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丁苯橡胶的生产工艺和技术路线的选择丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯两种单体经共聚合反应而生成的弹性体共聚物。
按聚合工艺方法可分为乳聚丁苯橡胶(ESBR)和溶聚丁苯橡胶(SSBR)两大类。
从聚合机理来看，ESBR是自由基聚合，而SSBR是采用阴离子活性聚合。
ESBR的发展已过鼎盛时期，而SSBR的发展目前正处于稳步上升阶段。
2.1 丁苯橡胶的分类及品种2.1.1 乳聚丁苯橡胶的生产工艺乳聚丁苯橡胶(ESBR)的生产历史悠久，乳聚丁苯橡胶是通过自由基聚合得到的，在20世纪50年代以前，均是高温丁苯橡胶，1937年由德国Farben公司首先实现工业化，它是当前合成橡胶中生产能力最大的品种。
50年代初才出现了性能优异的低温丁苯橡胶。
目前所使用的乳聚丁苯橡胶基本上为低温乳聚丁苯橡胶。
羧基丁苯橡胶是在丁苯橡胶聚合过程中加入少量(1～3％)的丙烯酸类单体共聚而制成。
其力学性能和耐老化性能等较丁苯橡胶好。
但这种橡胶吸水后容易早期硫化，工艺上不易掌握。
高苯乙烯丁苯橡胶是将苯乙烯含量为85～87％的高苯乙烯树脂胶乳和丁苯橡胶(常用SBR1500)胶乳以一定比例混合后经共凝得到的产品。
……1、工艺流程简述原料丁二烯和苯乙烯按一定比例用量配成碳氢相液，在多台串联聚合釜中于5～8℃，在有氧化还原催化体系的水乳液介质存在下，进行自由基共聚合反应。
介质中除水、乳化剂外，有引发剂、活化剂、分子量调节、电解质等助剂。
当聚合反应6～10小时，聚合转化率达60～62%时，可加入终止剂使聚合反应终止。
所得胶乳经闪蒸脱气工序回收未反应的丁二烯和苯乙烯单体后，再加入防老剂和高分子凝聚剂，……低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程如图2.1所示。
图2.1 乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程图……如生产充油胶，则需在胶乳中加入定量的高芳烃油或环烷烃油，充分混合后，送去凝聚，后续工序同上。
表2.1 典型低温乳液聚合生产丁苯橡胶配方表2、聚合配方及聚合工艺条件……3、主要生产设备乳聚丁苯橡胶生产过程中主要设备是聚合釜闪蒸槽、脱气塔和后处理工序通用的“两机”(挤压脱水机和膨胀干燥机组)。
年产万吨丁苯橡胶的工艺设计年产万吨丁苯橡胶是一项具有重大意义的工艺设计工作。
该工艺设计的目的是为了生产高品质、高效率、高稳定性丁苯橡胶，以满足市场需求。
本文将从工艺流程、原料、设备等方面介绍年产万吨丁苯橡胶的工艺设计。
一、工艺流程年产万吨丁苯橡胶的生产工艺流程主要包括以下几个步骤：1、粗丁苯胶处理。
将进厂的橡胶进行加工处理，去除杂质、松驰、提高胶料质量。
2、丁苯橡胶制备。
将处理后的粗丁苯橡胶加入反应釜，进行合成反应，生成丁苯橡胶，并通过蒸汽、水冷、压缩等处理，使其达到所需的物理性能和化学性能。
3、丁苯橡胶品质控制。
对制备好的丁苯橡胶进行检测、筛选，并进行各种物理性能和化学性能的测试，以确保质量符合要求。
4、粘合剂制备。
将制备好的丁苯橡胶经过加工改良后，制成高品质粘合剂，以保证后续产品的粘度、粘性等性能。
5、产品生产。
将制备好的粘合剂和丁苯橡胶应用于各种轮胎、橡胶制品、工业用品等制造过程中，生产出各类高品质、高稳定性的橡胶制品。
二、原材料年产万吨丁苯橡胶的生产所需原材料主要包括以下几个：1、丁苯胶。
丁苯胶是丁苯橡胶生产的主要原料，通过粗切、填料、填热、捏合和加工等工艺过程进行加工处理，以达到所需质量。
2、有机溶剂。
有机溶剂主要用于橡胶反应釜内，保持反应温度和迅速混合反应物。
3、催化剂。
催化剂是丁苯橡胶合成反应的重要辅助材料，可促进反应，提高反应速率以及合成合格橡胶的质量。
4、其他辅助材料。
如硫、玻璃纤维、碳黑和切削油等，可在生产过程中起到不同的作用，如硫化橡胶、增加强度、促进反应等。
三、设备年产万吨丁苯橡胶生产所需的设备包括：1、自动化搅拌反应釜。
搅拌反应釜用于丁苯橡胶的合成反应和处理，具有精准的调控温度、压力和反应速率等特点。
2、各种卓越的测试仪器。
如拉力机、质谱仪、热分析仪等，用于对制备好的丁苯橡胶质量进行各种物理性能和化学性能的测试，确保最终产品的质量稳定。
3、粘合剂加工加热设备。
用于加工制备高品质粘合剂，确保后续产品的粘度、粘性等性能。
