当前位置：文档之家 › 顺丁橡胶生产工艺设计说明书模板

顺丁橡胶生产工艺设计说明书模板

  • 格式：doc
  • 大小：249.00 KB
  • 文档页数：17

“化工设计”课程作业 北京化工大学 化学工程学院 设计说明书

题目： 学生： 班级： 学号： 指导教师：

201 年 月 “化工设计”课程作业 目 录 1.工艺设计基础 1.1 设计任务 1.2 原辅材料性质及技术规格 1.3 产品的性质及技术规格 1.4 危险性物料的主要物性 1.5 原辅材料的消耗定额 2.工艺说明 2.1生产方法、工艺技术路线及工艺特点 2.1.1 生产方法 2.1.2 工艺技术路线的确定 2.2生产流程简述 3.工艺计算与主要设备选型 3.1 物料衡算 3.1.1 计算的基准数据 3.1.2 计算基准 3.1.3 各单元物料衡算 3.2热量衡算 3.2.1 计算的基准数据 3.2.2 物料衡算 3.3 聚合釜的计算及选型 4 工艺控制条件及自控设计 5.附图：带控制点的工艺流程图（PID） “化工设计”课程作业 设计说明书版式要求

1. 目录格式中，一级标题采用黑体字，其余级别标题用宋体字，字号均为小四。 2. 设计说明书正文约20页。 3. 全文字体规定：中文采用宋体；英文采用Times New Roman。 4. 正文采用小四号字，固定行距20磅。 5. 参考文献内容字体采用5号字。 6. 正文中一级标题（章）采用小三号字，加黑，居中；逢一级标题（章）更换起始页。 7. 其余级别标题采用小四号字，加黑。 8. 标题之间、标题与正文之间空一行。 9. 标题数字排序： 一级：1、2、3…； 二级：1.1、1.2…； 三级：1.1.1、1.1.2…； 四级：（1）、（2）、（3）…； 五级：①、②、③…。 10. 图题目和表题目采用小四号字，居中，加黑。 11. 表采用三线表格式；表格尽量不要跨页，如必须跨页设置表格时，后续页表格必须带表头，并标注续表说明，例如“（续表1－2）”。 12. 页面设置为：A4纸型，纵向、单面打印：上2cm，下2cm，左2.5cm，右1.5cm，装订线0.5cm，选择“不对称页边距”，页眉1.2cm，页脚1.5cm。 13. 页脚设置为：插入页码，居中。 “化工设计”课程作业 1．工艺设计基础 1.1 设计任务 （包含由指导教师给出的设计任务书外，还应有一些简要的文献综述如意义、当前趋势等。） 1.2 原辅材料性质及技术规格 （一般应按不同物料分别列出物性、组成、单位、指标、分析方法和（或）标准号等；对聚合物产品规格应分别列出性能、单位、测试方法和（或）标准号、及各牌号产品指标。可自行列表，也可参考指导书附件中附录A表1格式填写。） 1.3 产品性质及技术规格 （一般应按不同物料分别列出物性、组成、单位、指标、分析方法和（或）标准号等；对聚合物产品规格应分别列出性能、单位、测试方法和（或）标准号、及各牌号产品指标。可自行列表，也可参考指导书附件中附录A表1格式填写。） 1.4危险性物料的主要物性 （危险性物料主要指有毒有害、易燃易爆的物质。它们的存在决定了车间（装置）区域或厂房防火、防爆等级；操作环境按照国家职业卫生标准而需要采取隔离、置换（空气）等措施。具体可按指导书附录A表2格式填写。） 1.5 原材料的消耗定额 （应分别列出物料名称、规格、单位、数量（按每吨产品、每小时、每年的消耗量或产量列出），对于使用过程中逐渐消耗的溶剂或效能逐渐降低的催化剂、吸附剂和中和剂等，如进行定期补充，则需注明补充间隔时间和补充量，并折成每吨产品的消耗量；对于初次充填的或定期更换的催化剂、溶剂或干燥剂等，必须注明一次填充量和更换的间隔时间，并折成每吨产品的消耗量。原材料消耗定额及消耗量可按指导书附录A表3填写。） “化工设计”课程作业 2. 工艺说明 2.1生产方法、工艺技术路线及工艺特点 2.1.1 生产方法 （介绍顺丁橡胶的基本生产方法采用的基本生产方法（流程）；） 2.1.2 工艺技术路线的确定 （说明聚合工艺所采用工艺技术路线及其依据（聚合方法选、原辅材料选择等方面说明）；通过聚合反应机理、工艺、设备、操作和安全等方面说明装置的工艺特点。） 2.2生产流程说明 （叙述物料通过工艺设备的顺序和生成物的去向；说明主要操作技术条件，如温度、压力及流量配比等；如系间歇操作，则需说明一次操作加料量和时间周期；连续操作或间歇操作时需说明工艺设备常用、备用工作情况；说明副产品的回收、利用和三废处理方案。） “化工设计”课程作业 3．工艺计算及主要设备设计 3.1.物料衡算 3.1.1 计算的基础数据 物料衡算所需相关数据详见表3-1至3-10 （1） 聚合釜工艺参数 ① 聚合釜进料参数 表3-1 聚合釜进料参数一览表 项 目 指 标 丁油浓度 13.5g/100ml；温度：≤40℃ 镍/丁（摩尔比） 2.0×10-5 三异丁基铝/丁（摩尔比） 1.0×10-4 三氟化硼乙醚络合物/丁（摩尔比） 2.0×10-4 铝/硼（摩尔比） ＞0.25 铝/镍（摩尔比） 3-8 ② 聚合釜操作参数 表3-2 聚合釜操作参数一览表 项 目 指 标 聚合系统压力 ＜0.45MPa 聚合温度 94℃ 聚合时间 4h ③ 原辅材料规格 表3-3 聚合釜原辅材料规格一览表 项 目 指 标 丁二烯 纯度：99%，其余按丁烯计； 溶剂油 组成o5C2.1%，o6C57.8%，o7C40.1% 环烷酸镍 纯度：7.5% 三异丁基铝 活性铝含量：50% “化工设计”课程作业 三氟化硼乙醚络合物 BF3含量：46%

