推荐-顺丁橡胶装置简介和重点部位及设备

浅谈顺丁橡胶装置碱洗工艺技术摘要：文章针对镍系顺丁橡胶生产过程中产生的设备腐蚀问题，分析了生产中因三氟化硼水解反应导致酸腐蚀问题的原因。

针对性探讨了纤维液膜、碱洗塔、罐式三种碱洗工艺技术的优缺点，指出了各种碱工艺所适用的场景，希望能为顺丁橡胶生产管理工作提供参考。

关键词：顺丁橡胶；装置；碱洗工艺引言：顺丁橡胶是基于由丁二烯在聚合反应下制造出来的合成橡胶材料，是当前全球应用规模第二大的合成橡胶，主要应用于耐寒制品、汽车轮胎等产品的制造。

根据所应用的催化剂类型，顺丁橡胶生产制造工艺可以分为钛系、钕系、钴系、镍系等，其中镍系工艺比较常见。

在镍系顺丁橡胶制造过程中，设备腐蚀问题比较常见，很大程度上影响了生产质量，同时也增加了设备维护成本。

为解决这一问题，业界普遍采用碱洗工艺，以减少设备腐蚀、延长设备使用寿命，保证生产稳定。

一、顺丁橡胶装置腐蚀问题的原因及危害凭借很好的耐磨性、抗龟裂性及环境适应性，顺丁橡胶成为当前全球应用面最广的橡胶材料之一[1]。

在顺丁橡胶的生产制造中，涉及到很重要的催化作用，所采用的催化剂主要分为钛系、钕系、钴系、镍系等。

在基于镍系催化剂的顺丁橡胶生产中，所使用的催化剂主要由三异丁基铝、环烷酸镍、三氟化硼乙醚络合物构成，单体原料为1,3-丁二烯，反应载体为溶剂油。

反应过程中，丁二烯发生聚合反应，生成顺1,4丁二烯橡胶。

该过程中，会有一部分丁二烯未发生反应，其和溶剂油溢出之后，与残留的三氟化硼由闪蒸汽带入回收溶剂装置中。

此后，混合物在遇水之后会分解出HF、HBF4、B（OH）3等酸性物质，导致设备管道及其他装置受到腐蚀。

腐蚀不仅会直接影响顺丁橡胶制造设备的运行状态和生产质量，还会产生安全问题，并且影响设备的使用寿命和维护成本。

二、顺丁橡胶装置碱洗工艺技术的应用分析由于顺丁橡胶装置腐蚀问题多是生产过程中产生的酸性腐蚀物质造成的，因此在制造中通过碱洗工艺可以有效中和酸性物质，达到防治腐蚀的目的。

四、我国顺丁橡胶发展动态是什么？
• 顺丁橡胶是我国合成橡胶中技术开发最成熟的胶 种。顺丁橡胶生产技术由我国自行开发的，生产 的镍系顺丁橡胶产品，质量具有国际领先水平。 • 目前我国顺丁橡胶共有8家生产企业，生产能力 约占世界总产能的14。
五、顺丁橡胶都可以做什么？
• 顺丁橡胶特别适于制汽车轮胎和耐寒制品，还 可以制造缓冲材料以及各种胶鞋、胶布、胶带和 海绵胶等。
• 其微观结构的不同，主要取决于催化剂、聚合溶 剂和聚合反应温度。钴系、钛系、镍系和稀土钕 系催化剂主要用于生产高顺式-1,4-聚丁二烯橡胶， 其它聚丁二烯橡胶品种则主要采用锂系催化体系。
三、顺丁橡胶怎么生产？
• 顺丁橡胶的生产工序包括：催化剂、终止剂和防老剂的配制计量,丁二烯聚合 ,胶液凝聚和橡胶的脱水干燥。其聚合几乎都采用连续溶液聚合流程，聚合装 置大都用3～5釜串联，单釜容积为12～50m。 所用溶剂和所得产物随催化剂不同而异。 ①用丁基锂为催化剂生产顺丁橡胶,多以环己烷(或己烷)作溶剂。这种聚合 体系的催化活性高,工艺简单，反应容易控制；但所得顺丁橡胶的顺式1，4含 量低，分子量分布窄，不易加工，硫化后的顺丁橡胶的物理性能较差，一般 只与聚苯乙烯树脂混炼作改性树脂。②用钛或钴催化体系生产顺丁橡胶时， 一般选用苯或甲苯作溶剂，制得顺丁橡胶的顺式1，4含量高，硫化胶的物理 性能类似，不同的是钛系顺丁橡胶的分子量分布窄、冷流倾向大，加工性能 也不如钴系和镍系顺丁橡胶好。③用镍系催化剂生产顺丁橡胶，芳烃（如苯 或甲苯）和脂肪烃（如环己烷、己烷、庚烷或加氢汽油）均可作为聚合溶剂， 而且都能得到高分子量、高顺式顺丁橡胶，以环烷酸镍-三异丁基铝-三氟化 硼乙醚络合物作催化剂、以抽余油作溶剂生产顺丁橡胶的技术（我国胶的技术（我国生产橡胶的主 要技术方法），中国自1959年开始研究，于1971年建成万吨级 生产装置并投产。④尚有三种新型催化剂即：稀土催化剂（如 环烷酸稀土－一氯二乙基铝－三异丁基铝）、 π－烯丙基氯 化镍催化剂〔如(π-C3H5NiCl)2-四氯苯醌〕和卤化π－烯丙基 铀催化剂【如(π-C3H5)3UCl-AlRCl2,式中R为乙基】均可制得 高顺式(96％～99％)的顺丁橡胶，而且活性和所得硫化胶的物 理性能也好，但由于开发较晚，至80年代中期尚未达到工业化 生产的程度。 • 顺丁橡胶可用传统的硫磺硫化工艺硫化，其加工性能除混 炼时混合速度慢、轻度脱辊外，其他如胶片平整性和光泽度、 焦烧时间等均与一般通用橡胶类似。

