年产11万吨顺丁橡胶生产工艺设计说明书.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：北京化工大学化学工程学院设计说明书题目：年产1.1万吨顺丁橡胶生产工艺设计学生：班级：学号：指导教师：2014年12月目录1、工艺设计基础21.1、设计任务21.1.1、设计任务21.1.2、文献综述21.2、原辅材料性质及技术规格21.3、产品性质及技术规格31.3.1、顺丁橡胶的结构31.3.2、顺丁橡胶的性能41.3.3、顺丁橡胶的用途41.3.4、生产中成品胶质量指标41.4、危险性物料的主要物性51.5、原材料的消耗定额52、工艺说明[6]52.1、生产方法、工艺技术路线及工艺特点52.1.1、生产方法52.1.2、工艺技术路线的确定62.2、生产流程说明72.2.1、主要流程工艺72.2.1、主要工艺流程说明72.2.2、聚合工艺82.2.3、凝聚工艺82.2.4、橡胶的后处理92.2.5、单体及溶剂回收工艺92.2.5、三废处理93、工艺计算及主要设备设计103.1、物料衡算103.1.1计算的基础数据103.1.2、计算基准133.2、热量衡算213.2.1、计算的基础数据213.2.2、各釜对流传热系数和传热系数K的计算233.2.3、各釜热量衡算273.3、聚合釜的计算和选型303.3.1、基础数据313.3.2、聚合釜总容积及台数的确定313.3.3、聚合釜搅拌功率的计算314、工艺控制条件及自控设计334.1、控制指标344.2、开停车345、附图356、参考文献371、工艺设计基础1.1、设计任务1.1.1、设计任务本设计为年产1.1万吨顺丁橡胶（纯度99%）生产工艺设计，顺丁橡胶生产工艺由聚合工段和后处理工段两大部分组成，本设计的主要任务是：聚合釜、终止釜和凝聚釜的物料衡算聚合釜的热量衡算；聚合釜的计算和选型设计出聚合工段带工艺控制点的工艺流程图由于本设计为假定设计，所以设计任务中其他项目如：厂区或厂址、主要技术经济指标、原料的供应、技术规格以及燃料种类、水电汽的主要来源，与其他工业企业的关系，建厂期限、设计单位、设计进度及设计阶段的规定等均从略。1.1.2、文献综述目前世界上大部分顺丁橡胶生产采用溶液聚合法[1]。关于顺丁橡胶生产技术的进展，主要体现在催化剂、分子量调节、生产工艺、新产品开发以及装置设备等方面。因此，对顺丁橡胶生产工艺进行研究，具有一定的积极意义。工艺展望进一步优化催化体系和工艺条件[1]积极开拓顺丁橡胶应用领域聚合温度进一步提高，利于聚合、凝聚和节能[2]应加强新产品开发,满足市场需求[3]顺丁橡胶是顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称，由丁二烯聚合得到。顺丁橡胶是目前世界上第二通用合成橡胶，与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性好，易与天然橡胶、氯丁橡胶或丁腈橡胶并用，主要用于轮胎加工行业，在传送带、传动带、模压制品、鞋底、胶鞋及海绵胶等方面得到广泛应用。1.2、原辅材料性质及技术规格表1.1-原材料、产品技术规格[4]名称规格分析方法国家标准单体丁二烯纯度:≥99%气相色谱法GB6013-85丁烯:<1%水<20mg/kg卡尔费休尔法GB6023-85醛酮总量：20mg/kg气相色谱法二聚物:＜50mg/kg气相色谱法GB6013-85乙腈：检不出溶剂溶剂油组成：2.1%，57.8%，40.1%馏程：60~90℃蒸馏法GB255-77碘值：<0.2g/100g化学法水值：<20mg/kg卡尔费休法GB6023-85催化剂环烷酸镍镍含量：>7-8%络合滴定法水分：<0.1%蒸馏法GB260-88不皂化物：无化学法三异丁基铝活性铝含量：≥50%络合滴定法外观浅黄透明，无悬浮物三氟化硼乙醚络合物BF3含量：>46%化学法沸点：124.5-126℃水含量:<0.5%卡尔费休法GB6283-86终止剂乙醇纯度：95%；含水：5%；恒沸点：78.2℃；密度810kg/m3GB/T679-2002防老剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚熔点：69-71℃；游离甲酚：<0.04%；灰分<0.03%；油溶性：合格1.3、产品性质及技术规格顺丁橡胶的物理化学性质与其结构的直接关系。这种结构又分为分子内结构和分子间结构(聚集态结构)。1.3.1、顺丁橡胶的结构HHCCCH2CH2CH2CH2CCHH顺式1.4结构0.86nm还有反式1.4结构和1.2位加成产物。利用环烷酸镍－三异丁基铝－三氟化硼乙醚络合物引发体系使丁二烯聚合后的产物中含96％～98％的顺式1.4结构，含1％～2％反式1.4结构和1％～2％的1.2结构加成物。这种以顺式1.4结构为主的聚合物具有分子链长，自然状态下为无规线团状；分子内存在独立双键使大分子链的柔性大，同时易于硫化处理的特点。由于顺式1