【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 蔓延，迅速斷電并關(guān)閉所有管道閥門。根據(jù)火勢(shì)采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，并報(bào)警，在火勢(shì)較大的情況下，一定要做好人員 的疏散。 廠房的防爆 有爆炸危險(xiǎn)的生產(chǎn)廠房，采用鋼筋混凝土柱、鋼結(jié)構(gòu)和框架承重結(jié)構(gòu)，并易于采用敞開或半敞開式的廠房；應(yīng)設(shè)置必要的泄壓面積；泄壓設(shè)施已采用輕質(zhì)屋蓋作為泄壓面積；地面宜采用不發(fā)生火花的地面；由于裝置介質(zhì)存在有爆炸危險(xiǎn)，應(yīng)設(shè)置辦公室、休息室等 [7]。 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第 2 章 工藝論證 工藝原理 丁苯橡膠是 1,3丁二烯和苯乙烯的共聚物，是一種最通用的橡膠品種，它是按自由基反應(yīng)機(jī)理于乳液中合成的。其反應(yīng)方程式為： m C H 2 = C H C H = CH 2 + n C H = C H 2 [ CH — CH 2 ] n [ CH 2 C H = C H CH 2 ] m 在 20 世紀(jì) 50 年代以前，丁苯橡膠的乳液聚合均是高溫丁苯橡膠， 50 年代初，才出現(xiàn)了性能優(yōu)異的低溫丁 苯橡膠。目前所使用的乳聚丁苯橡膠基本上為低溫乳聚丁苯橡膠。當(dāng)前 , 乳聚丁苯橡膠生產(chǎn)不得不面臨著溶聚丁苯橡膠的挑戰(zhàn)。溶聚丁苯橡膠生產(chǎn)開始于 60 年代末 , 由于其具有耐磨、耐寒、生熱低、回彈性高、收縮率低、灰分少、硫化速度快等優(yōu)點(diǎn) , 近年來備受汽車工業(yè)關(guān)注。雖然 , 溶聚丁苯橡膠不可能取代乳聚丁苯橡膠 , 但 ESBR 畢竟要受到重大的沖擊。但是聚丁苯橡膠的生產(chǎn)工藝早已成熟定型，產(chǎn)品牌號(hào)及其質(zhì)量指標(biāo)也已在全世界范圍內(nèi)趨于標(biāo)準(zhǔn)化。 20 世紀(jì) 80 年代以來，仍在繼續(xù)進(jìn)行某些技術(shù)開發(fā)工作，主要有以下兩個(gè)方面： (1)研究采用新 型或復(fù)合型助劑，以提高生產(chǎn)效率，減少環(huán)境污染。例如，采用由脂肪酸鉀皂、松香酸鉀皂和妥爾油組成的三元復(fù)合型乳化劑，可獲得較高的聚合轉(zhuǎn)化率。使用過氧化氫蒎烷或過氧化氫異丙苯與過氧化氧異丙基環(huán)己苯復(fù)合型引發(fā)劑可加快聚合反應(yīng)。再如采用堿金屬多硫化物或其與羥胺鹽的復(fù)合物代替?zhèn)鹘y(tǒng)的終止劑，可以降低橡膠中的亞硝胺含量。 (2)改進(jìn)聚合條件，優(yōu)化生產(chǎn)工藝。如改善相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)方法，適當(dāng)提高聚合溫度，將聚合轉(zhuǎn)化率提高至 70％以上。 90 年代中期，日本 zeon 公司開發(fā)了連續(xù)高效無(wú)鹽凝聚工藝，實(shí)現(xiàn)全流程的 DCS 控制。此外，循 環(huán)利用了橡膠干燥系統(tǒng)的熱風(fēng)，既節(jié)約了能量，又減少了對(duì)環(huán)境的污染。 乳聚丁苯橡膠經(jīng)過十幾年來與溶聚丁苯橡膠的抗衡，證明仍具有較強(qiáng)的生命力。尤其是近年來國(guó)外有些企業(yè)在提高乳聚丁苯橡膠的綜合性能研究方面取得了突破性進(jìn)展，如美國(guó)固特異公司 2021~2021 年在美國(guó)、歐洲、日本及我國(guó)公司公開的專利中提出，采用新的乳聚丁苯橡膠工藝制得的乳聚丁苯橡膠用于制備高性能輪胎優(yōu)于溶聚丁苯橡膠。