2007年国内合成橡胶 供需状况统计
教研室：橡胶教研室 主讲人：Dabady 日 期： 2020/9/26
• 新闻来源：中国研磨网 发布日期：2008-2-21
2007年，全国共生产合成橡胶222万吨（国家统计 局数据，含再生胶等），同比增长20%。顺丁橡胶产量
增幅相对较小，共生产46万吨，同比增长2.9%，
教研室：橡胶教研室 主讲人：Dabady 日 期： 2020/9/26
四、高顺式BR性能特点
教研室：橡胶教研室 主讲人：Dabady 日 期： 2020/9/26
• 高顺式BR物理机械性能
①、弹性是目前橡胶中最好的，滞后损失小，动态生热低 ；具有极好的耐寒性（Tg为-105℃），通用橡胶中耐低 温性能最好的；
1、什么是丁苯橡胶及其分类？ 2、SBR的应用领域？ 3、据丁二烯分子结构？
2006-2007顺丁橡胶行业 研究报告
教研室：橡胶教研室 主讲人：Dabady 日 期： 2020/9/26
• 来源：/Article_25/200742617516626-1.html
产品实例：
教研室：橡胶教研室
主讲人：Dabady
SKD-6 BUTADIENE RUBBER日 期： 2020/9/26
SKD-6 rubber is a high-molecular cis-polybutadiene, obtained in the result of butadiene polymerisation in solution, under action of a Neodymium-containing catalyst. Its main specific features are high stereoregularity and high linearity of the polymer chain, which conditions increased fatigue resistance of vulcanisers on the basis of this rubber. Another advantage of the rubber is its increased resistance to tearing, and millability of rubber mixtures. The rubber contains no butadiene oligomers and presents an environmentally clean product.

顺丁橡胶装置简介和重点部位及设备简介顺丁橡胶是人造橡胶中最重要的一种，其主要成分是聚合物，具有耐磨、耐氧化、耐油、耐酸碱、耐高温等性能，广泛应用于轮胎、胶管、密封垫、橡胶板等领域。

