【導(dǎo)讀】順丁橡膠是僅次于丁苯橡膠的世界上第二大人工合成橡膠。獻(xiàn)介紹了順丁橡膠行業(yè)目前的發(fā)展特點(diǎn)、所處的發(fā)展階段、市場的供需平衡和競爭格局。通過計(jì)算分析比較,制定了原料路線、確認(rèn)了聚合方法以及各類添加劑的選擇。各種物料的工藝參數(shù)，確定了順丁橡膠的生產(chǎn)流程?？偟膩碚f，本設(shè)計(jì)在對順丁橡膠在。技術(shù)合理化，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展線路等要求。本設(shè)計(jì)對年產(chǎn)量為2萬噸的順丁膠聚合工藝。進(jìn)行了設(shè)備的物料衡算，聚合釜的熱量衡算以及聚合釜的設(shè)備計(jì)算。闡述了對廠房的大。及發(fā)生事故時(shí)如何進(jìn)行緊急處理和處理好“三廢”問題。盡量在做到經(jīng)濟(jì)利益達(dá)到最大化。的同時(shí)，也做到保護(hù)環(huán)境。通過查閱文獻(xiàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算分析，完成了年產(chǎn)2萬噸順丁橡膠。后對產(chǎn)品順丁橡膠進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均符合各項(xiàng)規(guī)定指標(biāo)。

　　

【正文】 27 油相組成 物料名稱 溶劑 聚丁二烯 水 防老劑 合計(jì) kg/h 整理計(jì)算結(jié)果見表 28。 表 28 水相組成 物料名稱 水 溶劑 合計(jì) kg/h 油水分離器物料衡算 油水分離器物料衡 算圖如圖 24 所示 。 凝聚釜頂來油和水 溶劑油對溶劑回收 油水分離器 去污水池 圖 24 油水分離器物料衡算圖 進(jìn)料量： kg/h 出料部分： (1)水相系統(tǒng) 水： = kg/h 溶劑在水相中的飽和溶解量： 247。18= kg/h 丁二烯溶水損失約： = kg/h 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 (2)油相系統(tǒng) 丁二烯： = kg/h 溶劑油： = kg/h 丁烯： kg/h 油相中的飽和水量： (++)= kg/h 油水分離器物料衡算如表 29所示。 表 29 油水分離器物料衡算表 組分 kg/h t/d t/a wt% 出料 丁烯，丁二烯， 溶劑油，水 100 出料 去回收 溶劑油 丁二烯 丁烯 433 水 去回收合計(jì) 出料 去污水池 水 溶劑油 丁二烯 去污水池合計(jì) 出料合計(jì) 100 溶劑回收部分物料衡算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 把回收物料作簡化處理，烯烴按 C4H6計(jì)；溶劑油的組成按 nC6H14計(jì)算；所含重組分以 nC8H18計(jì)，含量取溶劑油總進(jìn)料量的 %。 則溶劑回收進(jìn)料組成如下表所示： 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 表 210 溶劑回收進(jìn)料組成表 組成 kg/h wt(%) nC8H18 nC6H14 C4H6 H2O 合計(jì) 100 工藝要求 (1) 脫水塔： 塔頂：含丁二烯 13%，溶劑油 87% 塔底：不含丁二烯和水 (2) 提濃塔： 塔頂：含丁二烯 98%，溶劑油 2%； (3) 回收塔： 塔底：含丁二烯 %， 塔頂：含溶劑油 %； 對于 22 衡算范圍，控制脫水塔底丁二烯餾出量為 kg/h。 對丁二烯作物料衡算 F D WFX D XF D? ??2 12 2 166 166 212 ??? ?? DWD 解得： 218 2 6 .0 9 6 k g /h2 3 3 4 0 .2 8 8 k g /hDW ?? 在 22 衡算范圍對丁二烯作物料衡算， F D WF X D X W XF D W2 2 22 2 22 2 2? ?? ? 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 2 2 2 28 2 6 .0 9 6 0 .4 8 2 6 .0 9 6 0 .9 8 0 .0 0 2F W F W? ? ? ? ? ? ? ； 解得： 221 2 0 3 .8 5 8 k g /h 2 0 2 9 .9 5 4 k g /hWF?? 表 211 提濃塔物料平衡 組分 進(jìn)料 塔頂 塔底 kg/h wt(%) kg/h wt(%) kg/h wt(%) C4H6 98 nC6H14 2 H2O 0 0 合計(jì) 100 100 100 1 kg/ hF F F ?? ? ? ? ? 表 212 脫水塔物料平衡 組分 進(jìn)料 塔頂 塔底 kg/h wt(%) kg/h wt(%) kg/h wt(%) C4H6 0 0 H2O 0 0 nC6H14 nC8H18 0 0 合計(jì) 100 100 100 以回收塔為物料衡算范圍，對溶劑油進(jìn)行物料衡算： 3333 WDWD ????? ?? 解得： 334 6 .5 4 1 k g /h2 3 2 9 3 .7 4 7 k g /hWD ?? 