北美地區(qū) 2021 年乳聚丁苯橡膠消耗量降低 %，但據(jù) IISRP 預(yù)測(cè)，在未來幾年內(nèi)北美地區(qū)的乳聚丁苯橡膠消耗量有所恢復(fù)，將以年均 1%的速 率增長(zhǎng)。 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 第 3 章 工藝設(shè)計(jì) 工藝流程敘述 合崗位工藝過程示意圖見圖 3－ 1 去聚合釜冷膠進(jìn)料冷卻器來自 罐來自 罐來自 罐來自 罐來自 罐來自 罐圖3－ 1 聚合崗 位工藝過程示意圖 崗位管理范圍 崗位管理范圍包括： （ 1）自單體貯存崗位及化學(xué)品配置崗位接受單體及其它原料，實(shí)現(xiàn)聚合并將膠乳送入單體回收崗位 （ 2）自界區(qū)內(nèi)外，接受水、電、汽，將聚合過程控制在工藝指標(biāo)范圍內(nèi)，生產(chǎn)出合格的最終膠乳 （ 3）聚合崗位是丁苯橡膠生產(chǎn)的核心，因此，本崗位操作必須嚴(yán)格按工藝規(guī)程及操作法進(jìn)行操作 崗位操作任務(wù) 本設(shè)計(jì)中聚合崗位的操作任務(wù)為： （ 1）混合丁二烯（ BD）、脫除阻 聚劑（ TBC） （ 2）單體及化學(xué)品溶液的接受 （ 3）聚合進(jìn)料的流量控制 （ 4）實(shí)現(xiàn)聚合并將過程控制在規(guī)定的工藝指標(biāo)以內(nèi)，生產(chǎn)出合格的最終膠乳 （ 5）將最終膠乳送至單體回收單元 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 生產(chǎn)原理及工藝流程 生產(chǎn)原理 聚合體系以水為介質(zhì)，以歧化松香酸甲皂和脂肪酸鈉皂為乳化劑，油、水兩相乳化，部分單體侵入到膠束中，發(fā)生增溶溶解，其他單體成為被皂包覆著的液滴而懸浮著。在水相中生產(chǎn)，并由氧化還原體系提供的最初自由基，進(jìn)入增溶溶解的膠束中，引發(fā)單體聚合，用調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)聚合物的平均分子量。當(dāng)單體轉(zhuǎn)化率達(dá)到（ 62177。 2%）時(shí)，加入 終止劑終止聚合反應(yīng)。 工藝流程敘述 （ 1）丁二烯（ BD） 丁二烯（以下簡(jiǎn)稱 BD）來自單體貯罐后，進(jìn)入 BD 換熱器（ E0301）。在 E0301與 CWR(CWS)換熱后，流入混合器（ A0301）。在 A0301 入口， BD 與來自循環(huán)堿液加熱器（ E0302）的堿液混合， BD 和堿液在 A0301 中充分混合后，流入堿潷析器（ V0302A），阻聚劑（ TBC）在此被堿液脫除。堿洗溫度，控制 V0302A 的入口溫度為 30177。 2℃。 BD 和堿液在 V0302A 中分層分離， BD 中的 TBC 轉(zhuǎn)入 V0302A 下部的 堿液中。 V0302A 中上部的 BD 進(jìn)入 V0302B 中，進(jìn)一步分離掉堿液，再由上部流入 BD 進(jìn)料換熱器（ E0303），換熱以后，流入 BD 緩沖罐（ V0303）。 E0303 的出口溫度穩(wěn)定在 30177。 2℃。 V0302A 中的堿液以循環(huán)堿液輸送泵（ P0302）連續(xù)經(jīng) E0302循環(huán)。改變堿液的循環(huán)量就改變了 TBC 的脫除效果，由于堿液在循環(huán)中與 TBC 反應(yīng)而消耗，因此要定期更換，廢堿液裝桶或放入地溝（排放使以 600送入的母液中和）。新鮮堿在氫氧化鈉配制槽 V0301 中配制，配制合格后的堿液，有 P0301 送入 V0302A中。 （ 2）苯乙烯（ ST） 苯乙烯（以下簡(jiǎn)稱 ST）來自單體貯存與配制單元。經(jīng)管線進(jìn)入 ST 換熱器（ E0306）后，進(jìn)入 ST 緩沖罐（ V0304）。 V0304 的液位，由 LIC0303 控制和調(diào)節(jié)。 