（2） 终止釜工艺参数 ① 终止釜进料参数 表3-4 终止釜进料参数一览表 项 目 指 标 胶 液 组成同聚合釜出料 醇/三异丁基铝（摩尔比） 6 防老剂/丁（质量比） 0.0079 ② 终止釜操作参数（略） ③ 终止釜原辅材料规格 表3-5 终止釜原辅材料规格一览表 项 目 指 标 乙醇 纯度：95%，其余按水计 防老剂/溶剂油（质量比） 0.179；防老剂溶液 防老剂溶液浓度 117g/l （3） 凝聚釜工艺参数 ① 凝聚釜进料参数 表3-6 凝聚釜进料参数规格一览表 项 目 指 标 胶 液 组成同终止釜出料 水/胶液（体积比） 7.5 水蒸汽/聚丁二烯（质量比） 5 ② 凝聚釜操作参数 表3-7 凝聚釜操作参数一览表 项 目 指 标 循环水进料温度 90℃ 凝聚温度 95℃ “化工设计”课程作业 凝聚压力 0.2MPa（表压） 胶液进料温度 20℃ ③ 凝聚釜原辅材料规格 表3-8 凝聚釜原辅材料规格一览表 项 目 指 标 水蒸汽 0.9MPa（表压） （4） 相关设计参数 表3-9 物料衡算相关设计参数 项 目 指 标 丁二烯总转化率 85% 丁二烯单耗 1.045t/t-p 全装置总收率 95.3%；（以1.045吨的100%丁二烯为基准计算收率和损耗） 全装置总损耗 4.7%，其中： 1. 聚合挂胶损失：1% 2. 聚合、凝聚的丁二烯机械泄露损失：0.5% 3. 凝聚、振动的渣末损失：0.5% 4. 油水分离器水相丁二烯溶解损失：2% 5. 包装过程中不合格品及落地损失：0.7% 胶粒含水量 0.6（凝聚所得胶粒中的水/胶粒，质量比） 胶粒含油量 0.005（凝聚所得胶粒中的溶剂油/胶粒，质量比） 聚合釜容积 12m3 年产量 11000t 年操作时间 8000h （5） 所需物性数据 “化工设计”课程作业 表3-10 物料衡算所需物性数据 物性 数据 丁烯的密度 596kg/m3 丁二烯的密度 628kg/m3 溶剂油密度 660kg/m3 溶剂油（以正己烷计） 在95℃时的汽化热 316.522kJ/kg 20-95℃的平均比热 2.428kJ/kg·℃ 沸点 86℃ 丁二烯 在95℃时的汽化热 131.844kJ/kg 20-95℃的平均比热 2.554kJ/kg·℃ 丁烯（以正丁烯计） 在95℃时的汽化热 254.139kJ/kg 20-95℃的平均比热 2.679kJ/kg·℃ 0.9MPa(表压)水蒸汽焓△H汽 2781.71kJ/kg 95℃饱和水焓△H水 397.75kJ/kg

