低温乳液丁苯橡胶聚合装置毕业设计Word格式文档下载.docx
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1.3单体回收系统………………………………………………………18
2.工艺配方……………………………………………………………………20
2.1调整引发体系………………………………………………………21
2.2调整乳化体系………………………………………………………22
2.3配方其他组分………………………………………………………22
2.4设计配方……………………………………………………………23
第四章工艺计算…………………………………………………………………24
1.设计任务……………………………………………………………………24
2.设计条件……………………………………………………………………24
3.物料衡算……………………………………………………………………24
3.1单体进料量…………………………………………………………25
3.2软水进料量…………………………………………………………25
3.3乳化剂进料量………………………………………………………25
-1-
3.4引发体系进料量……………………………………………………25
3.5调节剂进料量………………………………………………………26
3.6除氧剂、终止剂、防老剂进料量…………………………………26
4.聚合设备……………………………………………………………………27
4.1聚合釜设计…………………………………………………………28
4.2搅拌器设计…………………………………………………………29
5.热量衡算……………………………………………………………………32
5.1比热数据……………………………………………………………33
5.2I釜热量衡算………………………………………………………35
5.3II釜热量衡算………………………………………………………36
5.4传热面积核算………………………………………………………37
第五章结论………………………………………………………………………39
致谢…………………………………………………………………………………41
参考文献……………………………………………………………………………42
附录:
附录A:
表A.1丁二烯与苯乙烯物性
表A.2以内径为公称直径的椭圆封头尺寸
表A.3筒体的容积、面积及质量
表A.4搅拌容器的设计压力
图B.1功率数KN与雷诺数Re的关系
附录B:
图B.1低温乳液丁苯橡胶生产工艺流程图
图B.2低温乳液丁苯橡胶聚合釜设备图
-2-
低温乳液丁苯橡胶聚合装置设计
o
摘要
丁苯橡胶是一种广泛使用的橡胶产品,其主要分为乳液丁苯橡胶、溶液丁苯橡胶
和热塑性丁苯橡胶。
目前乳液丁苯橡胶的生产主要以冷法工艺为主。
本设计即是以日
本Zeon公司的低温乳液丁苯橡胶生产工艺为基础进行的改进设计,其主要目的是提
高装置生产效益,降低能耗。
本文就聚合工段提高聚合温度、提高单体转化率对橡胶
性能和装置生产效益的影响进行了分析,认为聚合温度提高到8C和单体转化率提高
到71%是可行的。
文中对聚合工段进行了物料衡算、热量衡算和聚合设备的工艺计
算,并且对单体回收系统、后处理系统以及废水处理提出了改进措施。
关键词:
丁苯橡胶,乳液聚合,生产工艺,聚合设备
-3-
TheTechnologicDesignof
TheProductionTechincsofE-SBR
HongSun
(Dept.Chem.Eng.,BeijingInstituteofPetro-ChemicalThchnology,102617)
ABSTRACT
TheStyrene-Co-ButadieneRubberisonekindofthewidelyusedrubberproducts,
whichismainlydividedintosuckingE-SBR,S-SBRandSBS.Atpresentthesucking
E-SBRmanufacturetechnologyoflowtemperatureservesasthechiefmethodtoproduce
it.Mydesignisanimprovedone,whichbasedonthesuckingE-SBRmanufacture
technologyoflowtemperatureoftheJapaneseZeonCorporation,whichaimedat
increasingtheunitmanufacturebeneficialresultanddecreasingenergyconsumption.This
articleanalyzeshowtheincreaseofpolymerictemperatureandthemonomerinversionrate
inthepolymericprocesswillinfluencetherubberperformanceandtheunitmanufacture
beneficialresult.Theconclusionisthatitisfeasibletoincreasethepolymeric
temperatureandthemonomerinversionrateto8Cand71%respectively.Thearticlealso
makesthetechnologicalcalculationoftheamountofmaterials,heatandpolymeric
apparatusduringthepolymericprocessaswellasmeasuresofimprovementforsystemthe
monomerrecyclesystem,theaftertreatmentsystemanddisposalofliquidwaste.
Keyword:
Styrene-Co-ButadieneRubber,E-SBR,Emulsion,Manufacturetechnology,
Gettogetherinstallation
-4-
第一章绪论
我国丁苯橡胶(SBR)自
1960年开始生产以来,取得了长足的发展,到目前为止已形成约
[1]
23万吨的年生产能力。
其中轮胎行业是我国消耗橡胶的第一大户,丁苯橡胶消费量约占总产量的
45%。
近年来通过巨额投资,引进国外先进汽车设备、技术、资金以及汽车工业利用优惠政策自
身的积累,1994年我国汽车工业将进入高速发展期。
1994年我国橡胶加工业对丁苯橡胶的总需
求约为22万吨。
并且顺丁橡胶由于抗湿滑性差,在当前道路条件日益改善,车速加快,安全性
要求更高的情况下使用将受到一定限制,而丁苯橡胶具有较好的安全性。
因此,我国应更加重视
丁苯橡胶生产发展。
1993年我国消耗橡胶总量103.5万吨,其中丁苯橡胶约20.8万吨。
只占总消耗量的20%,
低于先进国家的占总消耗量35%以上的水平。
我国丁苯橡胶人均产量仅0.2kg,更是大大低于先
进国家水平,这更说明了我国丁苯橡胶工业有着广阔的发展全景。
我国的天然橡胶种植业由于受
自然条件所限(纬度高、干湿季明显、自然灾害频繁),单位面积产量只有世界主产地的一半,
加之生产成本越来越高,无力与国际市场价格竞争,目前完全靠许可证制度和高关税保护着。
我
国恢复关贸总协定缔约国地位后,天然橡胶种植业的处境将更为艰难。
按照中国石化总公司制订
的我国2000年各成橡胶发展规划,在各个胶种的合理比例中,丁苯橡胶应占30%。
要完成这个
规划,即使按耗胶总量年均递增6%计算,到2000年我国每年需丁苯橡胶49.5万吨,届时按80
%开工率计算,我国2000年丁苯橡胶生产能力应为62万吨/年,需新增生产能力39万吨。
但从
已了解的情况看,今后国内丁苯橡胶只有10万吨/年装置投产或开工。
年份
1991
1992
1993
1994
1995
消耗量/万吨
SBR/BR
表1.1我国SBR与BR的消耗量及相对比例
SBRBR
17.012.81.32
20.015.21.31
19.016.01.18
20.019.01.05
29.526.01.13
乳液丁苯橡胶综合性能较均衡,具有强度高,耐热老化和抗湿滑性能好等优点。
顺丁橡胶具
有高弹性、低生热、耐磨和耐低温等特性。
乳液丁苯橡胶和顺丁橡胶在轮胎和各类橡胶制品中均
获得了广泛的应用。
但是从橡胶制品用胶的合理结构出发,乳液丁苯橡胶与顺丁橡胶的比例是宏
-5-
[2]
观调控的一个重要标准。
世界乳液丁苯橡胶对顺丁橡胶的生产能力之比为3.8:
1,而我国目前则
为1.4:
1。
而在消耗比例上美国1.83:
1,加拿大1.66:
1,日本2.33:
1,我国则为1.12:
1(表
1.1是我国SBR与BR的消费量及相对比例)。
其次,轮胎产品结构的不同也是我国SBR与BR消耗比例远较发达国家低的主要原因。
不同
品种轮胎耗胶量占轮胎耗胶量的比例及其中SBR与BR的消耗比例如表1.2所示。
表1.2
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