顺丁橡胶生产过程中，主要分为合成橡胶、加工橡胶、成型橡胶三个阶段，其中加工橡胶是制造过程中的一个重要环节，该过程需要通过顺丁橡胶装置进行。

重点部位顺丁橡胶装置由多个部件组成，其中主要包括料加入系统、搅拌系统、升温系统、冷却系统、卸料系统五个部分。

下面分别对这些部分进行简要介绍。

料加入系统料加入系统主要由给料器、螺旋输送器、储料罐等组成，主要完成将原料输送至搅拌系统的功能。

其中，给料器主要用于控制原料的加入，螺旋输送器用于将原料转移至储料罐中。

搅拌系统搅拌系统由搅拌鼓、搅拌器、电机、减速机等组成，主要完成将原料进行混合、搅拌的功能。

其中，搅拌鼓是混合原料的容器，搅拌器和电机则是搅拌的主要驱动装置。

升温系统升温系统主要由加热器、加热油管道组成，主要完成对搅拌系统中的原料进行升温的功能。

其中，加热器是提供热源的主要设备，加热油管道则是将热油输送至加热器的管路。

冷却系统冷却系统由冷却水罐、水管道、水循环泵等组成，主要完成将升温后的橡胶原料迅速冷却的功能。

其中，冷却水罐是存放冷却水的容器，水管道是将冷却水输送至搅拌鼓中的管路，水循环泵则是将冷却水循环使用的设备。

卸料系统卸料系统由开卸料门、卸料机构、气动控制装置等组成，主要完成将混合好的橡胶原料从搅拌鼓中卸出的功能。

其中，开卸料门是卸料的主要控制装置，卸料机构是将橡胶原料转移到后续生产环节的设备。

设备顺丁橡胶装置在生产过程中需要使用一些特定的设备，这些设备主要包括：•给料器：用于控制原料的加入；•螺旋输送器：用于将原料转移至储料罐中；•储料罐：用于存储原材料；•搅拌鼓：混合原料的容器；•搅拌器：搅拌原料的主要驱动装置；•加热器：提供热源的设备；•加热油管道：将热油输送至加热器的管路；•冷却水罐：存放冷却水的容器；•水管道：将冷却水输送至搅拌鼓中的管路；•水循环泵：将冷却水循环使用的设备；•开卸料门：卸料的主要控制装置；•卸料机构：将橡胶原料转移到后续生产环节的设备。

– 塔底产品轻组分增加，产品质量下降，同时塔底采出量增加。
2019/12/5
回流比的影响
• 回流比的定义：
– 回流液与采出量之比； – 回流比的改变对精馏效果影响很大，必须平稳控制。
• 改变回流比的效果：
– 前提：操作压力、塔顶和塔釜温度一定； – 提高回流比好处：能提高塔顶产品的纯度； – 提高回流比坏处：加大塔的负荷，降低产能，增大能耗。 – 实际操作：确保采出合格产品前提下，尽量降低回流比。
• 装置组成：
– 我厂：碳六油脱水塔、脱重塔、碱洗罐、水洗塔、丁二烯回收 塔等组成；
– 外厂：含丁二烯精制装置的水洗塔、脱水塔、脱重塔； – 其它：碳六油切割塔、尾气回收塔、碱液吸收塔。 – 除水洗塔是筛板塔外，其它各塔均系普通精馏的浮阀塔。
2019/12/5
我厂-溶剂回收装置工艺流程示意图
2019/12/5
• 回收粗原料是多组分混合物，主要是烃类化合物，其 中一般含丁二烯5～8％（重量）。
• 由于丁二烯的沸点和溶剂油各组分的沸点相差较大， 其相对挥发度的差值也大，在一定的压力和温度下， 采用一般的精馏方法就能比较容易地进行分离。
• 设备：浮阀塔、重沸器、冷凝器、离心泵。
2019/12/5
• 精馏过程是在精馏塔中完成的。右边两图分别为 板式精馏塔的结构示意图和精馏操作原理图。
– 塔釜中轻组分浓度减少，塔底产品质量提高，但塔釜采出量减少。
2019/12/5
塔顶温度、塔釜温度的影响
• 塔顶、塔釜的温度的意义：
– 在一定的操作压力下，不同的温度对应着不同的气、液平衡组成。 – 两个温度控制指标反映了精馏效果的好坏，即产品的质量状况。 – 当压力一定时，塔顶和塔釜温度要保持相对稳定。

顺丁橡胶产品及生产简述摘要：顺丁橡胶是我国合成橡胶中技术开发最成熟的胶种，具有弹性与耐磨性优良，耐老化性好，耐低温性优异，在动态负荷下发热量小，易于金属粘合。

因此得到广泛应用。

本文通过概述顺丁橡胶产品性能和分类，简述了其生产中的聚合，凝聚、脱水和干燥等主要工序，展望了顺丁橡胶发展状况，及应该采取的措施和建议。

关键词：凝聚；顺式；混态Abstract: cis-1,4-polybutadiene rubber is the most mature rubberin China. It has excellent elasticity and wear resistance, good aging resistance, excellent low temperature resistance, low heat value under dynamic load, and easy to metal bonding. So it is widely used. In this paper, the properties and classification of cis-1,4-polybutadienerubber products were summarized. The main processes of polymerization, condensation, dehydration and drying in the production of cis-1,4-polybutadiene rubber were briefly described. The development status of cis-1,4-polybutadiene rubber was prospected, and the measures and suggestions that should be taken were put forward.Key words: condensation; CIS; mixed state前言：顺丁橡胶是顺式1，4-聚丁二烯橡胶的简称，其分子式为(C4H6)n，属混合物，国际通用代号为BR，是目前仅次于丁苯橡胶的世界上第二大通用合成橡胶.根据顺丁橡胶顺式结构的含量分为高顺丁橡胶（顺式结构占97－99％）、中顺丁橡胶（顺式结构占 90－95％）和低顺丁橡胶（顺式结构占32－40％）三种。

