年产11000t顺丁橡胶聚合车间工艺设计

)录 一、概述 . 233 （一）设计原则 . 233 （二）车间组成 . 236 （三）生产制度 . 237 二、原料、产品的物理化学性质及技术指标 . 237 （一）原料的物理化 学性质及技术指标 . 237 （二）生成物 顺丁橡胶的物理化学性质及技术指标 239 三、车间危险性物料主要物性表 . 241 四、生产流程简述 . 242 （一）生产流程简述 . 242 （二）操作控制指标 . 245 （三）安全防护措施 . 248 五、工艺计算与主要设备选型 . 251 （一）物料衡算 . 251 (二 )热量衡算 . 278 (三 )设备计算及选型 . 304 六、原材料、 动力消耗定额及消耗量 . 332 七、生产控制分析 . 333 八、定员 . 334 九、三废治理 . 335 十、其它 . 337 )一 设 计 说 明 书 的 附 图 和 附 录 . 338 十一 设计参考资料 . 343 一、概述 （一）设计原则 设计依据 依据有关部门下达的设计任务书或可行性研究报告的批文，环境影响报告书的批文，资源评价报告的批文，技术引进报告的批文，技术引进合同，设计合同，其它文件等。 对于毕业设计而言，学生的设计依据就是专业教师下达的设计任务书。 车间概况 该车间设计生产规模为年产 11000 主要原料：单体 丁二烯；溶剂 溶剂油；引发剂 环烷酸镍、三异丁基铝、三氟化硼乙醚 络合物；终止剂 乙醇；防老剂 称 其生产原理采用溶液聚合的方法，使丁二烯、溶剂、引发剂等在连续釜式反应器中进行配位聚合，制得粘稠 胶 液，再通过水蒸汽凝聚、洗胶、干燥、压块等过程获得最终产品 顺丁橡胶。 工艺路线的确定 )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。 单体原料路线的确定 通过比较乙炔法、乙醇法、丁烷一步脱氢法、丁烯氧化脱氢法、丁烯催化脱氢法、石油高温裂解回收法等生产方法的优缺点，结合当地情况，因地制宜地选择合适的丁烯氧化脱氢制丁二烯原料路线。 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 剂油等，进行综合比较，确定选择溶剂油。 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 、 、 、 进行比较，选择组份主引发剂为环烷酸镍，助引发剂为以异丁基铝，)三组分为三氟化硼乙醚络合物。 引发剂活性中心的形成方式 陈化方式 陈化是指为了提高引发剂活性，充分发挥各组分的作用，在聚合前事先把引发剂各组分安一定配比，在一定的条件下进行的预混合反应。国内对上述引发体系曾采用过三种陈化方式，即三元陈化、双二元陈化、稀硼单加。通过比较确定最佳方式为稀硼单加。 聚合反应机理及影响反应的因素 聚合反应机理 丁二烯聚合反应的机理属于连锁聚合反应，遵循配位阴离子的链引发、链增长、链终止及链转移等基元反应机理。其总反应式为： n n 影响反应的因素 影响聚合反应的因素主要有引发剂的陈化方式，引发剂配制浓度，引发剂用量、配比，通过几方面进行分析，最后得出比较合适 配方为： 镍 /丁 铝 /丁 ) /丁 铝 /硼 /铝 =6 铝 /镍 =3 8 单体浓度 提高单体浓度聚合反应速度增加，有利于提高产量。从传热、搅拌、物料输送等方面综合考虑单体浓度 (丁浓 )控制范围为 10 15。 温度 聚合温度升高，会使反应速度加快，产物分子量下降，但过高的温度会造成大分子产生支化，影响胶 的 质量。因此，要严格控制。一般首釜不大于 95，末釜不大于 110。 杂质 体系中的杂质主要有乙腈、水分、炔烃和空气中的氧等，这些杂质主要对引发剂的活性、诱导期的长短、体系的稳定性、聚合速度产生影响，因此，要严格控制在一定指标以下。 设计原则中还要考虑主要设备的选型。 （二）车间组成 该车间主要由聚合工段和后处理工段组成。 聚合工段主要由罐区、计量、聚合、配制、粘度等岗位组成。后处理主要由混胶、凝聚、干燥、压块、薄膜、纸袋等岗位组成。 设计范围包括：聚合工段至后处理工段的物料衡算、)量衡算、聚合工 段各种设备的选型，物料流程图、带控制点工艺流程图、聚合釜装配图、平面布置图等。 车间设备采用露天与厂房内布置相结合的原则。其中罐区、凝聚采用露天布置，其它全部采用厂房内布置。 （三）生产制度 考虑装置的大修，采用年开工时间为 8000h。 全装置主要采用连续操作方式，局部采用间歇操作方式。 全装置采用五班三倒制，每班八小时工作制。 二、原料、产品的物理化学性质及技术指标 （一）原料的物理化学性质及技术指标 生产顺丁橡胶的主要原料：单体：丁二烯；溶剂：溶剂油；引发剂：环烷酸镍、三异丁基铝、三氟化硼乙醚络合物； 终止剂：乙醇；防老剂： 4简称 其化学名称、分子式、结构式、物理化学性质、来源 (原料路线确定 )、用途等可以查阅有机化工原料手册有机化工原料中间体便览有机化学及有关资料等获得。设计时采用的各种原料质量指标如下： 丁二烯 )度： 99；丁烯： 1；水值： ；醛酮总量：；二聚物： ；乙腈：检不出。 溶剂油 ( 组分： 馏程： 60 90；碘值： ；水值： 。 环烷酸镍 镍含量： 7 8；水份： 不皂化物： 无 三异丁基铝 外观浅黄透明；无悬浮物；活性铝含量： 50。 三氟化硼乙醚络合物 46；沸点： 126。 终止剂 )度： 95；含水： 5；恒沸点： 密度： 810 。 防老剂 熔点： 69 71；游离甲酚： 灰分： 油溶性：合格。 （二）生成物 顺丁橡胶的物理化学性质及技术指标 顺丁橡胶的物理化学性质与其结构的直接关系。这种结