年产11万吨顺丁橡胶生产工艺设计说明书

北京化工大学化学工程学院设计说明书题目：年产1.1万吨顺丁橡胶生产工艺设计学生：班级：学号：指导教师：2014年12月

目录1、工艺设计基础 21.1、设计任务 21.1.1、设计任务 21.1.2、文献综述 21.2、原辅材料性质及技术规格 21.3、产品性质及技术规格 31.3.1、顺丁橡胶的结构 31.3.2、顺丁橡胶的性能 41.3.3、顺丁橡胶的用途 41.3.4、生产中成品胶质量指标 41.4、危险性物料的主要物性 51.5、原材料的消耗定额 52、工艺说明[6] 52.1、生产方法、工艺技术路线及工艺特点 52.1.1、生产方法 52.1.2、工艺技术路线的确定 62.2、生产流程说明 72.2.1、主要流程工艺 72.2.1、主要工艺流程说明 72.2.2、聚合工艺 82.2.3、凝聚工艺 82.2.4、橡胶的后处理 92.2.5、单体及溶剂回收工艺 92.2.5、三废处理 93、工艺计算及主要设备设计 103.1、物料衡算 103.1.1计算的基础数据 103.1.2、计算基准 133.2、热量衡算 213.2.1、计算的基础数据 213.2.2、各釜对流传热系数和传热系数K的计算 233.2.3、各釜热量衡算 273.3、聚合釜的计算和选型 303.3.1、基础数据 313.3.2、聚合釜总容积及台数的确定 313.3.3、聚合釜搅拌功率的计算 314、工艺控制条件及自控设计 334.1、控制指标 344.2、开停车 345、附图 356、参考文献 37

1、工艺设计基础1.1、设计任务1.1.1、设计任务本设计为年产1.1万吨顺丁橡胶（纯度99%）生产工艺设计，顺丁橡胶生产工艺由聚合工段和后处理工段两大部分组成，本设计的主要任务是：聚合釜、终止釜和凝聚釜的物料衡算聚合釜的热量衡算；聚合釜的计算和选型设计出聚合工段带工艺控制点的工艺流程图由于本设计为假定设计，所以设计任务中其他项目如：厂区或厂址、主要技术经济指标、原料的供应、技术规格以及燃料种类、水电汽的主要来源，与其他工业企业的关系，建厂期限、设计单位、设计进度及设计阶段的规定等均从略。1.1.2、文献综述目前世界上大部分顺丁橡胶生产采用溶液聚合法[1]。关于顺丁橡胶生产技术的进展，主要体现在催化剂、分子量调节、生产工艺、新产品开发以及装置设备等方面。因此，对顺丁橡胶生产工艺进行研究，具有一定的积极意义。工艺展望进一步优化催化体系和工艺条件[1]积极开拓顺丁橡胶应用领域聚合温度进一步提高，利于聚合、凝聚和节能[2]应加强新产品开发,满足市场需求[3]顺丁橡胶是顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称，由丁二烯聚合得到。顺丁橡胶是目前世界上第二通用合成橡胶，与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性好，易与天然橡胶、氯丁橡胶或丁腈橡胶并用，主要用于轮胎加工行业，在传送带、传动带、模压制品、鞋底、胶鞋及海绵胶等方面得到广泛应用。1.2、原辅材料性质及技术规格表1.1-原材料、产品技术规格[4]名称规格分析方法国家标准单体丁二烯纯度:≥99%气相色谱法GB6013-85丁烯:<1%水<20mg/kg卡尔费休尔法GB6023-85醛酮总量：20mg/kg气相色谱法二聚物:＜50mg/kg气相色谱法GB6013-85乙腈：检不出溶剂溶剂油组成：2.1%，57.8%，40.1%馏程：60~90℃蒸馏法GB255-77碘值：<0.2g/100g化学法水值：<20mg/kg卡尔费休法GB6023-85催化剂环烷酸镍镍含量：>7-8%络合滴定法水分：<0.1%蒸馏法GB260-88不皂化物：无化学法三异丁基铝活性铝含量：≥50%络合滴定法外观浅黄透明，无悬浮物三氟化硼乙醚络合物BF3含量：>46%化学法沸点：124.5-126℃水含量:<0.5%卡尔费休法GB6283-86终止剂乙醇纯度：95%；含水：5%；恒沸点：78.2℃；密度810kg/m3GB/T679-2002防老剂2,6-二叔丁基

-4-甲基苯酚熔点：69-71℃；游离甲酚：<0.04%；灰分<0.03%；油溶性：合格1.3、产品性质及技术规格顺丁橡胶的物理化学性质与其结构的直接关系。这种结构又分为分子内结构和分子间结构(聚集态结构)。1.3.1、顺丁橡胶的结构HHCCCH2CH2CH2CH2CCHH顺式1.4结构0.86nm还有反式1.4结构和1.2位加成产物。利用环烷酸镍－三异丁基铝－三氟化硼乙醚络合物引发体系使丁二烯聚合后的产物中含96％～98％的顺式1.4结构，含1％～2％反式1.4结构和1％～2％的1.2结构加成物。这种以顺式1.4结构为主的聚合物具有分子链长，自然状态下为无规线团状；分子内存在独立双键使大分子链的柔性大，同时易于硫化处理的特点。由于顺式1.4结构含量大，使得大分子的规整性好，同时又由于分子链无取代基，造成对称性好，但因其重复结构单元之间距离大，而使顺式1.4结构聚丁二烯比反式1.4结构聚丁二烯更难于结晶。即便能结晶，其熔点也低(顺式1.4含量为98.5％的产物，熔点为0℃)，因此，在常温下无结晶态，只以无定形形态存在。相反，反式结构产物易结晶。故此，前者是高弹性体，后者无弹性。1.3.2、顺丁橡胶的性能通过与天然橡胶相比，顺丁橡胶具有弹性高、耐低温性好、耐磨性佳、滞后损失和生热性小、耐挠曲性及动态性能好以及耐老化、而永久性好等特点。被广泛用于轮胎加工行业。但它也有加工性欠佳、强度较差、抗湿滑性不好、有冷流性倾向等不足。顺丁橡胶的性能一看生胶的性能(可塑性、加工性、外观、颜色等)好坏，影响它因素有聚合方法、引发剂系统、生胶的分子结构、门尼粘度、平均分子量、分子量分布、凝胶含量、灰分、挥发份等。二看硫化后的硫化胶性能(抗张强度、300％定拉伸强力、伸长率、硬度、回弹性、生成热、永久变形、磨耗量等)，影响硫化胶的因素有门尼粘度、凝胶含量、加工用的配合剂(种类、用量、配方)加工方法等。1.3.3、顺丁橡胶的用途广泛用于制造乘用车和卡车轮胎，几乎占该类橡胶消耗量的86%以上，可以改善轮胎的耐磨性，延长其寿命。也适用于制造力车胎、胶管、胶带、胶鞋以及其他橡胶制品。1.3.4、生产中成品胶质量指标表1.2-GB8659-88标准规定性能指标[5]项目优级品一级品合格品挥发份,％0.751.001.30灰分,％0.300.300.30生胶门尼粘度455455457混炼胶门尼粘度687373300％定伸应力MPa硫化145℃×25min6.5～10.56.2～10.76.0～11.0硫化145℃×35min7.0～11.06.7～11.26.5～11.5硫化145℃×50min6.8～10.86.5～11.06.3～11.3（续表1.2）（续表1.2）硫化145℃×35min14.213.713.2伸长率％硫化145℃×35min450430430防老剂非污染非污染非污染非污染1.4、危险性物料的主要物性表1.3-危险性物料主要物性表名称分子量熔点

