【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 述 聚合裝置的工藝流程工藝過程主要由合成和后續(xù)處理。聚合工段和后處理主要由貯存區(qū)、測(cè)量、調(diào)制、合成、混膠、絮凝、干燥等崗位組成。 配制三氟化硼乙醚絡(luò)合物被高壓氮打入硼的高位槽中，去計(jì)量罐計(jì)量流量，由泵輸走，隨后和溶劑油1：500的比例混合，最后送至聚合的首釜。防老劑，一定量的精溶劑油在配制釜中先加入，然后人工添入一定的防老劑（2，6二叔丁基4甲基苯酚）。添加一定量溶劑，以便使攪拌時(shí)配制合適濃度的防老劑。運(yùn)送配置釜,與回收脫重塔頂來(lái)的成品油混合進(jìn)入計(jì)量罐,再加入到靜態(tài)混合器精溶劑油先加入濃鎳配制釜中，再加入環(huán)烷酸鎳溶解而分出雜質(zhì)，配制20177。2g/L，然后送到鎳調(diào)制罐中。貯罐中加入鋁催化劑。計(jì)量調(diào)制一定濃度的烷基鋁和有機(jī)酸鎳溶液后，送入混合器后從底部進(jìn)入聚合釜。油硼文式管中送入三氟化硼乙醚絡(luò)合物，添加精溶劑油稀釋，再側(cè)進(jìn)入首釜。 聚合預(yù)處理好的熔劑油與原料，一路和三氟化硼乙醚絡(luò)合物催化劑從聚合釜的底側(cè)壁進(jìn)料，另一路預(yù)冷后與鋁鎳組合催化劑混合后從聚合釜第一釜下部進(jìn)入，在一定條件下進(jìn)行不間斷合成反應(yīng)，使最終轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定在工藝指標(biāo)內(nèi)。防老劑溶液加入末釜出膠管道里。 后處理凝聚運(yùn)來(lái)的水—膠粒溶液，被送至脫水振動(dòng)篩，分離水分，分離水被送至熱水罐，進(jìn)而被熱水泵打至凝聚釜來(lái)回使用；而顆粒膠在罐中除去催化劑后進(jìn)入另一脫水振動(dòng)篩，再進(jìn)入洗滌水罐，經(jīng)泵送入洗膠罐中循環(huán)使用，所得膠粒被送至擠壓機(jī)，控制水分含量小于一定值后，進(jìn)入膨脹干燥機(jī)再分離出水分，進(jìn)而在干燥箱內(nèi)干燥，除去水等雜質(zhì)，干燥后的的膠進(jìn)一步處理，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮成重膠塊。 車間工藝流程簡(jiǎn)圖 圖31 工藝流程簡(jiǎn)圖4 工藝計(jì)算與設(shè)備選型 物料衡算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 總轉(zhuǎn)化率：85% 1噸BR消耗丁二烯： 丁濃：12~17g/100ml丁油入釜溫度：≤40℃首釜T：＞95℃ 末釜T：＞110℃聚合系統(tǒng)壓力：≤ 計(jì)算罐壓力：≤計(jì)量泵壓力：＜表 41 設(shè)計(jì)選用配方項(xiàng)目名稱比值 鎳/丁 鋁/丁 硼/丁 鋁/鎳 鋁/硼 醇/鋁丁二烯 /防老劑105105 1043～8＞6 10（質(zhì)量比）%，%。損耗分配如下：％，絮凝、％ ，掛膠等損失1％，％，分離器水相原料溶解損失2％。 計(jì)算基準(zhǔn)以作為連續(xù)反應(yīng)操作過程基準(zhǔn)。 聚合釜物料衡算聚合釜物料衡算圖如圖41圖41 聚合釜物料衡算圖 丁二烯系統(tǒng)：每小時(shí)產(chǎn)膠量： 需100％純度丁二烯量： ： ％純度丁二烯的量：/h未反應(yīng)的丁二烯量： ，其余按正丁烯算。則需要的原料量：隨原料帶入的丁烯量： /h表42 計(jì)算統(tǒng)計(jì)組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)wt/d丁烯丁二烯總計(jì)199100丁烯的密度：596 丁二烯密度：628 溶劑油密度：601 溶劑油系統(tǒng)：[丁]＝135每小時(shí)進(jìn)入聚合釜的丁油量： 單位時(shí)間進(jìn)入聚合釜的丁二烯原料量： 每小時(shí)進(jìn)入聚合釜的溶劑油量： 引發(fā)劑系統(tǒng)：公式： 引發(fā)劑用量＝丁二烯進(jìn)料摩爾數(shù)(引發(fā)劑/丁)引發(fā)劑分子量a、環(huán)烷酸鎳： M鎳=/h/h％，環(huán)烷酸鎳的量為：/hb、三異丁基鋁： /h折合成鋁的量： /h/hC、三氟化硼乙醚絡(luò)合物 /h折合成硼的量： /h /h聚丁二烯系統(tǒng)：聚丁二烯： /h掛膠損失： /h去終止釜干膠量： /h驗(yàn)證配方： 合格 合格表43 聚合釜進(jìn)料統(tǒng)計(jì)組分Kg/h丁烯丁二烯溶劑油環(huán)烷酸鎳三異丁基鋁三氟硼乙醚絡(luò)合物總計(jì)組分Kg/h丁烯丁二烯溶劑油去終止釜丁二烯三中引發(fā)劑掛膠損失總計(jì)表44 聚合釜出料統(tǒng)計(jì)終止釜物料衡算圖如圖42所示。