溶液丁苯橡胶聚合工艺设计

低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺1、丁苯橡胶简介 (3)1.1丁苯橡胶生产方法 (4)1.2丁苯橡胶产品性能 (4)1.3丁苯橡胶用途 (4)1.4丁苯橡胶包装与运输 (4)2、丁苯橡胶低温乳液聚合的合成方法 (5)2.1主要原料以及其性质 (5)2.2合成方程式 (5)3、低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺 (6)3.1工业典型配方 (6)3.2条件确定 (6)3.3低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺过程 (7)4、丁苯橡胶的生产工艺流程图 (8)4.1流程图介绍 (9)5、生产中应该注意的问题 (10)6、丁苯橡胶的结构性能以及用途························10、117、丁苯橡胶的市场前景及预测··························11、128、参考文献 (13)丁苯橡胶简介丁苯橡胶（SBR) 是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶之一。

它是丁二烯与苯乙烯的无规共聚物。

其物理机构性能，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。

乳聚丁苯橡胶是性质受其组成（丁二烯与苯乙烯的比例）、聚合温度及乳化剂种类等影响。

其一般性质通常是指以松香酸皂为乳化剂冷法 (5 ℃ ) 聚合的，结合苯乙烯为23.5% ±的共聚物的性质。

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。

丁苯橡胶的配合及加工工艺肖标（安徽工业大学，安徽马鞍山 243002）摘要：丁苯橡胶(SBR)是以丁二烯和苯乙烯为单体合成的共聚物,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[1]。

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到的,工业上多采用乳液聚合法。

本文将介绍丁苯橡胶的结构与种类、性能、应用、配合、加工工艺、研究进展以及未来展望等，对其生产工艺以及工艺条件控制进行深刻的探讨，最后对其国内外的供需现状和发展前景作出简单探讨。

关键词：丁苯橡胶、性能、乳液聚合、生产工艺、工艺条件控制第一章绪论1.1 丁苯橡胶的结构与种类1.1.1丁苯橡胶的结构聚合反应：CH2=CH-CH=CH2+C6H5-CH=CH2——→-[CH2-CH=CH-CH2]x-[CH(C6H5)-CH2]-y典型丁苯橡胶的结构特征1)大分子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。

2)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[2]，苯乙烯、丁二烯单元的分布等。

3)无定形聚合物因掺杂有苯乙烯链节，所以丁苯橡胶的主体结构不规整，不易结晶。

4)丁二烯的微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大在丁苯橡胶硫化时，丁二烯链节中顺式—1，4和反式—1，4两种结构会发生异构而相互转化，最后可达到一个平衡态。

又在低温丁苯和高温丁苯中1．2—丁二烯链节[1]的含量相差不太大．所以丁二烯微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大。

5)苯乙烯含量与玻璃化转变温度丁苯橡胶的玻璃化温度取决于苯乙烯均聚物的含量。

乙烯基的含量越低，玻璃化温度越低。

可以按需要的比例从100%的丁二烯(顺式、反式的玻璃化温度都是-100℃)调够到100%的聚苯乙烯(玻璃化温度为90℃)。

玻璃化温度对硫化橡胶的性质起重要作用，大部分乳液聚合丁苯橡胶含苯乙烯为23.5%，这种含量的丁苯橡胶具有较好的综合物理机械性能。

丁苯橡胶的生产工艺及前景展望摘要：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。

关键词：丁苯橡胶、低温乳液聚合、溶液聚合、生产工艺、前景展望正文：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。

溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种, 其生产工艺与乳聚丁苯橡胶相比, 具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点, 是今后的发展方向。

乳液聚丁苯橡胶又可以分为高温乳液聚合丁苯橡胶和低温乳液聚合丁苯橡胶，后者应用较广，前者趋于淘汰。

在生产工艺上，乳液聚合丁苯橡胶更加成熟，因此本文主要介绍低温乳液聚合生产丁苯橡胶的生产工艺。

②按填料品种分类可以分为充炭黑丁苯橡胶、充油丁苯橡胶和充炭黑充油丁苯橡胶等。

③按苯乙烯含量分类丁苯橡胶—10、丁苯橡胶—30、丁苯橡胶—50等，其中数字为苯乙烯聚合时的含量（质量），最常用的是丁苯橡胶—30丁苯橡胶的结构：典型丁苯橡胶的结构特征如表一:表一典型丁苯橡胶的结构特征乳聚丁苯橡胶的性能与应用：丁苯橡胶外观是浅黄褐色的弹性体，分子量为15-20万，它的密度与玻璃化温度则随生胶中苯乙烯含量而改变。