（℃）沸点

（℃）闪点

（℃）燃点

（℃）爆炸极限危险概述上限下限丁二烯54.09-108.9-4.5<-641516.31.4三异丁基铝198.33-5.686<0<4危险标记9(易燃物品)溶剂油----25230-2607.01.0急性毒性LD50：无资料；

LC50：16000mg/m，4小时乙醇46.07-114.378.4137518.953.28三氟化硼乙醚络合物142-48124.5-12666.744511.12本产品遇明火会发生燃烧爆炸危险。注：数据来源合成橡胶工业手册第二版，赵旭涛、刘大华主编P5031.5、原材料的消耗定额表1.4-原料消耗定额数据表序号名称规格消耗量备注kg/ht/a1丁二烯纯度：99.3%1659.79913278.3902溶剂油C52.1%，C657.8%，C740.1%6369.54250956.3323环烷酸镍纯度7.5%0.4783.8224三异丁铝活性铝含量50%1.2099.6695三氟化硼乙醚络合物BF3含量46%1.88415.0756工业乙醇纯度95%0.8877.0947防老剂浓度117g/L13.021104.1652、工艺说明[6]2.1、生产方法、工艺技术路线及工艺特点2.1.1、生产方法目前世界上顺丁橡胶生产大部分采用溶液聚合法。生产采用的催化剂主要有Ni系、Ti系、Co系、Li系等。目前，目前，国内工业上采用的是Ni系催化剂体系，该催化剂活性高；顺式含量在97%以上；产品质量均匀，产物的综合物理机械性能较好，分子量较易控制，易于加工，冷流倾向小，便于连续生产；改变条件（温度，单体浓度）对聚合物的性能无影响。该工艺主要工序包括：催化剂、终止剂和防老剂的配制和计量；丁二烯的聚合；胶液的凝聚；后处理，橡胶的脱水和干燥；单体、溶剂的回收和精制。2.1.2、工艺技术路线的确定（1）、聚合方法的确定根据产物结构要求从自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合等反应机理中选择出配位聚合，同时考虑配位聚合所用原料、引发剂、传热、物料输送、产物溶解、回收、操作方式等方面综合考虑选择溶液聚合实施方法。该工艺路线包括了如反应活性中心的形成过程；特殊引发剂组分的安全防护；由于溶剂的存在必然要考虑的回收、循环利用；反应的终止方式；产品防老化处理等特点。操作方式为连续操作。（2）、溶剂的选择各种溶剂对反应原料、产物及反应所用各种引发剂的溶解能力不同。从溶解度参数、体系粘度、工程上传热与搅拌、生产能力提高、回收难易、毒性大小、来源、输送等几方面对苯、甲苯、甲苯-庚烷、溶剂油等，进行综合比较，确定选择溶剂油。（3）、引发剂的选择从适合顺丁橡胶生产的引发剂共性入手，如定向能力高、稳定性好、易贮存、高效、用量少、易分离及残存对产物性能无影响等，对常用的四大类型引发剂Li系、Ti系、Co系、Ni系进行比较，选择Ni系引发剂，其组份主引发剂为环烷酸镍，助引发剂为以异丁基铝，第三组分为三氟化硼·乙醚络合物。该引发剂催化活性高；顺式含量在97%以上；产品质量均匀，产物的综合物理机械性能较好，分子量较易控制，易于加工，冷流倾向小，便于连续生产；改变条件（温度，单体浓度）对聚合物的性能无影响。（4）、催化剂的陈化把催化剂的各组份按一定配比，在一定条件下混合，形成催化剂的活性中心，这种方式工业上称之为陈化。Ni催化剂的陈化有三元陈化、双二元陈化和稀硼单加陈化三种方法。目前顺丁橡胶工业制备中采用的催化剂陈化方法为稀硼单加陈化，该法特点是催化剂活性最高。（5）、聚合反应机理丁二烯分子中的π键很活泼，在催化剂的作用下，可以打开，使丁二烯分子相互加成，形成聚丁二烯大分子，整个聚合过程由以下几个基本阶段构成：丁二烯在催化剂的作用下活化，这种被活化了的单体叫做活性中心，能够很快地引发单体进行聚合。一般来说，促进催化剂各组分起反应、活化单体、引起聚合、都需要能量，所以在开始聚合时通常需要从外部提供热。带有单体的活性中心很活泼，能很快和更多的单体分子起反应，反应后的活性链其活性并不衰减，结果在很短的时间内形成了带有成千上万单体链节的活性长链分子。在链增长阶段，由于大量的丁二烯分子进行了聚合，形成了长链大分子，在这一过程分子数急剧下降，分子量显著升高。并且在该阶段，有大量的旧键破坏（π键被打开）、新键形成（σ键），使得反应放出大量的热，所以当一旦引起聚合后，必须立即加强外部或内部冷却，取走热量，否则将无法维持恒定的聚合温度。终止，变为无活性的聚丁二烯分子实验证明，活性中心的寿命是很短的，大部分分子在很短时间内已经长成，所以延长聚合时间、增加串联釜数，只能提高转化率而不能增加分子量，因此无需加专门的终止剂来终止活性链。在生产中聚合完了加终止剂，除了终止一些正在增长的分子外，主要是用终止剂来破坏剩余的催化剂，是不再发生聚合，以保证橡胶质量，绝不是所有的增长链都等到加终止剂时才终止。2.2、生产流程说明溶液聚合生产顺丁橡胶工艺过程包括原料精制、引发剂配制、聚合、回收、凝聚、后处理等工序。2.2.1、主要流程工艺图2.1__主要流程工艺框图2.2.1、主要工艺流程说明聚合级丁二烯由泵经流量控制与由泵经流量控制送来的溶液油在文氏管中混合后，再经丁油预热（冷）器进行预热（冷）后，与分别由计量泵送出的Ni组分、Al组分经文氏管混合后的混合物混合，连续送入聚合釜首釜底入口；B组分由计量泵送出与稀释油在文氏管中混合后直接送入聚合釜首釜底入口；聚合釜为不锈钢制并装有双螺带式搅拌器；物料在首釜反应一定时间后，从釜顶出来进入第二釜、第三釜等连续进行聚合反应，当达到规定门尼粘度后，进入终止釜用乙醇破坏引发剂使反应终止；从终止釜出来的胶液经过滤器进入胶液罐，回收部分未反应的单体送单体回收罐区，再经精制处理循环使用；胶液在胶液罐中被混配成优级品的门尼粘度，然后经胶液泵送入凝聚釜用0.9MPa水蒸汽在搅拌下於热水中进行凝聚。