【正文】 ........................................................... 35 攪拌器選擇 .................................................................................. 35 攪拌器轉(zhuǎn)速 .................................................................................. 35 攪拌功率 ...................................................................................... 35 攪拌軸 .......................................................................................... 35 電動(dòng)機(jī)功率 ..................................................................................... 36 攪拌器附件 ................................................................................... 36 擋板 ............................................................................................ 36 導(dǎo)流筒 ........................................................................................ 36 聚合釜參數(shù)匯總 ............................................................................ 37 聚合釜的參數(shù)如下表 。此外，醇酸樹脂原料易得、工藝簡單，符合可持續(xù) 發(fā)展的社會(huì)要求。按脂肪酸（或油）分子中雙鍵的數(shù)目及結(jié)構(gòu)，可分為干性、半干性和非干性三類。 [1] 1. 2 醇酸樹脂 的用途 到目前為止 ,全國批量生產(chǎn)規(guī)模的醉酸 樹脂和改性醇酸樹脂在 60 種以上，通用與專用的醇酸樹脂涂料 1986年底批準(zhǔn)的牌號(hào)約有八十多種 ,其中部頒標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào) 20 種 ,企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)至少在 60 種以上 ,如西北油漆廠一家的醋酸樹脂涂料企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)就有 24 種 ,若計(jì)算每個(gè)色漆牌號(hào)的花色品種 ,總數(shù)要數(shù)以百計(jì)。此外 ,醇酸樹脂的組分和性能可以在很大范圍內(nèi)調(diào)整 ,僅僅是不同的多元醇和多元酸就能得到性能各異的樹脂 。醇酸樹脂涂料從解放初的單一品種試生產(chǎn)水平到 1998 年增長到 萬噸，占整個(gè)涂料產(chǎn)量 %。溶液縮聚 法是在二甲苯等溶劑中反應(yīng)，二甲苯既是溶劑，又作為與水共沸液體，可提高反應(yīng)速率。而它們的價(jià)格較高，并且有的油中含有共軛雙鍵較高。再加上 200 溶劑汽油的存在，使漆膜常溫干燥時(shí)，溶劑揮發(fā)度適中，揮發(fā)時(shí)殘留溶劑對(duì)漆膜中被溶解的樹脂來說，仍是真溶劑，從而促使漆膜內(nèi)樹脂分子的二次流動(dòng)得以順利進(jìn)行，因此具有良好的流平性，易于制得高光澤、高質(zhì)量的漆膜表面。 