【正文】 ....................................................................................................................................................54 九、三廢治理 ...........................................................................................................................................................54 十、其它 ..................................................................................................................................................................55 十一 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 的 附 圖 和 附 錄 .............................................................................................................55 （一）附圖 .......................................................................................................................................................55 （二）附表 .......................................................................................................................................................55 十一 設(shè)計(jì)參考資料 ................................................................................................................................................62 6 / 64 一、概述 （一）設(shè)計(jì)原則 ⒈設(shè)計(jì)依據(jù) 設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱：順丁橡膠聚合車間工藝設(shè)計(jì) 生產(chǎn)能力： 80000t 生產(chǎn)方法： 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： ⒉車間概況 該車間設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn) 80000t 順丁橡膠。該工藝路線包括了如反應(yīng)活性中心的形成過(guò)程；特殊引發(fā)劑組分的安全防護(hù)；由于溶劑的存在必然要考慮的回收、循環(huán)利用；反應(yīng)的終止方式；產(chǎn)品防老化處理等特點(diǎn)。從溶解度參數(shù)、體系粘度、工程上傳熱與攪拌、生產(chǎn)能力提高、回收難易、毒性大小、來(lái)源、輸送等幾方面對(duì)苯、甲苯、甲苯 庚烷、溶劑油等，進(jìn)行綜合比較，確定選擇溶劑油。國(guó)內(nèi)對(duì)上述引發(fā)體系曾采用過(guò)三種陳化方式，即三元陳化、雙二元陳化、稀硼單加。從傳熱、攪拌、物料輸送等方面綜合考慮單體濃度 (丁濃 )控制范圍 為 10～ 15％。 ⑥雜質(zhì) 8 / 64 體系中的雜質(zhì)主要有乙腈、水分、炔烴和空氣中的氧等，這些雜質(zhì)主要對(duì)引發(fā)劑的活性、誘導(dǎo)期的長(zhǎng)短、體系的穩(wěn)定性、聚合速度產(chǎn)生影響，因此，要嚴(yán)格控制在一定指標(biāo)以下。后處理主要由混膠 、凝聚、干燥、壓塊、薄膜、紙袋等崗位組成。 （三）生產(chǎn)制度 考慮裝置的大修，采用年開(kāi)工時(shí)間為 7200h。