从凝聚釜顶出来的单体和水蒸汽经冷凝器冷凝，入油水分离罐分离出溶剂油和少量单体送回收精制后循环使用；水经液面调节阀控制排出，经二次净化处理排入地沟。从凝聚釜底出来的胶粒与循环热水颗粒泵送入缓冲罐，经1号经振动筛分离出胶料去洗胶罐。在洗胶罐中，用40～60℃热水对胶粒进行洗涤，洗涤后的胶粒经2号振动筛分离后，含水量约为40%～60%的胶粒送入挤压机挤压脱水。经挤压脱水后，胶粒含水量为8%～15%。将其切成细条形，并进入膨胀干燥机加热、加压，达到膨胀和内蒸，进一步除去所含的大部分水分，再送入水平红外干燥箱中干燥，使胶条的含水量降到0.75%以下。干燥合格的胶条经提升机送入自动称量秤，按每块25kg进行压块，并用塑料薄膜包好，装袋封口入库。2.2.2、聚合工艺丁二烯采用配位聚合法（双烯烃定向聚合），生产采用连续式溶液聚合法。表2.1__典型生产配方项目控制指标项目控制指标丁油浓度12-15g/ml镍/丁≤2.0×10-5铝/丁≤1.0×10-4硼/丁≤2.0×10-4铝/硼＞0.25醇/铝6铝/镍3-8防老剂/丁0.79-1.0%聚合压力＜0.45MPa丁二烯单耗1.045t/t-p收率＞95%转化率＞83%聚合温度首釜＜95℃；末釜＜100℃2.2.3、凝聚工艺从聚合终止釜出来的胶液，除含有百分之十的顺丁橡胶外，还含有大量的溶剂和未反应的丁二烯以及残存的催化剂等。凝聚的任务是将顺丁橡胶从胶液中分离出来。工业上常用水析法凝聚，在机械搅拌下，使胶液呈液滴状分散于热水中，用直接蒸汽通入，靠部分蒸汽冷凝放出潜热来加热热水，热量通过热水传递给胶粒。此时，液滴状胶液中的溶剂、丁二烯等受热部分气化，这部分溶剂气体被水蒸气按一定的比例带出凝聚釜，达到脱除溶剂的目的。溶剂蒸出后的橡胶呈胶粒状析出，分散于水中。凝聚的工艺设备有凝聚釜、汽相过滤器、冷凝器、油水分层罐、热水罐、丁二烯冷凝器、溶剂冷凝器、胶液泵、热水泵、颗粒泵、溶剂泵、单体泵和碱泵。2.2.4、橡胶的后处理顺丁橡胶胶液经水析凝聚脱除溶剂后，所得到的生胶中，除了含有少量剩余溶剂油和残存的催化剂外，还含有大量的水，一般含水量在40-60%范围内。在进行橡胶加工之前，必须进行干燥，将残留的溶剂和大量的水分除掉，使成品胶含水量低于1%。此外，为了便于运输、存放和防止生胶变质，橡胶的后处理还包括压块成型、包装等工序。2.2.5、单体及溶剂回收工艺从聚合得到的胶液，其中除含有顺丁橡胶外，尚有部分未反应的单体、各种杂质以及大量的溶剂油。从胶液储罐顶部冷凝器冷下的丁二烯和溶剂油以及经凝聚蒸出、冷凝和分层后的溶剂油和丁二烯等一起送到回收岗位。2.2.5、三废处理顺丁橡胶生产过程中，有大量废水、废弃和废渣产生。“三废”产生的原因主要有两方面：正常生产中排放的废物。因管理不善造成的跑、冒、滴、漏。废水处理废水处理的程度如何，直接影响着环境卫生的好坏。在顺丁橡胶废水处理中利用活性污泥法处理工业废水，处理后的废水直接排至河流或水库。废气处理顺丁橡胶生产中的氮氧化物采取催化还原法，使其转化为氮和水后在通过烟囱排入大气，含有大量可燃的碳氢化物的废气需经火炬燃烧后放掉，含醛废气（包括浓醛水）是通过烧醛炉后才放空的。废渣处理顺丁橡胶生产中的废渣有污泥、废催化剂、脱氢催化剂粉末、铝渣、废胶和自聚物等，有许多具有回收利用的价值。例如可以从脱氢催化剂粉末中回收贵重金属钼和铋，再用于脱氢催化剂的制备。表2.2__三废治理表序号名称温度压力排放量国家排放标准处理意见备注℃Pa排出点单位正常最大组成及含量1废水聚合总下水B、F、N排放集中，防止漏夜在设备上强化碱洗工艺减轻酸值，充分回收溶剂油，控制油水分层罐的液位高度减少油进入废水，拍污水处理后方能排出挤压机排水B、F、N洗胶罐排水B、F、N油水分离罐B、油2废气脱水回流罐C4、C5、C5送火炬燃烧胶液罐排气C43废渣铝渣溶剂油、铝污泥焚烧废胶网状结构凝胶3、工艺计算及主要设备设计3.1、物料衡算3.1.1计算的基础数据物料衡算所需相关数据详见表3-1至3-10（1）、聚合釜工艺参数表3.1__聚合釜进料参数一览表项目指标丁油浓度13.5g/100ml；温度：≤40℃镍/丁（摩尔比）2.0×10-5三异丁基铝/丁（摩尔比）1.0×10-4三氟化硼乙醚络合物/丁（摩尔比）2.0×10-4（续表3.1）铝/（续表3.1）＞0.25铝/镍（摩尔比）3-8表3.2__聚合釜操作参数一览表项目指标聚合系统压力＜0.45MPa聚合温度94℃聚合时间4h表3.3__聚合釜原辅材料规格一览表项目指标丁二烯纯度：99.3%，其余按丁烯计；溶剂油组成2.1%，57.8%，40.1%环烷酸镍纯度：7.5%三异丁基铝活性铝含量：50%三氟化硼乙醚络合物BF3含量：46%（2）、终止釜工艺参数表3.4__终止釜进料参数一览表项目指标胶液组成同聚合釜出料醇/三异丁基铝（摩尔比）6防老剂/丁（质量比）0.0079表3.5__终止釜原辅材料规格一览表项目指标乙醇纯度：95%，其余按水计防老剂/溶剂油（质量比）0.179；防老剂溶液（续表（续表3.5）117g/l（3）、凝聚釜工艺参数表3.6__凝聚釜进料参数规格一览表项目指标胶液组成同终止釜出料水/胶液（体积比）7.5水蒸汽/聚丁二烯（质量比）5表3.7__凝聚釜操作参数一览表项目指标循环水进料温度90℃凝聚温度95℃凝聚压力0.2MPa（表压）胶液进料温度20℃表3.8__凝聚釜原辅材料规格一览表项目指标水蒸汽0.9MPa（表压）（4）、相关设计参数表3.9__物料衡算相关设计参数项目指标丁二烯总转化率85%丁二烯单耗1.045t/t-p全装置总收率95.3%；（以1.045吨的100%丁二烯为基准计算收率和损耗）全装置总损耗4.7%，其中：1.聚合挂胶损失：1%2.聚合、凝聚的丁二烯机械泄露损失：0.5%3.凝聚、振动的渣末损失：0.5%（（续表3.9）4.油水分离器水相丁二烯溶解损失：2%5.包装过程中不合格品及落地损失：0.7%胶粒含水量0.6（凝聚所得胶粒中的水/胶粒，质量比）（续表（续表3.9）0.005（凝聚所得胶粒中的溶剂油/胶粒，质量比）聚合釜容积12m3年产量11000t年操作时间8000h（4）、所需物性数据表3.10__物料衡算所需物性数据物性数据丁烯的密度596kg/m3丁二烯的密度628kg/m3溶剂油密度660kg/m3溶剂油（以正己烷计）在95℃时的汽化热316.522kJ/kg20-95℃的平均比热2.428kJ/kg·℃沸点86℃丁二烯在95℃时的汽化热131.844kJ/kg20-95℃的平均比热2.554kJ/kg·℃丁烯（以正丁烯计）在95℃时的汽化热254.139kJ/kg20-95℃的平均比热2.679kJ/kg·℃0.9MPa(表压)水蒸汽焓△H汽2781.71kJ/kg95℃饱和水焓△H水397.75kJ/kg3.1.2、计算基准由于生产采用连续式溶液聚合法，因此计算过程以kg/h为基准。