顺丁橡胶用途顺丁橡胶是一种重要的橡胶材料，具有优异的物理性能和化学稳定性，因此广泛应用于各种领域。

本文将介绍顺丁橡胶的主要用途。

1. 汽车制造汽车是顺丁橡胶的主要应用领域之一。

顺丁橡胶主要用于制造轮胎、密封件、挡泥板、悬挂件、减震器等部件。

顺丁橡胶具有耐磨性、耐热性、耐油性、耐化学腐蚀性等优良性能，能够满足汽车行驶中各种复杂环境的要求。

2. 建筑工程顺丁橡胶在建筑工程中的应用主要是密封材料。

顺丁橡胶密封条可以用于门窗、墙体、屋顶、地面等部位的密封，能够有效防止水、气体、噪音等的渗透。

顺丁橡胶密封条具有耐候性、耐老化性、耐热性等优异性能，能够保证密封效果的长期稳定性。

3. 医疗器械顺丁橡胶在医疗器械领域中的应用越来越广泛。

顺丁橡胶可以用于制造手套、输液管、注射器、人工器官等医疗器械部件。

顺丁橡胶具有无毒、无味、耐腐蚀、耐高温等优良性能，能够保证医疗器械的安全和可靠性。

4. 电子电器顺丁橡胶在电子电器领域中的应用主要是绝缘材料。

顺丁橡胶绝缘材料可以用于制造电线、电缆、变压器、电容器等电子电器部件。

顺丁橡胶具有优异的绝缘性能、耐高温性能、耐电性能等特点，能够保证电子电器的安全和可靠性。

5. 化工工业顺丁橡胶在化工工业中的应用主要是密封材料和管道衬里。

顺丁橡胶密封条和管道衬里可以用于化工设备、石油化工、制药等领域。

顺丁橡胶具有耐腐蚀性、耐高温性、耐化学性等特点，能够保证化工设备的安全和可靠性。

顺丁橡胶是一种非常重要的工业材料，具有广泛的应用前景。

随着科技的不断发展和人们对材料要求的不断提高，顺丁橡胶的应用领域也将越来越广泛。

聚合温度控制 由于丁二烯聚合反应的反应热为1381.38kJ/kg，如不及时排
除将会影响产物的质量，甚至造成生产事故。采用的控制温度方法有采用传热面
顺丁橡胶
积大的聚合釜（高径比大），除夹套外可以安装内冷管。生产中还常采用在釜顶 充冷油来带走反应热。
（2）溶液聚合生产顺丁橡胶工艺 溶液聚合生产顺丁橡胶工艺过程包括原料精制、引发剂配制、聚合、回收、 凝聚、后处理等工序。其工艺流程如下图所示。 聚合级丁二烯由泵经流量控制与由泵经流量控制送来的溶液油在文氏管中混 合后，再经丁油预热（冷）器进行预热（冷）后，与分别由计量泵送出Ni组分、 Al组分经经文氏管混合后的混合物混合，连续送入聚合釜首釜底入口。B组分由 计量泵送出与稀释油在文氏管中混合后直接送入聚合釜首釜底入口。聚合釜为不 锈钢制并装有双螺带式搅拌器。 物料在首釜反应一定时间后，从釜顶出来进入第二釜、第三釜等连续进行聚 合反应，当检测达到规定门尼粘度后，进入终止釜用乙醇破坏引发剂使反应终止。 从终止釜出来的胶液经过滤器进入胶液罐，回收部分未反应的单体送单体回 收罐区，再经精制处理循环使用；并将胶液混配成优级品的门尼粘度，然后经胶 液泵送入凝集釜用0.9MPa水蒸汽在搅拌下於热水中进行凝集。从凝集釜顶出来的
＜0.03% ＜0.002%
4-乙烯基环已烯-1＜0.05%
丁炔-1
＜0.0015%
过氧化物
＜0.0005%
乙烯基乙炔
气相中的氧
＜0.2%
羰基（以乙醛计）＜0.0025%
硫
＜0.0002%
萃取剂
＜0.001%
NH3 阻聚剂
＜0.0005% ＜0.01%
不挥发物
＜0.05%
Cl(一般不检测) ＜0.0005%

顺丁橡胶(BR)简介，顺丁橡胶的分类、生产方法、用途一、概述顺丁橡胶是顺式1，4-聚丁二烯橡胶的简称，其分子式为(C4H6)n，属混合物。

全名为顺式-1,4-聚丁二烯橡胶，简称BR。

由丁二烯聚合制得的结构规整的合成橡胶。

与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性尚好，易与天然橡胶、氯丁橡胶或丁腈橡胶并用。

分类根据顺式1，4含量的不同，顺丁橡胶又可分为低顺式(顺式1，4含量为35%～40%)、中顺式(90%左右)和高顺式(96%～99%)三类。

高顺式顺丁橡胶分子间力小，分子量高，因而分子链柔性大，玻璃化温度低(Tg=-110℃)，在常温无负荷时呈无定形态，承受外力时有很高的形变能力，是弹性和耐寒性最好的合成橡胶。

