年產(chǎn)11000t順丁橡膠聚合車間工藝設(shè)計

)錄 一、概述 . 233 （一）設(shè)計原則 . 233 （二）車間組成 . 236 （三）生產(chǎn)制度 . 237 二、原料、產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)及技術(shù)指標 . 237 （一）原料的物理化 學(xué)性質(zhì)及技術(shù)指標 . 237 （二）生成物 順丁橡膠的物理化學(xué)性質(zhì)及技術(shù)指標 239 三、車間危險性物料主要物性表 . 241 四、生產(chǎn)流程簡述 . 242 （一）生產(chǎn)流程簡述 . 242 （二）操作控制指標 . 245 （三）安全防護措施 . 248 五、工藝計算與主要設(shè)備選型 . 251 （一）物料衡算 . 251 (二 )熱量衡算 . 278 (三 )設(shè)備計算及選型 . 304 六、原材料、 動力消耗定額及消耗量 . 332 七、生產(chǎn)控制分析 . 333 八、定員 . 334 九、三廢治理 . 335 十、其它 . 337 )一 設(shè) 計 說 明 書 的 附 圖 和 附 錄 . 338 十一 設(shè)計參考資料 . 343 一、概述 （一）設(shè)計原則 設(shè)計依據(jù) 依據(jù)有關(guān)部門下達的設(shè)計任務(wù)書或可行性研究報告的批文，環(huán)境影響報告書的批文，資源評價報告的批文，技術(shù)引進報告的批文，技術(shù)引進合同，設(shè)計合同，其它文件等。 對于畢業(yè)設(shè)計而言，學(xué)生的設(shè)計依據(jù)就是專業(yè)教師下達的設(shè)計任務(wù)書。 車間概況 該車間設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn) 11000 主要原料：單體 丁二烯；溶劑 溶劑油；引發(fā)劑 環(huán)烷酸鎳、三異丁基鋁、三氟化硼乙醚 絡(luò)合物；終止劑 乙醇；防老劑 稱 其生產(chǎn)原理采用溶液聚合的方法，使丁二烯、溶劑、引發(fā)劑等在連續(xù)釜式反應(yīng)器中進行配位聚合，制得粘稠 膠 液，再通過水蒸汽凝聚、洗膠、干燥、壓塊等過程獲得最終產(chǎn)品 順丁橡膠。 工藝路線的確定 )聚合方法的確定 根據(jù) 產(chǎn)物結(jié)構(gòu)要求從自由基聚合、陰離子聚合、陽離子聚合、配位聚合等反應(yīng)機理中選擇出配位聚合，同時考慮配位聚合所用原料、引發(fā)劑、傳熱、物料輸送、產(chǎn)物溶解、回收、操作方式等方面綜合考慮選擇溶液聚合實施方法。該工藝路線包括了如反應(yīng)活性中 心的形成過程；特殊引發(fā)劑組分的安全防護；由于溶劑的存在必然要考慮的回收、循環(huán)利用；反應(yīng)的終止方式；產(chǎn)品防老化處理等特點。操作方式為連續(xù)操作。 單體原料路線的確定 通過比較乙炔法、乙醇法、丁烷一步脫氫法、丁烯氧化脫氫法、丁烯催化脫氫法、石油高溫裂解回收法等生產(chǎn)方法的優(yōu)缺點，結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r，因地制宜地選擇合適的丁烯氧化脫氫制丁二烯原料路線。 溶劑的選擇 各種溶劑對反應(yīng)原料、產(chǎn)物及反應(yīng)所用各種引發(fā)劑的溶解能力不同。從溶解度參數(shù)、體系粘度、工程上傳熱與攪拌、生產(chǎn)能力提高、回收難易、毒性大小、來源、輸送等幾方面對苯 、甲苯、甲苯 劑油等，進行綜合比較，確定選擇溶劑油。 引發(fā)劑的選擇 從適合順丁橡膠生產(chǎn)的引發(fā)劑共性入手，如定向能力高、穩(wěn)定性好、易貯存、高效、用量少、易分離及殘存對產(chǎn)物性能無影響等，對常用的四大類型引發(fā)劑 、 、 、 進行比較，選擇組份主引發(fā)劑為環(huán)烷酸鎳，助引發(fā)劑為以異丁基鋁，)三組分為三氟化硼乙醚絡(luò)合物。 