3.1.2计算基准 由于生产采用连续式溶液聚合法，因此计算过程以kg/h为基准。 3.1.3各单元的物料衡算 （1） 聚合釜总物料衡算 聚合釜物料衡算图如图所示： “化工设计”课程作业 挂胶损失胶液硼组分铝组分镍组分溶剂油丁二烯M+M=M+M+M+M+M ① 丁二烯系统 根据设计任务书，年产顺丁橡胶11000t，年操作时间8000h，可知 每小时顺丁橡胶产量：h/kg1375=8000÷1000×11000 根据丁二烯单耗可知所需纯丁二烯质量流量为：h/kg875.1436=045.1×1375 扣除机械损失以及溶解损失，应有聚丁二烯： h/kg953.1400=)02.0005.01(×875.1436-- 根据总转化率85%可知应需纯丁二烯质量流量为 h/kg180.1648=85.0÷953.1400 本工艺采用中国石化上海石油化工股份有限公司生产的工业用丁二烯（优级品，执行企业标准Q/SH 012.01.13-1999）质量分数为99.3%，其余按正丁烯计算，可知，所需原料丁二烯为：h/kg799.1659=993.0÷180.1648 随原料夹带的正丁烯为：h/kg619.11=180.1648799.1659- 根据上述计算结果，总结于下表中 表3-11 进料丁二烯用量 组分 质量分数% kg/h t/a m3/h 丁二烯 99.3 1648.180 13185.44 2.658 正丁烯 0.7 11.619 92.952 0.0195

合集下载

顺丁橡胶

顺丁橡胶

第1章综述 (3)1.1 引言 (3)1.2 顺丁橡胶产品概述 (3)1.3 顺丁橡胶生产工序方法 (3)1.3.1 合成工序 (3)1.3.2 合成方法 (3)1.4 国内顺丁橡胶生产技术差距 (4)1.5顺丁橡胶发展方向 (4)1.6 本章设计能容目标、 (5)第2章原料、产品的物理化学性质及技术指标 (5)2.1原料的物理化学性质及技术指标 (5)2.2 顺丁橡胶的物理化学性质及技术指标 (6)第3章危险性物料主要物性表 (8)第4章生产流程简述 (8)4.1 生产流程简述 (8)4.1.1 聚合工段 (8)4.1.2 后处理工段 (9)4.2 操作控制指标 (10)4.2.1 聚合工段操作控制指标 (10)4.2.2 后处理工段操作控制指标 (11)4.3 安全防护措施 (12)4.3.1 聚合工段 (12)4.3.2 后处理工段 (13)第5章工艺计算与主要设备选型 (13)5.1 物料衡算 (13)5.1.1 计算采用的基础数据 (13)5.1.2 计算基准 (14)5.1.3 聚合釜物料衡算 (15)5.1.4 终止釜的物料衡算 (15)5.1.5 凝聚釜物料衡算 (16)5.1.6 振动筛及热水罐物料衡算 (20)5.1.7 干燥脱水物料衡算 (21)5.1.8 包装物料衡算 (22)5.1.9 油水分离器物料衡算 (24)5.1.10 溶剂回收部分物料衡算 (25)5.2 热量衡算 (28)5.2.1 基础数据 (28)5.2.2 各聚合釜反应转化率确定 (30)5.2.3 各釜物料组成及物性据数 (30)5.2.4 各釜对流传热系数 和传热系数K的计算 (31)5.2.5 聚合釜搅拌功率的计算 (32)5.2.6 热量衡算 (32)5.3 设备计算及选型 (34)5.3.1 聚合釜计算 (34)5.3.2 终止釜的设计 (36)5.3.3 凝聚釜的确定 (36)5.3.4 油水分离器 (37)5.3.5 热水罐 (37)5.3.6 胶液罐 (37)5.3.7 引发剂配制系统设备确定 (37)5.3.8 换热器的选择 (37)5.3.9 泵的选择（以溶剂油泵的选择为例） (37)十一设计说明书的附图和附录 (39)十二设计参考资料......................................................................................... 错误！未定义书签。