且由于分子链比较规整，拉伸时可以获得结晶补强，加入炭黑又可获得显著的炭黑补强效果，是一种综合性能较好的通用橡胶。

低顺式顺丁橡胶最早由美国费尔斯通轮胎和橡胶公司于1955年开发，1961年投产，催化剂为丁基锂;中顺式顺丁橡胶首先由美国菲利浦石油公司开发(1956)，并于1960年由美国合成橡胶公司建厂投产，催化剂是四碘化钛-三烷基铝;高顺式顺丁橡胶可用钴系(一氯二烷基铝-钴盐)和镍系(环烷酸镍-三烷基铝-三氟化硼乙醚络合物)催化剂进行生产。

钴系催化剂由意大利蒙特卡蒂尼公司开发并投产(1963)，而镍系催化剂则是由日本合成橡胶公司采用桥石轮胎公司的技术于1965年工业化的。

目前，有中国、美国、日本、英国、法国、意大利、加拿大、苏联、联邦德国等15个国家生产顺丁橡胶，近20个品种。

1980年世界年产量已超过1.8Mt，总产量仅次于丁苯橡胶，在合成橡胶中居第二位。

优缺点优点是具有弹性高、低温性能好、耐磨性优异、耐曲挠性良好等特点。

缺点是拉伸强度、撕裂强度较低，抗湿滑性差，冷流性大，加工性能稍差。

溶解度参数δ=8.3-8.6。

溶于环己烷、正庚烷、正己烷、苯、甲苯等。

安全管理编号：LX-FS-A71274顺丁橡胶装置简介和重点部位及设备In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior oractivity reaches the specified standard编写：_________________________审批：_________________________时间：________年_____月_____日A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑顺丁橡胶装置简介和重点部位及设备使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。

资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。

一、装置简介(一)装置发展及类型1。

装置发展1959年日本的Bndgestone公司开始研制镍系BR顺丁橡胶，并于1964年年底建成2．5x10的4次方(原多次方位置应该标在右上位置，但word格式不支持)t／a的生产装置。

顺丁橡胶在中国的研究1959年也已开始，经过大量的实验，完成了小试、中试及工业，眭实验。

又通过全国性的攻关会战，进而取得了万吨级工业装置的数据。

聚合技术开发始于1959年，中国科学院长春应用化合研究所开始了催化剂的开发工作。

1965年在锦州和兰州开始了中试，1966年建成生产能力为1000t／a的实验装置。

1969年确立了以抽余油为溶剂的生产工艺。

1971年在北京燕山石油化工公司合成橡胶厂建成了我国第一套1．5X10的4次方(原多次方位置应该标在右上位置，但word格式不支持)t／a的生／c装置，并生产出了合格的顺丁橡胶。

独山子石化顺丁橡胶装置油耗现状分析关键词：溶液聚合聚1，3-丁二烯橡胶凝聚溶剂油消耗独山子石化顺丁橡胶装置1994年投产，由齐鲁石化设计院设计，年产能力3.2万吨。

装置采用铝镍成化，稀硼单加的催化剂加料方法，聚合采用5釜反应，门尼主要采取调节铝剂用量加以控制，同时辅以微量加水改善胶液质量。

大约90℃胶液通过末釜进入200m3胶罐，胶罐进行储胶、喷胶到凝聚单元，凝聚采取水吸凝聚法将溶剂油回收。

凝聚单元回收溶剂油的过程中造成了大量的溶剂油损耗。

一、油耗高原因分析1.聚合釜管线冲油量大由于聚合反应为放热反应，在生产过程中产生大量的热量，装置采用50%乙二醇溶液经过制冷，再对聚合釜进行降温，聚合双线为5.0t/h满负荷生产，反应余热无法全部带走，需要采用出胶管线冲冷油对下一釜降温，并稀释胶液，减少管线挂机。

胶液和大量的溶剂油输送到凝聚釜，由于胶液中含油量大，凝聚釜中溶剂油的脱出效果降低，使得胶粒水中的含油量增加，造成了正常生产工序中的油耗增大。

本文对聚合管线冲油量和装置油耗进行比对：表-1数据比较可以得出，当聚合管线冲油量较小时，装置可以将油耗控制在58-65 kg标油/吨胶之间，当聚合管线冲油量至8-12m3/h时，装置油耗在75-77 kg标油/吨胶之间.聚合管线冲油量大直接导致了装置的油耗增加。

