【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 調(diào)節(jié)劑“丁”等。終止劑：?jiǎn)误w聚合到一定程度時(shí)，往往加入終止劑使聚合停止，獲得優(yōu)質(zhì)橡膠。常用的有二甲基二硫代氨基甲酸鈉、木焦油、對(duì)苯二酚等。凝聚劑：聚合時(shí)使用了乳化劑，生成的膠顆粒極小，又分散在水中，為了拿到較大的顆粒橡膠，就需要加入凝聚劑。常用的有：硫酸食鹽水溶液和醋酸食鹽水氯化鈣溶液。防老劑：生膠和橡膠制品在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中，長(zhǎng)期與空氣接觸或與水、各種硫酸等物質(zhì)接觸，要發(fā)生變化，發(fā)粘、變脆等。加入防老劑可以減慢這種現(xiàn)象。常用的有：防老劑“丁”、防老劑26防老劑4010等。167。 聚合時(shí)間反應(yīng)時(shí)間控制在7～12h，反應(yīng)過(guò)快會(huì)造成傳熱困難。釜內(nèi)平均停留時(shí)間9小時(shí)。第5章 低溫乳液聚合工藝流程工藝流程方框圖及其簡(jiǎn)述圖51 工藝流程方框圖單體回收溶劑回收單體洗滌合成橡膠成型干燥脫水聚合凝集閃蒸脫氣水或溶劑引發(fā)劑各種助劑整個(gè)工藝過(guò)程可以分為原料準(zhǔn)備過(guò)程、聚合過(guò)程、分離過(guò)程、后處理等幾個(gè)工段。167。 原料準(zhǔn)備過(guò)程用計(jì)量泵將規(guī)定數(shù)量的相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑與苯乙烯在管路中混合溶解，再在管路中與處理好的丁二烯混合。然后與乳化劑混合液（乳化劑、去離子水等）等在管路中混合后進(jìn)入冷凝器，冷卻至10℃。在與活化劑溶液（還原劑、螯合劑等）混合，從第一釜的底部進(jìn)入聚合系統(tǒng)，氧化劑直接從第一個(gè)釜的底部直接進(jìn)入。167。 聚合過(guò)程系統(tǒng)由8胎聚合釜組成，采用串聯(lián)操作方式。當(dāng)聚合到規(guī)定轉(zhuǎn)化率后，在終止釜前加入終止劑終止反應(yīng)。聚合反應(yīng)的終點(diǎn)主要根據(jù)門(mén)尼粘度和單體轉(zhuǎn)化率來(lái)控制，轉(zhuǎn)化率是根據(jù)取樣測(cè)定固體含量來(lái)計(jì)算，門(mén)尼粘度由取樣測(cè)定來(lái)確定。雖然生產(chǎn)中轉(zhuǎn)化率控制在60%左右，但當(dāng)所測(cè)定的門(mén)尼粘度達(dá)到規(guī)定指標(biāo)要求，而轉(zhuǎn)化率未達(dá)到要求時(shí)，也就加終止劑終止反應(yīng)，以確保產(chǎn)物門(mén)尼粘度合格。167。 分離過(guò)程丁二烯分離 從終止釜流出的膠乳液進(jìn)入緩沖罐。然后經(jīng)過(guò)兩個(gè)不同真空度的閃蒸器回收未反應(yīng)的丁二烯。第一個(gè)閃蒸器的操作條件是22～28℃，在第一個(gè)閃蒸器中蒸出大部分丁二烯；再在第二個(gè)閃蒸器中（溫度27℃，）蒸出殘存的丁二烯?；厥盏亩《┙?jīng)壓縮液化，再冷凝除去惰性氣體后循環(huán)使用。苯乙烯分離 脫出丁二烯的膠乳進(jìn)入苯乙烯汽提塔（高約10m，內(nèi)有十余塊塔盤(pán)）上部，，塔頂溫度50℃，苯乙烯與水蒸汽由塔頂出來(lái)，經(jīng)冷凝后，水和苯乙烯分開(kāi)，苯乙烯循環(huán)使用。塔底得到含膠20%左右的膠乳，苯乙烯含量＜%。經(jīng)減壓脫出的塔底膠乳進(jìn)入混合槽，在此與規(guī)定數(shù)量的防老劑乳液進(jìn)行混合，必要時(shí)加入充油乳液，經(jīng)攪拌混合均勻后，送入后處理階段。