丁苯橡胶毕业论文---年产7.5万吨丁苯橡胶装置聚合工段工艺设计

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。

年产万吨丁苯橡胶生产工艺项目设计随着工业的不断发展，化工行业也在不断地拓展，丁苯橡胶作为合成橡胶中的一种重要材料，因其具有高弹性、高耐磨等特性，在汽车、机械、轮胎等领域得到广泛应用。

为满足市场需求，年产万吨丁苯橡胶生产工艺项目设计应运而生。

一、项目背景1.1 丁苯橡胶的概念丁苯橡胶，是一种合成橡胶，由丁二烯和苯乙烯共聚而成，具有高强度、高屈挠性和耐油性，被广泛应用于轮胎、钢丝绳、橡胶密封件、胶管、橡胶板、橡胶胶带、橡胶防震垫等行业中。

1.2 项目意义通过年产万吨丁苯橡胶生产工艺项目设计，可以满足市场需求，提高国内丁苯橡胶的生产能力，推动橡胶行业的发展。

此外，该项目建设还可以带动相关行业的发展，创造就业机会，促进地方经济的发展。

二、项目技术方案2.1 生产流程丁苯橡胶的生产流程主要包括以下几个步骤：（1）原材料预处理：将丁二烯、苯乙烯等原料进行预处理，去除杂质和不良气味。

（2）聚合反应：将处理后的原料放入反应釜中进行聚合反应，生成丁苯橡胶。

（3）加工处理：将反应产生的丁苯橡胶进行加工处理，包括压延成片、裁切成形等步骤。

（4）检验质量：对生产出的丁苯橡胶进行质量检验，达到标准后进行包装。

2.2 设备选型丁苯橡胶生产设备包括反应釜、冷却器、真空泵、流量计、搅拌器等。

根据年产量、生产工艺等要求进行选择和配置，保证设备性能稳定可靠，并提高生产效率。

2.3 工艺控制在生产过程中，需要通过对温度、压力、流量等参数进行监控和控制，保证反应的稳定进行、产品质量的稳定性和一致性。

三、项目实施方案3.1 选址选址应考虑周边环境、交通、电力、水源、自然条件等因素，并遵守国家环境保护相关法律法规，符合环保指标。

3.2 工程建设根据设计方案，按照施工建设流程，制定施工计划，确保施工效率和质量，并充分考虑工程可持续发展的要求，使其具有环保、节能、经济等多重效益。

3.3 后期运营管理完成项目建设后，应建立健全的运营管理制度，加强对生产、质量、安全等方面的监控与管理，并制定规范的操作程序和应急预案，确保生产安全稳定。

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。

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。

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。

年产5万吨丁苯橡胶的生产工艺设计摘要丁苯橡胶在第二次世界大战以后，发展极为迅速，目前已成为国际上生产量最大的一种合成橡胶[1]，占合成橡胶总产量的80%以上。

苏联、美国、加拿大和民主德国丁苯橡胶产量最大，近年来英国、意大利、西德及我国等国家也开始迅猛发展。

丁苯橡胶属于普遍类型的橡胶，可以替代天然橡胶，有些性能比天然橡胶更好。

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状况、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”[2]治理作了相关说明。

