【正文】 丁二烯 合 合 合 合 鎳組分 釜 釜 釜 釜 鋁組分 硼組分 掛膠損失 圖 11 聚合釜物料衡算圖 丁二烯系統(tǒng)： 每小時產(chǎn)膠量： ???? 需 100％純度丁二烯量 ： 1 6 1 10 4 1 3 ??? 扣除 ％的損失量應(yīng)有聚丁二烯： ? ? ??? 按 85％轉(zhuǎn)化率計算 100％純度丁二烯的需求量： k m o lkg 3 3 1 1 3 2 0 ??? /h 未反應(yīng)的丁二烯量： hkg /7 9 9 9 1 3 2 3 3 1 8 ?? 從原料車間來的丁二烯純度為 99％，其余按正丁烯計。清除可燃物，由車間安全員開動火票，指令專人到現(xiàn)場監(jiān)護(hù)，檢修人員方可動火。 水膠比 (體積 )： 5～ 8 循環(huán)水壓力： 安全閥定壓： 噴膠量： 10～ 25 M h3/ 循環(huán)水 PH值： 8～ 10 分層罐： 常壓 (開口 ) 界面：隔板高的 40%～ 60% 液面：隔板高的 20%～ 80% 熱水罐： 液面 1/2 14 / 64 洗膠罐： 水溫： 45～ 55℃ 洗滌水罐液面： 1/4 干燥崗： 擠壓機(jī)出口膠含水： 8～ 12% 熱風(fēng)溫度： 80～ 100℃ 蒸汽壓力： 循環(huán)水壓力： ? 干燥五段溫度： 175℃ 壓塊崗： 高壓油壓： 25Mpa 控制油路油壓： 低壓油壓： 5Mpa （三）安全防護(hù)措施 ⒈聚合工段 由于全車間使用的原料有丁二烯、溶劑油、三異丁基鋁，還有丁烯等。 干燥崗負(fù)責(zé)將含水 40～ 60％的膠粒，通過擠壓脫水機(jī)、膨脹干燥機(jī)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。 表 92 車間危險物料主要物性 序號 名稱 分子量 熔點 ℃ 沸點 ℃ 閃點 ℃ 燃點 ℃ 爆炸極限（ Vd%） 國家 標(biāo)準(zhǔn) 備注 上限 下限 丁二烯 56 三異丁基鋁 198 溶劑油 86 6 86 11 / 64 乙醇 46 三氟化硼乙醚絡(luò)合物 142 ～126 四、生產(chǎn)流程簡述 （一）生產(chǎn)流程簡述 ⒈聚合工段 聚合工段主要由罐區(qū)、計量、聚合、配制、配制、粘度五個崗位組成。 ⒈順丁橡膠的結(jié)構(gòu) H H C C CH2 CH2 CH2 CH2 C C H H 順式 結(jié)構(gòu) 還有反式 結(jié)構(gòu)和 位加成產(chǎn)物。 車間設(shè)備采用露天與廠房內(nèi)布置相結(jié)合的原則。乙醚絡(luò)合物?！?) 熱導(dǎo)率 ? W/(m 0 / 64 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 《化工設(shè)計》課程設(shè)計說明書 項目名稱：年產(chǎn) 萬噸順丁橡膠聚合車間工藝設(shè)計 設(shè)計人姓名： 嘉佳 專業(yè)班級：化工工藝 0701 班 指導(dǎo)教師姓名： 設(shè)計起止時間： 2020 年 11 月 29 日至 2020 年 12 月 26 日 1 / 64 80000t 順丁橡膠聚合車間工藝設(shè)計 設(shè) 計 說 明 書 一 . 設(shè)計時間 2020年 11月 29日 2020年 12月 26日 二 .設(shè)計題目 年產(chǎn) 三 .設(shè)計條件 : 年產(chǎn)量 76000t；年開工時間 320天； 每噸順丁橡膠消耗丁二烯 ； 總轉(zhuǎn)化率 85%； 丁二烯的濃度 12～ 17g/100ml； 丁油入釜溫度≤ 40℃；首釜溫度≤ 95℃；末釜溫度≤ 100℃； 聚合系統(tǒng)壓力≤ ；計量罐壓力≤ ?！?) 數(shù)據(jù)來源 CaCl2 10 1245 《化工手冊》 P2070 四 .設(shè)計任務(wù) 課程設(shè)計主要任務(wù)包括 : 3 / 64 (聚合工段與后處理工段 )概述 、技術(shù)路線 ,主要原材料。 ⑸引發(fā)劑活性中心的形成方式 — 陳化方式 陳化是指為了提高引發(fā)劑活性，充分發(fā)揮各組分的作用，在聚合前事先把引發(fā)劑各組分安一定配比，在一定的條件下進(jìn)行的預(yù)混合反應(yīng)。其中罐區(qū)、凝聚采用露天布置，其它全部采用廠房內(nèi)布置。利用環(huán)烷酸鎳－三異丁基鋁－三氟化硼乙醚絡(luò)合物引發(fā) 體系使丁二烯聚合后的產(chǎn)物中含 96％～ 98％的順式 結(jié)構(gòu)，含 1％～ 2％反式 結(jié)構(gòu)和 1％～ 2％的 結(jié)構(gòu)加成物。 罐區(qū)崗位負(fù)責(zé)貯存、收送丁二烯和溶劑油。 壓塊崗負(fù)責(zé)稱量壓塊。根據(jù)這些原料的性質(zhì)查《化工工藝設(shè)計手冊》《化工生產(chǎn)安全與防護(hù)》等確定全車間火災(zāi)危險等級為甲級；爆炸危險場所分區(qū)為 2區(qū)；車間建筑物屬一類工業(yè)建筑。管線動火可燃物含量要小于 ％，容器動火可燃物含量小于 ％。則需要的原料量： hkg /1 5 3 4 5 3 3 1 8 ?? 