【文章內(nèi)容簡介】 2,6二叔丁基 4甲基苯酚。順丁橡膠的分子結(jié)構(gòu)直接影響決定了它的性質(zhì)。其結(jié)構(gòu)主要為分子內(nèi)結(jié)構(gòu)和分子間結(jié)構(gòu)。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 環(huán)烷酸鎳－三異丁基鋁－三氟化硼乙醚絡(luò)合物混合引發(fā)劑體系促使丁二烯聚合反應(yīng)后的產(chǎn)物中含 96%~98%的順式 1,4 結(jié)構(gòu)， 1%~2%反式 1,4 結(jié)構(gòu)和 1%~2%的 1,2 結(jié)構(gòu)加成物。其中順式 1,4 結(jié)構(gòu)為主的大分子聚合物，具有分子鏈長， 分子間排布均勻，自然狀態(tài)下為無規(guī)線團(tuán)狀；分子內(nèi)存在獨(dú)立雙鍵使大分子鏈的柔性大，同時(shí)易于硫化處理等等的特點(diǎn)。順式 結(jié)構(gòu)聚合物在產(chǎn)物中占很大部分，使得聚合物大分子的規(guī)整性比較好，且產(chǎn)物分子鏈間無取代基，形成的對稱性好，但重復(fù)結(jié)構(gòu)單元之間的距離比較大，故造成順式 1,4 結(jié)構(gòu)聚合物比反式 1,4 結(jié)構(gòu)聚合物更難于結(jié)晶。即使它能結(jié)晶，它的熔點(diǎn)也會(huì)比較低。通過與天然橡膠作對比，順式順丁橡膠具有耐低溫性好、耐磨性佳、彈性高和生熱性小、耐撓曲性及動(dòng)態(tài)性能好以及耐老化、而永久性好等特點(diǎn)，它被廣泛用于輪胎加工行業(yè)，但它也有加工性 欠佳、強(qiáng)度較差、抗?jié)窕圆缓?、有冷流性傾向等缺點(diǎn) [2]。 生產(chǎn)中成品膠質(zhì)量指標(biāo)如表 12 所示。 表 12 成品膠質(zhì)量指標(biāo) 項(xiàng)目 優(yōu)級品 一級品 合格品 揮發(fā)份 % ? ? ? 灰分 % ? ? ? 生膠門尼粘度 M100℃ 1+4 45?5 45?5 45?7 混煉膠門尼粘度 M100℃ 1+4 ?68 ?73 ?73 300％定伸應(yīng)力 MPa 25min ~ ~ ~ 35min ~ ~ ~ 50min ~ ~ ~ 拉伸強(qiáng)度 MPa 35min ? ? ? 伸長率 % 35min ?450 ?430 ?430 生產(chǎn)流程簡述 生產(chǎn)流程簡述及工藝設(shè)備選擇 (1)聚合工段 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 聚合工段流程主要是由罐區(qū)、計(jì)量、聚合、配制、粘度五個(gè)主要崗位所組成。 罐區(qū)部分主要負(fù)責(zé)貯存、收送丁二烯溶液和溶劑油。當(dāng)聚合崗開車運(yùn)作，罐區(qū)連續(xù)不斷的給聚合釜輸送溶劑油；原料單體丁二烯則由后乙腈直接輸送 進(jìn)行聚合，聚合釜停產(chǎn)后，則未反應(yīng)的丁二烯直接輸送回罐區(qū)。計(jì)量崗主要負(fù)責(zé)為聚合反應(yīng)過程輸送各種各樣的引發(fā)劑、終止劑。配制崗的負(fù)責(zé)主要為聚合反應(yīng)配制各種引發(fā)劑和終止劑，同時(shí)還負(fù)責(zé)接收從鋁劑車間配制好的三異丁基鋁溶劑。粘度崗主要對生產(chǎn)的結(jié)果進(jìn)行檢測，測試產(chǎn)物的門尼粘度和轉(zhuǎn)化率。流量控制閥對來自乙腈的丁二烯進(jìn)行調(diào)控在合適的流量范圍內(nèi)，反應(yīng)物料流進(jìn)文氏管后和溶劑油溶劑進(jìn)行充分混合，進(jìn)而流進(jìn)丁油預(yù)熱器和預(yù)冷器進(jìn)行熱量交換，從而能夠控制溶液以合適的溫度入釜。 