乙醚絡(luò)合物；終止劑：乙醇；防老劑： 4甲基苯酚 (簡(jiǎn)稱 )。 9 / 64 ⒊環(huán)烷酸鎳 鎳含量： ?7～ 8％；水份： ?％；不皂化物： 無(wú) ⒋三異丁基鋁 外觀 淺黃透明；無(wú)懸浮物；活性鋁含量： ?50％。 （二）生成物 順丁橡膠的物理化學(xué)性質(zhì)及技術(shù)指標(biāo) 順丁橡膠的物理化學(xué)性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)的直接關(guān)系。這種以順式 結(jié)構(gòu)為主的聚合物具有分子鏈長(zhǎng)，自然狀態(tài)下為無(wú)規(guī)線團(tuán)狀；分子內(nèi)存在獨(dú)立雙鍵使大分子鏈的柔性大，同時(shí)易于硫化處理的特點(diǎn)。故此，前者是高彈性體，后者無(wú)彈性。 順丁橡膠的性能一看生膠的性能 (可塑性、加工性、外觀、顏色等 )好壞，影響它因素有聚合方法、引發(fā)劑系統(tǒng)、生膠的分子結(jié)構(gòu)、門尼粘度、平均分子量、分子量分布、凝膠含量、灰分、揮發(fā)份等 。 ⒋生產(chǎn)中成品膠質(zhì)量指標(biāo) 生產(chǎn)中成品膠質(zhì)量指標(biāo)如表 91 所示。聚合崗開(kāi)車，罐區(qū)連續(xù)給聚合送溶劑油；單體丁二烯由后乙腈直接送聚合，聚合停產(chǎn)時(shí)，丁二烯直接送罐區(qū)。 由乙腈來(lái)的丁二烯經(jīng)流量控制閥控制合適流量，入文氏管與溶劑油溶劑進(jìn)行混合，再進(jìn)入丁油預(yù)熱器 (預(yù)冷器 )進(jìn)行換熱，控制一定入釜溫度。 首釜膠液自釜項(xiàng)出口出來(lái)，由第二釜釜底進(jìn)入第二釜繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；再由第二釜的釜項(xiàng)出口出 來(lái)，由第三釜釜底進(jìn)入第三釜繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；由第三釜的釜項(xiàng)出口出來(lái)，進(jìn)入第四釜繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；當(dāng)達(dá)到一定粘度和轉(zhuǎn)化率后，在第四釜的出口管線 (終止釜的入口管線 )與終止劑一起由終止釜釜底進(jìn)入終止釜進(jìn)行終止處理；最后，膠液由終止釜項(xiàng)出口出來(lái)，經(jīng)膠液過(guò)濾器和壓力控制閥入成品工段凝聚崗的膠液罐。 凝聚崗負(fù)責(zé)將終止后進(jìn)入膠液罐混合的門尼粘度合格的膠液進(jìn)行凝聚，膠粒送洗膠崗，溶劑油送回收工段。 薄膜崗負(fù)責(zé)薄膜包裝。 合格膠液被噴到凝聚釜內(nèi)，在熱水、機(jī)械攪拌和蒸汽加熱的作用下，進(jìn)行充分凝聚形成顆粒，并蒸出溶劑油溶劑和少量丁二烯。 通過(guò)擠壓機(jī)擠壓將膠粒含水量降到 8～ 15％，然后，切成條狀進(jìn)入膨脹干燥機(jī)加熱、加壓，達(dá)到膨脹和內(nèi)蒸的目的，除去膠粒中的絕大部分水分，再送入水平紅外干燥箱干燥，使膠的含水量達(dá)到 ％以下。 膠液泵：壓力 ?。 設(shè)計(jì)中電氣設(shè)備一律選用隔爆式電器設(shè)備；各設(shè)備均有接地線、跨接線等防靜電設(shè)施及防雷設(shè)施；各崗 位設(shè)有排風(fēng)系統(tǒng)。三異丁基鋁著火時(shí)不得用水和泡沫滅火器，應(yīng)選用干粉及四氯化碳。 15 / 64 在生產(chǎn)裝置檢修敲打設(shè)備時(shí)，必須使用銅制工具或在鐵制工具上涂上黃干油，以免引起火花。常壓罐保壓不超過(guò) ,受壓罐保壓 。 聚合釜清膠要用蒸汽蒸煮 24小時(shí)以上，分析釜內(nèi)可燃物小于 ％，氧含量大于 18％方可入釜治理清理。 膠液罐與凝聚釜在清理前要切斷外連管線，切斷電機(jī)，有氮?dú)庵脫Q，并分析可燃物濃度氧含量等，合格后方可入內(nèi)。 干燥崗因有油氣逸出和滑石粉能引起呼吸道系統(tǒng)發(fā)炎，因此，要加強(qiáng)通風(fēng)，排風(fēng)。其分配如下（以 噸 100％丁二烯為基準(zhǔn)計(jì)算收率和損耗）： 聚合掛膠等損失 1％ 聚合 、凝聚的丁二烯機(jī)械泄漏損失 ％ 凝聚、振動(dòng)篩聚丁二烯渣沫損失 ％ 油水分離器水相丁二烯溶解損失 2％ 包裝過(guò)程中不合格品和落地料損失 ％ ⒉計(jì)算基準(zhǔn) 連續(xù)反應(yīng)操作過(guò)程以 kgh 作為基準(zhǔn)。 