167。 后處理階段混合好的膠乳用泵送到絮凝槽中，加入24%～26%食鹽水進(jìn)行破乳而形成漿狀物，%的稀硫酸混合后連續(xù)流入膠粒皂化槽，在劇烈攪拌下生成膠粒，操作溫度均為55℃左右。從膠粒皂化槽出來(lái)的膠粒和清漿液經(jīng)振動(dòng)篩進(jìn)行過(guò)濾分離后，濕膠粒進(jìn)入洗滌槽用膠清夜和清水洗滌，操作溫度為40～60℃。洗滌后的膠粒再經(jīng)真空旋轉(zhuǎn)過(guò)濾器脫出一部分水分，使膠粒含水低于20%，然后進(jìn)入濕粉碎機(jī)碎成5～50mm的膠粒，用空氣輸送器送到干燥箱中進(jìn)行干燥。干燥箱為雙層履帶式，分為若干干燥室分別控制加熱溫度，最高為90℃，出口處為70℃。履帶為多孔的不銹鋼板制成，為防止膠粒粘結(jié)，可以在進(jìn)料端噴淋硅油溶液，膠粒再上層履帶的終端被刮刀刮下落入第二層履帶繼續(xù)通過(guò)干燥室干燥。干燥至含水＜%。然后經(jīng)稱量、壓塊、檢測(cè)金屬后包裝得成品丁苯橡膠。第6章 工藝計(jì)算167。 計(jì)算依據(jù)一年產(chǎn)五萬(wàn)噸丁苯橡膠，除去試車(chē)、檢修等非生產(chǎn)時(shí)間，按300天/年計(jì)算，一天24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)。根據(jù)典型配方，原料丁二烯78%，苯乙烯22%進(jìn)料。167。 生產(chǎn)過(guò)程總物料衡算167。 總進(jìn)料ESBR時(shí)產(chǎn)率：①需100%丁二烯： = kg/h，扣除損耗3%丁二烯，則丁二烯流量為：(13%) = 按轉(zhuǎn)化率60%計(jì)算，則100%丁二烯進(jìn)料量為：折合摩爾流量：從原料車(chē)間來(lái)的丁二烯純度一般達(dá)到99%，則需原料量：出料量： = 查《化工工藝計(jì)算圖表》，10℃時(shí)丁二烯密度:ρ1=635 kg/m179。丁二烯進(jìn)料量的體積為：V1=m179。/h② 苯乙烯進(jìn)料量每小時(shí)需苯乙烯： = ，%苯乙烯，則苯乙烯流量為：（%） = 轉(zhuǎn)化率按60%計(jì)算，100%苯乙烯進(jìn)料為：折合摩爾流量：%，則原料中苯乙烯進(jìn)料量：出料量： = 同上查得10℃時(shí)，苯乙烯密度為：ρ=910kg/m179。苯乙烯進(jìn)料量的體積為：V2 = m179。/h③原料池內(nèi)：丁二烯︰苯乙烯 = ︰ = 故原料總量：＋ = ④相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑進(jìn)料量，權(quán)十二烷基硫醇： = ⑤介質(zhì)去離子水：2 = 查得水的密度為：ρ=179。 （10℃）故水的體積流量：179。/h⑥乳化劑進(jìn)料量：歧化松香酸鈉： = 烷基芳基磺酸鈉： = kg/h⑦引發(fā)體系進(jìn)料量：過(guò)氧化氫對(duì)孟烷： = kg/h活化劑 還原劑 雕石粉： = kg/h 硫酸亞鐵： = kg/h 螯合劑EDTA： = kg/h⑧緩沖劑進(jìn)料量：硫酸鈉： = kg/h⑨終止劑進(jìn)料量：二硫代氨基磷酸鈉： = kg/h⑩防老劑：芳基化對(duì)苯二胺： = kg/h167。 配方檢驗(yàn)丁二烯︰苯乙烯=︰ = ～。實(shí)際用量比滿足實(shí)驗(yàn)要求，符合條件，其他助劑不需檢驗(yàn)。167。 PBS配方原料匯總見(jiàn)表61167。 各釜進(jìn)出料計(jì)算反應(yīng)轉(zhuǎn)化率60%，～，溫度T=5℃，PH=4～5，聚合帶有攪拌器，并用液氨作為冷凍介質(zhì)。