引發(fā)劑活性中心的形成方式 陳化方式 陳化是指為了提高引發(fā)劑活性，充分發(fā)揮各組分的作用，在聚合前事先把引發(fā)劑各組分安一定配比，在一定的條件下進行的預(yù)混合反應(yīng)。國內(nèi)對上述引發(fā)體系曾采用過三種陳化方式，即三元陳化、雙二元陳化、稀硼單加。通過比較確定最佳方式為稀硼單加。 聚合反應(yīng)機理及影響反應(yīng)的因素 聚合反應(yīng)機理 丁二烯聚合反應(yīng)的機理屬于連鎖聚合反應(yīng)，遵循配位陰離子的鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止及鏈轉(zhuǎn)移等基元反應(yīng)機理。其總反應(yīng)式為： n n 影響反應(yīng)的因素 影響聚合反應(yīng)的因素主要有引發(fā)劑的陳化方式，引發(fā)劑配制濃度，引發(fā)劑用量、配比，通過幾方面進行分析，最后得出比較合適 配方為： 鎳 /丁 鋁 /丁 ) /丁 鋁 /硼 /鋁 =6 鋁 /鎳 =3 8 單體濃度 提高單體濃度聚合反應(yīng)速度增加，有利于提高產(chǎn)量。從傳熱、攪拌、物料輸送等方面綜合考慮單體濃度 (丁濃 )控制范圍為 10 15。 溫度 聚合溫度升高，會使反應(yīng)速度加快，產(chǎn)物分子量下降，但過高的溫度會造成大分子產(chǎn)生支化，影響膠 的 質(zhì)量。因此，要嚴格控制。一般首釜不大于 95，末釜不大于 110。 雜質(zhì) 體系中的雜質(zhì)主要有乙腈、水分、炔烴和空氣中的氧等，這些雜質(zhì)主要對引發(fā)劑的活性、誘導(dǎo)期的長短、體系的穩(wěn)定性、聚合速度產(chǎn)生影響，因此，要嚴格控制在一定指標以下。 設(shè)計原則中還要考慮主要設(shè)備的選型。 （二）車間組成 該車間主要由聚合工段和后處理工段組成。 聚合工段主要由罐區(qū)、計量、聚合、配制、粘度等崗位組成。后處理主要由混膠、凝聚、干燥、壓塊、薄膜、紙袋等崗位組成。 設(shè)計范圍包括：聚合工段至后處理工段的物料衡算、)量衡算、聚合工 段各種設(shè)備的選型，物料流程圖、帶控制點工藝流程圖、聚合釜裝配圖、平面布置圖等。 車間設(shè)備采用露天與廠房內(nèi)布置相結(jié)合的原則。其中罐區(qū)、凝聚采用露天布置，其它全部采用廠房內(nèi)布置。 （三）生產(chǎn)制度 考慮裝置的大修，采用年開工時間為 8000h。 全裝置主要采用連續(xù)操作方式，局部采用間歇操作方式。 全裝置采用五班三倒制，每班八小時工作制。 二、原料、產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)及技術(shù)指標 （一）原料的物理化學(xué)性質(zhì)及技術(shù)指標 生產(chǎn)順丁橡膠的主要原料：單體：丁二烯；溶劑：溶劑油；引發(fā)劑：環(huán)烷酸鎳、三異丁基鋁、三氟化硼乙醚絡(luò)合物； 終止劑：乙醇；防老劑： 4簡稱 其化學(xué)名稱、分子式、結(jié)構(gòu)式、物理化學(xué)性質(zhì)、來源 (原料路線確定 )、用途等可以查閱有機化工原料手冊有機化工原料中間體便覽有機化學(xué)及有關(guān)資料等獲得。設(shè)計時采用的各種原料質(zhì)量指標如下： 丁二烯 )度： 99；丁烯： 1；水值： ；醛酮總量：；二聚物： ；乙腈：檢不出。 溶劑油 ( 組分： 餾程： 60 90；碘值： ；水值： 。 環(huán)烷酸鎳 鎳含量： 7 8；水份： 不皂化物： 無 三異丁基鋁 外觀淺黃透明；無懸浮物；活性鋁含量： 50。 三氟化硼乙醚絡(luò)合物 46；沸點： 126。 終止劑 )度： 95；含水： 5；恒沸點： 密度： 810 。 防老劑 熔點： 69 71；游離甲酚： 灰分： 油溶性：合格。 （二）生成物 順丁橡膠的物理化學(xué)性質(zhì)及技術(shù)指標 順丁橡膠的物理化學(xué)性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)的直接關(guān)系。這種結(jié)