【正文】 with ethylene, propylene is the third major SR after SBR and BR. At present the production capacity of EPDM accounts for about 10% of the total production capacity of SR in the world. EPDM has wide range of application fields because of its excellent performance. Besides the traditional application fields such as auto industry, waterproof building materials, polymer modification, oil additives, electric wire and cable, athletic field and various mechanical parts, EPDM can also be used in food packaging, antimicrobial, heat insulation and inflaming retarding, and other elastomer products. It is annual output of 50,000tons of ethylenepropylene rubber device polymerization Section process design, the polymerization of ethylenepropylene rubber by solution polymerization process, the catalyst used for the vanadium oxytrichloride, vanadium, auxiliary catalyst is alkyl aluminum, solvent hexane. material balance, heat balance, reaction of a device such as the calculation finished based on the production principle of aggregation methods, process and other work 。 除了傳統(tǒng)的汽車工業(yè) 、 防水建材 、 聚合物改性 、 油品添加劑 、 電線電纜 、 運(yùn)動(dòng)場地及各類機(jī)械部件等應(yīng)用領(lǐng)域外 ， 乙丙橡膠還可涉獵于食品包裝 、抗微生物 、 絕熱阻燃等彈性體制品領(lǐng)域 。 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 5 萬噸 /年乙丙橡膠裝置聚合工段工藝設(shè)計(jì) 50,000 tons/year ethylenepropylene rubber polymer devices section process design 吉林化工學(xué)院 Jilin Institute of Chemical Technology 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 乙丙橡膠 ， 統(tǒng)稱乙丙彈性體 ， 是僅次于丁苯橡膠和順丁橡膠的第三大合成橡膠 ， 是以乙烯、丙烯及乙叉降冰片烯 (ENB)為單體共聚而成。 本次設(shè)計(jì)年產(chǎn) 5 萬噸乙丙橡膠裝置聚合工段的工藝設(shè)計(jì) ,乙丙橡膠聚合反應(yīng)采用溶液聚合工藝，使用的主催化劑為三氯氧釩，輔助催化劑為烷基鋁，溶劑為己烷。including area of the hexane heater named E0203 is square meters, length of heat exchangers tube is 6 meters, the diameter of the reactor R0201 is , height is , determined the head of the polymer feed pump is , and the power of the pump is , he total volume of the V0201 is 37 stere. And draw a piping layout of the reactor, flow chart with control points, edit the design instruction and so on. Key Words： Ethylenepropylene rubber； solution polymerization。 （ 4） 吉化公司 104 廠乙丙橡膠車間乙丙橡膠裝置的操作法 。 （ 4） 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的三廢要經(jīng)過處理之后再排放，以保證環(huán)保的要求。 