3.1.3各单元的物料衡算（1）、聚合釜总物料衡算聚合釜物料衡算图如图所示：丁二烯系统根据设计任务书，年产顺丁橡胶11000t，年操作时间8000h，可知每小时顺丁橡胶产量：根据丁二烯单耗可知所需纯丁二烯质量流量为：扣除机械损失以及溶解损失，应有聚丁二烯：根据总转化率85%可知应需M纯丁二烯质量流量=本工艺采用中国石化上海石油化工股份有限公司生产的工业用丁二烯（优级品，执行企业标准Q/SH012.01.13-1999）质量分数为99.3%，其余按正丁烯计算，可知，所需原料丁二烯为：随原料夹带的正丁烯为：根据上述计算结果，总结于下表中表3.11__进料丁二烯用量组分质量分数%kg/ht/am3/h丁二烯99.31648.18013185.4412.624正丁烯0.711.61992.9490.019合计1001659.79913278.3902.644溶剂油系统已知丁二烯质量流量为1659.799kg/h，体积流量2.644m3/h，丁油浓度为13.5g/100ml，即为135kg/m3，溶剂油密度660kg/m3，因而可得所需溶剂油质量：引发剂系统引发剂采用镍催化剂体系，成分为环烷酸镍—三异丁基铝—三氟化硼乙醚络合物，主要计算公式为：环烷酸镍（主引发剂）已知镍/丁（摩尔比）为，，纯度为7.5%，可知环烷酸镍质量流量：镍组分摩尔流量：三异丁基铝（助引发剂，Al(i-C4H9)3）已知三异丁基铝/丁（摩尔比）为，，活性铝含量50%三异丁基铝质量流量：摩尔流量：三氟化硼乙醚络合物（第三组分，BF3O(C2H5)2）已知三氟化硼乙醚络合物/丁（摩尔比）为，，BF3含量为46%，可知：三氟化硼乙醚络合物质量流量：摩尔流量：根据上述结果可知，，而由文献可知，当Al/Ni=3~8，Al/B=0.3~0.7（均为摩尔比），催化剂活性最高，因此可知此配方满足工艺要求。聚丁二烯系统由总转化率85%可知生成的聚丁二烯为：由于存在挂胶损失，损失量为：去终止釜的聚丁二烯为：未反应的丁二烯质量流量：根据上述结果可得聚合釜总物料衡算，列于表3-12表3.12__聚合釜总物料衡算表序号组分kg/ht/aw%（质量分数）进料1丁二烯1648.18013185.44120.5182丁烯11.61992.9490.1453溶剂油6369.542507956.33279.2934环烷酸镍0.4783.8220.0065三异丁基铝1.2099.6690.0156三氟化硼乙醚络合物1.88415.0750.0237合计8032.91164263.289100出料1去终止釜聚丁二烯1386.58411092.67517.2612未反应的丁二烯247.2271977.8163.0783丁烯11.61992.9490.1454挂胶损失14.369114.9500.1795溶剂油6369.54250956.33279.2936三种引发剂3.57128.5670.0447合计8032.91164263.289100（2）、聚合釜数量的确定以及各釜物料衡算聚合釜数量的确定由聚合釜物料衡算可得丁二烯进料量，丁油浓度，聚合时间T=4h，因而可得聚合总容积为：需12聚合釜台数：，圆整为4台。各釜转化率的确定根据《合成橡胶工业》第七卷（1984）P67中内容知：丁二烯聚合属于一级反应，并且镍催化体系油溶剂丁二烯的表观动力学反应速度常数的关联式如下：对于一级反应，连续槽式反应器的反应转化率与反应速率常数之间的关系如下（假设各釜停留时间相同）：，，可知：其中：CAN—第N台釜内反应物浓度，mol/L；CA0—反应物初始浓度，mol/L；CA(N-1)—第N-1台釜内反应物浓度，mol/L；XN—N台釜累积转化率；xN—第N台釜转化率；k—聚合反应表观速率常数，min-1；—平均停留时间，min；N—连续槽式反应器台数；[C0]—主催化剂的浓度，mol/L；kp—链增长速度常数，L/(mol·min)；T—反应温度，K；—催化剂利用率（在94℃下，取27%）为便于计算，按等温等容处理，取总转化率为85%；各釜停留时间相同；反应温度为94℃，[C0]=，则可计算得由于总转化率为85%，即XN=85%，可求得平均停留时间为由于各釜停留时间相同，由各釜转化率计算公式可知各釜转化率相同，现计算首釜的转化率：（4）、终止釜总物料衡算聚合釜物料衡算图如图所示：注：胶液组分同聚合釜出料组分乙醇用量计算已知纯丁二烯质量流量M纯丁二烯=1648.180kg/h,三异丁基铝/丁（摩尔比）为1.0×10-4,醇/三异丁基铝（摩尔比）为6，乙醇分子量为=46，纯度为95%,乙醇密度ρ=810kg/m3则乙醇质量流量M乙醇=1.09×10-3×810kg/h=0.887kg/h乙醇含水量M水=M乙醇×（1-95%）=0.887×0.05kg/h=0.044kg/h防老剂用量计算已知胶液组成同聚合釜出料，防老剂/丁（质量比）为0.0079,防老剂溶液浓度为117g/L则防老剂总用量为1648.180×0.0079kg/h=13.021kg/h防老剂溶液体积量为13.021/117=0.111m3/h防老剂带入体系的溶剂油用量计算已知防老剂/溶剂油（质量比）为0.179则防老剂带入体系的溶剂油用量=13.02/0.179kg/h=72.741kg/h根据上述结果可得聚合釜总物料衡算，列于表3-13表3.13__终止釜釜总物料衡算表序号组分kg/ht/aw%（质量分数）进料123456胶液终止剂水防老剂带入溶剂油总计8018.5420.8870.04413.02172.7418105.23564148.3397.0940.355104.165581.92764841.88098.9300.0110.0010.1610.897100出料123456789丁烯丁二烯引发剂溶剂油干胶终止剂水防老剂总计11.619247.2273.5716442.2821386.5840.8870.04413.0218105.23592.9491977.81628.56751538.26011092.