表 213 回收塔物料平衡 組分 進(jìn)料 塔頂 塔底 kg/h wt(%) kg/h wt(%) kg/h wt(%) nC6H14 100 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 nC8H18 0 0 合計(jì) 100 100 100 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 第三章 熱量衡算 主要對聚合釜進(jìn)行熱量衡算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ⑴ 抽余油的組成： 6C %， 7C %, 8C %(重量 %) ⑵ 各物料的物性數(shù)據(jù)： ① 不同溫度下，抽余油、丁二烯導(dǎo)熱系數(shù) ? 、比熱 Cp、比重 ? 、黏度 ? 見表 55 表 55 各物料物性參數(shù) 項(xiàng)目 溫度 6C 抽余油 丁二烯（ 4C ） ① ? 70 (kcal/mh186。C) 80 85 90 ② Cp 70 (kcal/kg186。C) 80 85 90 ③ ? 70 615 624 560 (kg/m3) 80 605 615 540 85 600 609 535 90 595 604 520 ④ ? 70 (Cp) 80 85 90 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 ?m= ? ? iXi Cpm=? CpmXi 3vm? =? Xi 3vi? m? =? ( iix? )1 ② 聚丁二烯的 ? 、 Cp、 ? 及生成熱數(shù)據(jù) ?= kcal/mh186。C Cp= kcal/kg186。C ? =910 kg/m3 △ H=315 kcal/kg ③ 含 25% CaCl2冷凍鹽水 10186。C、 4186。C 下的 ? 、 Cp 、 ? 、 ? 值見表 56 表 56 冷凍鹽水物性參數(shù) 溫度（ 186。C ） ? （ kcal/mh186。C） Cp（ kcal/kg186。C） ? （ kg/m3） ? 10 1244 6 4 1241 用內(nèi) 差法，可得 7186。C 如下： ?= kcal/mh186。C Cp= kcal/kg186。C ? = kg/m3 ? = ⑶ 聚合釜的有效容積為 21m3，由碳鋼制成，規(guī)格為 F 2200470020mm，得到Dg=2200mm 時(shí)， 封 頭 內(nèi) 表 面 積 。 夾 套 傳 熱 面 積 F=pDH+=+=≈43m2。各聚合釜的溫度分別為 70186。C、 80186。C、沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 85186。C、 90186。C。 ⑴ 計(jì)算各釜轉(zhuǎn)化率 1＃ 釜 Kp1 =105exp( 70 ??)=(m3/molmin) 1K =K? [C0]= NiNi ? 質(zhì) 量（ 丁 二 烯 與 溶 劑 總 體 積 + 催 化 劑 總 體 積 ） = ? ? ???=103 1? = 11ROVV = ?? ?? = 1X =11111 K?? =1 1 3 ??? ? =% 2＃ 釜 Kp2=105exp( ?? )=(m3/molmin) 2K = NiNi ? 質(zhì) 量分 子 量 （ 丁 二 烯 與 溶 劑 總 體 積 + 催 化 劑 總 體 積 ）=? ? 3.. ?? =103 min 2? = 22ROVV = ??? = 2X =11 1 2 21(1 )(1 )KK????= ?1 ? ? ? ?..51 1 33 ??????? ?? =% 3＃ 釜 Kp3=105exp( ?? )=(m3/molmin) 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 K3=Kp3? [Co]= ? ? NiNi ? 質(zhì) 量分 子 量 （ 丁 二 烯 與 溶 劑 總 體 積 + 催 化 劑 總 體 積 ） =? ? ? ? ??=? 103min1 3? = 33ROVV = ??? = 3X =1 1? ? ?1 1 2 2 3 3（ 1+K ） （ 1+K ） （ 1+K ） =% 4＃ 釜 Kp4=105exp( ?? )=(m3/molmin) K4=Kp4? [Co] =? ? NiNi ? 質(zhì) 量分 子 量 （ 丁 二 烯 與 溶 劑 總 體 積 + 催 化 劑 總 體 積 ） =? ? ? ? ??=? 103? min1 4? = 44ROVV = ??? = X=1－21? ? ? ?1 1 2 3 3 4 4（ 1+K ） （ 1+K ） （ 1+K ） （ 1+K ）=% ⑵ 各釜物料組成及物性計(jì)算 ① 各釜抽余油、丁二烯質(zhì)量含量 1＃ 釜 抽余油： 9900+? 660= 100%丁二烯： (%)= 聚丁二烯： %= 合計(jì)： 各組分含量： 抽余油： 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 100%丁二烯： 聚丁二烯： 2＃ 釜 抽余油： +? ? 660= kg/hr 100%丁二烯： (%)= 聚丁二烯： %= 合計(jì)： 各組分含量： 抽余油： 100%丁二烯： 聚丁二烯： 3＃ 釜 抽余油： +? 660=11252kg/h 100%丁二烯： (%)= kg/h 聚丁二烯： %= 合計(jì)： 各組分含量： 抽余油： 100%丁二烯： 聚丁二烯： 4＃ 釜 抽余油： +? 660= 100%丁二烯： (%)= 聚丁二烯： %= 合計(jì)： 各組分含量： 抽余油： 100%丁二烯： 聚丁二烯： ② 各釜膠液物性 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 1＃ 釜 1m? =∑ iiX? =%+%+%= Cp 1m =∑ iiCpX =%+%+%= ??????? ????????????? 112 560 % % % x?? 2＃ 釜