由于 EPR 分子主鏈中不含雙鍵，所以呈現(xiàn)出高度的化學(xué)穩(wěn)定性。根據(jù)共聚單體來分 ， 有二元乙丙橡膠 ( EPM) 和三元乙丙橡膠 (EPDM)，其中 EPDM 第三單體多為乙叉降冰片烯 (ENB)、雙環(huán)戊二烯 (DCPD) 和1,42 己二烯 (1,42HD)；按生產(chǎn)工藝可分溶液法、懸浮法 (簡化懸浮法 )和氣相法。 中國唯一乙丙橡膠生產(chǎn)廠商是中國石油吉林石化公司 。 車間布置 本設(shè)計(jì)車間設(shè)備布置，不但能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，同時(shí)也考慮了設(shè)備的安裝以及檢修方便，設(shè)備布置整齊有序，而且節(jié)約空地。在廠房的四面，一樓 到二樓都應(yīng)該有樓梯和安全通道，車間內(nèi)配有必要的放火防爆設(shè)施，同時(shí)還應(yīng)該配有簡單急救的設(shè)施。江北的化工工業(yè)區(qū)地處松花江畔 ，位于松花江的下游，水源充足，而且水質(zhì)優(yōu)良。該區(qū)附近有大量的空地，日后有擴(kuò)建的空間。 生產(chǎn)方法及工藝設(shè)計(jì) 生產(chǎn)方法的論證 目前 ， 乙丙橡膠的工業(yè)化生產(chǎn)工藝主要有 三種： 溶液聚合法、懸浮聚合法和氣相聚合法。工藝靈活性大，產(chǎn)品牌號切換靈活，切換廢品量少，產(chǎn)品特性能夠按照用戶要求進(jìn)行調(diào)整，產(chǎn)品牌號多，門尼 值可在 20~160 寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)用范圍廣泛，產(chǎn)品中催化劑殘?jiān)康?，灰分含量較少，生產(chǎn)中次品少，質(zhì)量穩(wěn)定，重復(fù)性好，綜合性能好，產(chǎn)品規(guī)格指標(biāo)變化幅度窄和產(chǎn)品加工性能優(yōu)異。 （ 3）氣相聚 合工藝 與溶液聚合法和懸浮聚合法技術(shù)相比 ， 氣相聚合法具有工藝流程短、不需要溶劑或稀釋劑、幾乎無三廢排放 ， 有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù) ， 并且可以大幅度降低裝置總投資和總生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)。為了提高催化劑的聚合活性及降低其用量 ， 在催化體系中還可以加入促進(jìn)劑。 氫氣由界區(qū)外由管道送入裝置用 C0201（氫氣壓縮機(jī)）進(jìn) 行壓縮，用 PRC0202控制 C0203的出口壓力為 1200KPa，并用 FRCQ0201 控制流量后送入乙烯氣集管。 當(dāng) R0201 釜中的聚合物溶液符合控制指標(biāo)時(shí)，將聚合液由溢流管線送入 R0202（溢流釜）中。 （ 3）未反應(yīng)單體的回收 根 據(jù) R0202 的液位 LRC0202 控制進(jìn)入 T0201 中的聚合溶液的量，在 T0201 塔中，未反應(yīng)的單體經(jīng)閃蒸而從塔的頂部進(jìn)入 T0202（單體吸收塔）中，為防止閃蒸氣體中夾帶有聚合物膠粒，在 T0201 塔的頂部以 2t/h 流量的 LPHX 進(jìn)行噴淋，使夾帶的膠粒重又回到塔底。 從 T0201 頂部閃蒸出來的未反應(yīng)單體進(jìn)入 T0202（單體吸收塔）頂部，在 T0202 塔的頂部同樣加入了 LPHX，以 FRC0205 控制其流量，對反應(yīng)得單體進(jìn)行吸收，為了提高 LPHX中吸收的未反應(yīng)單體數(shù)量使用 250t/h 流量的 CCW，對經(jīng)過 T0202 塔上部的閃蒸氣體進(jìn)行冷卻，之后在 T0202 塔的下部再用 ABR（流量通過 TRC0223 控制）對閃蒸氣體冷凝。 V0201 的液位 LRC0201 通常設(shè)定在 30％，一旦超高，就啟動(dòng)閥門，加大送往 R0201 的冷凝液體量。 （ 2）對各種儀表、儀器、調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)閥進(jìn)行全面檢查、調(diào)校、試用。 ，落實(shí)有關(guān)事項(xiàng) （ 1）確認(rèn)已完成對設(shè)備和管線的吹掃和清洗。 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 （ 5）確認(rèn)密封油系統(tǒng)已開始運(yùn)轉(zhuǎn)處于可使用狀態(tài)。 用氫氣作分子量調(diào)節(jié)劑，聚合反應(yīng)熱量由丙烯的蒸發(fā)而除去 。 （ 2） 年工作日： 300 天 ,7200 小時(shí)。 （ 6） 每小時(shí)生產(chǎn)合格膠料量： 50000000 /(1 1% ) 7200G k g h???? （ 7） 主要原料指標(biāo)見下表： 表 31 主要原料一覽表 原料 指標(biāo) 乙烯純度 % 丙烯純度（含丙烷） % （ 8） 乙丙橡膠質(zhì)量組成：乙烯：丙烯： ENB=::。 （ 2） T0201 塔釜出口物料中各組分的量 ENB 含量 =ENB 進(jìn)料量 =1 1 9 .8 5 / 0 .9 8 /kg h km o l h? 己烷含量 3 1 2 3 1 4 6 7 7 5 0 / 7 8 7 . 8 0 /L H H H H k g h k m o l h? ? ? ? ? ? 膠料出料量 根據(jù)過程物料衡算 ,進(jìn)入聚合工段的己烷全部從 T0201 塔釜流出。塔釜出料帶走的熱量 Q6: 6 7 8 7 .8 0 2 0 3 .2 5 5 ( 9 4 .5 0 ) 1 .0 5 1 5 8 8 8 3 3 2 .5 8 k J/hQ ? ? ? ? ? （ 3） T0201 塔內(nèi)平均溫度 2T =85℃。 T0202 物料和熱量衡算 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 （ 1） T0202 進(jìn) 口中各組分的量 乙烯、丙烯、丙烷的進(jìn)料量等于 T0201 塔頂?shù)某隽狭浚矗? 乙烯含量 = 5 4 2 0 8 . 6 6 0 . 0 0 8 3 4 4 9 . 9 6 / 1 6 . 0 7 k m o l / hk g h? ? ? 丙烯含量 = 7 0 0 0 .1 4 / 1 6 6 .6 7 /kg h km o l h? 丙烷含量 = 7 6 4 .2 8 / 1 7 .3 7 /kg h km o l h? 己烷含量 = 2 3 2 2 6 8 .6 8 1 4 5 .3 5 4 1 4 .0 3 /H k m o l h? ? ? ?D 中 己 烷 的 含 量 氫氣含量 = 0 .2 / 0 .1 /kg h km ol h? 氮?dú)夂?=1 0 .9 2 / 0 .3 9 /kg h km o l h? （ 2）進(jìn)料各組分的摩爾分?jǐn)?shù)： 公式： Zi?進(jìn)料總摩爾量 各組分的（ i=1,2,3?? 7） 000630 ,000162 654321 ? ??????Z ，Z，Z，Z，Z，ZZ 由閃蒸程序 (見附錄 )，求得 T=℃， P=586kPa 時(shí)，汽液分離系數(shù)Ψ =, 液相摩爾總量＝ ,汽相摩爾總量 =。 V0202 物料衡算 F4 的流量等于 L4和 H15 的混合流， F4 又分為 R2 和 R3 兩股流量， R2:R3=:1；求得 表 39 物料分配 項(xiàng)目 乙烯 丙稀 丙烷 己烷 氫氣 氮?dú)? R2 R3 6 4 進(jìn)料量 R=R1+R3+R4 乙烯含量 =1 7 1 2 6 . 7 6 2 3 . 7 9 3 9 0 . 6 0 1 7 5 / 6 2 6 . 4 7 /4 1 . 1 5 k g h k m o l h?? ?? 丙烯含量 = 7 8 4 3 1 . 6 9 1 0 6 8 . 1 3 4 3 2 9 . 8 3 8 /3 8 2 9 . 6 5 1 9 9 5 . 9 4 /k g h k m o l h?? ? ? 丙烷含量 = 7 8 3 1 . 1 2 1 2 8 . 8 3 4 4 2 . 2 0 8 4 /0 2 . 1 5 1 9 0 . 9 6 /k g h k m o l h?? ? ? 己烷含量 =1 3 2 0 7 . 8 8 1 3 8 5 3 . 6 4 1 9 7 2 . 3 7 / 3 3 7 . 6 0 /2 9 0 3 3 . 8 9 k g h k m o l h? ? ? ? 氫氣含量 =1 1 7 . 5 4 0 . 0 0 2 0 . 1 9 5 1 1 /7 . 7 4 5 8 . 8 7 /k g h k m o l h?? ? ? 氮?dú)夂?= 4 8 3 4 . 4 8 0 . 1 0 4 1 0 . 6 4 4 8 4 / 1 7 3 . 0 4 /5 . 2 2 k g h k m o l h?? ?? 進(jìn)料各組分的摩爾分?jǐn)?shù)： 0 5 1 1 ,0 1 7 4 9 9 8 5 6 4 9 0 8 5 7654321 ??????? Z，Z，Z，Z，Z，ZZ 由程序求得 T=℃， P=586kPa 時(shí)，汽液分離系數(shù)Ψ =, 液相摩爾總量 ,汽相摩爾總量＝ 。 （ 2）各物料的平均定壓熱容如下表 38 所示 : 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 表 38 T0202 各物料平均定壓熱容表 物質(zhì) 乙烯 丙稀 丙烷 己烷 Cp/ [KJ/(Kmol根據(jù)下式： c11r TT=T ，c22r TT=T ， r221r11T( ) ( ) ( )1 TV