6757.0940.355104.16564841.8800.1433.0500.04479.48317.1070.0110.0010.161100（5）、凝聚釜总物料衡算凝聚釜物料衡算图如图所示：注：胶液组分和量同终止釜出口物料循环热水量计算已知水/胶液（体积比）为7.5，丁油量=原料/丁油浓度=1659.799/135=12.295m3/h,防老剂溶液体积流量为0.111m3/h则胶液体积流量为12.295+0.111=12.306m3/h热水循环量=7.5×12.306m3/h=93.05m3/h损失量计算M丁二烯机械损失量=M纯丁二烯×0.5%=1648.180kg/h×0.5%=8.241kg/hM聚丁二烯损失量=M干胶×0.5%=1386.584kg/h×0.5%=6.933kg/h去振动筛的聚丁二烯胶粒量计算M聚丁二烯量=M干胶-M聚丁二烯损失量=(1386.584-6.933)kg/h=1379.651kg/hM胶粒含水量=M干胶×0.6=1386.584kg/h×0.6=831.951kg/hM胶粒含油量=M干胶×0.005=1386.584kg/h×0.005=6.933kg/h水蒸气冷凝量M溶剂油气化量=M溶剂油-M胶粒含油量=6442.282-6.933=6435.349kg/hM丁烯气化量=M丁烯=11.619kg/hM丁二烯气化量=M未反应丁二烯-M丁二烯机械损失量=247.227-8.241=238.986kg/h已知0.9MPa(表压)水蒸汽焓△H汽=2781.71kJ/kg，95℃饱和水焓△H水=397.75kJ/kg则焓差△H=△H汽-△H水=2781.71-397.75=238.96kJ/kg利用公式计算水蒸气冷凝量M溶剂油气化所需冷凝量=6435.349×[316.522+2.428×（95-20）]/238.96kg/h=1345.999kg/h同理可知M丁烯气化所需冷凝量=2.218kg/h，M丁二烯气化所需冷凝量=32.419kg/hM循环水从90℃上升至95℃所需冷凝量=M循环水×水平均比热容×温差/焓差=93.05×1000×4.1868×（95-90）/238.96kg/h=817.052kg/h则M总冷凝量=M溶剂油气化所需冷凝量+M丁烯气化所需冷凝量+M丁二烯气化所需冷凝量+M循环水从90℃上升至95℃所需冷凝量=2197.688kg/h进入凝聚釜的蒸气总量计算已知水蒸气/聚丁二烯（质量比）为5，则M蒸气总量=M聚丁二烯×5=1375kg/h×5=6875kg/hM去油水分离器的水蒸气量=M蒸气总量-M总冷凝量=6875-2197.688=4677.312kg/h根据上述结果可得凝聚釜总物料衡算，列于表3-14表3.14__凝聚釜总物料衡算表序号组分kg/ht/aW%(质量分数）进料1防老剂13.021104.1650.0121%2终止剂0.8877.0940.0008%3胶液8091.32864730.6217.5485%4循环水92211.041737688.32886.0248%5水蒸气6875.00055000.0006.4138%6进料总计107191.276857530.208100.0000%出料去振动筛1聚丁二烯1379.65111037.2121.2871%2防老剂12.956103.6440.0121%3溶剂油6.93355.4630.0065%（续表（续表3.14）三种引发剂3.57128.5670.0033%5终止剂0.8877.0940.0008%6水94401.399755211.19588.0682%7去振动筛合计95805.397766443.17589.3780%去油水分离器8丁烯11.61992.9490.0108%9丁二烯238.9861911.8890.2230%10溶剂油6435.35051482.7966.0036%11水蒸气4684.64237477.1334.3704%12去油水分离器合计11370.59690964.76710.6078%损失13损失防老剂0.0650.5210.0001%14损失丁二烯8.24165.9270.0077%15损失聚丁二烯6.93355.4630.0065%16损失合计15.239121.9110.0142%17出料总计107191.232857529.853100.0000%3.2、热量衡算3.2.1、计算的基础数据聚合釜物料衡算表；聚合时间：4h；实用聚合釜台数：4台（以4台为例）；聚合温度：94冷却盐水：入口温度-12℃，出口温度-8反应釜夹套换热面积A=27m2；丁二烯聚合反应热△H反=-1381kJ/kg溶剂油组成及物性数据：表3.15__溶剂油组成表n-C5H12n-C6H14n-C7H16合计Wi%2.157.840.1100Xi%2.5961.5435.87100Mi7284100表3.16__溶剂油物性数据表物性n-C5H12n-C6H14n-C7H16溶剂油数据来源计算公式密度549590620601《化工工艺设计手册》第二版上册P2-312、P2-322、P2-354比热容CpkJ/(kg·℃)3.07672.62042.48232.6168热导率W/(m·℃)0.08610.09070.09890.0942丁烯、丁二烯物性数据：表3.17__丁烯、丁二烯物性数据表定性温度℃密度比热容CpkJ/(kg·℃)热导率W/(m·℃)数据来源C4H89410102.00010.1396《化工工艺设计手册》第二版上册P2-312，P2-277,P2-354C4H6944802.97210.08374顺丁橡胶物性数据：表3.18__顺丁橡胶物性数据表定性温度℃密度比热容CpkJ/(kg·℃)热导率W/(m·℃)数据来源顺丁橡胶944802.97210.08374《合成橡胶工业》第七卷(1984)P69冷冻盐水物性数据：表3.19__冷冻盐水物性数据表定性温度℃密度比热容CpkJ/(kg·℃)热导率W/(m·℃)动力粘度Pa．sCaCl2-1012452.85900.48856.3cp数据来源：化工工艺设计手册（国家医药管理局上海医药设计院编）P2-319、P2-327、P2-357、P2-338根据各釜纯转化率计算的各釜的物料组成，然后求得各釜的物性数据：表3.20__各釜物性数据计算结果表釜号温度℃组分密度比热容CpkJ/(kg·℃)热导率W/(m．℃)门尼粘度动力粘度Pa．