2.fa-202/203压力控制较高凝聚釜大部分气相经过热泵，热泵利用气相废热加热凝聚釜的热水以节约蒸汽用量。

热泵气体气压力控制在40kpa以上热泵能够保持较好的运行状态，相应的要求凝聚釜压力增大。

凝聚釜的压力控制较高使釜中的溶剂油分压增加，釜中溶剂油含量加大导致溶剂油脱出效果下降，装置油耗增加。

通过凝聚釜热动力学研究可以知道，当气-液两相处于动态平衡时液体气化速度和气体液化速度相同，在凝聚过程中水近似处于气液平衡状态，溶剂油处于非动态平衡状态。

凝聚釜的操作压力为凝聚釜饱和蒸汽压与溶剂油蒸气压之和即：根据道尔顿分压定律，凝聚釜中的溶剂油蒸汽和水蒸汽组分与其分压成正比。

顺丁橡胶1、前言顺丁橡胶由于具有弹性好、耐低温性能好、生热低、耐磨性强、滞后损失小、耐屈扰性、抗龟裂性及动态性能好等优点，并且可与天然橡胶、氯丁橡胶以及丁腈橡胶等并用，在轮胎、胶带、胶管等橡胶制品的生产中得到广泛的应用。

我国顺丁橡胶的研究开发始于1959年，1966年锦州石化公司建成年产千吨的装置，并生产出了新中国第一块镍系顺丁橡胶。

20世纪70年代初，北京燕山石化公司采Ni（naph）2-Al（i-Bu）3-BF3OEt2（Ni-Al-B）三元镍系催化剂，即以Al-Ni陈化，稀B单加方式实现了镍系顺丁橡胶的工业化生产，建成投产了我国第一套镍系顺丁橡胶生产装置，生产能力15kt/a。

此后锦州石化公司、齐鲁石化公司以及巴陵石化公司等单位也先后采用国内生产技术建成顺丁橡胶生产装置。

锦州石化公司所具有的产品包括目前已经工业化生产多年的镍系高顺式顺丁橡胶（BR9000），和目前正在准备试生产的稀土顺丁橡胶（BR9100）。

2、顺丁橡胶生产技术现状及进展2.1顺丁橡胶生产技术现状顺丁橡胶以丁二烯为单体，采用不同催化剂和聚合方法合成。

目前世界上顺丁橡胶生产大部分采用溶液聚合法。

生产采用的催化剂主要有镍系、钛系、钴系、锂系、稀土钕系等。

不同催化体系顺丁橡胶的生产工艺各有特点，但大体相似，以连续溶液聚合为主，主要工序包括：催化剂、终止剂和防老剂的配制和计量；丁二烯的聚合；胶液的凝聚；后处理、橡胶的脱水和干燥；单体、溶剂的回收和精制。

工艺流程简介如下：催化剂经配制、陈化后，与单体丁二烯、溶剂油一起进入聚合装置，在此合成顺丁橡胶胶液，胶液中加入终止剂和防老剂进入凝聚工序，胶液用水蒸汽凝聚后，橡胶成颗粒状与水一起输送到脱水、干燥工序，干燥后的生胶包装后去成品仓库，在凝聚工序用水蒸汽蒸出的溶剂油和丁二烯经回收精制后循环使用。

图1所示为镍系高顺式顺丁橡胶的具体生产工艺流程。

图1 镍系高顺式顺丁橡胶的具体生产工艺流程催化剂类型的选择与配制是顺丁橡胶生产的关键，它决定聚合物的微观结构和橡胶的性能等。

顺丁橡胶的生产设备
40-60℃热 水洗涤胶粒
2号振动筛 挤压机 膨胀干燥机 水平红外干 燥箱
含水量40%-60%
洗胶罐
含水量8%-15%
除去大部分水分
切成细条形
含水量0.75%以下
顺丁橡胶生产主要生产流程
终止剂 防老剂
丁二烯 催化剂 络合剂 溶剂
聚合
闪蒸
凝聚
压块 包装 顺丁橡胶
干燥
水洗
产品标准
高顺式顺丁橡胶
1955
• 美国费尔斯通轮 胎和橡胶公司开収 • 催化剂为丁基锂
1956
•首先由美国菲利 浦石油公司开収 •催化剂是四碘化 钛-三烷基铝
1963
1965
• 催化剂由意大利蒙 • 日本合成橡胶公 特卡蒂尼公司开収并 司采用桥石轮胎公 投产 司的技术工业化 •钴系和镍系催化剂 •镍系催化剂
苯、甲苯、甲苯-庚 烷、溶剂油（简称 C6油戒抽余油）等 乙醇
单体
溶剂
引发剂
终止剂
防老剂
1，3-丁二烯
镍系、钛系、钴系、锂 系、稀土钕系等。
2.6-二叔丁 基对甲苯酚， 简称2.6.4
目录
顺丁橡胶简介 合成原料
合成工艺
问题及对策
合成工艺
1
• 聚合机理
• 聚合方法 • 聚合条件 • 生产工序及设备
链终止
一般终止： A(M)n• M* → (M) n+1 + A* 转移终止： A(M)n• M* + B → (M) n+1 + A_B*
合成工艺
1
• 聚合机理
2
• 聚合方法
• 聚合条件 • 生产工序及设备