E0306 ST的出口溫度，由 TIC0323 檢測(cè)，調(diào)節(jié) CWR(CWS)流量，使其穩(wěn)定在 24177。 2℃。 （ 3）乳化劑（ EM） 來自化學(xué)品配制單元的乳化劑（以下簡(jiǎn)稱 EM）溶液在線混合系統(tǒng)，由于皂型不同，分別經(jīng)不同的管線進(jìn)入 EM 緩沖槽（ V0306）。溫度由 TIC0307 控制，調(diào)節(jié)加熱蒸汽流量，使其穩(wěn)定在 18177。 2℃。 （ 4）活化劑（ ACT） 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 來自化學(xué)品配制崗位的活化劑（以下簡(jiǎn)稱 ACT），進(jìn)入 ACT 緩沖槽（ V0307）中。V307 的溫度為常溫。 （ 5）調(diào)節(jié)劑（ MOD） 來自調(diào)化劑（以下簡(jiǎn)稱 MOD）配制罐的 MOD， 來自（ P0109）的 MOD 送入MOD 緩沖罐（ V0305）中。 （ 6）氧化劑（ OXI） 來自氧化劑（以下簡(jiǎn)稱 OXI）配制罐的 OXI，來自（ P0108）的 OXI 送入 OXI緩沖罐（ V0309）中。 （ 7）終止劑溶液（ ） 來自化學(xué)品配制單元的終止劑（以下簡(jiǎn)稱 ）溶液，來自（ P0210）的 經(jīng)管線進(jìn)入 緩沖罐（ V0308） 中。 V0308 的溫度為常溫。 2 聚合 聚合進(jìn)料為多股料流在線混合方式。其控制為多組分混合流量控制系統(tǒng) —— 主站追蹤系統(tǒng)。由流量檢測(cè)單元與調(diào)節(jié)閥組成流量控制回路。為確?？刂凭?，輔設(shè)了手動(dòng)校正系統(tǒng)。 聚合進(jìn)料中的丁二烯（ BD）、苯乙烯（ ST）、乳化劑（ EM）、活化劑（ ACT）、調(diào)節(jié)劑（ MOD）、氧化劑（ OXI），分別由聚合進(jìn)料 BD 進(jìn)料泵（ P0303）、 ST 進(jìn)料泵（ P0304）、EM 進(jìn)料泵（ P0306）、 ACT 進(jìn)料泵（ P0307）、 MOD 進(jìn)料泵（ P0305）、 OXI 進(jìn)料泵（ P0309）輸送，首先 ST 與 MOD 混 合后再與 BD 混合，然后， BD、 ST、 MOD 混合料液與EM 相混合，混合后的料液在進(jìn)入冷膠進(jìn)料冷卻器（ E0304）之前與 ACT 混合，進(jìn)入E0304 與液氨換熱，出口溫度控制為 13~17℃，然后，此混合料液流入冷膠進(jìn)料冷卻器（ E0305）進(jìn)一步與液氨換熱，出口溫度控制為 8~12℃。最后，混合料液流入聚合釜，通過調(diào)節(jié)液氨蒸發(fā)壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì) E030 E0305 出口料液溫度的穩(wěn)定控制。由 P0309泵把 OXI 直接送到聚合首釜。 所有的物料進(jìn)入第一聚合釜后，聚合反應(yīng)就開始了。為獲得高質(zhì)量的均勻產(chǎn)品，在攪拌條件下，由液氨在 聚合釜氨冷管內(nèi)蒸發(fā)，把聚合反應(yīng)熱帶走。因此，每個(gè)聚合釜溫度根據(jù)生產(chǎn)的品種不同，控制在規(guī)定值是十分重要的。 SBR 品種不同，所需聚合釜溫度亦不同，調(diào)節(jié)氨冷管中的液氨液位以控制聚合釜內(nèi)溫度，聚合釜系統(tǒng)的氨蒸發(fā)設(shè)計(jì)規(guī)定為 240260kPa。 聚合反應(yīng)的時(shí)間，設(shè)計(jì)取 小時(shí)。當(dāng)轉(zhuǎn)化率和門尼黏度等主要控制指標(biāo)達(dá)到規(guī)定值時(shí)，由終止劑泵（ P0308）送來的 溶液，從選定的 加料點(diǎn)加入到膠乳中，從而終止聚合反應(yīng)。 