鎳組分，鋁組分分別由鎳計(jì)量泵和鋁計(jì)量泵送出，通過鋁－鎳文氏管不 斷混合后，與出自丁油預(yù)熱器和預(yù)冷器的丁油溶液進(jìn)行混合。硼引發(fā)劑組分則是由硼計(jì)量泵直接送出和稀釋油溶劑經(jīng)文氏管進(jìn)行混合后，在釜底與丁油混合后進(jìn)入首釜。丁油溶液在聚合釜中，在一定溫度和壓力的環(huán)境下，通過引發(fā)劑的作用，原料丁二烯發(fā)生聚合反應(yīng)，從而生成高分子量的丁二烯聚合產(chǎn)物 —聚丁二烯。首釜膠液自釜項(xiàng)出口出來，由第二釜釜底進(jìn)入第二釜繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；再由第二釜的釜項(xiàng)出口出來，由第三釜釜底進(jìn)入第三釜繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；由第三釜的釜項(xiàng)出口出來，進(jìn)入第四釜繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；當(dāng)反應(yīng)物料達(dá)到一定粘度和轉(zhuǎn)化率后，在第四釜的出口管線和終止劑從 終止釜釜底進(jìn)入終止釜進(jìn)行終止反應(yīng)處理；最后，膠液由終止釜項(xiàng)出口出來，經(jīng)膠液過濾器和壓力控制閥入成品工段凝聚崗的膠液罐 [4]。反應(yīng)過程中用于換熱的冷溶劑油視情況可以從不同釜的項(xiàng)部加入。 (2)后處理工段 后處理工段包括混膠崗、凝聚崗、洗膠崗、干燥崗、壓塊崗、薄膜崗、紙袋崗。 混膠崗接收原料反應(yīng)聚合的膠液，將不一樣門尼粘度的膠液混合配制為優(yōu)級品指標(biāo)內(nèi)的膠液；由膠液罐定期回收小部分丁二烯；將檢查合格的膠液送往凝聚崗。凝聚崗將終止后進(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。洗膠崗對 膠粒表面雜質(zhì)用水進(jìn)行清洗，降低膠液的溫度，并且把膠粒輸送去干燥崗。干燥崗把含水 40~60%的膠粒物質(zhì)，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。壓塊崗對產(chǎn)物進(jìn)行稱量壓塊。薄膜崗對產(chǎn)物用薄膜進(jìn)行包裝。紙袋崗則對產(chǎn)物封袋、入庫。 終止反應(yīng)后的膠液則進(jìn)入膠液儲(chǔ)罐，同時(shí)將部分反應(yīng)未轉(zhuǎn)化的丁二烯物料經(jīng)液罐罐項(xiàng)壓控調(diào)節(jié)閥，再經(jīng)過鹽水冷凝冷卻器，進(jìn)入配置的丁二烯貯罐，最后輸送去丁二烯回沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 收罐區(qū)。罐區(qū)中的膠液依據(jù)門尼粘度值高低進(jìn)行相互混配達(dá)到合格后，通過膠液泵送去凝聚崗 。 合格膠液經(jīng)泵輸送并噴射到凝聚釜內(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。釜項(xiàng)被蒸發(fā)的氣體有水蒸汽、部分丁二 烯和絕大部分溶劑油溶劑，氣體經(jīng)過兩個(gè)并聯(lián)的循環(huán)水冷凝冷卻器，冷凝物進(jìn)入油水分離器進(jìn)行油水分離，溶劑油用油泵送往溶劑回收罐區(qū)，水經(jīng)油水分離罐底部由液面調(diào)節(jié)閥控制排出，經(jīng)二次凈化分離罐排入地溝。釜底膠粒和循環(huán)熱水經(jīng)顆粒泵送入洗膠崗的緩沖罐，再經(jīng) 1 號振動(dòng)篩分離出膠粒送至洗膠罐 [5]。