【正文】 549 590 620 601 1? ???Wii 比熱容 Cp kJ/(kg178。則溶劑回收進(jìn)料組成如下表所示。 ＝ 油水分離器物料衡算列下表。 179。 2%＝ kg/h 溶劑在水相中的飽和溶解量： 247。 20 表 12包裝部分物料衡算 序號(hào) 組分 kg/h 進(jìn) 料 1 成品膠 不 2 損失聚丁二烯 合 3 損失防老劑 出 格 4 損失水 損 5 損失溶劑油 失 6 損失合計(jì) 去 7 聚丁二烯 料 包 8 防老劑 3126 裝 9 揮發(fā)分 10 去包裝合計(jì) 11 出料總合計(jì) 校驗(yàn)設(shè)計(jì)任務(wù)： 從去包裝干膠中扣除防老劑后的生膠量： = kg/h 其年產(chǎn)量為： 20200 T/h 故設(shè)計(jì)為合格。 %＝ kg/h 損失水量： 179。 %＝ kg/h 損失防老劑： 179。 ％ =19 脫 油 量： =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 干燥、脫水物料衡算數(shù)據(jù)列下表。則： 膠內(nèi)含水： 179。 表 9凝聚釜物料衡算 類別 序號(hào) 組分 kg/h 進(jìn) 1 膠液 2 循環(huán)水 181000 料 3 水蒸汽 15000 4 進(jìn)料合計(jì) 5 聚丁二烯 去 6 防老劑 振 7 溶劑油 出 動(dòng) 8 引發(fā)劑 篩 9 終止劑 10 水 11 去 1號(hào)篩合計(jì) 去 12 丁烯 油 13 丁二烯 水 14 溶劑油 分 15 水蒸氣 離 16 去分離罐合計(jì) 料 損 17 損失丁二烯 31． 898 失 18 損失干膠 物 19 損失防老劑 料 20 損失合計(jì) 21 出料合計(jì) 振動(dòng)篩及熱水罐物料衡算 進(jìn)料系統(tǒng)： (1）自凝聚來膠粒和水總量： （ 2）取洗膠熱水量： 40 M3 /h,即 40000 kg/h 出料系統(tǒng)： （ 1）循環(huán)熱水去凝聚熱水罐： 181000 kg/h （ 2）洗膠熱水支洗滌熱水罐： 40000 kg/h 18 （ 3）去干燥脫水： 聚丁二烯 : kg/h 防 老 劑： kg/h 溶 劑 油： kg/h 水： 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： kg/h 終止劑： kg/h 水： (＋ 40000)－ (181000＋ 40000)－ ＝ kg/h 振動(dòng)篩和洗膠罐物料衡算列下表。 (9085)]/=四項(xiàng)之和： 17 G’=+++=（ 5）進(jìn)入凝聚釜的蒸汽總量： 179。 (9030)]}/=④用于循環(huán)水從 85℃升溫到 90℃ G=[181000179。 (9030)]}/=③用于丁二烯氣化 G={179。 (9030)]}/=②用于丁烯氣化 G={179。 60％ =（ 4）水蒸氣冷凝量 溶劑油氣化量： =丁烯氣化量： 丁二烯氣化量： =查《基礎(chǔ)化學(xué)工程》上冊(cè) P338表 10 得： (表 )MPa水蒸焓值△ H汽＝ 查《基礎(chǔ)化學(xué)工程》上冊(cè) P337 表 9得： 90℃飽和水焓值△ H 水 =焓差為： ? H kJ kg? ? ?2 7 8 1 71 3 9 7 75 2 3 8 3 96. . . 分幾部分估算水蒸汽冷凝量： ①用于溶劑油氣化 G={179。 ％ =（ 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： 179。 1％ =聚丁二烯渣沫損失： 179。 =取用水量為 181 M3/h；即為 181T/h。 660= 整理得終止釜物料衡算列總表如下。 =247。 810=其中水量占 5％，其重量為： 179。 810179。 6179。 1179。 2％ =53kg/h 去終止釜干膠量： =驗(yàn)證配方： Al/Ni=Al/B=聚合釜物料衡算列總表如下。 = 聚丁二烯系統(tǒng) 聚丁二烯： 179。 247。 103179。 54179。 198=247。 198=折合成鋁的量： 179。 179。 =(2)三異丁基鋁 ? ?? ?Al i C H? 4 9 3： ? ?M Al i C H? ?4 9 3 198, MAl ?27 247。 = 247。 179。引發(fā)劑分子量 (1)環(huán)烷酸鎳： M鎳 = 247。 660= 引發(fā)劑系統(tǒng)： 計(jì)算公式：引發(fā)劑用量＝丁二烯進(jìn)料摩爾數(shù)179。 表 6丁二烯系統(tǒng) 序號(hào) 組分 質(zhì)量（ kg/h） 1 丁烯 2 丁二烯 3 合計(jì) 注：丁烯的密度： 596kgM3 丁二烯密度： 628kgM3 溶劑油密度： 660kgM3 溶劑油系統(tǒng)： 取 [丁 ]＝ g ml/100,則有： [丁 ]＝ 135kgm/ 3 每小時(shí)進(jìn)入聚合釜的丁油量： 247。