【文章內容簡介】 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)、測量、調制、合成、混膠、絮凝、干燥等崗位組成。 配制三氟化硼乙醚絡合物被高壓氮打入硼的高位槽中，去計量罐計量流量，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，以便使攪拌時配制合適濃度的防老劑。運送配置釜,與回收脫重塔頂來的成品油混合進入計量罐,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，配制20177。2g/L，然后送到鎳調制罐中。貯罐中加入鋁催化劑。計量調制一定濃度的烷基鋁和有機酸鎳溶液后，送入混合器后從底部進入聚合釜。油硼文式管中送入三氟化硼乙醚絡合物，添加精溶劑油稀釋，再側進入首釜。 聚合預處理好的熔劑油與原料，一路和三氟化硼乙醚絡合物催化劑從聚合釜的底側壁進料，另一路預冷后與鋁鎳組合催化劑混合后從聚合釜第一釜下部進入，在一定條件下進行不間斷合成反應，使最終轉化率穩(wěn)定在工藝指標內。防老劑溶液加入末釜出膠管道里。 后處理凝聚運來的水—膠粒溶液，被送至脫水振動篩，分離水分，分離水被送至熱水罐，進而被熱水泵打至凝聚釜來回使用；而顆粒膠在罐中除去催化劑后進入另一脫水振動篩，再進入洗滌水罐，經泵送入洗膠罐中循環(huán)使用，所得膠粒被送至擠壓機，控制水分含量小于一定值后，進入膨脹干燥機再分離出水分，進而在干燥箱內干燥，除去水等雜質，干燥后的的膠進一步處理，經壓縮機壓縮成重膠塊。 車間工藝流程簡圖 圖31 工藝流程簡圖4 工藝計算與設備選型 物料衡算 基礎數據 總轉化率：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：≤ 計算罐壓力：≤計量泵壓力：＜表 41 設計選用配方項目名稱比值 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％。 計算基準以作為連續(xù)反應操作過程基準。 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)：每小時產膠量： 需100％純度丁二烯量： ： ％純度丁二烯的量：/h未反應的丁二烯量： ，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 計算統(tǒng)計組分質量分數wt/d丁烯丁二烯總計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每小時進入聚合釜的丁油量： 單位時間進入聚合釜的丁二烯原料量： 每小時進入聚合釜的溶劑油量： 引發(fā)劑系統(tǒng)：公式： 引發(fā)劑用量＝丁二烯進料摩爾數(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驗證配方： 合格 合格表43 聚合釜進料統(tǒng)計組分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合物總計組分Kg/h丁烯丁二烯溶劑油去終止釜丁二烯三中引發(fā)劑掛膠損失總計表44 聚合釜出料統(tǒng)計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 終止釜進料統(tǒng)計組分 kg/h1膠液2終止劑3水4防老劑5帶入溶劑6總計表46 終止釜出料統(tǒng)計組分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 45839 凝聚釜物料衡算基礎數據：a、表46的出料數據；b、水量：水/膠液＝；c、水進口溫度：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，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)在95℃；20℃～95℃；l、經振動篩后自由水全部脫除，膠粒內含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）損失量丁二烯機械損失： 聚丁二烯渣沫損失： 損失的防老劑：3）去振動篩的聚丁二烯膠粒量聚丁二烯： 膠粒內含防老劑： 膠粒內含油： 膠粒內含水： 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《基礎化學工程》[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℃四項之和：，與循環(huán)水一起去振動篩。5）蒸汽進入凝聚釜總量： 其中油水分離器得到水蒸氣量： 整理得凝聚釜物料衡算數據見列表47。表47 凝聚釜物料衡算數據序號組分Kg/h進料出料去振動篩去油水分離器損失123456789101112131415161718192021膠液循環(huán)水水蒸氣進料合計聚丁二烯防老劑溶劑油引發(fā)劑終止劑水去1號篩合計丁烯丁二烯溶劑油水蒸氣去分離罐合計損失丁二烯損失干膠損失防老劑損失合計出料合計74100055555 振動篩及熱水罐物料衡算物料衡算圖見圖44。圖44 物料衡算圖進料系統(tǒng)：1）自凝聚來膠粒和水總量： 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序號組分Kg/h進料出料 去干燥脫水去污 水池123456789101112131415膠粒和水洗膠水進料合計去凝聚循環(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項合計引發(fā)劑終止劑水1113項合計進料合計145000913736,29741000145000 干燥脫水物料衡算 圖45 干燥脫水物料衡算圖按指標膠內揮發(fā)分(水、油)＜％，％，％，％。則：膠內含水： ＝ kg/h脫 水 量： －＝ kg/h膠內含油： ＝ 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 初始數據1)聚合釜物料衡算表；2)聚合時間：3～5h(設計取4h)；3)實用聚合釜臺數：4臺（確定方法見設備設計）；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據。表49 溶劑油組成nC5H12nC6H14nC7H16合計Wi%Xi%Mi%7284100100100 表410 溶劑油物性數據物性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據定性溫度℃密度比熱容kJ/(kg℃