【正文】 罐體尺寸確定 筒體高徑比 因此設計條件為低溫、乳聚，可選擇高徑比為 ，即： H/Di= 初步計算筒體直徑 立式攪拌器的容積通常是筒體和下封頭容積之和。 (由 8 臺聚合反應釜組成一條生產線，反應時間為 8～ 12 小時（取 9 小時） ，反應的轉化率為 60%。然后經過兩個不同真空度的閃蒸器回收未反應的丁二烯。 丁苯橡膠的工藝原理 [12]： 聚合原 理 乳聚丁苯橡膠屬于乳液法鏈式自由基聚合機理。 一般乳液丁苯橡膠中含有 %的苯乙烯，其分子量隨聚合情況而異，在 10~150萬之間。對于高性能輪胎，沒有任何其它橡膠能夠代替溶液丁苯橡膠，當然乳液丁苯橡膠也是不能滿足要求的。溶聚丁苯橡膠具有低的滾動阻力，又具有很高的抗?jié)窕耘c耐磨性，其滾動阻力比乳聚丁苯橡膠減少 20%一 30%，抗?jié)窕詢?yōu)于順丁橡膠，耐磨性能也很好，是全天候輪胎的最合適膠料。蘭州石化公司石化研究院自行研制開發(fā)了粉末丁苯橡膠制備技術，并實現(xiàn)了中式放大，經 200t/a規(guī)模的中試證明該技術凝聚工藝平穩(wěn)，過程易于控制，產品性能穩(wěn)定，重復性好，屬國內首創(chuàng)技術，該技術應用于 瀝青改性方面，具有摻混工藝簡單、易于分散、改善瀝青低溫性能的特點，并填補了國內粉末丁苯橡膠改性瀝青領域的空白。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。橡膠的主要用途就是輪胎行業(yè)，因此抑制了 SBR的生產與需求。 Key words: SBR , Emulsion polymerization, Process design, butadiene, styrene monomer 吉林化工學院 目錄 摘 要 .................................................................................................................... II 第 1 篇 設計說明書 ................................................................................................. 1 第 1 章 緒 論 ......................................................................................................... 1 丁苯橡膠的市場分析 .................................................................................... 1 國外生產情況 ...................................................................................... 1 國內生產情況 ...................................................................................... 2 丁苯橡膠合成技術進展 ................................................................................ 4 乳聚丁苯橡膠的合成技術進展 .......................................................... 4 溶聚丁苯橡膠合成技術進展 .............................................................. 5 我國丁苯橡膠新技術的開發(fā) .............................................................. 5 設計依據、指導思想 .................................................................................. 6 設計依據 ............................................................................................ 6 指導思想 ............................................................................................ 6 設計地區(qū)的自然條件 .................................................................................. 7 第 2 章 工藝論證 ..................................................................................................... 8 產品 的結構與性能 ........................................................................................ 8 名稱及其結構 ...................................................................................... 8 丁苯橡膠的性能 .................................................................................. 8 丁苯橡膠的用途 .................................................................................. 