【正文】 致，都是低溫乳液聚合技術，只是在工藝流程和聚合配方上有差別，技術本質(zhì)上無差別。 雖然丁苯橡膠市場已經(jīng)成熟，但乳液丁苯橡膠與溶液丁苯橡膠之間的競爭正在增加。 丁苯橡 膠的生產(chǎn)方法 工藝方案選擇依據(jù) 工藝流程方面 就以上四種聚合工藝而言，本體法工藝流程簡單，裝置占地面積小，同時基本上無廢液排放，排氣可達到最低程度，環(huán)境污染少，而且產(chǎn)品質(zhì)量好、純度高，特別使用透明包裝材料和電纜料。 經(jīng)濟方面 從經(jīng)濟角度分析，乳液聚合是最合理的聚合方法。 R C O O H + F e 2 + R C O + F e 3 + 第二步是初級自由基與單體加成，形成單體自由基。 聚合過程 [13] 吉林化工學院 15 系統(tǒng)由 8~12 臺聚合釜組成，采用串聯(lián)操作方式。 苯乙烯分離 脫除丁二烯的乳膠進入苯乙烯汽提塔（高約 10m，內(nèi)有十余塊塔盤）上部，塔底用 的蒸汽直接加熱，塔頂壓力為 ，塔頂溫度 50℃ ，苯乙烯與水蒸汽由塔頂出來，經(jīng)冷凝后，水和苯乙烯分開，苯乙烯循環(huán)使用。干燥至含水＜%。將上式進一步整理得 ? ?NAAN kCC ??? 1 0吉林化工學院 23 表 221 各釜純轉(zhuǎn)化率與累積轉(zhuǎn)化率 [18] 第一釜 第二釜 第三釜 第四釜 純 X (％ ) 累 積 X (％ ) 純 X (％ ) 累積 X (％ ) 純 X (％ ) 累積 X (％ ) 純 X (％ ) 累積 X (％ ) 第五釜 第六釜 第七釜 第八釜 純 X (％ ) 累積 X (％ ) 純 X (％ ) 累積 X (％ ) 純 X (％ ) 累積 X (％ ) 純 X (％ ) 累積 X (％ ) 60 根據(jù)各釜純轉(zhuǎn)化率計算各釜的物料組成 以第一釜作為示例計算： 水相：因 反應中沒有消耗，所以流量不變，為 100%苯乙烯：進料： 出料： ( 1－ %)=100%丁二烯：進料： 出料： ( 1－ %)=聚合物： ＋ － (＋ )=百分比： 水相： (＋ ＋ ＋ )=% 苯乙烯： 丁二烯： 聚合物： 以下計算中，上一釜的出料量即為下一釜的進料量，計算匯總見下表 吉林化工學院 24 表 222 各釜出料口物料組成 物 第一釜 第二釜 第三釜 第四釜 料 kg/h W(%) kg/h W(%) kg/h W(%) kg/h W(%) 水相 苯乙烯 丁二烯 聚合物 物 第五釜 第六釜 第七釜 第 八釜 料 kg/h W(%) kg/h W(%) kg/h W(%) kg/h W(%) 水相 苯乙烯 丁二烯 聚合物 吉林化工學院 25 由于工藝程序中八個釜都要用到液氨的冷凝裝置，所以以第一釜為例計算能量守恒。 釜式反應器的除熱主要采用夾套和各種內(nèi)冷件，以立式最為常見。 吉林化工學院 29 V≈（ π/4） Di2H=（ π/4） Di3(H/Di) ∴ Di= . 384)i/( 4 33 ????DH V? 圓整 Di= 當 Di=，封頭體積 V=179。 聚合釜壁厚的計 算 由公式： ? ?CtiC PDPS ?? ??2 式中： Pc—計算壓力 取 Pc=1MPa； Di=2200mm； ? =；設計溫度為 5℃ 查得 1Cr18Ni9Ti 在 5℃ 的 [σ]t=205MPa ? ? ??????S 取腐蝕余量 C2=，鋼板厚度負偏差 C2=， 則 Sn=S+C1+C2=++= 圓整后取 Sn=8mm。由設計壓力為 3105~5105 帕，熱量衡算初選的反應器為 φ2200H 4950，可選封頭型式為：橢圓形底、蓋，可拆蓋，高度H=4950mm，公稱容積為 20m3，筒體內(nèi)徑為 2200mm，壁厚為 12mm， A3 材質(zhì)，重量為3680Kg，下軸泵為 LIGUM—VIJUE（參見《化工容器及設備簡明設計手冊》） [7]。 聚合熱 BD::一小時第一釜中的聚合熱： Q=（ MBD /54+ MST/104） kcal/h =(54) +(104) kcal/h = 冷卻顯熱 在第一反應釜進料之前就已經(jīng)將進料的溫度從 10℃ 降至 5℃ 的冷卻顯熱如表 223所示： 表 231 首釜冷卻顯熱 FLOW(kg/h) △T(℃ ) Cp(kcal/kg 吉林化工學院 16 丁苯橡膠的生產(chǎn)工藝流程 ] 單體回收溶劑回收單 體水或溶劑引發(fā)劑各種助劑聚合閃蒸脫氣凝集洗滌脫水干燥成型合成橡膠圖 1 低溫乳液聚合 丁 苯橡膠的生產(chǎn)工藝流程簡圖 [15] 吉林化工學院 17 第 2 篇 設計計算說明書 第 1 章 基礎數(shù)據(jù) 