圖42物料衡算圖 終止劑、防老劑系統(tǒng) =水量占5％，其重量為： 100％乙醇用量： ==防老劑用量：防老劑/丁二烯：％，防老劑濃度：117/h /h 隨防老劑一起帶入的溶劑量： /h終止釜物料衡算列表45。表45 終止釜進(jìn)料統(tǒng)計(jì)組分 kg/h1膠液2終止劑3水4防老劑5帶入溶劑6總計(jì)表46 終止釜出料統(tǒng)計(jì)組分kg/h1丁烯2丁二烯3引發(fā)劑4溶劑油5干膠6終止劑7水8防老劑9總計(jì) 45839 凝聚釜物料衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：a、表46的出料數(shù)據(jù)；b、水量：水/膠液＝；c、水進(jìn)口溫度：90℃；d、：5噸水蒸汽/噸膠；e、凝聚溫度：取95℃；f、絮凝壓力：(表壓)mp；g、膠液入釜溫度：取20℃；h、油水分離器內(nèi)，1千克烴最多溶解100克水；(分子％)；i、正已烷在95℃；20℃～95℃；j、丁二烯的95℃；20℃～95℃；k、丁烯(以正丁烯計(jì))在95℃；20℃～95℃；l、經(jīng)振動(dòng)篩后自由水全部脫除，膠粒內(nèi)含60％，％；m、％； 凝聚釜物料衡算圖見圖43。 圖43 凝聚釜物料衡算圖1）循環(huán)熱水量取水/膠液＝(體積比)則用水量：即為741t/h。2）損失量丁二烯機(jī)械損失： 聚丁二烯渣沫損失： 損失的防老劑：3）去振動(dòng)篩的聚丁二烯膠粒量聚丁二烯： 膠粒內(nèi)含防老劑： 膠粒內(nèi)含油： 膠粒內(nèi)含水： 4）水蒸氣冷凝量溶劑油氣化量：丁烯氣化量：/h丁二烯氣化量：注：未扣除膠液罐中回收的丁二烯量。查得《基礎(chǔ)化學(xué)工程》[13]得：(表)水蒸焓值△H汽＝ 95℃飽和水焓值△H水=。焓差為：多部計(jì)算水汽冷凝量：(1)用于溶劑油氣化(2)用于丁烯氣化(3)用于丁二烯氣化(4)水從90℃升溫到95℃四項(xiàng)之和：，與循環(huán)水一起去振動(dòng)篩。5）蒸汽進(jìn)入凝聚釜總量： 其中油水分離器得到水蒸氣量： 整理得凝聚釜物料衡算數(shù)據(jù)見列表47。表47 凝聚釜物料衡算數(shù)據(jù)序號(hào)組分Kg/h進(jìn)料出料去振動(dòng)篩去油水分離器損失123456789101112131415161718192021膠液循環(huán)水水蒸氣進(jìn)料合計(jì)聚丁二烯防老劑溶劑油引發(fā)劑終止劑水去1號(hào)篩合計(jì)丁烯丁二烯溶劑油水蒸氣去分離罐合計(jì)損失丁二烯損失干膠損失防老劑損失合計(jì)出料合計(jì)74100055555 振動(dòng)篩及熱水罐物料衡算物料衡算圖見圖44。圖44 物料衡算圖進(jìn)料系統(tǒng)：1）自凝聚來(lái)膠粒和水總量： kg/h2）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/h2）洗膠熱水支洗滌熱水罐： 145000 kg/h3）去干燥脫水：聚丁二烯： kg/h防 老 劑： kg/h溶 劑 油： kg/h水： kg/h4）去污水引發(fā)劑： 終止劑： kg/h水： kg/h物料衡算見下表48。表48序號(hào)組分Kg/h進(jìn)料出料 去干燥脫水去污 水池123456789101112131415膠粒和水洗膠水進(jìn)料合計(jì)去凝聚循環(huán)熱水罐的水去洗滌熱水罐的水 聚丁二烯防老劑溶劑油水69項(xiàng)合計(jì)引發(fā)劑終止劑水1113項(xiàng)合計(jì)進(jìn)料合計(jì)145000913736,29741000145000 干燥脫水物料衡算 圖45 干燥脫水物料衡算圖按指標(biāo)膠內(nèi)揮發(fā)分(水、油)＜％，％，％，％。則：膠內(nèi)含水： ＝ kg/h脫 水 量： －＝ kg/h膠內(nèi)含油： ＝ kg/h脫 油 量： －＝ kg/h去包裝部分聚丁二烯： kg/h防 老 劑： kg/h 水： kg/h溶 劑 油： kg/h脫出揮發(fā)分組成 水： kg/h溶 劑 油： kg/h 熱量衡算 初始數(shù)據(jù)1)聚合釜物料衡算表；2)聚合時(shí)間：3～5h(設(shè)計(jì)取4h)；3)實(shí)用聚合釜臺(tái)數(shù)：4臺(tái)（確定方法見設(shè)備設(shè)計(jì)）；4)聚合溫度：94℃5)冷卻鹽水：入口溫度12℃，出口溫度8℃。6)溶劑油組成及物性數(shù)據(jù)。表49 溶劑油組成nC5H12nC6H14nC7H16合計(jì)Wi%Xi%Mi%7284100100100 表410 溶劑油物性數(shù)據(jù)物性nC5H12nC6H14nC7H16溶劑油r kg/m3Cp kJ/(kg℃)l W/(m℃)594590620601表411 順丁橡膠、丁烯、丁二烯與冷凍鹽水物性數(shù)據(jù)定性溫度℃密度比熱容kJ/(kg℃