年产35万吨丁苯橡胶预处理工序工艺设计课程设计说明6247372材料科学与工程学院课程设计说明书年产XX万吨丁苯橡胶预处理工段工艺设计Annual output of XX tons of styrene butadiene rubber technology design of pretreatment section吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology目录第一章前言 (1)1.1 丁苯橡胶概述 (1)1.2 丁苯橡胶合成原理 (2)1.2.1 原料 (2)1.2.2 原料物性 (2)1.2.3 反应式和反应机理 (2)1.2.4 影响产物的因素 (2)1.3 合成工艺 (3)1.3.1 低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺过程 (3)1.3.1.1 转化率确定 (3)1.3.1.2 配料确定 (3)1.3.1.3 分散介质 (4)1.3.1.4 单体纯度 (4)1.3.1.5 聚合温度 (4)1.3.1.6 聚合时间 (4)1.3.1.7 低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程 (4)1.3.2 溶聚丁苯橡胶的生产工艺过程 (5)1.4 相关符号说明 (6)第二章课程设计任务书 (7)2.1 技术指标 (7)2.2 设计地区自然条件 (8)第三章设计方案的确定及工艺流程说明 (9)3.1 设计原则 (9)3.2 设计方案的确定 (9)3.2.1 防火防爆 (11)3.2.2 节能与环境保护 (12)3.2.3 防毒 (12)3.3 工艺流程 (12)3.3.1 单体及化学品溶液接收 (12)3.3.2 聚合 (13)第四章设计计算 (15)4.1 聚合工段物料衡算 (15)4.1.1 进料计算 (16)4.1.2 出料计算 (17)4.2 换热器设计计算 (17)4.2.1 基本条件 (18)4.2.2 丁二烯换热器E-301的设计 (19)4.2.2.1 初选 (19)α (20)4.2.2.2 计算管程压降及给热系数iα (21)4.2.2.3 计算壳程压降及给热系数4.2.2.4 计算传热面积 (22)4.2.3 苯乙烯换热器E-306的设计 (22)4.2.3.1 初选 (22)α (23)4.2.3.2 计算管程压降及给热系数iα (24)4.2.3.3 计算壳程压降及给热系数4.2.3.4 计算传热面积 (25)4.3 泵的计算 (25)4.3.1 泵P—304的设计 (25)4.3.2 条件依据 (26)4.3.3 管内流体的流速 (26)4.3.4 泵的选型： (26)4.3.5 储罐的计算 (26)4.4 附属设备的选型与计算 (27)4.4.1 管道直径的计算 (27)4.4.2 容器型式的选择 (28)4.4.2.1 丁二烯缓冲槽V-303的选型 (28)4.4.2.2 苯乙烯缓冲槽V-304的选型 (28)参考文献 (29)课程设计体会 (30)第一章 前言1.1 丁苯橡胶概述丁苯橡胶成白色或浅褐色，有苯乙烯的气味，密度：0.919-0.944 3g/cm 。
本科毕业设计说明书丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺THE PRODUCTION TECHNOLOGY OF THE EMULSION POLYMERIZATION OF SBR学院（部）：材料科学与工程学院专业班级：高分子材料与工程2xxx级x班学生姓名：某某某指导教师：xxx助教2xxx 年x 月x 日丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺摘要本设计为年产5万吨丁苯橡胶工艺设计，整个设计文件由设计说明书和设计图纸两部分组成。
在设计说明书中，简单介绍了丁苯橡胶的生产现状、发展趋势、性能和主要用途，也介绍了目前丁苯橡胶的两种常见的工业聚合生产方法，并进行了比较，最后确定以低温乳液聚合法作为聚合的工艺生产方法。
在设计过程中，根据设计任务书的要求，进行了较为详细的物料衡算和能量衡算，对设备进行了工艺计算和选型，同时对聚丁苯橡胶生产过程中的安全注意事项及“三废”治理作了相关说明，对整个装置进行了简单的技术经济评价。
绘制了相应的设计图纸，设计图纸包括工艺流程图、主要设备图的装配图。