則需要的原料量： 247。（ ） = 按 81％轉(zhuǎn)化率計(jì)算 100％純度丁二烯的需求量： 247。 103179。 8000=179。 聚合釜物料衡算 圖 1聚合釜物料衡算圖 丁二烯系統(tǒng) 每小時(shí)產(chǎn)膠量： 20200179。 (3)后處理工序 11 經(jīng)振動(dòng)篩后膠粒內(nèi)含水約 60％， 含油約 2％，干燥脫水裝置使膠粒內(nèi)含水和油≤ 1％，包裝成品膠質(zhì)規(guī)格門尼粘度 4050，揮發(fā)分≤ 1％，灰分≤ ％，凝膠含量≤ 1％，順式 1， 4含量≥ 94％ (4)回收工序 脫水塔塔頂含丁二烯約 30％（其余為溶劑和水），塔釜不含丁二烯，水值≤15ppm，丁二烯回收塔塔頂不含溶劑，塔底不含丁二烯，脫重塔塔釜?dú)埩粑锖砍^ 1％，或餾程超過 90℃時(shí)及時(shí)排放。根據(jù)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，各步驟的損失分配如下（以 100％丁二烯為基準(zhǔn)計(jì)算收率和損耗）： 聚合掛膠等損失 2％ 聚合、凝聚的丁二烯機(jī)械泄漏損失 1％ 凝聚、振動(dòng)篩聚丁二烯渣沫損失 ％ 油水分離器水相丁二烯溶解損失 2％ 包裝過程中不合格品和落地料損失 ％ 各工序操作條件與控制指標(biāo) (1)聚合工序 溫度 3580℃，聚合時(shí)間 34h，聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率 81％。 104kj/mol 生產(chǎn)時(shí)間： 8000 小時(shí) 每噸橡膠消耗定額： 噸 100％丁二烯 損失配額 全裝置總收率 ％。 103 Al/Ni=38， Al/B= 醇 /Al=6，防老劑 /膠 =1％（質(zhì)量） 配方說明： Ni/[丁 ]及其后面 Al/[丁 ]， B/[丁 ]， Al/Ni， Al/B，醇 /Al均為摩爾比。 103 Ni/[丁 ]=179。壓好的膠塊用薄膜包好裝入紙袋封 好入庫。 通過擠壓機(jī)擠壓將膠粒含水量降到 8～ 15％，然后，切成條狀進(jìn)入膨脹干燥機(jī)加熱、加壓，達(dá)到膨脹和內(nèi)蒸的目的，除去膠粒中的絕大部分水分，再送入水平紅外干燥箱干燥，使膠的含水量達(dá)到 ％以下。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(hào)振動(dòng)篩分離出膠粒送至洗膠罐。 合格膠液被噴到凝聚釜內(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。 被終止后的膠液進(jìn)入膠液罐后，將部分未轉(zhuǎn)化的丁二烯經(jīng)罐項(xiàng)壓控調(diào)節(jié)閥，9 鹽水冷凝冷卻器，進(jìn)入丁二烯貯罐，再送至丁二烯回收罐區(qū)。 薄膜崗負(fù)責(zé)薄膜包裝。 干燥崗負(fù)責(zé)將含水 40～ 60％的膠粒，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。 凝聚崗負(fù)責(zé)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。 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。 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)達(dá)到一定粘度和轉(zhuǎn)化率后，在第四釜的出口管線 (終止釜的入口管線 )與終止劑一起由終止釜釜底進(jìn)入終止釜進(jìn)行終止處理；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。 硼組分由硼計(jì)量泵送出與稀釋油經(jīng)文氏管混合后，在釜底與丁油混合進(jìn)入首釜。 8 由乙腈來的丁二烯經(jīng)流量控制閥控制合適流量，入文氏管與溶劑油溶劑進(jìn)行混合，再進(jìn)入丁油預(yù)熱器 (預(yù)冷器 )進(jìn)行換熱，控制一定入釜溫度。 配制崗負(fù)責(zé)為聚合配制引發(fā)劑和終止劑，此外，還負(fù)責(zé)接收鋁劑車間配好的三異丁基鋁。聚合崗開車，罐區(qū)連續(xù)給聚合送溶劑油；單體丁二烯由后乙腈直接送聚合，聚合停產(chǎn)時(shí)，丁二烯直接送罐區(qū)。 第二章 生產(chǎn)流程簡述 聚合工段主要由罐區(qū)、計(jì)量、聚合、配制、配制、粘度五個(gè)崗位組成。 目前，雖然我國聚丁二烯橡膠的生產(chǎn)能力僅次于美國位居世界第 2 位，但產(chǎn)品牌號(hào)主要是通用鎳系聚丁二烯橡膠產(chǎn)品，低順式、充油以及稀土聚丁二烯橡膠的產(chǎn)量很少，不能滿足國內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)的需求，仍需要進(jìn)口。 