順酐價(jià)格雖說也比苯酐高，但其當(dāng)量較小，在相同當(dāng)量時(shí)，用量要比苯酐少得多，所以在整個(gè)配方綜合時(shí)，成本較低，并且有順酐與松香的三官能度加成物的生成，使聚合物分子引入松香酸等較大的基團(tuán)，位阻效應(yīng)增加，使內(nèi)旋轉(zhuǎn)位壘增加， T g 增高，剛性增大，可提高樹脂涂層硬度；在主鏈上引入雙鍵，使鄰 接的單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)更為容易，使分子鏈較柔順，同時(shí)也使分子鏈較規(guī)整，易產(chǎn)生結(jié)晶，使 T g 升高，這些因素又使涂層硬度增加。 4． 2 樹脂合成方法的選擇 醇酸樹脂的合成方法主要有醇解法、酸解法和脂肪酸法。例如，可以制備結(jié)構(gòu)中完全不含甘油的醇酸樹脂；可以設(shè)計(jì)生產(chǎn)極短油度的或含特殊官能團(tuán)的醇酸樹脂等；⑵ 生產(chǎn)時(shí)脂肪酸可一步加入，或分步加入。 經(jīng)分析和比較，實(shí)驗(yàn)中選擇了脂肪酸法合成醇酸樹 脂。日本 Zeon 公司通過引入第三單體，開發(fā)出一種生熱低且耐磨、可填充 SiO2或炭黑、門尼粘度為 10200 的 ESBR。日本 Lion 公司用二元酸雙酯作 ESBR 的軟化劑，以改善膠料的低溫抓著性。北美、歐洲和亞洲地區(qū)是最主要的生產(chǎn)地區(qū)，生產(chǎn)能力分別約占世界總生產(chǎn)能力的%、 %和 %。預(yù)計(jì)到 2021 年，世界丁苯橡膠的生產(chǎn)能力將超過 萬 t／ a，其中亞太地區(qū)、北美地區(qū)以及西歐地區(qū)仍將是世界 最主要的丁苯橡膠的 3 個(gè)生產(chǎn)地區(qū)。由醇酸樹酯調(diào)配的醇酸漆到目前為止仍然是涂料市場上最重要的涂料品種之一，其產(chǎn)量約占涂料工業(yè)總量的 20%~25%。 齊魯工業(yè)大學(xué) （論文） 11 第三章 乳聚丁苯橡膠的生產(chǎn)工藝 生產(chǎn) 簡述 醇解法 醇酸樹脂是植物油改性的聚酯，即由植物油、多元酸和多元醇反應(yīng)得到。醇解反應(yīng)還可以在酸性催化劑下進(jìn)行，如用間苯二甲酸等。 醇解的終點(diǎn)可以用高碘酸氧化法進(jìn)行化學(xué)分析或氣相層析法求得，但這些方法因操作繁瑣，在實(shí)際正常生產(chǎn)中不太適用。 2．乙醇容忍度法 乙醇容忍度法用于長油度甘油醇酸樹脂和季戊四醇醇酸樹脂產(chǎn)品中控制 其醇解物的終點(diǎn)。然后與乳化劑混合液（乳化劑、去離子水、脫氧劑等）在管路中混合后進(jìn)入冷卻器，冷卻至 10℃。當(dāng)聚合到規(guī)定轉(zhuǎn)化率后，在終止釜前加入終止劑終止反應(yīng)。經(jīng)減壓脫出苯乙烯的塔底膠乳進(jìn)入混合槽，在此與規(guī)定數(shù)量的防老劑乳液進(jìn)行混合，必要時(shí)加入充油乳液，經(jīng)攪拌混合均勻后，送 入后處理工段?；厥盏亩《┙?jīng)壓縮液化，再冷凝除去惰性氣體后循環(huán)使用。 干燥箱為雙層履帶式，分為若干干燥室分別控制加熱溫度，最高為 90℃，出口處為 70℃。[3] 生產(chǎn)配方 配方如表 ： 表 低溫乳液聚合的標(biāo)準(zhǔn)配方（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 名稱 原料及輔助材料 配方 單體 丁二烯 70 苯乙烯 30 調(diào)節(jié)劑 叔十烷基硫醇 介質(zhì) 水 200 乳化劑 歧化松香酸鈉 烷基芳基磺酸鈉 烷基芳基磺酸鈉 過氧化物 過氧化氫對(duì)孟烷 活化劑 硫酸亞鐵 雕白粉 EDTA 磷 酸鈉 主要原料 ① 1， 3— 丁二烯： CH2＝ CH－ CH＝ CH2 1． 