年產(chǎn)量： 5 萬噸 年工作日： 7800 小時 烴含量 : 92% 轉(zhuǎn)化率 : 60% 單體回收單元損率 : % 后處理單元損率 : % 聚合配方（質(zhì) 量百分含量，凈含量 /100 份單體） 表 211 主要原料指標 [16] 原 料 指 標 丁二烯純度 % 苯乙烯純度 % 丁二烯 /苯乙烯 72/28 混合苯乙烯純度 94% 混合丁二烯純度 93% 純堿流量 /BD 流量 1/1 表 212 產(chǎn)品指標 [16] 產(chǎn) 品 指 標 氣提膠乳中結(jié)合苯乙烯含量 （ wt%） ~% 殘留苯乙烯 （ wt%） % 最終膠乳 （ wt%） ~% 單體回收單元丁二烯損率： （ wt%） % 單體回收單元苯乙烯損率 （ wt%） % 門尼粘度 46~58 伸長率 480% 吉林化工學院 18 表 213 聚合配方 [16] 名 稱 組 分 SBR1500 單體 BD 72 ST 28 乳化劑 WT 松香酸鉀皂液 電解質(zhì) WT 磷酸 氫氧化鉀 乙二胺四乙酸四鈉鹽 間次甲基二萘磺酸鈉 保險粉溶液 WT 連二亞硫酸鈉 活化劑溶液 WT 乙二胺四乙酸四鈉鹽 硫酸亞鐵 甲醛次硫酸鈉 調(diào)節(jié)劑溶液 叔十二碳硫醇 氧化劑溶液 過氧化氫對，錳烷 終止劑溶液 WT 二甲基二硫代氨基甲酸鈉 亞硝酸鈉 SDS 稀磷酸 WT PHS 反應介質(zhì) 去離子水 195 吉林化工學院 19 第 2 章 聚合工段物料 衡 算 丁苯物料衡算圖： （1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）（12）（13）（14）（15）（16）300聚合單元 1—丁二烯； 2—苯乙烯； 3—調(diào)節(jié)劑； 4—活化劑； 5—氧化劑； 6—終止劑； 7—鉀皂； 8—堿； 9—聚合物； 10—軟水； 11—未反應丁二烯； 12—未反應苯乙烯； 13—蒸氣； 14—消泡劑； 15—固體； 16—堿； 進料計算 （ 1）混合丁二烯和苯乙烯進料： 設年產(chǎn)量為 5 萬噸 每小時產(chǎn)量： M=5107/7800=每小時消耗的烴含量： =丁二烯和苯乙烯的總量： MST+BD=（ 1—%） /（ 1—%）=丁二烯和苯乙烯的配料比值： BD： ST=72： 28 純丁二烯的進料量： M2=MST+BD==純苯乙烯的進料量： M3= MST+BD==每小時丁二烯的混合進料量： M5= M2/=每小時苯乙烯的混合進料量： M4=M3/=單體 BD 的總損失量： （ ++） =吉林化工學院 20 單 體 ST 的總損失量： （ +++） =（ 2）輔助物料計算： 單體： BD： ： 單體總量： BD+ST=乳化劑： 松香酸鉀皂 kg/h%= WT %=電解 質(zhì)： WT %= 磷酸 %= 氫氧化鉀 %= 乙二胺四乙酸四鈉鹽 %= 間次甲基二萘磺 酸鈉 %=保險粉溶液： WT %= 連二亞硫酸鈉 %=活化劑溶液： WT %= 乙二胺四乙酸四鈉鹽 %= 硫酸亞鐵 %= 甲醛次硫酸鈉 %=調(diào)節(jié)劑溶液：叔十二碳硫醇 %=氧化劑溶液：過氧化氫對錳烷 %=終止劑溶液： WT %= 二甲基二硫代氨基甲酸鈉 %= 亞硝酸鈉 %= SDS %=稀磷酸： WT %= PHS %=吉林化工學院 21 出料計算 （ 1） 未反應的丁二烯出料 根據(jù)結(jié)合苯乙烯的量 (%）確定反應掉的苯乙烯的量 (即乳膠中丁二烯 /苯乙烯 =) 反應的 MBD==MBD/MST =77/23= 反應的 MST =23/77未反應的 MBD=（ 2） 尾氣中丁二烯的含量 =（ 3） 氣體乳膠中殘留苯乙烯 = kg/h （ 4） 潷吸器中的殘留苯乙烯 = kg/h （ 5）膠乳總量 反應的 MBD+反應的 MST = 第 3 章 聚合工段熱量 衡 算 已知基礎數(shù)據(jù)：下表 進料密度 第 一 反 應器入口 869kg/m3 ℃ 第 二 反 應器入口 928kg/m3 ℃ 平均 899kg/m3 —— 吉林化工學院 22 M=一共 2 條生產(chǎn)線，則每條的總物質(zhì)的量為： M=平均流量 =247。經(jīng)減壓脫出苯乙烯的塔底膠乳進入混合槽，在此與規(guī)定數(shù)量的防老劑乳液進行混合，必要時加入充油乳液，經(jīng)攪拌混合均勻后，送入后處理工段。聚合反應的終點主要根據(jù)門尼粘度和單體轉(zhuǎn)化率來控制，轉(zhuǎn)化率是根據(jù)取樣測定固體含量來計算，門尼粘度由取樣測定來確定。 XXR C H 2 C H + n C H 2 C HXK P R C H 2 C H C H 2 C H