s一94胶液606.82.57440.0956503.5二94胶液624.22.52830.0986507.5三94胶液635.52.50320.10054511.0四94胶液642.82.48650.10164518.0注：根据各釜门尼粘度和胶液浓度查《高聚物合成工艺学》确定各釜动力粘度。3.2.2、各釜对流传热系数和传热系数K的计算夹套内冷却盐水的对流传热系数1计算基本方程式：αNu式中1—夹套对流传热系数，；Nu—努塞尔准数；Re—雷诺准数；—传热面的特征尺寸，m；—流体的热导率，；u—流体的流速，m/s；—流体的密度，；—流体的粘度，Pa·s；Cp—流体的比热容，J/(kg·℃)；w—流体在壁温条件下的粘度，Pa·s图螺旋导流板查《化工工艺设计手册》上册P301表4-14，取冷却盐水在螺旋导流板中的流速为1.5m/s；根据《搅拌设备设计》P142和《化工设备机械基础》第三册P180有关内容，取聚合釜夹套内螺旋导流板的几何尺寸上图所示。则传热面特征尺寸为：那么：由于0Pr100Re10000，所以：其中则因盐水在弯曲的螺旋导流板中流动，所以要对1进行修正。查《基础化学工程》上册P172修正公式为：式中R—曲率半径，设计取916mm。釜内对流传热系数2的计算根据《化学工程手册》第5篇《搅拌与混合》P31有关高粘度流体采用双螺带式搅拌槽的传热公式，即永田公式：1<Re<1000时： Re>1000时： 考虑叶轮与槽壁间隙大小对传热的影响时：搅拌雷诺准数式中d—搅拌叶轮直径，m；n—搅拌转数，r/s；D—聚合釜内径，m。设计中取：D＝1.8m；d＝0.95D＝1.71m；n＝59r/min；根据以上公式计算各釜的2，将计算结果列入下表：表3.21__各釜对流给热系数2计算结果釜号RePrNu2（W/m2.℃）1498.5194251.051493.3579.3142239.31192314.911483.0981.2403166.12273982.091477.6082.4994102.68440521.651474.5783.231以1号釜为例计算因为1<Re<100，因此则同理可计算出釜2、釜2、釜4的给热系数各釜总传热系数K的计算聚合釜壁剖面图如图9-9所示，由于，所以按《基础化学工程》上册P180式3-58计算各釜K值。聚合釜壁剖面图已知各釜的1和2，另外，计算时：挂胶厚度，；釜壁厚度，；取水垢厚度，查《基础化学工程》上册P180表3-9得25％CaCl2盐水的垢层系数。则可以计算出各釜的K值，列入下表中：表3.22__各釜K值计算结果表釜别1W/(m2·℃)1（m）1W/(m·℃)2（m）2W/(m•℃)dW/(m2·℃)2W/(m2·℃)KW/(m2·℃)1214.1850.010.13960.01617.4451395.679.31411.042214.1850.0010.13960.01617.4451395.681.24038.803214.1850.0010.13960.01617.4451395.682.49939.084214.1850.0010.13960.01617.4451395.683.23139.25以1号釜为例计算过过程如下同理可计算出釜2、釜2、釜4的总传热系数3.2.3、各釜热量衡算计算基准数量基准：kJ/h；基准温度：0℃；反应釜夹套换热面积取A=27m2总热量衡算图如下：总热量衡算图各釜热量衡算关系式：1号釜Q1入＋Q1反＋Q1搅＋Q1冲入＝Q1出＋Q1冲出＋Q1夹2号釜Q2入＋Q2反＋Q2搅＋Q2冲入＝Q2出＋Q2冲出＋Q2夹3号釜Q3入＋Q3反＋Q3搅＋Q3冲入＝Q3出＋Q3冲出＋Q3夹4号釜Q4入＋Q4反＋Q4搅＋Q4冲入＝Q4出＋Q4冲出＋Q4夹搅拌热根据资料介绍，搅拌热与胶液粘度大小有关。粘度大，搅拌热就大。设计中取1号釜电机功率的70％、2釜电机功率的75％、3号釜电机功率的80％及4号釜电机功率的85％用于形成搅拌热。各釜热量衡算1号釜热量衡算（目的确定进料温度T1）由1号釜热量平衡关系式知： Q1入＝Q1出－(Q1反＋Q1搅)即21589.612T1=1940435.845—（859621.725+138600.000）解得T1=43.6℃2号釜热量衡算（目的确定冲冷油量）已知冷却盐水t进＝-12℃，t出＝-8℃，聚合温度T=94℃，则对数平均温度为由热量平衡关系式知：Q2冲出＝Q2反＋Q2搅－Q2夹即Q2冲出=54970.948+148500.000-392144.255=291326.693KJ/h冷抽余油用量冷却盐水用量3号釜热量衡算（目的确定冲冷油量）由热量平衡关系式知： Q3冲出＝Q3反＋Q3搅－Q3夹即Q3冲出=332930.063+158400.000—395023.274=96306.789KJ/h同2号釜，利用Q3冲出和Q夹可算出冷抽余油用量G3抽余油=391.524kg/h和冷却盐水用量G3盐水=34542.084kg/h4号釜热量衡算同2、3号釜的热量衡算过程同理可计算出4号釜热量Q4冲出＝Q4反＋Q4搅－Q4夹=-21182.448KJ/h（负数表明不用冷油即可满足传热要求）重新确定夹套的传热负荷并确定冷盐水用量Q4夹＝Q4反＋Q4搅=207193.357+168300.000=375493.357KJ/hG3抽余油=0G4盐水=32834.326kg/h1～4号釜热量衡算总结果列入下表表3.23__总热量衡算表序号项目1号釜2号釜3号釜4号釜1VR121212122T℃949494943min606060604纯x(%)0.3780.3780.3780.3785冲油前聚丁二烯W%0.0000.3780.6130.7596冲油后聚丁二烯W%0.3780.6130.7590.8507KW/(m2.℃)11.5811.6211.6511.668A272727279Δtm℃010410410410Q入kJ/h942214.1201940435.8452231762.5382328069.32711Q搅kJ/h138600.000148500.000158400.000168300.00012Q反kJ/h859621.725534970.948332930.063207193.35713Q出kJ/h1940435.8451940435.8452231762.5382328069.32714Q冲出kJ/h0291326.69396306.789015Q夹kJ/h0392144.255395023.274375493.35716G冲kg/h01184.355391.524017G盐kg/h034290.33434542.08432834.3263.3、聚合釜的计算和选型3.3.1、基础数据设计温度：釜内120℃，釜外(夹套)-12℃；设计压力：釜内1.0MPa，釜外(夹套)0.4MPa；工艺要求容积：12操作形式：满釜连续操作；材质：1Cr18Ni9Ti其它数据同前。