【正文】 烯：1380kg/h防 老 劑： 溶 劑 油： 水： 103 kg/h氧化鋅：=硬脂酸：= kg/h（4）去污水池(設(shè)引發(fā)劑與終止劑全部洗掉,不循環(huán))引發(fā)劑： 終止劑： 氧化鋅： －=硬脂酸： －=水：( 105 ＋20000)－( 105 ＋20000)－1010 103 ＝1990kg/h 振動(dòng)篩和洗膠罐物料衡算列下表 序號(hào)組分kg/ht/dt/aW％進(jìn)1膠粒和水1406102337410121032洗膠水200004801440102料3進(jìn)料合計(jì)160610238541156103去4去凝聚循環(huán)13701023288986400熱水罐的水5去洗滌熱水200004800144000罐的水出6聚異戊二烯1380993610－27氧化鋅10－58硬脂酸10－4干9防老劑10－5燥10溶劑油10－5脫11水1010727210－3水12611 項(xiàng)合計(jì)24101735210－2去13引發(fā)劑10－210－6污14終止劑10－715氧化鋅10－516硬脂酸25210－4料水17水19901433010－2池181318 項(xiàng)合計(jì)203314640126310－219出料總合計(jì)160610238541156103 干燥脫水物料衡算 物料衡算圖干燥脫水物料衡算圖如圖 含水膠粒 去包裝 去污水池按指標(biāo)膠內(nèi)揮發(fā)分(水、油)＜％，設(shè)計(jì)取 ％，其中水 ％，油 ％。焓差為： H = = 分幾部分估算水蒸汽冷凝量：（1） 用于溶劑油氣化Gwc6=104[(+(9560)]/=103kg /h（2） 用于戊二烯氣化G = 10[+(9560)]/= kg /h（3） 用于異戊二烯氣化G =102[+(9560)]/= kg /h（4） 用于循環(huán)水從 90℃升溫到 95℃G=105(9530) / =103 kg /h（5） 用于低分子量產(chǎn)物聚異戊二烯氣化G=[+(9560)]/= kg四項(xiàng)之和：G=G1+G2+G3+G4水蒸汽冷凝量：G=103+++103+=103 kg /h這些冷凝水有 1010kg 包含在膠粒內(nèi)，全部冷凝水與循環(huán)水一起支振動(dòng)篩。792 = 10 4 M 3 / h 10 4 = 10 2 M 3 /h = /h?。核?膠液＝(體積比)則用水量： (＋ ) = 102 M 3 /h取用水量為 137 M 3/h；即為 137T/h。20 = / h 247。去油水分離 去振動(dòng)篩膠液 循環(huán)水 分散劑 損失物料 防老劑水蒸氣凝聚釜物料衡算圖圖 凝聚釜物料衡算圖 防老劑用量取防老劑/異戊二烯＝％，以甲醇為溶劑，溶解度為 20%。 =水的重量為： = 103 kg/h整理得終止釜物料衡算列總表 如下。681= / h每小時(shí)進(jìn)入聚合釜的異戊二烯油量：＋ = / h（以包括 ％的損失的正己烷）每小時(shí)聚合釜中隨著原料帶進(jìn)的的戊二烯量： 103 － 103 =11kg/h聚合過(guò)程中未反應(yīng)的異戊二烯量為： 103 103 = 102 kg/h 引發(fā)劑系統(tǒng)（1） 環(huán)烷酸釹：純環(huán)烷酸釹的摩爾流量=異戊二烯進(jìn)料摩爾流量（5106）M環(huán)烷酸釹 = 657 5 106 = 10 4kmol / h 10 4 657= 10 2kg /h商品中環(huán)烷酸釹的含量為 12％，故環(huán)烷酸釹的量為： 10 2 247。 = 103 kg/h每小時(shí)進(jìn)入聚合釜的溶劑油量：1035=104kg/h104247。表 異戊二烯系統(tǒng)物料表組分質(zhì)量分?jǐn)?shù) wkg /ht/dt/aM3 /h戊二烯1072異戊二烯148010656合計(jì)149010728單程轉(zhuǎn)化率按 85%計(jì)算，則進(jìn)入聚合首釜的新的單體流量為： 10 3247。則需要的原料量：103 247。（ 1 ）= 103 kg/h按 97％轉(zhuǎn)化率計(jì)算 100％純度異戊二烯的需求量： 103 247。 聚合釜物料衡算聚合釜物料衡算圖如圖 所示。