在洗膠罐中，對膠粒用50~70℃ 的水進(jìn)行洗滌，由 2號振動(dòng)篩對洗滌過的膠粒 和水進(jìn)行分離，同時(shí)將含水 40~60%的膠粒送往擠壓干燥崗。對膠粒用擠壓機(jī)進(jìn)行擠壓，使含水量降至 8~15%，進(jìn)而把它切成條形狀，進(jìn)行膨脹和內(nèi)蒸，即是把它送入膨脹干燥機(jī)加熱、加壓，把膠粒的絕大部分水分脫去，再送入水平紅外干燥箱干燥，使膠的含水量達(dá)標(biāo)﹙ %以下﹚。 經(jīng)干燥核查合格后的膠條用提升機(jī)送至自動(dòng)稱量秤，進(jìn)行稱量壓塊（ 25kg）。稱重壓好的膠塊用薄膜包好，再裝入紙袋封好入庫。 操作控制指標(biāo) (1)聚合工段操作控制指標(biāo) 丁油濃度： 12~15g/100ml；首釜溫度 ?95℃ ；未釜溫度 ?100℃ ；壓力 ?；引發(fā)劑配方：鎳 /丁 ?105；鋁 /丁 ?104；硼 /丁 ?104；鋁 /硼 ?、醇 /鋁 =6；鋁 /鎳 =3~8；防老劑 /丁 =%~%；轉(zhuǎn)化率 ?83%；收率 ?95%；每噸順丁膠消耗丁二烯：。 (2)后處理工段操作控制指標(biāo) 膠液罐：貯量罐容積的 80%；壓力 ?；膠液泵壓力 ?；凝聚釜釜頂溫度： 94~98℃ ；壓力 ?；釜底溫度： 96~101℃ ；液面蒸汽壓力 ；水膠比 (體積 )： 5~8；循環(huán)水壓力 ；安全閥定壓： ；噴膠量： 10~25m3/h，循環(huán)水pH 值： 8~10；分層罐：常壓 (開口 )；界面比隔板高 40%~60%；液面比隔板高 20%~80%；熱水罐：液面 1/2；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。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 車間三廢處理及安全防護(hù) 三廢處理 本設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行了有關(guān)石油化工企業(yè)的各種設(shè)計(jì)表針、設(shè)計(jì)規(guī)程和規(guī)定，認(rèn)真考慮了環(huán)境保護(hù)和安全措施問題，并采取了積極有效的技術(shù)措施。 (1)防止廢渣污染： 聚合釜產(chǎn)生的無規(guī)物，部分進(jìn)入產(chǎn)品，部分隨廢己烷送至己烷回收工段，分離的無規(guī)物再利用，這樣既保護(hù)環(huán)境又降低原料單耗。 (2)防止廢液污染： ① 本工段工藝廢水集中送至廢水處理裝置； ② 污染了的溶劑油送至溶劑油回收工段處理。 (3)防止大氣污染： ① 來自聚合系統(tǒng)的尾氣送至 火炬燃燒； ② 干燥系統(tǒng)的干燥介質(zhì)成閉路循環(huán)使用，避免了廢氣排放污染了大氣。 有毒物品 (1)1,3丁二烯 濃度比較高的時(shí)候會(huì)對人的神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生麻醉作用，濃度低的時(shí)候會(huì)對人體黏膜產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激作用，丁二烯進(jìn)入人體內(nèi)的主要途徑是通過呼吸道經(jīng)肺在融入血液。 (2)三異丁基鋁 此物質(zhì)在未稀釋的原液具有較強(qiáng)的腐蝕性能把皮膚灼傷，并且對上眼結(jié)膜和上呼吸道眼有刺激的作用，對人身體傷害較大。 (3)三氟化硼乙醚絡(luò)合物 氫氟酸能造成皮膚的燒傷，人吸入后，能引起一系列呼吸道的疾病， 甚至引起肺炎等疾病。 (4)溶劑油 溶劑油主要是通過呼吸道和皮膚的吸收，進(jìn)入人體造成中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷，造成急性中毒，甚至可能會(huì)出現(xiàn)腦出血、水腫等情況。 易燃易爆品 從反應(yīng)原料來看，如下易燃易爆： 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 ① 丁二烯在有氧氣環(huán)境時(shí)很易發(fā)生聚合反應(yīng)，并且能夠形成具有爆炸性質(zhì)的過氧化物，當(dāng)遇到磨檫或者撞擊時(shí)很容易發(fā)生爆炸，或者遇到火星、高熱時(shí)也容易燃燒爆炸，所以在運(yùn)輸、儲(chǔ)存的過程中要加入一定的阻聚劑溶解于有機(jī)溶劑中。 ② 三異丁基鋁在空氣中反應(yīng)很強(qiáng)烈，會(huì)產(chǎn)生煙霧或者起火燃燒，遇到水的話，反應(yīng)更為劇烈，從而造成爆炸現(xiàn) 象，能與酸類、胺類、醇類、鹵素等發(fā)生強(qiáng)烈的反應(yīng)。開始分解時(shí)的溫度為 50℃ ，在 100℃ 以上時(shí)分解更加劇烈。 ③ C6溶劑油也是很容易燃燒，遇到明火或者高熱時(shí)燃燒造成爆炸。 ④ 阻聚劑很容易與氧氣發(fā)生反應(yīng)，灼傷人體皮膚，遇到明火或在高溫環(huán)境中可發(fā)生燃燒。而粉體和空氣可形成爆炸性的混合物，當(dāng)達(dá)到一定的濃度時(shí)，遇到明火會(huì)發(fā)生爆炸。本品會(huì)對皮膚，眼睛，黏膜和上呼吸道有很強(qiáng)的刺激，可以引起皮膚和呼吸道的過敏反應(yīng) [9]。 ⑤ 三氟化硼乙醚絡(luò)合物也是具有刺激性的液體，很容易與空氣、水反應(yīng)，對人體具有較強(qiáng)的腐蝕作用。 預(yù)防措 施 ① 操作人員在上崗之前需要經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)，只有考核合格后才能上崗作業(yè)。在操作過程中要嚴(yán)格按照工藝指標(biāo)執(zhí)行，嚴(yán)格的遵守操作規(guī)程。并且建立健全的事故預(yù)案，使操作人員掌握發(fā)生事故時(shí)該如何處理以及如何排除故障的方法。增強(qiáng)員工的安全意識。 ② 配足消防車輛、滅火器材等一系列滅火器材，并且要做好對其日常的保養(yǎng)與維護(hù)，以便在出現(xiàn)事故時(shí)能良好的使用，避免造成損失。 ③ 室內(nèi)廠房要保持良好的通風(fēng)環(huán)境，以防可燃?xì)怏w的大量積聚，并且在濃度高、危性險(xiǎn)較大的易燃易爆氣體場所要設(shè)置可燃?xì)怏w測報(bào)儀，防止發(fā)生爆炸。 ④ 要嚴(yán)格的執(zhí)行《動(dòng)火管理制度》， 對其動(dòng)火申請必須逐條嚴(yán)格審核。并對員工實(shí)行全員消防知識培訓(xùn)，增強(qiáng)他們的安全意識。 ⑤ 做好設(shè)備合理設(shè)置與維護(hù)的工作，及時(shí)消除滴、漏現(xiàn)象，見微知著。液面計(jì)、安全閥、防爆膜、壓力表以及連鎖等安全設(shè)施都必須保持完好并其投入使用。 ⑥ 動(dòng)火前必須進(jìn)行動(dòng)火分析，使可燃物＜ %，避免造成事故的發(fā)生。 有毒害物質(zhì)的防護(hù) (1)1,3丁二烯 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 a) 在生產(chǎn)過程中所用設(shè)備和管道必須保持良好的密封性，作業(yè)場所必須保持良好的通風(fēng)條件。 b) 當(dāng)丁二烯出現(xiàn)大量泄漏時(shí)，應(yīng)該馬上及時(shí)的配戴過濾式防毒面具或隔離式防毒面具迅速的撤 離現(xiàn)場，避免造成人員傷亡。 