年产1.1万吨顺丁橡胶聚合车间工艺设计

年产1.1万吨顺丁橡胶聚合车间工艺设计

论文题目：年产1.1万吨顺丁橡胶聚合车间工艺设计摘要顺丁橡胶是顺式1，4-聚丁二烯橡胶的简称，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。

本文介绍了顺丁橡胶的市场需求与生产现状，讨论了原料路线、聚合方法、催化剂、终止剂、防老剂的优缺点并进行选择。

通过确定顺丁橡胶的生产流程，查阅各种物质的工艺参数，对产量为15000吨顺丁橡胶聚合工艺进行了计算，包括所有设备的物料衡算，聚合釜的热量衡算以及聚合釜的设备计算。

绘制了PID图、PFD图以及聚合釜的详细设备图。

关键词：顺丁橡胶，丁二烯，聚合，转化率，催化剂，聚合釜Subject: Process design of 1，3-polybutadiene rubber polymeric workshop with annual output of 11,000 tons Specialty: Chemical Engineering and TechnologyABSTRACTButadiene rubber is the type 1, 4-like polybutadiene rubber abbreviation, general international code for BR, is currently the second only to styrenebutadiene rubber of theworld's second largest general synthetic rubber This paper introduces the butadiene rubber market demand and production status, discussed the raw material route, polymerization methods, catalyst, termination agent, the advantages and disadvantages of age-resistant choice. Through the determination of butadiene rubber production processes, refer to all kinds of material process parameters, to produce 15000 tons of butadiene rubber polymerization process of detailed calculation, including all the equipment of material balance calculate, the quantity of heat of polymerization kettle calculation and polymerization kettle calculation of the equipment. Draw the PID figure, PFD diagram and polymerization kettle equipment of detailed picture.KEY WORDS:Butadiene,Butadiene, Polymerization, Conversion, Catalyst, Polymerization kettle目录第一章前言 (1)1.1顺丁橡胶 (1)1.1.1 顺丁橡胶的发展历史 (1)1.1.2 顺丁橡胶的优缺点 (1)1.1.3顺丁橡胶的优点 (2)1.1.4顺丁橡胶的缺点 (2)1.1.5顺丁橡胶的用途 (2)1.2我国顺丁橡胶的发展历程 (2)1.3顺丁橡胶的生产需求状况 (4)1.4选题的目的与意义 (4)1.4工艺路线的确定 (5)1.4.1 聚合方法的确定 (5)1.4.2 单体原料路线的确定 (6)1.4.3溶剂的选择 (6)1.4.4引发剂的选择 (7)1.4.5 终止剂与防老剂 (8)1.5车间组成 (9)第二章工艺计算及主要设备选型 (10)2.1物料衡算 (10)2.1.1基础数据 (10)2.1.2聚合釜物料衡算 (10)2.1.3终止釜的物料衡 (13)2.1.4凝聚釜的物料衡算 (15)基础数据 (15)2.1.5缓冲槽、振动筛、洗胶罐物料衡算 (18)2.1.6干燥脱水物料衡算 (20)2.1.7 包装物料衡算 (22)2.1.8油水分离器物料衡算 (23)2.1.9溶剂回收部分物料衡算 (24)2.2热量衡算 (27)2.2.1基础数据 (27)2.2.2各聚合釜反应转化率确定 (29)2.2.3各釜物料组成及物性数据 (30)2.2.4聚合釜的热量衡算 (38)2.3设备的计算及选型 (43)2.3.1聚合釜计算 (43)2.3.2．各反应器的确定 (51)2.4泵的选择（以溶剂油泵为例） (59)2.4.1基础数据 (59)2.4.2确定流量与扬程 (60)2.4.3选泵 (62)2.4.4选电机 (62)2.4.5几何安装高度的确定 (62)参考文献 (63)致谢 (65)第一章前言1.1顺丁橡胶顺丁橡胶，即顺式-1,4-聚丁二烯橡胶，呈白色或微黄色,简称BR。