绘制了相应的设计图纸，设计图纸包括工艺流程图、主要设备图及车间布置图等。

关键词：丁苯橡胶，低温乳液聚合，聚合釜，苯乙烯，丁二烯PROCESS DESIGN OF STYRENE BUTADIENE RUBBER WITH ANNUAL OUTPUT OF 50,000 TONSABSTRACTAfter the Second World War, SBR develops rapidly. It has become the largest international production of synthetic rubber so far. SBR accounted for more than 80% of total production of Synthetic rubber. The Soviet Union, the United States, Canada and East Germany`s production of the SBR are the largest. In recent years, the United Kingdom, Italy, Germany and China and other countries also started the rapid development of SBR. SBR is common type of rubber, and sometimes it can substitute for natural rubber. Some properties are even better than natural rubber. This is a design for an annual output of 50,000 tons of SBR process. The documents are consisted of design specification and design drawings. 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 make a comparison. It was desided that the low-temperature emulsion polymerization replaced the polymerization technology production methods. In design process, mass balance and energy balance was calculated according to the request of design specification. Process calculation and model selection was made. At the same time, the safe matters need attention and the management of the three wasters in the process of SBR was stated. The relevant design paper was drawn. The engineering flow diagram and major equipment drawing and the arrangement diagram of work shop were included in design drawing.KEY WORDS：SBR, Polymerization temperature, Polymerizer, Styrene, Butadiene目录前言 (1)第1章绪论 (3)§1.1丁苯橡胶的市场分析 (3)§1.1.1 国外生产情况 (3)§1.1.2 国内生产情况 (3)§1.2丁苯橡胶合成技术进展 (7)§1.2.1 乳聚丁苯橡胶的合成技术进展 (7)§1.2.2 溶聚丁苯橡胶合成技术进展 (7)§1.2.3 我国丁苯橡胶新技术的开发 (8)第2章生产工艺选择 (9)第3章产品及原料说明 (10)§3.1 产品的结构与性能 (10)§3.1.1 名称及其结构 (10)§3.1.2 丁苯橡胶的性能 (11)§3.1.3 丁苯橡胶用途 (12)§3.2 聚合原理 (12)§3.2.1 链引发 (12)§3.2.2 链增长 (12)§3.2..3 链终止 (13)§3.3 原料说明 (14)§3.3.1 丁二烯 (14)§3.3.2 苯乙烯 (14)第4章低温乳液聚合丁苯橡胶工艺 (15)§4.1典型配方 (15)§4.2 转化率确定 (15)§4.3 配料确定 (16)§4.4 聚合条件及原料要求 (16)§4.4.1 分散介质 (17)§4.4.2 单体纯度 (17)§4.4.3 聚合温度 (17)§4.4.4 各种助剂 (17)§4.4.5 聚合时间 (18)第5章低温乳液聚合工艺流程 (19)§5.1 原料准备过程 (19)§5.2 聚合过程 (19)§5.3 分离过程 (20)§5.4 后处理阶段 (20)第6章工艺计算 (21)§6.1 计算依据 (21)§6.2 生产过程总物料衡算 (21)§6.2.1 总进料 (21)§6.2.2 配方检验 (23)§6.2.3 PBS配方原料汇总 (23)§6.2.4各釜进出料计算 (234)§6.3 热量衡算 (27)第7章聚合釜的设计计算 (310)§7.1 反应器操作体积 (31)§7.2 罐体尺寸确定 (31)§7.2.1 筒体高径比 (31)§7.2.2 搅拌罐的装料量 (31)§7.2.3 初步计算筒体直径 (31)§7.3 传热结构，夹套结构 (32)§7.4 筒体壁厚确定 (32)§7.5 顶盖和工艺接管 (33)§7.5.1 进料管 (33)§7.5.2 水进料管 (33)§7.5.3 液氨的进口管径 (34)§7.6 搅拌装置 (35)§7.6.1 搅拌器选择 (35)§7.6.2搅拌器转速 (35)§7.6.3 搅拌功率 (35)§7.7 搅拌器附件 (36)§7.7.1 挡板 (36)§7.7.2 导流筒 (36)第8章车间工艺布置及厂址选择 (38)§8.1 工艺布置设计 (38)§8.2 生产厂房的整体布置 (39)§8.3 厂址选择依据与原则 (39)§8.4 设备布置安全距离 (40)§8.5 车间内辅助室和生活室布置 (40)第9章安全设计 (42)§9.1 防火防爆 (42)§9.2 防毒 (43)§9.3 中毒后应采取急救措施 (43)§9.4 安全生产要点 (44)§9.4.1 重点部位 (44)§9.4.2 安全要点 (45)参考文献 (47)致谢.................................. 错误！未定义书签。

年产万吨丁苯橡胶聚合工段工艺设计随着人们对橡胶制品需求的不断增长，橡胶聚合工艺愈发重要。

其中一种重要橡胶种类便是丁苯橡胶，具有高强度、耐热、耐候、耐油等特性，广泛应用于汽车制造、建筑工程、电力工业等领域。

为了实现高效的丁苯橡胶生产，必须对年产万吨级丁苯橡胶聚合工段进行工艺设计。

一、工段概述1. 工段规模和产能：年产万吨级丁苯橡胶聚合工段。

2. 工段主要设备：反应釜、催化剂输送系统、加热系统、计量系统、控制系统、反应器排放装置、收集装置等。

3. 工段流程：将苯和丁二烯加入反应釜并加热至150℃以上，注入催化剂，反应6-8小时后产生稠密有黏度的聚合物。

聚合物在收集装置中冷却、结晶、干燥，最终得到成品丁苯橡胶。

二、关键参数及控制方案1. 反应温度：丁二烯的聚合温度通常为100-200℃，过高的温度会导致副反应的发生，进而影响产物纯度。

因此，建议工段反应温度控制在150-160℃之间。

2. 催化剂使用量：催化剂的使用量和反应物的质量比密切相关。

催化剂使用量不能过多，影响产物自由基的浓度；也不能过少，影响反应的速率。

根据实验结果，建议催化剂使用量为3-5ppm。

3. 清洁措施：由于丁苯橡胶聚合反应涉及的反应物、中间体和产物均为有毒有害物质，因此在工段设计中需要加入充分的安全保障措施。

除了进口处需要放置通道堵漏器和空气净化设备外，还需要设置各种漏洞监测和报警机制，保障工段操作人员的安全健康。

三、质量评估指标1. 产品外观：进料料色为淡黄色液体或无色透明液体，成品为灰黄色或棕红色颗粒状固体。

2. 理化指标：丁苯橡胶聚合物应具有合适的硫化性能，物理性能也应稳定。

一般要求成品丁苯橡胶SBR-1502的分子量为290-310，加重损失率小于0.5%，异味度为50ml以下。

四、工段效益评估1. 利益分析：丁苯橡胶具有广泛的应用价值，市场需求量大，因此实施这样一个年产万吨级丁苯橡胶聚合工段，具有良好的经济效益和社会效益。

丁苯橡胶摘要：丁苯橡胶( SBR) 是以丁二烯和苯乙烯为单体, 是目前世界上产量最高, 消费量最大的通用合成橡胶( SR) 品种。

它采用自由基引发的乳液聚合或阴离子溶液聚合工艺而得的,工业上多采用乳液聚合法。

本文将介绍丁苯橡胶的发展概况、结构、性能各种聚合方法、影响因素及聚合方法的比较等，对其生产工艺和工艺条件控制进行详细探讨，最后对其国内外的供需现状和发展前景做出简单探讨。