关键词：聚丁苯橡胶,低温乳液聚合工艺,单体,生产工艺THE PRODUCTION TECHNOLOGY OF THE EMULSIONPOLYMERIZATION OF SBRABSTRACTThe design for an annual output of 50,000 tons of SBR process design, the design documents from design specification and design drawings composed of two parts. In the design of brochures, a brief introduction of the SBR production status, trends, performance and the main purpose of the current SBR, also introduced the two common industrial polymer production methods. And a comparison, final determined to low-temperature emulsion polymerization as a polymerization technology production methods. In the design process, in accordance with the requirements of the mission design, a more detailed material balance and energy balance, the equipment was calculated and the selection process, while the production of SBR in the process of attention to safety issues and "Three wastes" governance made note of the entire device to a simple technical and economic evaluation. Drawing the corresponding design drawings, design drawings, including process maps, plants of major equipment assembly, equipment layout plants.KEYWORDS: suspension polymerization, monomer, productive technology目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1丁苯橡胶的发展史 (1)1.2丁苯橡胶的简介 (2)1.2.1 名称及其结构 (2)1.2.2丁苯橡胶的性能 (3)1.2.3丁苯橡胶的用途 (3)1.2.4单体介绍 (4)2丁苯橡胶聚合生产方法的选择及工艺流程简述 (5)2.1丁苯橡胶生产方法的选择 (5)2.1.1 两种不同聚合方法生产的橡胶的比较 (5)2.2.2工艺方案选择依据 (5)2.2.3乳液聚合的特点 (6)2.2.4 丁苯橡胶的工艺原理 (6)2.2丁苯橡胶生产工艺流程简述 (7)2.2.1 丁苯橡胶的生产工艺流程图 (7)2.2.2原料准备过程 (8)2.2.3聚合聚合过程 (8)2.2.4分离过程 (8)3. 物料衡算 (10)3.1 原料单体系统 (10)3.2助剂系统 (11)3.3 反应后各组分系统 (13)4.反应釜的物料衡算和热量衡算 (14)4.1各反应釜的物料衡算 (14)4.2热量衡算 (15)4.2.1搅拌釜功率的计算 (15)4.2.2热量恒算 (17)5.设备计算及选型 (19)5.1聚合釜计算 (19)5.1.1釜体的基础计算 (19)5.1.2搅拌器的确定 (21)5.1.3内置冷却管的计算 (23)5.1.4开口直径的确定 (24)5.1.5终止釜的设计 (25)5.2贮罐确定 (25)5.3汽提塔 (27)6 厂址选择及车间布置 (29)6.1 厂址选择的依据及原则 (29)6.2 车间布置要考虑的问题 (29)6.3 厂房布置 (30)6.4设备布置的安全距离 (30)6.5 车间内辅助室和生活室布置 (30)7 安全防火设计 (31)7.1 综合安全防护 (31)7.1.1 防火防爆 (31)7.2 防毒 (33)7.3 安全防护: (33)8 车间照明及采暖措施 (34)9 三废处理 (35)总结 (36)参考文献 (37)致谢 (38)1绪论1.1丁苯橡胶的发展史一．国外发展史1912年，得过Bayer公司发表了丁二烯乳液聚合制取聚丁二烯橡胶的第一篇专利，20世纪20年代，该国为改进乳聚丁二烯的性能，选用苯乙烯为第二单体，制的了乳聚丁苯橡胶，并将其命名为Buua-S。