3— 丁二烯是最簡單的共軛雙烯烴。容易液化，易溶于有機(jī)溶劑。 [1] 1， 3 一丁二烯主要由丁烷、丁 烯脫氫或碳四餾分分離而得。 工藝條件 1）溫度與壓力的控制 反應(yīng)溫度 5~7℃；操作壓力： ；反應(yīng)時(shí)間： 8~10 小時(shí)；轉(zhuǎn)化率： 60%＋ 2% 2）膠粒粒徑的控制 為了大規(guī)模生產(chǎn)，必須采用連續(xù)法乳液聚合。若串聯(lián)的聚合釜數(shù)目增加，而總的停留時(shí)間保持不變，則必須提高物料流動(dòng)速度，也即提高了單位時(shí)間的生產(chǎn)能力，有利于大規(guī)模生產(chǎn)。 聚合反應(yīng)的終點(diǎn)取決于共聚徹組成及產(chǎn)物的門尼粘度這兩個(gè)要求。若采用γ — 射線密度計(jì)則可快速測定之。阻聚劑含量低于 10mg/kg 對(duì)聚合反應(yīng)無明顯影響，當(dāng)高于此值達(dá) 100mg/kg 時(shí)，則用濃度為10%~15%的氫氧化鈉溶液于 30℃進(jìn)行洗滌除去，也可采用多加引發(fā)劑，消耗掉阻聚劑的方法。 由于丁苯橡膠性能的研究，測知苯乙烯含量為 %(質(zhì)量 )的共聚物具有最佳的綜合性能，又經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究確定．共聚進(jìn)料中丁二烯／苯乙烯比值 (質(zhì)量 )為 72／28— 70／ 30，而單體轉(zhuǎn)比率達(dá)在 60%以前，則共聚物中苯乙烯含量幾乎不受轉(zhuǎn)化率的影響 ，得到的丁苯橡膠中苯乙烯含量在 23%左右。在脫苯乙烯塔中容易產(chǎn)生凝集物而造成堵塞篩板降低蒸餾效率，因此要定期清洗黏附在器壁上聚合物。 NaNO I2 和 HNO3 等可以做爆聚物種子的抑止劑。這樣未反應(yīng)單體回收后純度有所下降，如果全部送回原生產(chǎn)車間精制，會(huì)造成成本升高和浪費(fèi)。 5)聚合轉(zhuǎn)化率 60%； 當(dāng)丁二烯與苯乙烯配比為 70/30 時(shí)，聚合物苯乙烯組成在轉(zhuǎn)化率為 60％以前變化不大，從 %增加到 %，而轉(zhuǎn)化率由 60％增加到 80％時(shí)，苯乙烯含量則增至 %。 單體要求：丁二烯的純度大于 99%，其主要雜質(zhì)有丁二烯二聚物、乙醛、乙烯基乙炔、氧、丙酮、丁烯、丁炔、丙 二烯、戊烯、戊烯；利用乙苯脫氫法生產(chǎn)的單體苯乙烯純度很高，一般在 %以上。 根據(jù)單體的質(zhì)量流量、配方和各種溶液的密度，各組分體積加料量可用下式計(jì)算： V=GN/100ρ （ ） 式中 N—— 組分的工業(yè)品分?jǐn)?shù)， PHM； G—— 單體質(zhì)量流量， kg/min。/h 由反應(yīng)釜計(jì)算得，本設(shè)計(jì)采用 1 條生產(chǎn)線連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)進(jìn)料各物料進(jìn)料量如下表 所示： 齊魯工業(yè)大學(xué) （論文） 19 表 各物料進(jìn)料量 名稱 原料及輔 助原料 配方 總進(jìn)料（ kg/h） 總進(jìn)料（ m3/h） 單體 丁二烯 70 苯乙烯 30 介質(zhì) 去離子水 200 調(diào)節(jié)劑 叔十二烷 基硫醇 0. 