借以本文使自己对丁苯橡胶的生产工艺有个全局性的认识和把握。

关键词丁苯橡胶、低温乳液聚合、溶液聚合、生产工艺、工艺条件控制、聚合方法比较发展概况丁苯橡胶最早开发始于1913年，1964年美国Phillips公司用锂引发剂实现了丁苯橡胶的工业化生产，美国Fire Store公司同年开发出以锂为引发剂的异戊二烯聚合技术，于1969年实现了工业化生产。

2000年，世界总产能力已达3800kt/a，总需求量为3400kt/a。

其中溶聚丁苯橡胶在美国、西欧和日本的消费比例分别占丁苯橡胶的27%、30%、33%。

2000年国内总产能力可达430kt/a，需求量为407kt/a,2005年为540kt/a,2010年为730kt/a,需求在快速增加，特别是溶聚丁苯橡胶具有广阔的发展与应用前景。

理化性能丁苯橡胶的数均分子量为(1.5-4)X105重均分子量为（2-10）X105，通用丁苯橡胶的玻璃化温度为-55摄氏度。

丁苯橡胶的物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域。

正文1.1 丁苯橡胶的分类丁苯橡胶品种繁多，如按聚合方法、聚合温度、辅助单体含量及充填剂等的不同，丁苯橡胶简分为下列几类。

①按聚合方法和条件分类可以分为乳液聚丁苯橡胶和溶液聚丁苯橡胶；乳聚丁苯橡胶开发历史悠久, 生产和加工工艺成熟, 应用广泛, 其生产能力、产量和消耗量在丁苯橡胶中均占首位。

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Annual production capacity of 35,000 tons polymerization styrene-butadiene rubber plant process design section学生学号08150107学生姓名冯红专业班级材化0801指导教师张钰工程师联合指导教师张钰讲师完成日期2011.12.12吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology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化工与材料工程学院毕业设计化工与材料工程学院毕业设计第1篇设计说明书第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行及操作人员的安全。

低温乳液聚合丁苯橡胶，年产5万吨。

丁苯橡胶：由1,3-丁二烯与苯乙烯共聚而得的高聚物，简称SBR丁苯橡胶基本性能性能参数密度，g/cm³0.91～0.96比热容，J/(kg℃)1820～1920线膨胀系数，10-4℃-1Tg以下Tg以上0.8～0.9 2.3～2.5折射率nD20 1.5345 电导率50Hz 106Hz2.6 2.65(60℃) 2.35 2.65（60℃）介电强度，Kv/mm 24～36玻璃化温度Tg(DSC法)，℃平均分子量Mn-55 (11～26)×104一．生产工艺选择乳聚法的有优点是：①反应易于控制，聚合热容易导出；②可制得分子量较高的合成橡胶；③可调节合成橡胶的性能；④用水为介质，廉价而又安全；⑤中间产品可直接应用。

缺点是：由于直接与间接参与反应的组份过多，存留于橡胶中的杂质颇难除尽，便影响橡胶制品的介电性能及其他性能。

我国基本采用溶聚工艺，目前国内有4套大型设备，技术较成熟。

综合以上，本工艺采用低温乳液聚合工艺，年产5万吨。

1.名称及其结构名称：乳聚丁苯橡胶，简称ESBR分子式：HC*CH2CH2CH CH CH2*n其中n为平均聚合度，一般为350-100002．聚合原理：乳液聚合丁苯橡胶属于乳液法链式自由基聚合机理，整个聚合过程分为链引发、链增长、链转移、链终止四个步骤。

（1）链引发这是形成单体自由基活性种的反应，首先由氧化还原引发体系在水相中产生，初级自由基。

R —COOH + Fe 2+ → R—CO· + Fe 3+ 第二步是初级自由基与单体加成，形成单体自由基。

H 2CCH X+RCO C CHX（2）链增长在链引发阶段形成的单体自由基，活性很高，如无阻聚物质与之作用，就能进攻第二个单体分子的π键，重新杂化结合，形成新的自由基，如此循环下去。

R H 2CCH X+H 2C CHXn KPRH 2CH C XH 2CCHXRH 2CH C XH 2CH C XH 2CCH Xn该反应过程放热，链增长速率极快（0.01-ns 间），其相关的速率方程为：R p =k p [][]M I k fk t d 2121⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ 式中 R p ——链增长速率，L/(mol·s) [I]——引发剂浓度，mol/l f ——引发剂引发速率，% Kd ——引发剂分解速率常数，Kt ——链终止速率常数（3）链终止乳聚丁苯橡胶聚合过程的终止主要是双基结合终止。