河南城建学院毕业设计年产10 万吨丁苯橡胶装置聚合工段工艺设计Annual production capacity of 75,000 polymerization styrene-butadiene plant process design section学生学号学生姓名专业班级指导教师联合指导教师完成日期tons rubber摘要本设计为年产7.5 万吨乳聚丁苯橡胶装置聚合工段工艺设计，在文献调研和现场调研的基础上，进行了丁苯橡胶生产方法及工艺的论证，确定了以丁二烯、苯乙烯为单体，采用氧化还原体系为引发剂，歧化松香酸甲皂为乳化剂，配合其他助剂进行低温乳液共聚合的生产工艺。
在掌握各种物料的基本性质、聚合机理、聚合方法、工艺流程以及国内外的发展现状的基础上，进行聚合工段的物料衡算、热量衡算、设备选型计算，并对丁苯橡胶车间进行了技术经济分析。
在此基础上绘制出丁苯橡胶工艺流程图、设备布置图、管道布置图，编制了设计说明书.关键词：丁苯橡胶; 乳液聚合; 生产工艺AbstractThe design for the 65,000 tons annual production capacity ofpolystyrene-butadiene rubber emulsion polymerization plant process design section, in the literature research and field research on the basis of a styrene-butadiene rubber production methods and technology demonstration to determine a butadiene, styrene for the monomer, the redox initiator system, a disproportionation rosin acid soap as emulsifier, in conjunction with other additives for low-temperature emulsion copolymerization of the production process. In the grasp of the basic properties of various materials, polymerization mechanism, polymerization methods, the development process and the status quo at homea nd abroad based on the section of polymeric material balance, heat balance, calculation of equipment selection, and styrene-butadiene rubber plant techno-economic analysis carried out. On this basis SBR process to map out plans, equipment layout, piping layout, the preparation of the design specification and calculation of the book.Key Words：Emulsion; styrene-butadiene rubber ;production technology目录摘要 .......................................................................................Abstract ........................................................................... I第1 章第一篇绪论 (3)1.1设计依据、指导思想. (3)1.1.1设计依据. (3)1.1.2指导思想. (3)1.2厂址的选择. (3)1.3设计地区的自然条件. (3)1.4产品方案及生产规模. (4)1.5车间布置、岗位人员配制. (4)1.6节能与环境保护. (4)1.6.1节能. (4)1.6.2环境保护. (5)1.7厂区的安全防护. (5)1.7.1有毒害物质的防护. (5)1.7.2安全防火. (5)1.7.3厂房的防爆. (5)第2 