3.3.2、聚合釜总容积及台数的确定按4小时聚合时间和产量指标确定聚合总容积V总由聚合釜物料衡算可得丁二烯进料量，丁油浓度，聚合时间T=4h，因而可得聚合总容积为需12聚合釜台数：圆整为4台，并按1.2的备用系数来确定聚合釜的总数量为5台。3.3.3、聚合釜搅拌功率的计算搅拌器型式的确定，丁二烯溶液聚合生产顺丁橡胶中，随着单体转化率的提高，体系的动力粘度逐渐增加，一般从几十厘泊增加到几万厘泊，为此要从适合高粘度液体的锚式、框式、螺杆式及双螺带式等搅拌器中进行选择。目前，国内有的生产厂家主要采用首釜为框式，其余为双螺带式，本设计中根据1998年第1期《合成橡胶工业》“顺丁橡胶技术开发中的几个工程放大问题”中所分析的框式搅拌器，在使用中存在因湍流程度不够而造成釜内温度上下不均及混合分散程度差的缺点，决定全部采用双螺带式搅拌器，搅拌转速为59r/min，其它几何参数如下图所示。查《搅拌设备设计》P59知，当双螺带式搅拌器的几何参数为：～0.98；～5.5；；～2.5；时，同时，其功率准数：在层流区操作时，当Re>100时：很据各釜的Re值选取合适的Np计算公式，然后，再按下式求出搅拌功率。查《搅拌设备设计》P161知，电机功率为：采用机械密封时：～15%)式中H—聚合釜筒体高度，m；D—聚合釜筒体内径，m；h—搅拌器搅拌叶总高度，m；di—搅拌叶外径，m；s—搅拌叶螺距，m；b—搅拌叶宽度，m；Re—搅拌雷诺准数；Np—搅拌功率准数；P—搅拌功率，KW；—液体密度，kg/m3；n—搅拌转速，r/s；g—重力加速度，；Pa—电机功率，KW；Pm—轴密封系统摩擦损失功率，KW；—机械传动效率，KW；(一般＝0.95～0.98)P填—填料密封系统摩擦损失功率，KW；根据以上公式计算各釜Pa和P并将结果列入下表，计算中取：；P填＝0.1P；Pm＝0.15P填；＝0.95表3.24__各釜的P和Pa表釜号ReNpP/KWPa/KW1号498.512.07317.47618.6722号239.312.64122.90424.4713号166.122.97926.30428.1034号102.683.49231.18333.317以1号釜为例计算如下搅拌雷诺数参照釜内对流传热系数2的计算因为Re>100，因此搅拌功率准数搅拌功率电机功率考虑1.65的备用系数，则实际电机功率为55KW各釜所配电机应该一样，因此取上表中最大的电机功率，同时考虑1.65的备用系数，由此确定实际电机功率。4、工艺控制条件及自控设计4.1、控制指标表4.1__主要控制指标条件备注聚合温度首釜60-65℃通常将丁油预热或预冷、也可以有改变溶剂油或催化剂进料来控制末釜<80℃动力粘度首釜100-1000cp改变镍组分用量或者聚合温度末釜≯20000cp转化率首釜40-50%改变催化剂用量、配比或丁油浓度、聚合温度、反应时间来控制末釜≥85%聚合压力0.45MPa聚合时间4h表4.2__主要分析控制指标物料名称采样地点分析项目控制指标分析时间丁二烯丁二烯总管线组成>99%每班一次水值<20mg/kg每班一次杂质乙腈检不出胺值<1mg/kg溶剂油溶剂油总管水值<20mg/kg胺值<0.2mg/浓镍浓镍高位槽浓度稀镍镍配制槽浓度(1.0+0.05)g/L稀铝浓度防老剂配制釜浓度丁油丁油管线水值<20mg/kg丁浓12~/L胶液末釜出口胶含量≥100g/L转化率≥83%胶液首釜出口门尼黏度50末釜出口门尼黏度45聚合反应温度是用套管式热电偶温度计来指示，通过检测聚合温度反馈条件冷冻盐水的进夹套流量。门尼粘度用门尼粘度计测量，转化率可用折射法检测。4.2、开停车聚合装置是连续性的生产装置，在建成投产时或在检修停车后，为了使装置安全而迅速地投入生产，必须准确而熟练地进行开车操作。开车前除了要进行管道吹扫以清除机械杂质，并检查管道是否畅通，还要检查电动机，搅拌机、减速机、计量泵和压力表的设备是否完好，设备空载电流是否合乎标准、有无杂音、仪表是否好用，氮气、仪表风压、冷冻盐水的温度和压力是否合乎要求等等。在聚合釜连续运转一段时间后，由于挂胶或设备检修，需要提车清理。正常停车时，先停丁二烯泵和各催化剂泵，用溶剂油控制反应，待釜温不再上升时停止进油。对于不清理的聚合釜，或用氮气保压，或用溶剂油泡釜，以免粘在壁上的胶液在溶剂挥发后挂在釜壁上。对于需要清理的聚合釜，在物料排尽之后，断开物料管线，打开人孔，灌满水后通蒸汽煮釜24小时以上，放水后用空气置换到含氧量合格后，然后进行人工清理。5、附图

6、参考文献[1]王玉璞.顺丁橡胶市场分析及生产技术进展[D].保存地点：中国石油吉林石化公司研究院，2013[2]安志珠.电容法测定汽油中丁二烯不同含量的工业试验[J]，合成橡胶工业，1981，（1）：15~17[3]O.Figovsky,D.Beilin,NBlank,V.Chernyshev.Developmentofpolymerconcretewithpolybutadienematrix[J].CementandConcreteEompsites,1996,18(6):437~444[4]赵旭涛，刘大华.合成橡胶工业手册—2版.北京:化学工业出版社，2006.5[5]于清溪.橡胶原材料手册.北京：化学工业出版社，1995[6]大连工学院，北京化工学院.顺丁橡胶生产.石油化工出版社，1978