c) 當(dāng)員工發(fā)生了急性中毒時(shí)，急救人員必須做好自身的防護(hù)措施，比如配戴氧氣呼吸器，迅速把傷員從污染區(qū)迅速轉(zhuǎn)移到空氣新鮮，溫度適宜的地方，并且迅速實(shí)施救助措施比如人工呼吸等，直至傷員能自主的呼吸。 (2)溶劑油 a) 當(dāng)工作環(huán)境中，危險(xiǎn)氣體濃度過高時(shí)，必須增設(shè)密閉排毒設(shè)施，并且增強(qiáng)自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)的條件。 b) 進(jìn)入高危險(xiǎn)氣體濃度區(qū)作業(yè)時(shí)，一定要穿好工作服、防護(hù)手套、膠鞋，戴好防毒面具等防護(hù)措施，作業(yè)完后要淋澡沖洗，要嚴(yán)格遵守規(guī)章制度。 c) 如傷員吸入了溶劑液體，待傷員在清醒的 狀態(tài)下導(dǎo)入硫代硫酸鈉洗胃，嚴(yán)重的立即送往醫(yī)院。 (3)三異丁基鋁 a) 設(shè)備和管道必須保持良好的密封，不允許含有氧氣和水，加強(qiáng)通風(fēng)。 b) 少量鋁劑飛濺到人身上時(shí)，應(yīng)立即用大量的水進(jìn)行沖洗。 (4)三氟化硼乙醚絡(luò)合物 a) 急性中毒，應(yīng)立即將患者移出毒區(qū)，到新鮮而暖和的場所用 2～ 4%的小蘇打洗鼻、含嗽口，然后送往醫(yī)院。 b) 膚燒傷，立即用大量的清水沖洗，再用 5%的小蘇打水洗滌或濕敷。 c) 濺入眼內(nèi)，立即用大量清水沖洗，再用生理鹽水或 3%的硫待硫酸鈉溶液沖洗，對癥治療 [10]。 防護(hù)噪聲污染 在生產(chǎn)中產(chǎn)生的不同頻率和強(qiáng)度的聲波無規(guī)律地雜亂組合形成對人體干擾、危害的聲音稱為噪聲，噪聲對人體的危害主要是聽覺、神經(jīng)、心血管等系統(tǒng)。生產(chǎn)車間地點(diǎn)噪聲容許標(biāo)準(zhǔn)為 85dB（ A），現(xiàn)有企業(yè)暫時(shí)達(dá)不到此標(biāo)準(zhǔn)可放寬至不超過 115dB（ A）（每天接觸時(shí)間不超過 1h）。 在噪聲的防護(hù)上主要應(yīng)在設(shè)計(jì)施工時(shí)要考慮到，采取吸聲、消聲、隔聲和隔振等措施。工人操作場所應(yīng)加強(qiáng)噪聲防護(hù)，可選用防噪耳塞和防噪聲耳罩。沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 對噪聲崗位做好操作人員的體檢工作。 廠房的布置及水電汽的要求 廠房設(shè)計(jì)求簡單，一般為長方形，設(shè)計(jì)如下：該車間為 落地設(shè)計(jì)。廠房布置包括生產(chǎn)部分，輔助部分和生活部分三大區(qū)域。 廠址的選擇： (1) 周圍環(huán)境的空氣含塵量，含菌量要低，應(yīng)選在農(nóng)村或市郊。 (2) 選擇水源豐富，水質(zhì)好的廠址，減少制備工藝用水的投資和運(yùn)行費(fèi)用。 (3) 應(yīng)選擇交通運(yùn)輸方便之處，能源有保障，電力供應(yīng)穩(wěn)定并與電力部門有供電協(xié)議。 (4) 有良好的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件。 總布局主要應(yīng)該滿足三個(gè)方面的要求： 保證徑直和便捷的生產(chǎn)作業(yè)線，并盡可能避免交叉和迂回，使各種物料和輸送距離為最小，同時(shí)將水，電，汽耗最大的車間盡量集中，形成負(fù)荷中心，并 使其與供應(yīng)來源靠近，使水電汽輸送距離最小。 (1) 安全要求：