章工艺论证 (6)2.1工艺原理. (6)第3 章工艺设计 (7)3.1工艺流程叙述. (7)3.1.1岗位管理范围. (7)3.1.2岗位操作任务. (7)3.2生产原理及工艺流程. (8)3.2.1生产原理. (8)3.2.2工艺流程叙述. (8)3.3原料产品规格及公用工程条件. (10)3.3.1原料的技术条件. (10)3.3.2公用工程条件. (12)3.4工艺过程主要控制指标. (13)3.4.1丁二烯（BD）净化 (13)3.4.2聚合. (13)第二篇设计计算书 (15)第4 章设计计算说明书 (15)4.1物料衡算. (15)4.1.1进料计算. (16)4.1.2新鲜进料. (16)4.1.3出料计算. (17)4.1.4配方的计算. (18)4.1.5总物料衡算表. (19)第5 章聚合工段热量衡算 (19)5.1冷却显热. (20)5.2聚合热. (20)5.3聚合釜的搅拌热. (22)5.4大气给热. (22)5.5氨用量计算. (24)第6 章反应器和搅拌桨的选择 (25)6.1反应釜的选型. (25)6.1.1聚合釜直径和高度的计算. (26)6.2聚合釜搅拌装置的计算. (26)6.2.1计算桨叶直径. (26)6.2.2搅拌功率P的计算 (28)6.2.3聚合釜传热的计算. (28)第7 章泵的设计 (29)7.1.1管内流速的计算. (29)7.1.2直管阻力和局部阻力的计算. (31)7.1.3理论压头的计算. (31)7.1.4泵的选型. (32)第8 章换热器的设计 (32)8.1 热负荷的计算. (33)8.2计算管程压降及给热系数α i . (34)8.3计算壳程压降及给热系数α 0 . (34)8.4计算传热面积. (36)结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)第1 章第一篇绪论1.1设计依据、指导思想1.1.1设计依据吉林化工学院下发的毕业设计（论文）任务书1.1.2指导思想本设计的指导思想是：由国内外丁苯橡胶生产技术的对比可知，而国内丁苯橡胶80%以上采用乳液聚合方法，所以本设计采用技术成熟完善的传统乳液聚合方法，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。
年产5万吨丁苯橡胶的工艺设计引言丁苯橡胶是一种重要的合成橡胶，广泛用于汽车轮胎、工业制品等领域。
为满足市场需求，设计了一套年产5万吨丁苯橡胶的工艺。
本文将详细介绍该工艺的设计方案，包括原料准备、反响过程、产品别离和后处理等环节。
原料准备1. 丁苯原料丁苯橡胶的主要原料是丁苯共聚物。
其中，丁二烯和苯是主要的单体。
丁二烯通常从裂解轻油中回收得到，苯那么从石油化工过程中别离获得。
这些原料经过精炼和净化后，可以用于后续反响。
2. 催化剂和溶剂工艺中所需的催化剂是一种特定的有机金属化合物，可以提高丁苯共聚反响的速率和产率。
溶剂那么用于调节反响体系的粘度和温度。
反响过程1. 丁苯共聚反响丁苯橡胶的制备主要通过丁苯共聚反响来实现。
该反响通常在反响釜中进行。
具体的反响条件包括温度、压力、催化剂浓度等。
一般情况下，反响温度在60-100摄氏度之间，压力在1-5兆帕之间。
催化剂浓度的选择需要综合考虑反响速率和产物质量。
2. 直接液相聚合法该工艺采用了直接液相聚合法来制备丁苯橡胶。
主要步骤包括反响物的参加、缓慢升温、反响时间控制等。
在参加完所有原料后，温度逐渐升高至设定的反响温度，然后维持一段时间进行反响。
反响时间的选择依据考虑到反响速率和产物质量。
3. 反响控制和优化为了保证反响的顺利进行和产物质量的稳定性，需要对反响过程进行控制和优化。
具体包括控制反响温度、催化剂浓度和反响时间等参数，以及针对特定问题的解决方案。
例如，当反响体系中出现副反响或不完全反响时，可以适当调整催化剂浓度或添加抑制剂。
产品别离和后处理1. 别离步骤生产过程中会产生大量的副产物和不纯物质，需要通过别离步骤进行提取。
一般别离步骤包括蒸馏、萃取、洗涤等。
这些步骤根据原料的性质和产物的要求进行选择和调整。
2. 后处理产品别离后，需要进行后处理工序以提高产品的纯度和质量。
后处理步骤可能包括再结晶、枯燥、筛选等。
这些步骤的目的是去除余留物质，提高产品的物理性能和化学稳定性。
一、丁苯橡胶的概述丁苯橡胶是丁二烯与苯乙烯经共聚合得到的弹性体.英文缩写SBR。