9 工藝原理 ...................................................................................................... 9 生產方法論證 .............................................................................................. 10 丁苯橡膠的生產方法 .................................................................................. 12 工藝方案選擇依據 ............................................................................ 12 工藝流程方面 ............................................................................ 12 反應速率 .................................................................................... 12 經濟方面 .................................................................................... 13 乳液聚合 .................................................................................... 13 丁苯橡膠的工藝原理： .................................................................... 13 吉林化工學院 聚合原理 ......................................................錯誤 !未定義書簽。在現(xiàn)代工業(yè)生產和人類生活中起著舉足輕重的作用，因此 SBR的生產和技術的改進越來越受到現(xiàn)代人的關注！ 當前， SBR 生產面臨著嚴重的挑戰(zhàn)。國內產能增加，主要來自齊魯石化新建 10萬 t/a ESBR裝置，該裝置于 2020年 6月份開車以來，裝置運行平穩(wěn)，實現(xiàn)滿負荷生產。日本住友橡膠工業(yè)公司將接枝有硅烷偶聯(lián)劑的 ESBR膠乳與一種化合物（如四乙氧基硅烷）混合，通過溶膠凝膠 化反應而制成一種高強度、高回彈率、低能耗的原位增強 ESBR。 吉林化工學院 7 設計地區(qū)的自然條件 本設計的丁苯橡膠車間擬建在 南京揚子石化金浦橡膠股份有限公司廠區(qū) 。拜耳認為輪胎制備技術會有一個根本轉變，歐洲的消費者將逐步接受 ―綠色輪胎 ‖。 吉林石化公司丁苯橡膠裝置 A、 B 兩條生產線原設計雙線各八臺釜，五臺置換塔，聚合釜容積為 30 m3/臺，聚合物料從 第 一釜進入，依次通過串聯(lián)的八臺釜，在 5℃ 的溫度下， 反應 810 小時，聚合轉化率為 60%，生產能力每條線為 115t/d；經過幾次技術改造，雙線各拆除兩臺置換塔，增加一臺聚合釜，變?yōu)榫鸥磻?，聚合轉化率由 60%提至 62%，裝置生產能力由 115t/d 提高到 145t/d[8]。乳液法是生產糊樹脂的方法，工藝復雜、成本較高且樹脂質量較差。 XXR C H 2 C H + n C H 2 C HXK P R C H 2 C H C H 2 C HX XR C H 2 C H C H 2 C H C H 2 C HX Xn 該反應過程放熱，鏈增長速率極快（ – 間），其相關的速率方程為： ? ? ? ?MIkfkkRtdpp 2121????????? 式中 Rp—鏈增長速率， L/（ smol? ） [I]—引發(fā)劑濃度， mol/l； f—引發(fā)劑引發(fā)效率， %； kd—引發(fā)劑分解速率常數(shù)； kp—鏈增長速率常數(shù)； kt—鏈終止速率常數(shù)。經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，經攪拌混合均勻后，送入后處理工段。 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 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。 釜式反應器的除熱主要采用夾套和各種內冷件，以立式最為常見。干燥至含水＜%。 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。 經濟方面 從經濟角度分析，乳液聚合是最合理的聚合方法。 雖然丁苯橡膠市場已經成熟，但乳液丁苯橡膠與溶液丁苯橡膠之間的競爭正在增加。 SSBR 是一種相對 ESBR 的高性能合成橡膠，它不能等同于 ESBR，也不能完全取代 ESBR，二者比例的調整有一個漸進的發(fā)展過程。 ] 工藝原理 （ 1）丁二烯 分子式 C4H6 結構式 2CH CH CH 2CH 在常溫常壓下為無色氣體，有特殊氣味，有麻醉性，特別刺激粘膜，容易液化，易吉林化工學院 10 溶于有機溶劑；性質活潑，易發(fā)生自聚反應，因此在儲存、運輸過程中要加入阻聚劑。我國 SSBR的開發(fā)較晚， 1982年北京燕山石化公司研究院對正丁基鋰 四氫呋喃 環(huán)己烷體系的苯乙烯和丁二烯共聚進行了小試研究， 1984年進行了放大實驗， 1989年研制了一種新型節(jié)能 SSBR， 1Kt級的工業(yè)裝置開發(fā)成功， 1996年北京燕山石化公司開發(fā)成功 10Kt級的SSBR生產線，并與有關單位合作，在汽車輪胎、自行車胎、膠鞋、雜品和改性瀝青等方面相繼進行了應用研究。此外，計劃新建 /擴建 SBR裝置能力合計約 50萬 t/a，預計到 2020年國內 SBR產能將達到 t/a，其中， ESBR產能 t/a， SSBR26萬 t/，產品競爭也將加劇。 由于設計者的理論知識有限，設計經驗的缺乏，在設計的過程中難免會有一些不足和錯誤之處，敬請各位老師指評