第三章 工藝過(guò)程的計(jì)算第三章 工藝過(guò)程的計(jì)算（1） 年產(chǎn)量：10000 t（基膠）（2） 年開(kāi)工時(shí)間：7200h（3） 總轉(zhuǎn)化率：97%（4） 單程轉(zhuǎn)化率：85%（5） 戊濃：[戊]＝12～15 g /100ml（6） 戊油入釜溫度：≤40℃（7） 首釜溫度：45℃（8） 末釜溫度：65℃（9） 聚合系統(tǒng)壓力：≤（10） 計(jì)量罐壓力：≤（11） 計(jì)量泵出口壓力：≤（12） 設(shè)計(jì)選用配方：a) 釹/異戊二烯＝5106b) cl/釹＝3 c) 鋁/釹＝10 d) 溶劑油/異戊二烯＝5（質(zhì)量比） e) 終止劑/引發(fā)劑＝3 f) 防老劑/異戊二烯＝％（質(zhì)量比） 全裝置總收率為 ％；總損耗 ％（包括工藝損耗和機(jī)械損耗）。(10)氣液分離罐（D302）。(8)閃蒸干燥器（MD301）；熱氮?dú)膺M(jìn)口溫度：140℃， 出口溫度：90℃，停留時(shí)間：～1s。(6)中間罐（D205）：溫度：70℃ ， 液位：30% ， SL：36%。(4)己烷預(yù)熱器（E204）：溫度：94℃。(2)反應(yīng)器夾套水冷卻器：反應(yīng)器循環(huán)用冷卻水 入口溫度：40℃ 出口溫度：60℃。干燥膠粒壓塊、成型、包裝即得成品。與其他合成橡膠后處理工段基本一致，凝聚的膠粒經(jīng)振動(dòng)篩分離出水后，送入螺桿擠壓機(jī)脫水。成為淤漿的顆粒進(jìn)到另一個(gè)凝聚釜中，用蒸汽進(jìn)一步脫除殘留的溶劑。并向溫度達(dá)到溶劑沸點(diǎn)(或與水的共沸點(diǎn))以上的熱水中導(dǎo)入膠液，這時(shí)未反應(yīng)的單體與溶劑急劇蒸發(fā)汽化，而橡膠呈小片顆粒分散在熱水里成為淤漿。工業(yè)上采用熱水凝聚法，從膠液中分離出橡膠。但在高粘度聚合物溶液中，溶劑蒸發(fā)會(huì)引起發(fā)泡問(wèn)題。刮板式攪拌器與框式和渦輪式攪拌器相比，傳熱系數(shù)可提高1～2倍，并能防止聚合物在換熱面上沉積。為了使異戊二烯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到85％以上，應(yīng)在聚合過(guò)程中逐步提高聚合溫度。有關(guān)科研單位在原料供給基本平衡的第二章 生產(chǎn)方法及工藝流程時(shí)期內(nèi)，力爭(zhēng)突破異戊二烯單體的生產(chǎn)技術(shù)研究屏障，為異戊橡膠的生產(chǎn)做好保障。因此，根據(jù)異戊橡膠生產(chǎn)大國(guó)俄羅斯的經(jīng)驗(yàn)，可以采取甲醛和異丁烯合成的辦法進(jìn)行異戊二烯的生產(chǎn)，但是該技術(shù)也是對(duì)我國(guó)實(shí)行技術(shù)封鎖，原料的第六章 全裝置熱量計(jì)算不足在一定程度上造成了異戊橡膠發(fā)展的緩慢。作為異戊橡膠單體的異戊二烯，2007年國(guó)內(nèi)產(chǎn)量?jī)H為5～6萬(wàn)噸/年。聚合凝聚后處理單體和溶劑回收單體精制跟其他合成橡膠的生產(chǎn)工藝相仿，稀土系異戊橡膠的生產(chǎn)工藝主要有以下幾部分構(gòu)成，如圖11所示。稀土異戊橡膠性能和國(guó)外鈦系異戊橡膠相比已基本接近，并且稀土異戊橡膠是在70年代由中國(guó)首先開(kāi)發(fā)的，但是由于多種原因，始終沒(méi)有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。鈦系異戊橡膠（以鈦為基礎(chǔ)的催化劑）是目前世界上技術(shù)上最成熟的異戊橡膠生產(chǎn)技術(shù)，也是生產(chǎn)能力最大的異戊橡膠，國(guó)外技術(shù)已經(jīng)很成熟。本裝置所需的乙烯，丙烯，水，電，蒸汽均由廠區(qū)系統(tǒng)管網(wǎng)提供。聚合工段主要由罐區(qū)、計(jì)量、聚合、配制、粘度等崗位組成。 生產(chǎn)方式生產(chǎn)方式為連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)。 生產(chǎn)規(guī)模 本裝置生產(chǎn)規(guī)模107千克/年異戊橡膠粉末。 設(shè)計(jì)范圍及深度(1)設(shè)計(jì)范圍：本設(shè)計(jì)包括聚合，分離和干燥工段的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)原則本設(shè)計(jì)按以下原則進(jìn)行：(1)遵守國(guó)家有關(guān)法律及法規(guī)；(2)立足國(guó)內(nèi)，吃透和消化國(guó)外引進(jìn)的設(shè)備和工藝；(3)力求生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，實(shí)施可行，安全可靠；(4)防止環(huán)境污染，保護(hù)生態(tài)平衡。