隨原料帶入的丁烯量： ?? /h 整理上述計算結(jié)果列下表。物料衡算數(shù)據(jù)列下表。 19 / 64 序號 組 分 kg/h t/d t/a w％ 1 丁 烯 進(jìn) 2 丁 二 烯 3 溶 劑 油 4 環(huán)烷酸鎳 料 5 三異丁基鋁 6 三氟硼乙醚絡(luò)合物 7 進(jìn)料合計 100 8 丁 烯 出 9 丁 二 烯 10 溶 劑 油 11 去終止釜聚丁二烯 料 12 三種引發(fā)劑 13 掛膠損失 14 出料合計 100 終止釜的物料衡算圖見圖 12。并在入釜前要檢查確認(rèn)電機(jī)確定停止，并有專人監(jiān)護(hù)，嚴(yán)禁啟動電機(jī)。此外在生產(chǎn)中還要注意以下問題： 車間內(nèi)不準(zhǔn)使用明火；禁止穿帶釘子進(jìn)入裝置現(xiàn)場；禁止吸煙；禁止隨意用鐵器碰擊設(shè)備；機(jī)動車不徑許可不得進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)。 紙袋崗負(fù)責(zé)封袋、入庫。 計量崗負(fù)責(zé)為聚合輸送各種引發(fā)劑、終止劑。 由于順式 結(jié)構(gòu)含量大，使得大分子的規(guī)整性好，同時又由于分子鏈無取代基，造成對稱性好，但因其重復(fù)結(jié)構(gòu)單元之間距離大，而使順式 結(jié)構(gòu)聚丁二烯比反式 結(jié)構(gòu)聚丁二烯更難于結(jié)晶。 全裝置主要采用連續(xù)操作方式，局部采用間歇操作方式。通過比較確定最佳方式為稀硼單加。 (1)物料衡算并繪制物料流程圖； (2)主要設(shè)備選型說明；填寫設(shè)備一覽表。 全裝置總收率為 %, 總損耗 %（以 100%丁二烯為基準(zhǔn)計算收率和損耗）?！?) 數(shù)據(jù)來源 順丁橡膠 94 1010 《合成橡膠工業(yè)》第七卷 (1984)P69 ⑼冷凍鹽水物性數(shù)據(jù)見表 5。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、來源、輸送等幾方面對苯、甲苯、甲苯 庚烷、溶劑油等，進(jìn)行綜合比較，確定選擇溶劑油。后處理主要由混膠 、凝聚、干燥、壓塊、薄膜、紙袋等崗位組成。 （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。 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。 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。 膠液泵：壓力 ?。常壓罐保壓不超過 ,受壓罐保壓 。其分配如下（以 噸 100％丁二烯為基準(zhǔn)計算收率和損耗）： 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％ 包裝過程中不合格品和落地料損失 ％ ⒉計算基準(zhǔn) 連續(xù)反應(yīng)操作過程以 kgh 作為基準(zhǔn)。 洗膠熱水 1 振動篩 含水膠粒去 緩 洗膠罐 2振動篩 干燥脫水 沖 筒 凝聚來膠粒、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、振動篩、洗膠罐物料衡算圖 進(jìn)料系統(tǒng)： （ 1）自凝聚來膠粒和水總量： 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 振動篩和洗膠罐物料衡算列下表。 計算： 凝聚釜物料衡算圖見圖 13。 膠液罐與凝聚釜在清理前要切斷外連管線，切斷電機(jī)，有氮氣置換，并分析可燃物濃度氧含量等，合格后方可入內(nèi)。三異丁基鋁著火時不得用水和泡沫滅火器，應(yīng)選用干粉及四氯化碳。 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。 由乙腈來的丁二烯經(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。故此，前者是高彈性體，后者無彈性。乙醚絡(luò)合物；終止劑：乙醇；防老劑： 4甲基苯酚 (簡稱 )。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％。 4 / 64 目錄 （一）設(shè)計原則 ................................................................................................................................................. 6 ⒈設(shè)計依據(jù) ................................................................................................................................................ 6 ⒉車間概況 ...................