聚丁二烯橡胶关键设备说明、风险因素及预防措施一、关键部件和设备(一)关键部件顺丁橡胶生产过程中关键部件主要为下列单元：原料罐区、中间罐区、聚合及回收单元、胶液罐单元、凝聚单元、后处理的干燥单元等。

(二)关键设备顺丁橡胶生产过程中涉及的关键设备主要有丁二烯抽提系统的压缩机；聚合系统的聚合釜；后处理系统的膨胀干燥机、脱水挤压机和压块机等。

此外装置内的压力容器同样是不可忽视的关键设备。

二、风险因素及预防措施(一)火灾和爆炸危险火灾爆炸和丁二烯自聚是本装置的主要危险，丁二烯属于易于自聚的物质，丁二烯生成端基过氧化自聚物的倾向十分明显。

丁二烯端基聚合物坚硬且不溶于已知溶剂，即便加热也不能熔融。

由于丁二烯生成的端基聚合物在丁二烯中的溶解度很小，所以很容易沉积在浓缩层中，黏附在器壁和管道上，造成管道、阀门和设备堵塞或涨裂。

在60—80℃或光照、撞击、摩擦时能发生爆炸。

生产过程对于氧含量、水含量等要求非常严格，丁二烯在存在少量氧气的情况下可能被氧化成过氧化物，引发自聚。

过氧化自聚物在空气中的允许浓度仅为100mg ／m3，并在125℃以上就可以发生分解爆炸。

此外，乙烯基乙炔是一种很容易分解和爆炸的物质，当乙烯基乙炔浓度高于50％、分压大于0.075Mpa时就有引起爆炸的危险。

所以在操作时要严格检查和控制DA—103塔釜温度、溶剂量和回流量，发现异常及时进行处理。

总体而言加强防火防爆、防静电、防泄漏、防丁二烯自聚、防雷等安全措施，这应该是该设备的重点。

(二)毒性危害丁二烯对人体的危害。

慢性中毒对神经系统的症状为头疼、眩晕、全身无力、失眠、记忆力集中力减退，以神经衰弱症候群为主，对消化系统症状为消化不良、恶心、胃灼热、腹痛，肝、肾对丁二烯敏感，易受损害，对呼吸系统引起咽部及喉部炎症，对皮肤引起发炎，液体丁二烯接触皮肤引起冻伤。

急性中毒表现为头痛、眩晕、耳鸣、全身无力、口中感甜味有时呕吐、昏醉、皮肤苍白、脉搏加快。

在新鲜空气中一切症状可迅速消失，在高浓度丁二烯的长期作用下是危险的，可能引起死亡。

后处理设备 后处理单元为一条国产化处理线,主要设备有振动脱水 筛、挤压脱水机、膨胀干燥机、干燥箱等，上述设备的干 胶处理能力为4500kg/h,主要材质为SS304,另外还包括压块 机2台（套），单台处理能力为120块干胶/h(每块重为 25kg)、包装线一条。
六、原料规格和稀土顺丁橡胶牌号 1、原料规格
0.91 ≥ 98% ≤1%
BR9170
项目 wt%） 挥发份 （wt%） 指标 ≤0.5 试验方法 GB/T24131GB/T24131-2009
wt%） 总灰份 （wt%） 生胶门尼粘度， 生胶门尼粘度， ML1+4(100℃) 比重 wt%） 顺式含量 （wt%） wt%） 有机酸含量 （wt%）
五、燕化稀土顺丁橡胶装置概况 1、装置技术来源 本装置采用****和******共同研究开发的技术，以 1，3-丁二烯为原料，以异辛酸钕与三异丁基铝和催化 剂A形成的三元均相体系为催化剂，己烷为溶剂,生产 稀土顺丁橡胶（Nd-BR）。 2、装置能力 年生产能力为3万吨Nd-BR,年操作时数为8000小时。
八、工艺流程
5、原料、溶剂消耗量 原料、 原料
序号 名称 每吨产品耗量 Kg） （Kg） 1010 35 备注
1 2
丁二烯 溶剂
6、 装置占地 装置区占地2.18公顷 罐区占地0.50公顷
5、设备概况 反应器 4台 容器 60台 空冷器 2组
凝聚釜 3台 换热器 24台 机泵 76台
塔器 球罐
7台 1台
后处理生产线1条（国产） 聚合釜 聚合釜的容积为30m3,为立式带夹套结构，搅拌器为双 螺带式，材质为0Cr18Ni9+Q345R复合钢板。 凝聚釜 第一凝聚釜容积60 m3；第二、三凝聚釜容积100 m3，带 搅拌，材质为0Cr18Ni9+Q345R复合钢板