其中丁二烯可以顺式－1，4结构,反式－l，4结构和1,2结构存在于分子链中。
其结构式为:～CH-CH2—CH2—CH=CH—CH2～|C6H 5按聚合方法分为乳液丁苯和溶液丁苯胶,填充改性后又分为充油、充炭黑、充树脂丁苯胶等。
丁苯胶中苯乙烯含量增加，密度与硬度增大,介电性改善,但耐油性、弹性、塑性和耐寒性降低。
耐磨性、耐老化性、耐水性和气密性优于天然橡胶，粘合性、弹性和形变发热量低于天然橡胶［1].丁苯橡胶综合性能优良，是合成橡胶的第一大品种,产量占合成橡胶的60％。
1。
1 丁苯橡胶的用途丁苯橡胶在工业及民用产品（如工业传输带、汽车轮胎、儿童玩具等）生产中具有广泛用途.丁苯橡胶是橡胶工业的骨干产品，它是合成橡胶第一大品种，综合性能良好,价格低，在多数场合可代替天然橡胶使用。
苯橡胶主要用于轮胎工业，也用于胶管、胶带、胶鞋以及其它一些工业制品。
高苯乙烯丁苯橡胶适于制造高硬度、相对密度小的制品，如鞋底、硬质泡沫鞋底、硬质胶管、软质棒球、打字机用滚筒、滑冰轮、铺地材料、工业制品和微孔海绵制品等［2].由于丁苯橡胶本身具有较强的亲油疏水性，且具有直链与苯环的结构，也常用丁苯橡胶滤柱处理含油废水.用丁苯橡胶改性沥青可明显改善沥青的高低温性能、弹性性能、内聚附着性能及混合料的稳定性能、抗老化性能.在粘合剂工业和塑料改性也得到广泛的发展和应用。
1.2 丁苯橡胶的结构丁苯橡胶宏观结构包括：单体比例、平均相对分子质量及分布、分子结构的线性或非线性，凝胶含量等;微观结构主要包括:丁二烯链段中顺式-1,4、反式-1，4和1，2—结构（乙烯基)的比例，苯乙烯、丁二烯单元的分布等。
其中乙烯基含量对性能影响较大，含量越低，丁苯橡胶的玻璃化温度越低。
非充油乳液聚合丁苯橡胶的数均相对分子质量约为100000。
低于该值的丁苯橡胶在贮存时易发生冷流现象；高于该值的加工困难。
丁苯橡胶的生产工艺流程和配方
丁苯橡胶是由丁二烯与苯乙烯通过乳液法低温聚合而成的弹性体。
随苯乙烯含量的增高丁苯橡胶的硬度相应增高，弹性下降。
丁苯橡胶耐磨、耐老化、耐臭氧、耐水等性能均比天然橡胶好，是一种综合性能较好的通用型品种。
缺点是粘接性能较差，硫化速度较慢，成型较困难。
广泛用于轮船、胶带、胶管等橡胶制品的生产。
丁苯橡胶充油后，可改变加工性能。
充油后的丁苯橡胶称充油丁苯橡胶。
生产丁苯橡胶的一般配方和工艺流程如下：
一、聚合配方
丁二烯70
苯乙烯30
松香皂4-6
硬脂酸钾0.5-1
扩散剂0.1-0.5
氯化钾0.7-1.2
EDTA 0.05-0.1
硫酸亚铁0.02-0.04
雕白粉0.1-0.3
引发剂0.1-0.52
软水250
二、工艺流程
聚合温度5-8 摄氏度
聚合时间6-12小时
1、碳氢相、水相、助剂的配置
丁二烯和苯乙烯均匀混合，制备成碳氢相。
以松香皂为乳化剂加入雕白粉、EDTA、硫酸亚铁等活化剂，再加扩散剂、氯化钾，然后加软水得水相。
碳氢相和水相按一定比例混合进入乳化槽，在乳化槽中经搅拌后充分乳化送入聚合釜。
2、聚合
往聚合釜里面加引发剂、调节剂。
胶浆经过过滤后送脱气流程，在管线加阻聚剂。
3、脱气
胶浆进入闪蒸槽脱出未反应的丁二烯，再经真空脱气去除未反应的苯乙烯。
4、后处理
加防老剂，加凝聚剂，在食盐与稀硫酸的作用下，橡胶成小颗粒析出，然后经洗涤，挤压脱水，膨胀干燥包装为成品。
单体中的杂货对聚合反应及胶的质量有很大的影响。
湖南文理学院毕业设计作者签名：日期：指导教师签名：日期：目录摘要 (I)Abstract (II)第1章概述 (2)1.1丁苯橡胶的橡胶的发展历史 (2)1.2未来的发展前景 (3)1.3丁苯橡胶的分类 (4)1.4丁苯橡胶的结构、性能和用途 (5)1.4.1丁苯橡胶的结构 (5)1.4.2丁苯橡胶的性能 (5)1.4.3丁苯橡胶的用途 (6)1.5丁苯橡胶的生产技术 (6)1.5.1乳液聚合(ESBR) (6)1.5.2溶液聚合(SSBR) (7)第2章低温乳液聚合丁苯橡胶工艺设计 (9)2.1低温乳液聚合丁苯橡胶的条件 (9)2.1.1分散介质 (9)2.1.2单体纯度 (9)2.1.3聚合温度 (9)2.1.4转化率与聚合时间 (9)2.2丁苯橡胶生产工艺流程简介 (9)2.2.1原料准备过程 (9)2.2.2聚合过程 (10)2.2.3分离过程 (10)2.2.4后处理工段 (10)2.2.5工艺流程简图 (11)2.3工艺流程图 (12)3.1基础数据 (13)3.2聚合物料工段衡算 (14)3.2.1进料计算 (14)3.2.2出料计算 (16)第4章热量衡算 (17)4.1聚合热 (17)4.2冷却热 (17)4.3搅拌热 (18)4.4大气吸热 (18)4.5热量统计 (19)4.6所需氨的量的计算 (20)4.7 C p的计算 (20)第5章聚合釜的选型 (21)5.1聚合釜的长径比 (21)5.2搅拌器的计算 (22)5.3传热的计算 (23)5.4进出口管径 (25)5.5支座的选用 (25)5.6视镜和温度计接管的选用 (25)5.7人孔的选取 (26)5.8聚合釜 (27)第6章辅助设备的选型 (28)6.1管道直径的计算 (28)6.2泵的选型 (28)第7章安全生产及环境保护 (30)7.1环境保护 (30)7.2安全措施 (30)致谢 (33)参考文献 (34)5Kg/a 丁苯橡胶合成厂工艺设计摘要：丁苯橡胶是丁二烯与苯乙烯的共聚物，由于其价格低廉，综合性能良好，成为现今应用的最为广泛的橡胶品种。
本设计为以丁二烯和苯乙烯为原料，年产5千克丁苯橡胶的工艺设计。
通过比较目前丁苯橡胶的聚合生产方法，最后确定以低温乳液聚合法作为聚合的工艺生产方法。
在设计过程中，根据设计任务书的要求，进行了较为详细的物料恒算和能量恒算，对聚合釜进行了工艺计算和选型，计算得到的聚合釜釜径为2400mm高为8000mm采用布鲁马金式搅拌器和内冷件直管式换热器。
综合上述工艺计算和设计结果，绘制出了工艺流程图、主要设备图。
同时对聚丁苯橡胶生产过程中的安全注意事项及“三废”治理作了相关说明。
关键词：丁苯橡胶低温乳液聚合工艺设计聚合釜Process Design of 10kt/a Styrene-butadiene RubberSynthesis FactoryAbstract：Styrene-butadiene rubber is a copolymer of butadiene and styrene. In recent years, the Styrene-butadiene rubber is wildly used in everywhere for its low price and good property. This design is process design based on butadiene and styrene as raw materials, with an annual output of 10,000tons of SBR. By comparing with the present SBR polymerization production method, we make a decision to treat emulsion polymerization at low temperature as polymerization production method at last. In the design process, in accordance with the requirements of the mission design, I finished a more detailed material balance and energy balance.Through the process calculation and selection, I finally finished my design of polymerizer. The diameter of it is 2400mm and the height of it is 8000mm. I choose Brumagin-type impeller as impeller of the polymerizer. As to heatexchanger, I finally choose straight tube-type heatexchanger as the inner cooler of it.According to the above process calculation and design results, I draw the process flow diagram and main equipment. At the same time, I explained the security considerations of the process of production and the treatment of the "three wastes".Key words：styrene-butadiene rubber; low temperature emulsion polymerization; process design; polymerizer引言自从发明了丁苯橡胶，丁苯橡胶的使用就开始渗入生活方方面面，关于丁苯橡胶的研究也从来没有间断过。