以稀土為催化劑的稀土系異戊橡膠的工藝研發(fā)工作在2007年已經(jīng)開(kāi)始在部分科研單位繼續(xù)進(jìn)行。異戊橡膠生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)以產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益和更廣闊的發(fā)展前景為背景。 鑒于我國(guó)石油化工發(fā)展的現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)關(guān)于建設(shè)異戊橡膠生產(chǎn)裝置的呼聲越來(lái)越高，我國(guó)進(jìn)口天然橡膠逐年增加，進(jìn)口天然橡膠與國(guó)產(chǎn)天然橡膠比例已超過(guò)警戒線。而到2015年末，我國(guó)異戊橡膠產(chǎn)能將達(dá)150萬(wàn)噸/年左右，%。未來(lái)S SBR、稀土順丁膠、異戊橡膠、鹵化丁基膠、熱塑性彈性體等產(chǎn)品的應(yīng) 用將不斷增加，所占比例將有所提高。歐盟REACH法規(guī)及輪胎標(biāo)簽法規(guī)等也將加快橡膠材料的發(fā)展。此外，人民幣升值、勞動(dòng)力成本不斷上升、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、反傾銷等貿(mào)易保護(hù)主義等因素也將使我國(guó)輪胎等橡膠制品出口增速降。盡管2010年受到輸美輪胎特保案的影響，出口美國(guó)輪胎減少，%。. 橡膠制品出口仍將拉動(dòng)國(guó)內(nèi)橡膠需求增長(zhǎng)?！笆濉逼陂g，我國(guó)仍處于城市化和重化工業(yè)化雙加速發(fā)展階段經(jīng)濟(jì)仍將以8%～9%的速度增長(zhǎng)，汽車工業(yè)進(jìn)入起飛期，汽車需求量及保有量將快速增加。%。異戊橡膠由于具有優(yōu)良的耐磨性、耐屈撓性等，在輪胎中具有其他膠種不可替代的用途，包括：胎側(cè)膠、載重斜交胎、導(dǎo)向輪胎胎面膠、冬用輪胎 胎面膠、子午胎胎圈護(hù)膠等。輪胎制造業(yè)是異戊橡膠的最大消費(fèi)用戶。從出口貿(mào)易方式來(lái)看，2010年主要通過(guò)保稅區(qū)（%）、一般貿(mào)易（%）和進(jìn)料加工貿(mào)易（%）幾種方式為主。從出口目的地來(lái)看，我國(guó)異戊橡膠主要出口到周邊國(guó)家和地區(qū)。從出口數(shù)量看，（%）（%）。（3）出口趨勢(shì)分析。值得注意的是，近年來(lái)保稅區(qū)轉(zhuǎn)儲(chǔ)正成為一種較重要的貿(mào)易方式，但其最終流向則需要做進(jìn)一步的跟蹤調(diào)研。但是直到20082010年，受金融危機(jī)及特保案等因素影響，來(lái)進(jìn)料加工方式進(jìn)口比例快 速下降，%，%。我國(guó)異戊橡膠進(jìn)口主要以來(lái)進(jìn)料加工貿(mào)易、一般貿(mào)易和保稅區(qū)轉(zhuǎn)儲(chǔ)為主，%、%%。德國(guó)和英國(guó)順丁橡膠對(duì)我國(guó)的出口增速也在10%以上，但出口數(shù)量相對(duì)較低，均不足1萬(wàn)噸。這主要是兩地區(qū)的產(chǎn)能變化不大，而需求也基本平穩(wěn)，開(kāi)工率提高所增加的產(chǎn)量使得出口增加有限。其中來(lái)自韓國(guó)、俄羅斯和泰國(guó)的進(jìn)口量快速增加，主要源于其國(guó)內(nèi)產(chǎn)能及開(kāi)工率的提高，而國(guó)內(nèi)需求基本平穩(wěn)，增加的產(chǎn)量主要用于出口。2010年我國(guó)進(jìn)口自韓國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣省、俄羅斯、%，%提高了3個(gè)百分點(diǎn)。. 進(jìn)出口分析（1）進(jìn)口來(lái)源分析。根據(jù)卓創(chuàng)資訊數(shù)學(xué)模型推算，并進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)修正，2013年我國(guó)異戊橡膠裝置產(chǎn)能閑置率可能達(dá)到85%以上。%。