优化操作提升顺丁橡胶装置长稳优运行摘要：顺丁橡胶装置结合近几年遇到的影响装置平稳以及大负荷生产的问题，通过积极推进影响装置长稳优运行瓶颈的改造项目、不断优化操作管理延长了装置各单元的运行周期，保证的装置大负荷运行，提高了装置的优级品率。

关键词：顺丁橡胶；聚合反应；丁二烯；长周期；顺丁橡胶装置工艺流程是以来自抽提装置的1，3-丁二烯为单体原料，以抽余油的62-87℃馏份为溶剂，以环烷酸镍、三异丁基铝和三氟化硼乙醚络合物为催化剂进行溶液聚合。

生产过程包括催化剂及防老剂配制，三釜连续聚合，双釜凝聚，六塔溶剂及丁二烯回收。

为了确保橡胶聚合两套装置安全、稳定、优质、高效运行，力争实现装置本长稳优运行，进一步提高装置的管理，明确工作目标，查找、分析影响装置平稳运行的各方面因素，逐步攻克影响装置的生产瓶颈，杜绝非计划停车及系统性的检修。

1 积极推进改造，攻克长稳优运行瓶颈1.1 增加备用脱阻聚剂塔由于脱阻聚剂塔塔顶TBC含量≤5ppm，TBC含量太低导致系统易生成丁二烯自聚物，运行周期3-4月，停车检修时另一套装置供给精丁二烯，装置生产负荷降低50%。

为此车间利用拆卸下来的旧脱阻聚剂塔重新设计改造，做为备用塔，可以实现其中一套装置脱阻聚剂塔检修时，投用备用塔，保证了两套装置大负荷生产。

1.2 聚合丁二烯进料线、加水线增加过滤器由于聚合一装置聚合单元丁二烯自聚物频繁堵塞丁二烯进料调节阀和丁二烯加水流量表，为此在聚合一装置聚合单元丁二烯进料调节阀前及丁二烯加水流量表前增加过滤器，避免丁二烯调节阀和加水流量表频繁被自聚物堵塞，影响装置的长周期及大负荷运行。

1.3 增加备用铝镍陈化管由于聚合二装置聚合单元催化剂进料铝镍陈化管现场管线布置不合理，导致铝镍陈化管易堵塞且无法清理，需要停车、蒸煮、动火后才能清理，为此在聚合进料总管线处增加备用铝镍陈化管，一旦在用铝镍陈化管堵塞时，切至备用管线，避免因铝镍催化剂无法加入导致聚合停车。

阐述搅拌器桨叶断裂原因及解决策略
1、设备概况
大庆石化顺丁橡胶装置是大庆石化120万吨/年乙烯改扩建工程的配套装置，其主要工艺为1、3丁二烯在催化剂的作用下进行溶液聚合从而形成橡胶胶液。

胶液采用水析发凝聚工艺，利用水蒸气蒸馏原理，胶液与热水混合后一起喷入凝聚釜，釜底通入1.0MPa蒸汽，使胶液中易挥发的溶剂油、丁二烯气化，橡胶凝聚成胶粒，从而达到未反应完全的丁二烯与橡胶分离。

凝聚釜搅拌器的作用是利用机械搅拌，使胶液呈滴状分散于热水中，在通过蒸汽加速滴状胶液中的丁二烯迅速气化，从而进入下一步工序。

凝聚釜搅拌器是一台含二层搅拌桨叶的搅拌器，桨叶形式为斜叶开启涡轮式，每层搅拌桨叶数量为3片，桨叶材质为06Cr18Ni10Ti。

2013年7月，该釜运行9000小时后，下层搅拌桨叶全部从螺栓连接处断裂。

2、搅拌器桨叶断裂原因分析
对搅拌桨叶断裂部位形貌观察，断裂部位为搅拌桨叶与桨叶座连接的螺栓孔处，与搅拌桨叶座外缘平齐，断口平面光滑，无明显弯曲变形。

对搅拌器桨叶断口进行观察，断口宏观上比较平齐光亮，微观上断口呈贝纹线形，且处于螺栓开孔处，因为断口无明显变形，且与搅拌桨叶受力的方向垂直，所以初步判断该桨叶断裂属于因疲劳造成的脆性断裂。

断裂的部位处于螺栓开孔处的应力集中部位。

3、对该搅拌桨叶强度校核
对该搅拌桨叶进行力学分析，这种斜叶开启涡轮式搅拌器运行时搅拌桨叶承受弯曲应力及扭转应力，该搅拌器对流体做功时的危险断面在搅拌桨叶的根部，即该桨叶断裂处。

所以，可以判断该搅拌桨断裂原因为因设计原因桨叶弯曲应力大于许用应力导致桨叶从根部疲劳断裂。