2020年我國的消費(fèi)量為 萬噸，并有逐年上升的趨勢(shì)。其中中國石化集團(tuán)公司的生產(chǎn)裝置有 5 套，總生產(chǎn)能力為 萬噸/年，約占全國聚丁二烯橡膠總生產(chǎn)能力的 %；中石油集團(tuán)公司的生產(chǎn)廠家有 3 家，總生產(chǎn)能力為 萬噸 /年，約占全國總生產(chǎn)能力的 %；其他企業(yè)的生產(chǎn)廠家有 1 家，生產(chǎn)能力為 萬噸 /年，約占全國總生產(chǎn)能力的 %。其中北京燕山石油化工公司合成橡膠廠 2020年的產(chǎn)量達(dá)到 kt，7 約占全國聚丁二烯橡膠總產(chǎn)量的 %，位居全國之首；其次是上海高橋石油化工公司， 2020 年產(chǎn)量達(dá)到 kt，約占全國聚丁二烯橡膠總產(chǎn)量的 %。 2020 年我國聚丁二烯橡膠的產(chǎn)量達(dá)到 kt，比 2020 年增長 %。 表 5 我國聚丁二烯橡膠的主要生產(chǎn)廠家 生產(chǎn)廠家名稱 生產(chǎn)能力 備注 中石化北京燕山石油化工公司 120 1971 年投產(chǎn)，產(chǎn)品牌號(hào)有 BR9000， BR9002， BR9003 BR9004（ HIPS 改性用膠） 中石化上海高橋石油化工公司 80 1994 年投產(chǎn)，產(chǎn)品牌號(hào) BR9000 中石化齊魯石油化工公司 40 1977 年投產(chǎn)，產(chǎn)品牌號(hào) BR9000、 BR9073（充油膠） 中石化巴陵石油化工公司 30 1979 年投產(chǎn)，產(chǎn)品牌號(hào) BR9000 中石油錦州石油化工公司 50 1974 年投產(chǎn)，產(chǎn)品牌號(hào) BR9000、 BR9100（稀土膠） 中石油新疆獨(dú)山子石油化工公司 20 1995 年投產(chǎn)，產(chǎn)品牌號(hào) BR9000 中石油大慶石油化工公司 50 1997 年投產(chǎn)，產(chǎn)品牌號(hào) BR9000 中石化茂名石油化工公司 10 1997 年投產(chǎn)，產(chǎn)品牌號(hào) F250（低順式） 合計(jì) 400 改革開放以來，我國聚丁二烯橡膠的生產(chǎn)發(fā)展很快，產(chǎn)量不斷增加。除茂名石油化工的低順式 1， 4聚丁二烯橡膠裝置采用了引進(jìn)的比利時(shí) Fina 公司的技術(shù)外，其余 7套均采用國內(nèi)生產(chǎn)工藝。其中中國石化集團(tuán)公司的生產(chǎn)裝置有 5套，總生產(chǎn)能力為 280 kt/a，約占全國總生產(chǎn)能力的 70%；中國石油集團(tuán)公司的生產(chǎn)廠家有 3家，總生產(chǎn)能力為 120 kt/a，約占全國總生產(chǎn)能力的 30%。 2020 年北京燕山石油化工公司研究院開發(fā)出低順式聚丁二烯橡膠生產(chǎn)技術(shù)，并在燕化公司合成橡膠廠 SBS 生產(chǎn)裝置上順利進(jìn)行了全流程的試生產(chǎn)。 2020 年茂名石化公司從 Fina 公司引進(jìn)的低順式聚丁二烯橡膠生產(chǎn)裝置順利生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。此后，錦州石油化工公司、齊魯石油化工公司以及湖南岳陽巴陵石油化工公司等單位也先后采用國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)建成聚丁二烯橡膠生產(chǎn)裝置。 2020 年日本聚丁二烯橡膠的總出口量約為 102 kt，其中出口到西歐地區(qū)的量約為 24 kt，約占總出口量的 %；出口到東亞地區(qū)的量約為 56 kt，約占總出口量的 %。預(yù)計(jì) 20202020 年日本聚丁二烯橡膠的消費(fèi)量將以年均約 %的速度增長，到 2020 年總消費(fèi)量將達(dá)到約 198 kt，其中用于輪胎及輪胎制品的消費(fèi)量將達(dá)到約 123 kt，消費(fèi)量的年均消費(fèi)率為 %；用于抗沖改性方面的消費(fèi)量將達(dá)到約 40 kt，消費(fèi)量的年均增長率為 %；用于制鞋方面的消費(fèi)量將達(dá)到約 kt，消費(fèi)量的年均增長率為%；用于其他方面的消費(fèi)量將達(dá)到約 31 kt，消費(fèi)量的年均增長率約為 %。 表 4西歐聚丁二烯橡膠的消費(fèi) 年份 輪胎和輪胎制品 抗沖改性 工業(yè)制品 總計(jì) 1999 294 72 21 387 5 2020 299 74 23 396 2020 287 77 21 385 2020 29