但是，通過(guò)卓創(chuàng)資訊近年來(lái)對(duì)異戊橡膠市場(chǎng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，國(guó)內(nèi)異戊橡膠的消費(fèi)量始終維持在67萬(wàn)噸的水平，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及產(chǎn)能擴(kuò)張的速度。以異戊橡膠20%替代天然橡膠計(jì)算，2015年國(guó)內(nèi)異戊橡膠的潛在消費(fèi)能力可達(dá)到65萬(wàn)噸左右。. 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)現(xiàn)狀分析. 供需概況異戊橡膠，作為國(guó)內(nèi)最后一個(gè)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的合成橡膠膠種，理所當(dāng)然的成為了近年來(lái)國(guó)內(nèi)投資的熱點(diǎn)行業(yè)。以稀土為催化劑的稀土系異戊橡膠的工藝研發(fā)工作在2007年已經(jīng)開(kāi)始在部分科研單位繼續(xù)進(jìn)行。異戊橡膠生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)以產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益和更廣闊的發(fā)展前景為背景。圖31 近幾年來(lái)異戊橡膠和天然橡膠進(jìn)口價(jià)格變化趨勢(shì)圖鑒于我國(guó)石油化工發(fā)展的現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)關(guān)于建設(shè)異戊橡膠生產(chǎn)裝置的呼聲越來(lái)越高，我國(guó)進(jìn)口天然橡膠逐年增加，進(jìn)口天然橡膠與國(guó)產(chǎn)天然橡膠比例已超過(guò)警戒線。如果國(guó)內(nèi)異戊橡膠工業(yè)化后，在質(zhì)量相同的情況下，只能通過(guò)價(jià)格戰(zhàn)略進(jìn)入市場(chǎng)。目前，占領(lǐng)中國(guó)異戊橡膠市場(chǎng)的主要是俄羅斯的異戊橡膠，近年進(jìn)口量呈現(xiàn)跳躍式增長(zhǎng)，；天然橡膠主要來(lái)源于東南亞地區(qū)，每年進(jìn)口大約150萬(wàn)噸左右。對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，在將來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，無(wú)論是天然橡膠還是異戊橡膠都要靠進(jìn)口維持供需平衡。如進(jìn)一步擴(kuò)大用量，使其達(dá)到總耗膠量的20％，則每年可有18～19萬(wàn)噸的異戊橡膠市場(chǎng)。2010年我國(guó)天然橡膠需求量將超過(guò)250萬(wàn)噸，這表示我國(guó)將在相當(dāng)長(zhǎng)期內(nèi)，每年都需求進(jìn)口約180～200萬(wàn)噸天然橡膠，才能滿足橡膠工業(yè)發(fā)展的要求。根據(jù)農(nóng)業(yè)部有關(guān)部門的資料，預(yù)計(jì)到2010年我國(guó)天然橡膠產(chǎn)量最多只能在到50～70萬(wàn)噸之間，而消費(fèi)量將會(huì)達(dá)到250萬(wàn)噸/年，因此進(jìn)口依存度將會(huì)達(dá)到80%。1974年，中國(guó)首次發(fā)表了用環(huán)烷酸稀土－三異丁基鋁鹵化物合成順1,4聚異戊二烯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，之后進(jìn)行了催化劑篩選、聚合物結(jié)構(gòu)和性能、以及中間試驗(yàn)開(kāi)發(fā)工作，這種稀土催化劑可在加氫汽油中制得順1,4含量高達(dá)94%以上的異戊橡膠，是一種有工業(yè)化前途的新型催化劑體系。因鋰系催化劑用量少,轉(zhuǎn)化率高,故流程中可省去單體回收和脫除催化劑殘?jiān)ば?。②用鋰或烷基?RLi)為催化劑，以環(huán)己烷(或己烷)作溶劑的間歇溶液聚合流程。操作工藝參數(shù)為：?jiǎn)误w濃度12%～25%，聚合溫度0～50176。過(guò)程包括:催化劑（四氯化鈦三烷基鋁或四氯化鈦－聚亞胺基鋁烷）制備、聚合、脫除催化劑殘?jiān)?、脫水干燥及成型包裝。:①用齊格勒納塔催化劑，以己烷(或丁烷)