附录资料：不需要的可以自行删除田园临时用电施工组织设计一、工程概况工程名称：高青银岭世家19#住宅楼建筑面积：10529.7平方米层数：11层结构形式：框架剪力墙结构建设单位：xx开发有限责任公司施工单位：xx建工有限公司编制依据1、根据施工规模，按照JGJ46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》本工程临时用电系统采用1个总箱，2个分箱，11个设备箱，1个照明箱，1个移动箱。2、施工现场的配电箱采用标准配电箱，均为省备案产品，整个系统采用“三级配电，二级保护”实行TN—S接地系统，电缆埋地敷设，总配电箱，分配电箱，设备箱均进行可靠的接地，开关箱实行一机一闸一保护。三、电源进线位置1、采用3×50+1四芯电缆，由配电室引至总箱，再由总箱引至1#、2#分箱，根据工程实际情况，能满足工程施工需要，并且能保证工程安全施工。2、总箱以在工程北侧，1号分箱控制塔吊、物料提升机、搅拌机、潜水泵、移动箱；2号分箱控制弯曲机、切断机、电焊机、电锯、现场照明、临舍照明。施工现场根据以上分布情况进行线路走向布置。四、用电设备参数表用电设备名称型号数量功率（KW）塔机QTZ311台25物料提升机1台18.7振动棒1台2.2圆盘锯1台7.5切断机1台5.5电焊机BX1-2501台7潜水泵1台2.5照明1台5搅拌机JZC3501台7.5弯曲机1台5五、用电负荷计算及导线截面选择根据用电设备参数表：电动机的合计功率：ΣP1=25+18.7+2.2+7.5+5.5+2.5+5+7.5+5=78.9KW施工现场的电焊机为两台折合功率为：ΣP2=7KW总用电量为：S=K1×K2×(K3×ΣP1÷cosω+K4×ΣP2)=1.05×1.1（0.7×78.9÷0.75+0.6×7）=89.9KVA总电流I=S/Ucosω=89.9×1000/(1.732×380×0.75)=182A根据以上计算结果建设单位提供变压器符合现场施工用电要求。总导线可选用3×16+1×10凯装电缆从配电室引至总箱。2、分箱导线选择①1#分箱设备功率为：S1=25+18.7+7.5+2.5+2.2=55.9KWI1=S1/Ucosω=55.9×1000/380×0.75=110根据计算结果可选用YC3×10+2×6mm²的五芯铜芯电缆从总箱引至1#分箱。现场拟使用3×25+2×16的五芯铜芯电缆。②2#分箱设备功率为：S2=5+5.5+7.5+1.5+10=36.5KWI2=S2/Ucosω=36.5×1000/380×0.75=72根据电流计算结果可选用YC3×10+2×6mm²的五芯电缆从总箱引至2#分箱。现场拟使用3×25+2×16的铜芯五芯电缆。3、现场照明导线的选择：现场照明功率为5KW选用YC3×4+1三芯电缆从分箱引至照明箱；六、安全用电技术措施：（一）、1、接地与接地装置：本工程临时用电线路采用TN-S接零保护系统，总配电箱、分配电箱和设备箱均作重复接地，电器设备的金属外壳必须与专用保护零线连接，保护零线由第一级漏电保护器电源侧引出，施工现场全部采用保护接零。2、保护零线单独敷设不作他用，重复接地与保护零线相连接。保护零线截面与工作零线截面相同，采用10mm²的绝缘铜芯线。塔吊、搅拌机、电锯等设备均设保护零线，保护零线采用统一标志的黄/3、重复接地装置的接地电阻均小于10Ω，当接地电阻达不到要求时，须增设接地体。4、每一个接地装置的接地线采用二根以上导体，在不同点与接地装置做电气连接。5、电气设备采用专用芯线做保护接零，此芯线决不通过工作电流。6、手持式用电设备的保护零线，设在绝缘良好的多股铜线橡皮电缆内，其截面1.5mm²，其芯线颜色为黄/绿双色。I类手持式用电设备的触头上具备专用的保护零线触头。所用插头应能避免将导电触头误作接地触头使用。7、本工程采用人工接地体，接地体长2.5m，当一根接地体接地电阻达不到要求时，增设接地极，水平敷设，相互间距5m。接地体的顶面高出地面5cm,并用接地符号标明。尽量放在配电箱附近，防止机轧物碰，本工程接地体采用镀锌钢管直径25长度为2.5m。8、接地体与接地体的连接采用焊接，接触楞边全部焊接，接地线与接地设备及接地体的连接采用螺栓连接，连接时应设防松螺栓帽或防松垫片。9、接地装置各部分之间均应保证电气连接，位于潮湿场所的连接处，应采取可靠的防潮、防腐措施。10、接地装置应满足短路情况下的热稳定要求。（二）、防雷设计1、本工程在塔吊顶装设避雷针，用于防止雷击。避雷针采用直径为12mm的圆钢，其长度为1m的避雷针装设于塔吊的最顶端。其保护范围按滚球法计算，能够保护其它设备，且最后退场，则其它设备可不设防雷装置。2、塔吊防雷装置以塔身为引下线，各部连接紧密，确保电气连接。塔吊所用的动力、照明灯线路采用五芯电缆，沿塔身敷设在塔吊内，每隔1米3、施工现场内所有防雷装置冲击接地电阻值不得大于30Ω，防雷接地可与重复接地使用一个接地极，此时接地电阻应符合重复接地要求要小于10Ω。4、接地装置与重复接地相同，接地线为10mm²黄/（三）、配电线路敷设：1、所有电缆线路均采用埋地敷设，避免机械损伤和介质腐蚀，电缆埋地深度0.7米，在电缆上下各均匀铺设50mm2、电缆穿越建筑物及引出地面从高度2米，至地下0.23、埋地敷设的电缆接头应设在地面上的接线盒内，接线盒应能防水防尘，防机械损伤，并远离易燃易爆等腐蚀场所。4、电缆接头应牢固可靠，并作绝缘爆炸，保持绝缘强度并能承受张力。5、室内配线采用瓷瓶固定，距地面高度2.5米。进户线过墙穿管保护，距地面2.5（四）、配电箱及开关箱设置：1、动力和照明设在同一配电箱内，动力和照明线路分路设置。2、总配电箱设在靠近电源的地方，分配电箱设在用电设备或负荷相对集中的地方，分配电箱与开关箱的距离不超过30米。开关箱与其控制的固定设备的水平距离不超过33、配电箱设在楼北，干燥、通风，配电箱上设防雨防砸棚，50×5角钢焊接成，棚宽2.5米，长4米，高3米，棚上铆接白铁皮板，护栏空腹方钢焊成，高1.54、配电箱使用省备案产品，，装设端正，牢固，移动箱装设在坚固的支架上。固定配电箱中心与地面垂直距离1.5米，移动箱与地面的垂直距离5、配电箱内的开关电器位置正确，固定牢固，不歪斜和松动，工作零线和保护零线通过接线端子板连接，并与保护零线接线端子分设。箱内的连接线采用绝缘导线，不得有外露导电部分。配电箱的箱体、安装板、及箱内电器不应有带电的金属底座，外壳等必须作保护接零。保护接零通过接线端子板连接。6、配电箱内电器确保可靠完好，无破损和不合格电器，总配电箱内装设总隔离开关和分路隔离开关、总自动开关和分路自动开关以及漏电保护器。总开关电器的额定值、动作额定值与分路开关电器的额定值、动作额定值相适应。设有电压表、总电流表、总电度表及其他仪表。7、分配电箱内装设总隔离开关和分路隔离开关、总自动开关和分路自动开关，总开关电器的额定值、动作额定值应与分路开关电器的额定值、动作额定值相适应。8、每台用电设备有自己专用的开关箱，实行一机一闸制，决不用同一电器开关控制二台及二台以上的用电设备。9、开关箱内在设备负荷线的首端处设置漏电保护器，在任何情况下都可以使用电设备实行电源