員的安全。1.2設(shè)計地區(qū)的自然條件本設(shè)計的丁苯橡膠車間擬建在吉林市江北吉化有機(jī)合成廠院內(nèi)。設(shè)計地區(qū)自然條件如下：土壤最大凍土深度：1.8米土壤設(shè)計凍土深度：1.7米全年主導(dǎo)風(fēng)向：西南風(fēng)夏季主導(dǎo)風(fēng)向：東南風(fēng)年平均風(fēng)速：3.4米/秒地震裂度：7度年平均降雨量：668.4毫米日最大降雨量：119.3毫米19平均氣壓：745.66mmH最高氣溫：36.6℃最低氣溫：-38℃平均相對溫度：71%最大降雪量：420毫米水溫：15℃第2章工藝論證2.1工藝原理丁苯橡膠是1,3-丁二烯和苯乙烯的共

3、聚物，是一種最通用的橡膠品種，它是按自由基反應(yīng)機(jī)理于乳液中合成的。其反應(yīng)方程式為：mCH2=CH-CH=CH2+nCH=CH2-[-CH—CH2-]n---[-CH2-CH=CH-CH2-]m--2.2生產(chǎn)方法論證丁苯橡膠的生產(chǎn)包括溶聚和乳聚兩種工藝。溶聚丁苯橡膠具有低的滾動阻力，又具有很高的抗?jié)窕耘c耐磨性，其滾動阻力比乳聚丁苯橡膠減少20%一30%，抗?jié)窕詢?yōu)于順丁橡膠，耐磨性能也很好，是全天候輪胎的最合適膠料。近幾年國際上溶聚丁苯橡膠的消費(fèi)是一直處于上升趨勢。西歐和日本溶聚丁苯橡膠所占總丁苯橡膠消費(fèi)量的比例為31%左右，一些公

4、司正計劃擴(kuò)大溶聚丁苯橡膠生產(chǎn)能力或新建裝置。1992年以來，溶聚丁苯橡膠的產(chǎn)量呈遞增趨勢。據(jù)有關(guān)資料報道，1992年至2000年西歐、美國、日本三地區(qū)SSBR平均年增長率為5.9%，而SBR平均年增長率約為1.2%01995年，拜耳公司決定停止其在ESBR方面的投資，Hill，的ESBR停產(chǎn)。拜耳認(rèn)為輪胎制備技術(shù)會有一個根本轉(zhuǎn)變，歐洲的消費(fèi)者將逐步接受“綠色輪胎”;另外，還應(yīng)該看到以下因素[13]：(1)在現(xiàn)有的溶液聚合裝置上花較少的費(fèi)用就能有效地擴(kuò)大SR的能力。(2)溶聚工藝優(yōu)于乳液聚合和氣相聚合工藝，SSBR和BR更能接受長期挑

5、戰(zhàn)。(3)目前越來越趨向于采用優(yōu)等填料，SSBR可在此方面降低輪胎的滾動阻力做出貢獻(xiàn)。19(4)ESBR的生產(chǎn)效益長期低下。但是，拜耳同時也指出ESBR1500,1712對不同用戶需求的適應(yīng)性很強(qiáng)[14]。SSBR是一種相對ESBR的高性能合成橡膠，它不能等同于ESBR，也不能完全取代ESBR，二者比例的調(diào)整有一個漸進(jìn)的發(fā)展過程。開發(fā)SSBR要在確保其綜合質(zhì)量優(yōu)良的基礎(chǔ)上，將目標(biāo)集中在節(jié)能型品種。雖然丁苯橡膠市場已經(jīng)成熟，但乳液丁苯橡膠與溶液丁苯橡膠之間的競爭正在增加。溶液丁苯橡膠在加工上存在的問題已通過生產(chǎn)特制聚合物(tailor

6、ing)而得到克服。目前存在的主要問題是價格較高，各生產(chǎn)者所生產(chǎn)的產(chǎn)品之間沒有很好的互換性。對于高性能輪胎，沒有任何其它橡膠能夠代替溶液丁苯橡膠，當(dāng)然乳液丁苯橡膠也是不能滿足要求的。因此盡管溶液丁苯橡膠成本比乳液丁苯橡膠約高出17%，但輪胎生產(chǎn)者使用溶液丁苯橡膠的趨勢已開始越來越明顯，但是由于我國的現(xiàn)狀的限制，所以我國大多數(shù)還是選用乳液丁苯橡膠。目前國內(nèi)4套乳聚丁苯橡膠裝置主要技術(shù)來源于日本JSR、ZEON和臺灣合成橡膠公司。工藝技術(shù)路線基本一致，都是低溫乳液聚合技術(shù)，只是在工藝流程和聚合配方上有差別，技術(shù)本質(zhì)上無差別。對于聚合生產(chǎn)

7、工藝而言，JSR從工藝流程上要好于ZEON，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)于ZEON，緩沖能力較強(qiáng)；不足之處是JSR聚合轉(zhuǎn)化率為62%，而ZEON為70%[15]。吉林石化公司丁苯橡膠裝置A、B兩條生產(chǎn)線原設(shè)計雙線各八臺釜，五臺置換塔，聚合釜容積為30/臺，聚合物料從一釜進(jìn)入，依次通過串聯(lián)的八臺釜，在5℃的溫度下，反應(yīng)8-10小時，聚合轉(zhuǎn)化率為60%，生產(chǎn)能力每條線為115t/d；經(jīng)過幾次技術(shù)改造，雙線各拆除兩臺置換塔，增加一臺聚合釜，變?yōu)榫鸥磻?yīng)，聚合轉(zhuǎn)化率由60%提至62%，裝置生產(chǎn)能力由115t/d提高到145t/d[15]。蘭州石化公司橡膠

8、廠丁苯橡膠以氯化鉀為電解質(zhì)（PH緩沖溶液）、過氧化氫二異丙苯為氧化劑、以叔十二碳硫醇為調(diào)節(jié)劑，借液氨冷卻，在5-8℃下，丁二烯和苯乙烯在聚合釜中進(jìn)行聚合反應(yīng)，待末釜單體轉(zhuǎn)化率達(dá)64-68%時，用終止劑終止聚合反應(yīng)，單體回收采用水環(huán)式壓