2 乳化劑 歧化松香酸鈉 十六烷基苯磺酸鈉 過氧化物 過氧化氫 對(duì)孟烷 活化劑 雕白粉 EDTA 磷酸鈉 終止劑 二硫代氨基甲酸鈉 防老劑 芳基化對(duì) 苯二胺 非聚合釜的物料衡算 （ 1）丁苯橡膠每日產(chǎn)量： F=50000t/280d=（ 2）單體的質(zhì)量流量： G =1000FHc 100 100/[24 Cv（ 100 L1）（ 100 L2） ] =（ 1000 100 100） /[24 （ ）（ ） ]= kg/h （ 3）總廠物料進(jìn)料量： 終止劑：（二硫代氨基甲酸鈉） 質(zhì)量流量： M8=GN6a/100 = ， 防老劑：（芳基化對(duì)苯二胺） 齊魯工業(yè)大學(xué) （論文） 20 質(zhì)量流量： M9=GN6a/100 = ＝ kg/h （ 4）每條生產(chǎn)線物料進(jìn)料量 終止劑：（二硫代氨基甲酸鈉） 質(zhì)量流量： M= kg/h 防老劑：（芳基化對(duì)苯二胺） 質(zhì)量流量： M9= kg/h 各釜進(jìn)出料計(jì)算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 反應(yīng)轉(zhuǎn)化率 60%。 設(shè)第一個(gè)反應(yīng)釜初始量為 A，轉(zhuǎn)化率為 X，總轉(zhuǎn)化率為 60%。 各反應(yīng)釜出口物料組成 計(jì)算匯總?cè)?下 表 。 元素原子比熱容如表 表 各種元素原子比熱容 Cp 元素 Cp（固） Cp（液） 元素 Cp（固） Cp（液） C Si H F O B S N 齊魯工業(yè)大學(xué) （論文） 25 P 其他 C Si 注：其他是指除去 C、 H、 O、 S、 P、 Si、 F、 B、 N 之外的所有元素。 CH2O） C6 =（ 1＋ 3＋ 3＋ 1＋ ） /118= kJ/(kg℃ ) (C20H27OOK ) C10=（ 20＋ 27＋ 2＋ 1） /338= kJ/(kg溫度越低，分子量分布越窄，有利于加工。 對(duì)過程進(jìn)行分析可知，因系連續(xù)操作 Q5不計(jì)，計(jì)算基準(zhǔn)取 kJ/min。 聯(lián)合給熱系數(shù)α T 是對(duì)流和輻射兩種給熱系數(shù)的綜合，可有經(jīng)驗(yàn)公式求取。 ?查《合成橡膠生產(chǎn)工 藝》得到 ,釜式反應(yīng)器的裝料系數(shù)φ一般為 之間；聚合壓力一般為 ～ ， 9h② ； ② 查《合成橡膠生產(chǎn)工藝》得到 ,反應(yīng)時(shí)間過短，膠粒過細(xì)，膠乳穩(wěn)定性變壞。 45m3③； ③查《聚合物乳液合成原理性能及應(yīng)用》得到 ,目前國內(nèi)采用的聚合釜體積 有1 45m3等多種，每條聚合生產(chǎn)線在 ～ 萬噸 /年，需配備聚合釜 8～12 臺(tái)。 這樣。乳液 聚合釜的長徑比一般為 。 聚合釜筒體直徑（ D）和筒體高度（ H） [10] 參考《聚合物合成工藝設(shè)計(jì)》 ,得到如下表 ： 表 各種封頭的標(biāo)準(zhǔn) 封頭名稱 封頭高度 （ h） 封頭側(cè)面積 (s) 封頭體積 (V) 特 點(diǎn) 半球封頭 D2 D3 標(biāo)準(zhǔn)橢圓 封 頭 D2 D3 應(yīng)力分布均勻，封頭與筒體的強(qiáng)度相等，應(yīng)用最廣 碟封頭 D2 D3 曲面連接處存在彎曲應(yīng)力，強(qiáng)度不如標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭 球面封頭 D2 D3 一般用于臥式容器的兩端封頭 平封頭 0D D2 0 D3 查《聚合物乳液合成原理性能及應(yīng)用》得到， 45 m2 釜徑一般為 2500～3100mm、徑 /高為 1/～ 。 Di—— 筒體直徑， mm； [? ]t—— 設(shè)計(jì)溫度下材料的 許用應(yīng)力， Mpa；φ —— 焊縫系數(shù)； C—— 壁厚附加量， mm。在此空間充入冷、熱流體，以維持物料溫度在預(yù)定范圍內(nèi)。 650=179。 3= 343根，三角形排列 ③ 夾套進(jìn)口管徑 夾套移走熱量： Q1=Q－ Q2 = 106－ 106= 106KJ/h ∴體積流量 : V/=