對(duì)于一級(jí)反應(yīng)，連續(xù)釜式反應(yīng)器的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)速率常數(shù)之間的關(guān)系如下：xN = 1CAN/CA0∴ x = 11/(1+kτ)N式中CAN—第N臺(tái)釜內(nèi)反應(yīng)物的濃度；mol/LCA0—反應(yīng)物初始濃度；mol/LXN—第N臺(tái)釜內(nèi)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率；k—聚合反應(yīng)表觀速度常數(shù)；min1τ—平均停留時(shí)間；minN—連續(xù)槽式反應(yīng)器的臺(tái)數(shù)；根據(jù)以上公式整理各釜轉(zhuǎn)化率及累計(jì)轉(zhuǎn)化率列于表62。表61 PBS配方各物料組成原料及輔助原料配方（100%）進(jìn)料量（kg/h）單體丁二烯苯乙烯相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑權(quán)十二烷基硫醇介質(zhì)去離子水2乳化劑歧化松香酸鈉烷基芳基磺酸鈉引發(fā)劑體系過(guò)氧化物過(guò)氧化氫對(duì)孟烷活化劑還原劑硫酸亞鐵雕白粉螯合劑EDTA磷酸鈉終止劑二硫代氨基甲酸鈉防老劑芳基化對(duì)苯二胺表62 各釜純轉(zhuǎn)化率與累計(jì)轉(zhuǎn)化率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)轉(zhuǎn)化率計(jì)算各釜的物料組成。以第一釜作為示例計(jì)算：水相：因反應(yīng)中沒(méi)有消耗，所以流量不變，100%苯乙烯：進(jìn)料： kg/h 出料：（%）= kg/h100%丁二烯：進(jìn)料： kg/h 出料：（%）= kg/h聚合物：+（+）= kg/h百分比：水相： 苯乙烯： 丁二烯：聚合物：以下計(jì)算中，上一釜的處理量即為下一釜的進(jìn)料量。計(jì)算匯總?cè)绫?3。表63 各釜出料口物料組成物料第一釜第二釜第三釜kg/hW(%)kg/hW(%)kg/hW(%)水相苯乙烯丁二烯聚合物續(xù)表63物料第四釜第五釜第六釜kg/hW(%)kg/hW(%)kg/hW(%)水相苯乙烯丁二烯聚合物續(xù)表63物料第七釜第八釜kg/hW(%)kg/hW(%)水相苯乙烯丁二烯聚合物167。 熱量衡算[20]設(shè)定：QT—系統(tǒng)內(nèi)物料與外界交換熱量之和（傳入熱量為正，傳出熱量為負(fù)），KJ； Q1—由于物料溫度變化，系統(tǒng)與外界交換的熱量（升溫為正，降溫為負(fù)），KJ； Q2—由于物料發(fā)生化學(xué)變化，系統(tǒng)與外界交換的熱量（吸熱為正，放熱為負(fù)）KJ；根據(jù)熱量守恒定律，得：QT = Q1 + Q2其中 Q1 = Q2 = W△H表64 物性參數(shù)表名稱相對(duì)分子質(zhì)量密度kg/m179。比熱容KJ/(kg℃)汽化熱KJ/kg5℃10℃丁二烯54635苯乙烯104910水181000催化劑液氨17膠乳液Mn10104950丁苯橡膠的聚合熱為：9588 KJ/kg 攪拌熱為：H=167280KJ/h降溫時(shí)，只需第一釜從10℃降到5℃，因此按第一釜進(jìn)出料計(jì)算熱量。100%丁二烯出料：（%）= kg/h100%苯乙烯出料：（%）= kg/h總雜質(zhì)為：（－）＋（－）= 引發(fā)劑除終止劑以外的其他助劑之和為：＋＋＋＋＋＋= kg/h丁苯膠乳的量為： kg根據(jù)以上結(jié)果，整理如表65。所以：①進(jìn)料的熱量（10℃）：Q入 = W丁Cp1t1 ＋ W苯Cp2t1 ＋ W水Cp3t