从实验室到工厂，丁苯橡胶的工业化从一开始的热法乳液聚合到后来的低温乳液聚合再到现在的还不是太成熟的溶液聚合方法，经历了近100年的发展。
关于丁苯橡胶的各个方面的理论都趋于成熟，但是仍有不足的地方。
我国橡胶制品业虽然起步与发达国家相比较晚但是发展的势头迅猛，各种橡胶制品产量都有大幅度增长，自行车胎、胶鞋和再生胶产量均居世界首位，我国丁苯橡胶的需求量不断增加，预计未来我国对丁苯橡胶的总消费量将达到约85.0万吨/年，其中乳聚丁苯橡胶的需求量约为73.0万吨/年，溶聚丁苯橡胶的需求量约为12.0万吨/年，乳聚丁苯橡胶仍将是我国丁苯橡胶消费的主要产品。
所以对于低温乳液聚合丁苯橡胶的研究当然有其价值。
本设计在现有生产技术的基础上对丁苯橡胶化工厂进行了设计，以求其满足现有的国情下产出更好的丁苯橡胶产品。
第1章概述1.1丁苯橡胶的橡胶的发展历史1912年，德国Bayer公司发表了丁二烯乳液聚合制取聚丁二烯橡胶的第一篇专利，20世纪20年代，该国为改进乳聚丁二烯的性能，选用苯乙烯为第二单体，制得了乳聚丁苯橡胶，并将其命名为Buna-S。
德国IG Farben公司[1]于1933年发表了Buna-S的第一篇专利，而且于1935年在Schkopau开始建设世界上第一个乳聚丁苯橡胶生产装置，与1937年建成投产。
最早生产乳聚丁苯橡胶是德国人，而美国人却让它得到了迅速发展。
二战之前，美国因为有价格低廉的天然橡胶，故而就不怎么重视丁苯橡胶的生产。
第二次世界大战爆发后，由于橡胶需求量增加，天然橡胶来源被切断。
美国在Rubber Reserve公司统筹下，迅速开展了乳聚丁苯橡胶的生产。
开始阶段，主要利用德国的Buna-S技术进行生产，以后改进了聚合配方，开发了称为GR-S乳聚丁苯橡胶的新技术。
第二次世界大战结束前，德国和美国都是采用热法(50℃)乳液聚合工艺生产丁苯橡胶。
第二次世界大战后，由于氧化还原引发体系聚合配方的出现，美国首先采用冷法(5℃)乳液聚合工艺，使乳聚丁苯橡胶的性能得到显著改善，因而在大宗用途方面热法已逐渐为冷法乳聚丁苯橡胶所取代。
但是由于热法乳聚丁苯橡胶也具有独特的性能和一定的应用领域，所以至今仍有少量生产。
1948年，前苏联在沃龙尼什建立了乳聚丁苯橡胶生产装置，采用热法间歇聚合生产丁苯橡胶，后来又开发了冷法连续聚合的生产技术。
从过硫酸盐引发系统的热法聚合转向氧化还原引发体系的冷法聚合，是生产乳聚丁苯橡胶聚合工艺的突破。
目前，聚合工艺和聚合配方基本定型，单体转化率已从60%提高至70%[2]，甚至更高。
为加速聚合反应，减少冷剂消耗，聚合温度也有所提高。
聚合设备趋向大型化，连续聚合已使用30~45m3的聚合釜。
在凝聚和后处理方面，以高分子絮凝剂代替氯化钠，大大减少了氯化钠的消耗量[3]。
聚合工艺自动化水平的提高，改善了产品质量。
充油母炼胶、充炭黑母炼胶、充油充炭黑母炼胶的出现也使乳聚丁苯橡胶品种大大增加。
中国乳聚丁苯橡胶的生产始于1960年从前苏联引进技术在兰州投产的第一套生产装置(生产能力13.5kt)。
该装置以前联邦德国Farben公司技术为基础，采用拉开粉为乳化剂，对苯二酚-亚硫酸钠为引发体系的热法聚合工艺生产高门尼黏度丁苯橡胶。
为改造落后的聚合工艺，兰州石化公司[4]石油化工研究院在1963-1965年间完成了松香歧化及冷法聚合配方的研究。
该配方以歧化松香皂为乳化剂，过氧化二异丙苯为引发剂，铁盐-乙二胺四乙酸钠-甲醛次硫酸钠为还原系统。
兰州石化公司合成橡胶厂采用此项技术完成了由热法乳液聚合到冷法乳液聚合的转变。
此后又经过一系列的技术改造，使生产能力达到50kt/a，并且既可以生产普通乳聚丁苯橡胶，又可生产充油乳聚丁苯橡胶。
该公司石油化工研究所自行开发的经(10±2)h聚合使单体转化率达(70±2)%的技术也已投入工业应用。
兰州石化公司还计划将乳聚丁苯橡胶生产能力扩大至160kt/a。
为满足中国对乳聚丁苯橡胶[5]的需求，吉林石化公司和齐鲁石化公司先后从日本合成橡胶公司和瑞翁公司各引进一套80kt/a的乳聚丁苯橡胶装置，分别于1982年和1987年建成投产。
经过几年的改造，两公司的生产能力已达到130kt/a。
1998年，中国台湾合成橡胶公司在江苏南通合资建成的100kt/a的乳聚丁苯橡胶装置(申花化工公司)投产，经改造，到2005年末，产能已达到170kt/a[6]。
中国台湾于20世纪80年代后期引进国外技术开始生产乳聚丁苯橡胶，至21世纪初其生产能力已达100kt/a。
