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年產11000t順丁橡膠聚合工藝設計-在線瀏覽

2025-02-03 22:43本頁面
  

【正文】 度較差、抗?jié)窕圆缓?、有冷流性傾向等不足。二看硫化后的硫化膠性能 (抗張強度、 300%定拉伸強力、伸長率、硬度、回彈性、生成熱、永久變形、磨耗量等 ),影響硫化膠的因素有門 尼粘度、凝膠含量、加工用的配合劑 (種類、用量、配方 )加工方法等。 ⒊順丁橡膠的用途 主要用于輪胎加工行業(yè),另外,還用于輸送帶、傳動帶、模壓制品、鞋底、膠鞋及海綿膠等方面。 表 91 成品膠質量指標 項目 優(yōu)級品 一級品 合格品 揮發(fā)份 % ? ? ? 灰分 % ? ? ? 生膠門尼粘度 M C1 4100? ? 45?5 45?5 45?7 混煉膠門尼粘度 M C1 4100? ? ?68 ?73 ?73 300%定伸應力 MPa 25min 35min 50min ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 拉伸強度 MPa 35min ? ? ? 伸長率 % 35min ?450 ?430 ?430 三、車間危險性物料主要物性表 該車間危 險性物料主要包括丁二烯、三異丁基鋁、溶劑油、乙醇等,其主要物性如表92 所示。 罐區(qū)崗位負責貯存、收送丁二烯和溶劑油。 計量崗負責為聚合輸送各種引發(fā)劑、終止劑。 粘度崗負責檢測生產的結果,測試門尼粘度和轉化率。 鎳組分和鋁組分分別由鎳計量泵和鋁計量泵送出,經鋁-鎳文氏管混合后,與出丁油預熱器 (預冷器 )的丁油溶液混合。 丁油溶液在聚合釜中,在一定溫度和壓力下,受到引發(fā)劑的作用,發(fā)生丁二烯聚合反應,生成高分子量的丁二烯聚合產物 — 聚丁二烯。 反應中換熱用的冷溶劑油視情況從不同釜的項部加入。 混膠崗負責接收聚合來的膠液,并將門尼粘度不同的膠液混配成優(yōu)級品指標內液;在膠液罐定期回收一部分丁二烯;合格膠液送往凝聚崗。 洗膠崗負責用水洗掉膠粒表面的雜質,降低膠的溫度,并膠粒送往干燥崗。 壓塊崗負責稱量壓塊。 紙袋崗負責封袋、入庫。膠液在罐中根據門尼粘度值高低進行相互混配合格后,經過膠液泵送往凝聚崗。釜項被蒸發(fā)的氣體有水蒸汽、部分丁二 烯和絕大部分溶劑油溶劑,氣體經過兩個并聯(lián)的循環(huán)水冷凝冷卻器,冷凝物進入油水分離器進行油水分離,溶劑油用油泵送往溶劑回收罐區(qū),水經油水分離罐底部由液面調節(jié)閥控制排出,經二次凈化分離罐排入地溝。 在洗膠罐中,用 40~ 60℃的水對膠粒進行洗滌,經洗滌的膠粒和水由 2 號振動篩進行分離,并將含水 40~ 60%的膠粒送往擠壓干燥崗。 干燥合格后的膠條經提升機送入自動稱量秤進行稱量壓塊 (25kg)。 (二)操作控制指標 ⒈聚合工段操作控制指標 丁油濃度: 12~ 15g/100mL 首釜溫度: ?95℃ 未釜溫度: ?100℃ 壓力: ? 引發(fā)劑配方: 鎳 /丁 ? ? ?20 10 5. 鋁 /丁 ? ? ?10 104. 硼 /丁 ? ? ?20 10 4. 鋁 /硼 ? 、醇 /鋁 =6 鋁 /鎳 =3~ 8 防老劑 /丁 =%~ % 轉化率: ?83% 收率: ?95% 每噸順丁膠消耗丁二烯: t ⒉后處理工段操作控制指標 膠液罐:貯量 罐容積的 80%;壓力 ?。 凝聚釜: 釜頂溫度: 94~ 98℃;壓力 ? 釜底溫度: 96~ 101℃ 液面: 7 視鏡 蒸汽壓力: 。根據這些原料的性質查《化工工藝設計手冊》《化工生產安全與防護》等確定全車間火災危險等級為甲級;爆炸危險場所分區(qū)為 2區(qū);車間建筑物屬一類工業(yè)建筑。此外在生產中還要注意以下問題: 車間內不準使用明火;禁止穿帶釘子進入裝置現場;禁止吸煙;禁止隨意用鐵器 碰擊設備;機動車不徑許可不得進入生產區(qū)。 生產人員上崗必須佩帶好勞動保護用品,在接觸三異丁基鋁和三氟化硼乙醚絡合物時必須帶好手套、面具及其它防護用品。 生產人員地生產過程中要及時檢查,消除漏點。 生產設備 超壓時應采取緊急排空措施,必須有專人監(jiān)護現場。 生產現場禁止存放大量易燃易爆物品。 各貯罐裝料不得超過規(guī)定裝料系數,而且要有氮氣保護。 設備檢修必須把物料倒空 ,并用盲板切斷與其它設備的聯(lián)系。管線動火可燃物含量要小于 %,容器動火可燃物含量小于 %。并在入釜前要檢查確認電機確定停止,并有專人監(jiān)護,嚴禁啟動電機。 ⒉后處理工段 后處理部分所用物料主要有膠液、丁二烯、溶劑油等,性質與聚合所用物料相同,故后處理也屬于易燃易爆崗位,其安全規(guī)定與聚合相同。 后處理的電器、轉動設備多,生產人員上崗必須穿好工作服帶好安全帽。 生產人員工作服內禁止帶東西,防止落入設備內影響生產。 