加料點(diǎn)可以是末釜出口，也可以是膠乳儲(chǔ)罐的入口。最終膠乳由系統(tǒng)壓力送入單體回收崗位（ 400）或 膠乳緩沖罐（ V0303）中。 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 聚合所用 ，在停車或緊急狀態(tài)情況下，由停車 輸送泵、事故 輸送泵送入終止點(diǎn)。 丁苯橡膠聚合工段物料流程簡(jiǎn)圖如圖 32 所示： 原料產(chǎn)品規(guī)格及公用工程條件 原料的技術(shù)條件 原料的基本技術(shù)條件見表 33~312 所示： 表 33 丁二烯凈化前純度 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 丁二烯純度 %~% 阻聚劑（ TBC）含量 ＜ 25ppm 表 34 丁二烯凈化后純度 丁二烯純度 %~% 阻聚劑（ TBC）含量 ＜ 10ppm 表 35 苯乙烯純度 ST 純度 %~% 阻聚劑（ TBC）含量 5~15ppm 表 36 乳化劑純度 TSC 177。 % PH 177。 SHS 177。 % 目檢 澄清 表 37 活化劑純度 PH 10177。 TSC 177。 % FES 含量 陽(yáng)性 EDTA含量 陽(yáng)性 目檢 澄清 還原力 ＞ 15 表 38 調(diào)節(jié)劑純度 外觀 透明油狀液體 硫醇中硫含量 ＞ 比重（ ℃ /4℃） ~ 分子量 196~204 折光指數(shù)（ 25℃） ~ 沸程（ 絕壓） 60~105℃ Cu 和 Mn 的含量 ＜ 5ppm 在 ST 溶解度 全溶 表 39 氧化劑純度 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 外觀 半透明或透明 顏色 無(wú)色或淡黃色 物理狀態(tài) 流體 活化氧 ~% 純度 ~% PMH 萃取液 PH≥ 折光指數(shù)（ 20℃） ~ Cu 和 Mn 的含量 ≤ ppm 表 310 終止劑純度 TSC ~% 表 311 堿液（ NaOH）純度 外觀 澄清，無(wú)色液體 夾雜物 無(wú) 純度 ~% Na2CO3 ≤ % 金屬氧化物 ≤ % 氯化鈉 ＜ % Cu 和 Mn 的含量 ≤ 5ppm 公用工程條件 公用工程條件見表 312~316 所示： 表 312 氨公用工程條件 名稱 來源 壓力 溫度 液氨 835 冷凍站 900177。 100KPa 20177。 5℃ 氣氨 835 冷凍站 260177。 100KPa 5℃ 表 313 水公用工程條件 名稱 來源 壓力 溫度 生產(chǎn)新鮮水 2a 循環(huán)冷卻上水 7 ≥ ≤ 31℃ 循環(huán)冷卻下水 8 ≥ ≤ 41℃ 軟水 化學(xué)品配置單元 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 表 314 蒸汽公用工程條件 名稱 來源 壓力 溫度 低壓蒸汽 單體回收單元 350177。 50KPa 147~157℃ 采暖蒸汽 水氣車間 250177。 50KPa 147~157℃ 表 315 空氣公用工程條件 名稱 來源 壓力 雜質(zhì) 露點(diǎn) 其他 壓縮空氣 空壓站 490177。 50KPa 儀表空氣 空壓站 490177。 50KPa 無(wú)塵無(wú)油 40℃ 氨氣 102 廠 400177。 50KPa 40℃ 純度 % 表 316 電公用工程條件 名稱 來源 參數(shù) 動(dòng)力電 2變電所 交流 380V 照明電 2變電所 交流 220V 保安電源 2變電所 直流 220V 儀表電源 2變電所 交流 100V 計(jì)算機(jī)電源 2變電所 交流 120V 工藝過程主要控制指標(biāo) 丁二烯（ BD）凈化 工藝過程主要控制指標(biāo)見表 317 所示： 表 317 丁二烯（ BD）凈化前 項(xiàng)目 指標(biāo) V— 303BD 中 TBC ＜ 10ppm V— 303 中氧 含量 ＜ %(v/v) 堿液