【正文】 min) 2K = NiNi ? 質(zhì) 量分 子 量 （ 丁 二 烯 與 溶 劑 總 體 積 + 催 化 劑 總 體 積 ）=? ? 3.. ?? =103 min 2? = 22ROVV = ??? = 2X =11 1 2 21(1 )(1 )KK????= ?1 ? ? ? ?..51 1 33 ??????? ?? =% 3＃ 釜 Kp3=105exp( ?? )=(m3/molC、 80186。C 如下： ?= kcal/mC、 4186。C) 80 85 90 ② Cp 70 (kcal/kg 表 28 水相組成 物料名稱 水 溶劑 合計 kg/h 油水分離器物料衡算 油水分離器物料衡 算圖如圖 24 所示 。 圖 21 凝聚釜物料衡算圖 (1)用于循環(huán)熱水用量 設(shè)取：水 /膠液＝ (體積比 ) 則用水量： (+)= m3/h 取用水量圓整為 188m3/h，即為 188 t/h (2)損失量 丁二烯機械損失： = kg/h 聚丁二烯渣沫損失： =熱水 膠液 水蒸氣 凝 聚 釜 機械損失失 渣沫損失 熱水、膠粒去振動篩 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 15 連續(xù)操作過程損失的防老劑： =(3)去振動篩專置的聚丁二烯膠粒量 聚丁二烯： = kg/h 膠粒內(nèi)含防老劑： = kg/h 膠粒內(nèi)含油： = kg/h 膠粒內(nèi)含水： = kg/h (4)水蒸氣冷凝量 溶劑油氣化量： = 丁烯氣化量： kg/h 丁二烯氣化量： kg/h 備注：暫時未扣除膠液罐中回收的丁二烯量。27=(3)三氟化硼乙醚絡(luò)合物 [BF3(C2H5)2O]： M[BF3(C2H5)2O]=142 g/mol， M(B)= g/mol 247。溶劑油密度： 660kg/m3。 (3) 水電汽要求： 電：根據(jù)所設(shè)計裝置的爆炸危險性選用相應(yīng)等級的電器設(shè)備，照明燈具和儀表，所有能產(chǎn)生火花的電氣開關(guān)均應(yīng)與爆炸車間隔離，供電：使用電網(wǎng)的電力 ，總裝機容量不小于 1500kw。廠房布置包括生產(chǎn)部分，輔助部分和生活部分三大區(qū)域。 b) 膚燒傷，立即用大量的清水沖洗，再用 5%的小蘇打水洗滌或濕敷。 b) 當(dāng)丁二烯出現(xiàn)大量泄漏時，應(yīng)該馬上及時的配戴過濾式防毒面具或隔離式防毒面具迅速的撤 離現(xiàn)場，避免造成人員傷亡。 ② 配足消防車輛、滅火器材等一系列滅火器材，并且要做好對其日常的保養(yǎng)與維護(hù)，以便在出現(xiàn)事故時能良好的使用，避免造成損失。 ④ 阻聚劑很容易與氧氣發(fā)生反應(yīng)，灼傷人體皮膚，遇到明火或在高溫環(huán)境中可發(fā)生燃燒。 有毒物品 (1)1,3丁二烯 濃度比較高的時候會對人的神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生麻醉作用，濃度低的時候會對人體黏膜產(chǎn)生強烈的刺激作用，丁二烯進(jìn)入人體內(nèi)的主要途徑是通過呼吸道經(jīng)肺在融入血液。 經(jīng)干燥核查合格后的膠條用提升機送至自動稱量秤，進(jìn)行稱量壓塊（ 25kg）。紙袋崗則對產(chǎn)物封袋、入庫。反應(yīng)過程中用于換熱的冷溶劑油視情況可以從不同釜的項部加入。計量崗主要負(fù)責(zé)為聚合反應(yīng)過程輸送各種各樣的引發(fā)劑、終止劑。其中順式 1,4 結(jié)構(gòu)為主的大分子聚合物，具有分子鏈長， 分子間排布均勻，自然狀態(tài)下為無規(guī)線團(tuán)狀；分子內(nèi)存在獨立雙鍵使大分子鏈的柔性大，同時易于硫化處理等等的特點。 (4)引發(fā)劑的選擇 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2 首先從適合順丁橡膠聚合生產(chǎn)反應(yīng)的引發(fā)劑共性入手，比如穩(wěn)定性能、定向能力、高效、容易分離及殘存對反應(yīng)產(chǎn)物性能無影響等等，對常用的 Ti、 Co、 Li、 Ni 四種系列類型引發(fā)劑進(jìn)行對比，選擇最合適的 Ni 系引發(fā)劑，其組份主引發(fā)劑為環(huán)烷酸鎳，助引發(fā)劑為異丁基鋁，三氟化硼乙醚絡(luò)合物 [1]。 本設(shè)計的生產(chǎn)原理是反應(yīng)原料溶液發(fā)生聚合的方法，使混合液在連續(xù)釜式反應(yīng)器中進(jìn)行配位反應(yīng)聚合，生成的液體，再用水蒸汽對生產(chǎn)物進(jìn)行凝聚、洗膠、干燥、壓塊等過程后方可得到產(chǎn)品 ——順丁橡 膠 。 關(guān)鍵詞 ： 順丁橡膠；丁二烯；轉(zhuǎn)化率；催化劑；聚合 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 II Abstract Polybutadiene rubber is the world39。本設(shè)計通過查閱資料文獻(xiàn)介紹了順丁橡膠行業(yè)目前的發(fā)展特點、所處的發(fā)展階段、市場的供需平衡和競爭格局。闡 述了對廠房的大概設(shè)計及相關(guān)要求，如何處理易燃易爆品等危險品，預(yù)防有毒有害物品等安全問題，以及發(fā)生事故時如何進(jìn)行緊急處理和處理好 “三廢 ”問題。 各釜物料組成及物性據(jù)數(shù) ................................................................................................ 41 各釜對流傳熱系數(shù) ?和傳熱系數(shù) K 的計算 .................................................................... 42 夾套內(nèi)冷卻鹽水的對流傳熱系數(shù) ?1計算 .................................................................... 42 釜內(nèi)對流傳熱系數(shù) ?2i的計算 ....................................................................................... 44 各釜總傳熱系數(shù) K 的計算 ........................................................................................... 45 聚合釜攪拌功率的計算 ................................................................................................ 46 熱量衡算 ............................................................................................................................ 