組分 質(zhì)量分?jǐn)?shù) w kgh t/d t/a Mh3 丁烯 1 丁二烯 99 合計(jì) 100 注：丁烯的密度： 596kgM3 丁二烯密度： 628kgM3 溶劑油密度： 601kgM3 溶劑油系統(tǒng)： 18 / 64 取 [丁 ]＝ ml/100 則有： [丁 ]＝ 135kgm/ 3 每小時(shí)進(jìn)入聚合釜的丁油量： 36 5 3 3 3 1 8 m?? 每小時(shí)進(jìn)入聚合釜的丁二烯原料量： m 每小時(shí)進(jìn)入聚合釜的溶劑油量： kgM1 3 5 8 3 96 0 12 7 2 7 8 5 3?? ?? 引發(fā)劑系統(tǒng)： 計(jì)算公式： 引發(fā)劑用量＝丁二烯進(jìn)料摩爾數(shù) (引發(fā)劑 /丁 )引發(fā)劑分子量 a、環(huán)烷酸鎳： M 鎳 = 5 ????? ?/h k m ?? /h 商品中環(huán)烷酸鎳的含量為 ％，故環(huán)烷酸鎳的量為： kg9 3 0 7 4 4 7 ?? /h b、三異丁基鋁 ? ?? ?Al i C H? 4 9 3： ? ?M Al i C H? ?4 9 3 198 MAl ?27 1 6 4 8 18 54 1 0 10 198 0 6044. . .? ? ? ? ?? kg/h 折合成鋁的量： 0 604 27 198 0 0824. .? ? ? kg/h 0 0824 27 0 00305. .? ? km ol/h C、三氟化硼乙醚絡(luò)合物 ? ?BF C H O3 2 5 2( ) ? ?M BF C H O3 2 5 2 142? MB?10 811. kg5 0 2 3 3 1 8 4 ????? ?/h 折合成硼的量： kg2 6 6 4 28 1 0 2 ??? /h k m o l0 2 4 6 6 1 6 6 6 ?? /h .聚丁二烯系統(tǒng)： 聚丁二烯： ?? /h 掛膠損失： ?? /h 去終止釜干膠量： kg6 1 1 2 0 72 0 8 2 1 38 2 1 3 2 0 ?? /h 驗(yàn)證配方： 2466 8632 ???NiAl 合格 ???BAl 合格 聚合釜物料衡算列總表如下。 計(jì)算： 凝聚釜物料衡算圖見(jiàn)圖 13。 22 / 64 焓差為： ? H kJ kg? ? ?2781 71 397 75 2383 96. . . 分幾部分估算水蒸汽冷凝量： ①用于溶劑油氣化 ? ?? ? kgGCW 48 06 ?????o/h ②用于丁烯氣化 ? ?? ? kgGCW 4 ???????/h ③用于丁二烯氣化 ? ?? ? kgGCW 8 3 3 14 ???????/h ④用于循環(huán)水從 90℃升溫到 95℃ ? ? kgG W 0 8 3 209518 6 1 00 0 ????? /h 四項(xiàng)之和： G G G G GW W W WC C C39。 洗膠熱水 1 振動(dòng)篩 含水膠粒去 緩 洗膠罐 2振動(dòng)篩 干燥脫水 沖 筒 凝聚來(lái)膠粒、水 循環(huán)熱水去凝聚釜 去污水池 去洗滌熱水罐 圖 14 緩沖罐、振動(dòng)篩、洗膠罐物料衡算圖 進(jìn)料系統(tǒng)： （ 1）自凝聚來(lái)膠粒和水總量： kg/h （ 2）取洗膠熱水量： 145M3 /h,即 145000 kg/h 出料系統(tǒng)： （ 1）循環(huán)熱水去凝聚熱水罐： 741000 kg/h （ 2）洗膠熱水支洗滌熱水罐： 145000 kg/h （ 3）去干燥脫水： 聚丁二烯： kg/h 防 老 劑： kg/h 溶 劑 油： kg/h 24 / 64 水： kg/h （ 4）去污水池 (設(shè)引發(fā)劑與終止劑全部洗掉 ,不循環(huán) ) 引發(fā)劑： 終止劑： kg/h 水： kg/h 振動(dòng)篩和洗膠罐物料衡算列下表。 序號(hào) 組分 kg/h t/d t/a W% 進(jìn) 料 1 含 水 膠 粒 等 100 去 2 聚 丁 二 烯 出 包 3 防 老 劑 裝 4 水 5 溶 劑 油 6 去 包 裝 合 計(jì) 去 7 水 料 污 8 溶 劑 油 水 9 去污水池合計(jì) 10 出 料 總 合 計(jì) 100 包裝物料衡算 不合格產(chǎn)品損失部分