丁苯生胶的节电性能，对氧及热的稳定性均比天然橡胶好。

但是它的粘结性不好，可塑性低，所以不宜加工。

若用硫磺硫化是，它的硫化速度比天然橡胶慢，故需加入较多的硫化促进剂。

丁苯橡胶硫化后的硫化中，若加有炭黑补强剂，其强度可大大增加。

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。

溶聚丁苯橡胶的生产工艺及技术进展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溶聚丁苯橡胶的生产工艺20世纪60年代中期，由于阴离子聚合技术的发展，溶聚丁苯橡胶（SSBR）开始问世。

它是采用阴离子型(丁基锂)催化剂，使丁二烯与苯乙烯进行溶液聚合的共聚物。

根据聚合条件和所用催化剂的不同，可以分为无规型和无规嵌段型两种。

采用阴离子间歇聚合技术的溶液丁苯橡胶装置操作灵活，同一套装置通过切换操作，可以生产性能各异、多种牌号的橡胶产品，如用于轮胎等的丁苯橡胶（SSBR）和用于塑料改性的低顺式橡胶（LCBR)以及热塑性弹性体（SBS）等。

目前，大多数SSBR 装置采用Phillips公司的间歇聚合技术。

现阶段，溶聚丁苯橡胶的代表性生产技术主要有：日本合成橡胶公司的锡偶联技术、荷兰壳牌化学公司的技术、日本瑞翁公司的末端化学改性技术、日本旭化成公司与德国拜耳公司的连续聚合技术等。

…当前溶聚丁苯生产技术主要有间歇聚合技术与连续聚合技术两大类，其各有优缺点。

相对来说，连续聚合技术具有物耗、能耗较低的优点，其投资也相对高一些；而间歇聚合技术在多功能化方面更具优势，可灵活的的根据市场情况来生产不同的产品，可最大程度的降低市场变化带来的风险。

溶聚丁苯橡胶生产工艺流程为：以丁二烯、苯乙烯为单体，环己烷与正己烷为溶剂，正丁基锂为引发剂，四氢呋喃为活化剂，四氯化锡为偶合剂，经阴离子聚合制得溶聚丁苯胶液，再经凝聚、后处理制得溶聚丁苯产品。

溶剂经回收后循环使用。

溶聚丁苯橡胶的聚合方法有添加无规剂法、调节单体加入速度法、恒定单体相对浓度法以及高温共聚法四种，工业生产通常采用添加无规剂和高温共聚两种方法。

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。

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存设计；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布设计的部分或全部内容。

作者签名：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)10kt/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。

丁苯橡胶的生产工艺 (2011-10-03 23:05:53)转载▼标签：丁苯橡胶中顺苯乙烯丁二烯乳液聚合转化率橡胶教育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。

溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种, 其生产工艺与乳聚丁苯橡胶相比, 具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点, 是今后的发展方向。

乳液聚丁苯橡胶又可以分为高温乳液聚合丁苯橡胶和低温乳液聚合丁苯橡胶，后者应用较广，前者趋于淘汰。

在生产工艺上，乳液聚合丁苯橡胶更加成熟，因此本文主要介绍低温乳液聚合生产丁苯橡胶的生产工艺。

②按填料品种分类可以分为充炭黑丁苯橡胶、充油丁苯橡胶和充炭黑充油丁苯橡胶等。

③按苯乙烯含量分类丁苯橡胶—10、丁苯橡胶—30、丁苯橡胶—50等，其中数字为苯乙烯聚合时的含量（质量），最常用的是丁苯橡胶—301.2 丁苯橡胶的结构典型丁苯橡胶的结构特征如表一:表一典型丁苯橡胶的结构特征①大分子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。

②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。

③无定形聚合物因掺杂有苯乙烯链节，所以丁苯橡胶的主体结构不规整，不易结晶。

④丁二烯的微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大在丁苯橡胶硫化时，丁二烯链节中顺式—1，4和反式—1，4两种结构会发生异构而相互转化，最后可达到一个平衡态。

又在低温丁苯和高温丁苯中1．2—丁二烯链节的含量相差不太大．所以丁二烯微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大。

⑤苯乙烯含量与玻璃化转变温度丁苯橡胶的玻璃化温度取决于苯乙烯均聚物的含量。

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