丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计

1、丁二烯与苯乙烯在乳液中按自由基共聚合反应机理进行聚合反应。 转化率: 60% 聚合体系以水为介质，以歧化松香酸甲皂和脂肪酸钠皂为乳化剂，油、水两相乳化，部分单体侵入到胶束中，发生增溶溶解，其他单体成为被皂包覆着的液滴而悬浮着。在水相中生产，并由氧化还原体系提供的最初自由基，进入增溶溶解的胶束中，引发单体聚合，用调节剂调节聚合物的平均分子量。当单体转化率达到（622%）时，加入终止剂终止聚合反应。在典型的低温乳液聚合共聚物大分子链中顺式约占9.5%，反式约占55%，乙烯基约占12%。,X t/a丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计,聚合原理,低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺过程,用计量泵将规定数量的相对分

2、子质量调节剂叔十烷基硫醇与苯乙烯在管路中混合溶解，再在管路中与处理好的丁二烯混合。然后与乳化剂混合液（乳化剂、去离子水、脱氧剂等）等在管路中混合后进入冷却器，冷却至10。在与活化剂溶液（还原剂、螯合剂等）混合，从第一个釜的底部进入聚合系统，氧化剂直接从第一个釜的底部直接进入。聚合系统由5台聚合釜组成，采用串联操作方式。当聚合当到规定转化率后，在终止釜前加入终止剂终止反应。聚合反应的终点主要根据门尼粘度和单体转化率来控制，转化率是根据取样测定固体含量来计算，门尼粘度是根据产品指标要求实际取样测定来确定。虽然生产中转化率控制在60%左右，但当所测定的门尼粘度达到规定指标要求，而转化率未达到要求时，

3、也就加终止剂终止反应，以确保产物门尼合格。,图1 低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺过程,年产量： X 万吨 年工作日： 7800小时 烃含量: 92% 转化率: 60% 单体回收单元损率: 0.2% 后处理单元损率: 0.6% 丁二烯的竞聚率 r1=1.4，瞬间摩尔分率 F1=0.84 苯乙烯的竞聚率 r2=0.44,典型配方,个人题目： （0702班 1-10号）： 30000t/a丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计 （0702班 11-20号）： 35000t/a丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计 （0702班 21-30号）： 40000t/a丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计 （0702班 31-41

4、号）： 45000t/a丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计,表1 主要原料指标,表2 产品指标,表3 聚合配方 （质量百分含量，净含量/100份单体）,1. 乳化剂：松香酸钾皂 4.62 水 176.072 2. 电解质：磷酸 0.231 氢氧化钾 0.396 水 2.06 乙二胺四乙酸四钠盐 0.03 间次甲基二萘磺酸钠 0.13 3. 活化剂：硫酸亚铁 0.01 乙二胺四乙酸四钠盐 0.025 水 11.25 甲醛次硫酸钠 0.04,聚合配方 （质量百分含量，净含量/100份单体）,4. 保险粉：水 0.54 连二亚硫酸钠 0.04 5. 调节剂：叔十二碳硫醇 0.158 6. 氧化剂：过氧化

5、氢对烷 0.86 7. 终止剂：二甲基二硫代氨基甲酸钠 0.11 水 4.966 亚硝酸钠 0.036 SDS 0.15 8. 缓冲剂：稀磷酸 0.023 水 0.035,9. 聚合温度： 5-7 10. 转化率：60% 11. 聚合时间：8 h,物料衡算,进料 (1) 丁二烯混合进料；(2) 苯乙烯混合进料；(3) 乳化剂；(4) 电解质；(5) 活化剂；(6) 保险粉；(7) 调节剂；(8) 氧化剂；(9) 终止剂；(10) 缓冲剂。 出料 (1) 未反应丁二烯；(2) 未反应苯乙烯；(3)聚合胶乳 ；(4) 废液。,每小时产量： 每小时消耗的烃含量： 丁二烯与苯乙烯的总量 方程组 注：C

6、转化率，丁二烯起始组成，r1、r2、f1、f2丁二烯、苯乙烯的竞聚率、瞬间单体组成，物料平均组成。,纯丁二烯的进料量 纯苯乙烯的进料量 丁二烯的混合进料量 苯乙烯的混合进料量 新鲜BD的进料量 已知新鲜BD浓度为99.3%，回收BD浓度为90%，混合为93% 新鲜ST的进料量 已知新鲜ST浓度为99.6%，回收ST浓度为90%，混合为94%,辅助物料的计算： 1、乳化剂：松香酸钾皂，水 2、电解质：磷酸，氢氧化钾，水，乙二胺四乙酸四钠盐，间次甲基二萘磺酸钠 3、活化剂：硫酸亚铁，乙二胺四乙酸四钠盐，水，甲醛次硫酸钠 4、保险粉：水，连二亚硫酸钠 5、调节剂：叔十二碳硫醇 6、氧化剂：过氧化氢对烷 7、终止剂：二甲基二硫代氨基甲酸钠，水，亚硝酸钠，SDS 8、缓冲剂：