毕业设计--年产3.5万吨丁苯橡胶装置工艺设计

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1、化工与材料工程学院毕业设计年产3.5万吨丁苯橡胶装置工艺设计Annualproductioncapacityof35,000tonspolymerizationstyrene-butadienerubberplantprocessdesignsection学生学号08150107学生姓名专业班级材化0801指导教师工程师联合指导教师讲师完成日期2011.12.12吉林化工学院JilinInstituteofChemicalTechnology27化工与材料工程学院毕业设计摘要本设计为年产6.5万吨乳聚丁苯橡胶装置工艺设计，以聚合工段为工艺设

2、计的主要对象。对丁苯橡胶的生产方法和生产工艺进行了系统的论证。本设计以丁二烯和苯乙烯为主要聚合单体，以松香酸钾皂、硫酸亚铁、叔十二碳硫醇、过氧化氢对锰烷等为助剂，采用低温乳液聚合法连续生产工艺合成丁苯橡胶。并进行了聚合工段的物料衡算、热量衡算和主要设备的计算和选型，进行了简单的技术经济分析。用AutoCAD绘制了工艺管道及仪表流程图两张、设备平面布置图一张和管道平面布置图一张，手工绘制了管道平面布置图一张，并编制了设计说明书和计算书。关键词丁苯橡胶乳液聚合工艺设计丁二烯苯乙烯II化工与材料工程学院毕业设计II化工与材料工程学院毕业设计第1篇

3、设计说明书第1章绪论1.1设计依据、指导思想1.1.1设计依据主要设计依据是吉林化工学院下发的“年产6.5万吨丁苯橡胶装置聚合工段的工艺设计”本科生毕业设计任务书。1.1.2指导思想本设计的指导思想是：（1）利用传统乳液聚合生产技术，确保产品质量高，生产过程安全；（2）生产过程尽量采用自动控制，机械化操作；（3）对于易燃易爆场所，设计采用可靠的控制，报警消防设施；（4）设计采用技术成熟完善的传统乳液聚合方法，达到环保的要求，对生产过程中的化学污水的排放要经过处理，以保证环保要求；（5）厂房、车间、设备布置要严格按土建标准，以保证生产和正常进

4、行及操作人员的安全。1.2设计地区的自然条件本设计的丁苯橡胶车间拟建在吉林市江北吉化有机合成厂院内。设计地区自然条件如下：土壤最大冻土深度：1.8米土壤设计冻土深度：1.7米全年主导风向：西南风夏季主导风向：东南风年平均风速：3.4米/秒地震裂度：7度年平均降雨量：668.4毫米日最大降雨量：119.3毫米平均气压：745.66mmH最高气温：36.6℃最低气温：-38℃平均相对温度：71%19化工与材料工程学院毕业设计最大降雪量：420毫米水温：15℃第2章工艺论证2.1工艺原理丁苯橡胶是1,3-丁二烯和苯乙烯的共聚物，是一种最通用的橡胶

5、品种，它是按自由基反应机理于乳液中合成的。其反应方程式为：mCH2=CH-CH=CH2+nCH=CH2-[-CH—CH2-]n---[-CH2-CH=CH-CH2-]m--2.2生产方法论证丁苯橡胶的生产包括溶聚和乳聚两种工艺。溶聚丁苯橡胶具有低的滚动阻力，又具有很高的抗湿滑性与耐磨性，其滚动阻力比乳聚丁苯橡胶减少20%一30%，抗湿滑性优于顺丁橡胶，耐磨性能也很好，是全天候轮胎的最合适胶料。近几年国际上溶聚丁苯橡胶的消费是一直处于上升趋势。西欧和日本溶聚丁苯橡胶所占总丁苯橡胶消费量的比例为31%左右，一些公司正计划扩大溶聚丁苯橡胶生产能力

6、或新建装置。1992年以来，溶聚丁苯橡胶的产量呈递增趋势。据有关资料报道，1992年至2000年西欧、美国、日本三地区SSBR平均年增长率为5.9%，而SBR平均年增长率约为1.2%01995年，拜耳公司决定停止其在ESBR方面的投资，Hill，的ESBR停产。拜耳认为轮胎制备技术会有一个根本转变，欧洲的消费者将逐步接受“绿色轮胎”;另外，还应该看到以下因素[13]：(1)在现有的溶液聚合装置上花较少的费用就能有效地扩大SR的能力。(2)溶聚工艺优于乳液聚合和气相聚合工艺，SSBR和BR更能接受长期挑战。(3)目前越来越趋向于采用优等填料，

7、SSBR可在此方面降低轮胎的滚动阻力做出贡献。(4)ESBR的生产效益长期低下。但是，拜耳同时也指出ESBR1500,1712对不同用户需求的适应性很强[14]19化工与材料工程学院毕业设计。SSBR是一种相对ESBR的高性能合成橡胶，它不能等同于ESBR，也不能完全取代ESBR，二者比例的调整有一个渐进的发展过程。开发SSBR要在确保其综合质量优良的基础上，将目标集中在节能型品种。虽然丁苯橡胶市场已经成熟，但乳液丁苯橡胶与溶液丁苯橡胶之间的竞争正在增加。溶液丁苯橡胶在加工上存在的问题已通过生产特制聚合物(tailoring)而得到克服。目

8、前存在的主要问题是价格较高，各生产者所生产的产品之间没有很好的互换性。对于高性能轮胎，没有任何其它橡胶能够代替溶液丁苯橡胶，当然乳液丁苯橡胶也是不能满足要求的。因此尽管溶液丁苯橡