設備動火要有動火票,并有專人監(jiān)護,切斷電源,嚴禁啟動。 五、工藝計算與主要設備選型 (一)物料衡算 ⒈計算采用的基礎數據 年產量: 11000 t 年開工時間: 8000 h 每噸順丁橡膠消耗丁二烯: t 總 轉化 率: 85% 丁濃: [丁 ]= 12~ 15g ml/100 丁油入釜溫度:≤ 40℃ 首釜溫度:≯ 95℃ 末釜溫度:≯ 110℃ 聚合系統(tǒng)壓力:≤ 計量罐壓力:≤ 計量泵壓力:≤ 設計選用配方: 鎳 /丁= 20 105. ? ? 鋁 /?。?10 104. ? ? 硼 /丁 = 20 104. ? ? 鋁 /鎳= 3~ 8 鋁 /硼 > 醇 /鋁= 6 防老劑 /丁二烯= %(質量比) 全裝置總收率為 %;總損耗 %(包括工藝損耗和機械損耗)。 ⒊聚合釜物料衡算 聚合釜物料衡算圖如圖 91 所示。則需要的原料量: 1648 180 0 99 1664 828. . .? ? kg/h 隨原料帶入的丁烯量: 1 6 6 4 828 1 6 4 8 180 16 648. . .? ? kg/h 整理上述計算結果列下表。 序號 組 分 kg/h t/d t/a w% 1 丁 烯 進 2 丁 二 烯 3 溶 劑 油 4 環(huán)烷酸鎳 料 5 三異丁基鋁 6 三氟硼乙醚絡 合物 7 進料合計 100 8 丁 烯 出 9 丁 二 烯 10 溶 劑 油 11 去終止釜聚丁二烯 料 12 三種引發(fā)劑 13 掛膠損失 14 出料合計 100 終止釜的物料衡算圖見圖 92。 序號 組 分 kg/h t/d t/a w% 進 料 1 膠 液 2 終 止 劑 3 水 4 防 老 劑 5 帶入溶劑 6 進料總計 100 7 丁 烯 乙醇用量 100%丁二烯摩爾數 鋁丁比 醇鋁比 乙醇分子量乙醇純度 乙醇密度 出 料 8 丁 二 烯 9 三種引發(fā)劑 10 溶 劑 油 11 干 膠 12 終 止 劑 13 水 14 防 老 劑 15 出料總計 100 凝聚釜物料衡算 基礎數據: a、終止釜物料衡算表中的出料數據; b、循環(huán)水量:取 水 /膠液= (體積 ); c、循環(huán)水入口溫度:取 90℃; d、 (表壓 )MPa 水蒸汽耗量: 5 噸水蒸汽 /噸膠; e、凝聚溫度:取 95℃; f、凝聚壓力: (表壓 )MPa; g、膠液入釜溫度:取 20℃; h、油水分離內,水在烴類中的飽和溶解度為 100mg/kg;溶劑油在水中的飽和溶解度為 (分子% ); i、溶劑油 (以正已烷計 )在 95℃時的氣化熱為 ; 20℃~ 95℃的平均比熱約為 ?? ; j、丁二烯的 95℃時的 氣化熱為 ; 20℃~ 95℃的平均比熱約為 kJkgC?? ; k、丁烯 (以正丁烯計 )在 95℃時的氣化熱為 ; 20℃~ 95℃的平均比熱約為 ?? ; m、經振動篩后自由水全部脫除,膠粒內含 60%,含油約為 %; n、干燥脫水裝置使膠粒內含水和油 (即揮發(fā)分 )小于 %; o、包裝入庫成品膠質量指標 (見表 91) 注: h,i,j 數據查于 《化工工藝設計手冊》下冊; g 查于《高聚物合成工藝設計基礎》 P30;其余取自某操作現場數據。 溶劑油、丁二烯、水蒸氣 去油水分離器 熱水 凝 機械損失 聚 渣沫損失 膠液 釜 熱水、膠粒去振動篩 水蒸氣 圖 93 凝聚釜物料衡算圖 ( 1)循環(huán)熱水量 ?。? 水 /膠液= (體積比 ) 則用水量: ( . . ) . .12 332 0 111 7 5 93 33 3? ? ? M/h 取用水量為 93M3 /h;即為 93T/h。 查《基 礎化學工程》上冊 P338 表 10 得: (表 )MPa 水蒸焓值△ H 汽 = 查《基礎化學工程》上冊 P337 表 9 得: 95℃飽和水焓值△ H 水 = 。 ? ? ? ?? ? ?6 4 4? G kg39。 ( 5)進入凝聚釜的蒸汽總量: 1 3 7 5 5 0 0 0 6 8 7 5. ? ? kg/h 其中去油水分離器的水蒸氣量: 6875 2197 558 4677 442? ?. . kg/h 整理得凝聚釜物料衡算數據列下表。 洗膠熱水 1 振 動 篩 含水膠粒去 緩 洗膠罐 2振動篩 干燥脫水 沖 筒 凝聚來膠粒、水 循環(huán)熱水去凝聚釜 去污水池 去洗滌熱水罐 圖 94 緩沖罐、振動篩、洗膠罐物料衡算圖 進料系統(tǒng): ( 1)自凝聚來膠粒和水總量: kg/h ( 2)取洗膠熱水量: 20M3 /h,即 20200 kg/h 出料系統(tǒng): ( 1)循環(huán)熱水去凝聚熱水罐: 93000 kg/h ( 2)洗膠熱水支洗滌熱水罐: 20200 kg/h ( 3)去干燥脫水: 聚丁二烯:
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