48 第四章 設(shè)備計算及選型 ........................................................................................................ 52 聚合釜計算 ........................................................................................................................ 52 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ........................................................................................................................ 52 選取膠液貯罐 .................................................................................................................... 52 選取凝聚釜 ........................................................................................................................ 53 攪拌器的確定 .................................................................................................................... 53 各物料進(jìn)出管管徑確定 .................................................................................................... 54 換熱器的選擇 .................................................................................................................... 56 第五章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 ............................................................................................................ 61 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 .................................................................................................................... 61 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 V 第六章 結(jié)論 ............................................................................................................................ 63 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 64 致謝 .......................................................................................................................................... 65 附錄一 附錄二 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1 第一章 緒論 概述 設(shè)計依據(jù)及生產(chǎn)狀況 本設(shè)計主要設(shè)計依據(jù)是沈陽建筑大學(xué)材料學(xué)院下發(fā)的 “年產(chǎn) 2 萬噸順丁橡膠聚合車間的工藝設(shè)計 ”本科生畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書。 (2)單體原料路線的確定 經(jīng)過對乙醇法、丁烯氧化脫氫法、乙炔法、丁烯催化脫氫法、石油高溫裂解回收法等方法的各種優(yōu)點缺點的對比，然后結(jié)合實際情況，選擇了丁烯氧化脫氫制丁二烯原料的生產(chǎn)路線。順丁橡膠的分子結(jié)構(gòu)直接影響決定了它的性質(zhì)。 表 12 成品膠質(zhì)量指標(biāo) 項目 優(yōu)級品 一級品 合格品 揮發(fā)份 % ? ? ? 灰分 % ? ? ? 生膠門尼粘度 M100℃ 1+4 45?5 45?5 45?7 混煉膠門尼粘度 M100℃ 1+4 ?68 ?73 ?73 300％定伸應(yīng)力 MPa 25min ~ ~ ~ 35min ~ ~ ~ 50min ~ ~ ~ 拉伸強度 MPa 35min ? ? ? 伸長率 % 35min ?450 ?430 ?430 生產(chǎn)流程簡述 生產(chǎn)流程簡述及工藝設(shè)備選擇 (1)聚合工段 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 4 聚合工段流程主要是由罐區(qū)、計量、聚合、配制、粘度五個主要崗位所組成。硼引發(fā)劑組分則是由硼計量泵直接送出和稀釋油溶劑經(jīng)文氏管進(jìn)行混合后，在釜底與丁油混合后進(jìn)入首釜。干燥崗把含水 40~60%的膠粒物質(zhì)，通過擠壓脫水機、膨脹干燥機和干燥箱降到 %以下，并呈海綿狀，直徑為 10mm小膠條送至壓塊崗。釜底膠粒和循環(huán)熱水經(jīng)顆粒泵送入洗膠崗的緩沖罐，再經(jīng) 1 號振動篩分離出膠粒送至洗膠罐 [5]。 (1)防止廢渣污染： 聚合釜產(chǎn)生的無規(guī)物，部分進(jìn)入產(chǎn)品，部分隨廢己烷送至己烷回收工段，分離的無規(guī)物再利用，這樣既保護(hù)環(huán)境又降低原料單耗。 ② 三異丁基鋁在空氣中反應(yīng)很強烈，會產(chǎn)生煙霧或者起火燃燒，遇到水的話，反應(yīng)更為劇烈，從而造成爆炸現(xiàn) 象，能與酸類、胺類、醇類、鹵素等發(fā)生強烈的反應(yīng)。在操作過程中要嚴(yán)格按照工藝指標(biāo)執(zhí)行，嚴(yán)格的遵守操作規(guī)程。液面計、安全閥、防爆膜、壓力表以及連鎖等安全設(shè)施都必須保持完好并其投入使用。 (3)三異丁基鋁 a) 設(shè)備和管道必須保持良好的密封，不允許含有氧氣和水，加強通風(fēng)。工人操作場所應(yīng)加強噪聲防護(hù)，可選用防噪耳塞和防噪聲耳罩