顺丁橡胶生产工艺流程介绍

顺丁橡胶生产工艺流程介绍

顺丁橡胶生产工艺流程介绍顺丁橡胶是一种常用的合成橡胶，广泛应用于汽车轮胎、密封件、橡胶管等领域。

本文将介绍顺丁橡胶生产的工艺流程，包括原料准备、橡胶制备、硫化和成品制备等环节。

原料准备顺丁橡胶的生产过程首先需要准备原料。

主要原料包括丁苯橡胶、油料、填充剂、助剂和硫化剂等。

丁苯橡胶是顺丁橡胶的主要成分，其通过聚合反应获得。

油料用于调整橡胶的硬度和柔软性，填充剂用于增加橡胶的强度和耐磨性。

助剂可以改善橡胶的加工性能和性能稳定性。

硫化剂则用于橡胶的硫化过程。

在原料准备的过程中，需要对每种原料进行仔细筛选和称量，确保原料的质量和配比的准确性。

这是保证后续生产过程稳定进行的关键环节。

橡胶制备橡胶制备是指将各种原料按照一定的工艺配方进行混炼，制备成橡胶料块的过程。

橡胶制备的具体工艺可以分为开炼和封炼两个阶段。

开炼是指将橡胶料和填充剂加入到开炼机中进行混炼。

混炼的目的是使各种原料均匀分散在橡胶料中，同时提高橡胶的塑化性和加工性能。

封炼则是在开炼后，将助剂和硫化剂等加入到橡胶料中进行进一步混炼，确保各种添加剂均匀分散在橡胶料中。

橡胶制备过程中需要控制加热、搅拌速度和时间等参数，确保橡胶料的均匀性和质量稳定性。

硫化橡胶制备完成后，需要进行硫化处理。

硫化是指将橡胶料加热至一定温度，并加入硫化剂，在一定时间内进行反应，使得橡胶产生交联结构，从而提高橡胶的强度和耐磨性。

硫化过程中，温度和时间是关键的参数。

需要根据不同的橡胶配方和要求，控制硫化温度和硫化时间，确保橡胶的硫化程度和性能。

成品制备硫化完成后的顺丁橡胶可以进行成品制备。

常见的成品制备方式包括压延和成型两种。

压延是指将硫化橡胶料通过压延机进行加工，制备成橡胶板或片材。

压延过程中，需要控制温度、压力和加工速度等参数，确保橡胶板的厚度和光滑度等要求。

成型是指将硫化橡胶料通过压力机或注塑机进行成型，制备成各种产品。

成型过程中，需要根据成品的形状和尺寸，选择合适的成型模具和工艺参数，确保成品的质量和精度。

顺丁烯橡胶

顺丁烯橡胶

目录前言 (1)1 设计任务书 (2)1.1项目 (2)1.2设计内容 (2)1.3设计规模 (2)1.4设计依据 (2)1.5产品方案 (2)2 工艺路线及流程图设计 (2)2.1聚合车间工艺流程方框图 (2)2.2聚合车间工艺流程简述 (3)3 工艺生产环境................................ 错误！未定义书签。

3.1工艺状况（系统含氧含水量要尽量低） (3)3.2设备状况（两种不同压力并存） (3)4 顺丁橡胶聚合釜的设计概述 (3)4.1设计原则 (3)4.2内件流程 (3)5 衡算计算 (4)5.1聚合物料衡算 (4)5.2能量衡算 (5)5 参考文献 (7)设计感想....................................... 错误！未定义书签。

前言近年来，随着我国汽车、轮胎和橡胶制品工业的快速发展，拉动和刺激着我国合成橡胶工业的生产和发展。

合成橡胶的产量已成为国家的经济发展的标志之一。

合成橡胶种类繁多，一般分为丁苯橡胶、顺丁橡胶（BR）、聚异戊二烯橡胶（IR）、乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、硅橡胶和聚氨酯橡胶等九种[1]。

其中的一些生产工艺已很成熟。

顺丁橡胶生产工艺：【-CH2-CH＝CH-CH2-】n全名为顺式-1,4-聚丁二烯橡胶，简称BR。

由丁二烯单体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。

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。

二十多年来，我国科研工作者在这领域里不断探索前进，使其生产技术不断完善。

1．设计任务书1.1项目：年产1.8万吨顺丁橡胶聚合工段工艺设计1.2设计内容：车间工艺设计；聚合釜工艺设计1.3设计规模：年产1.8万吨；生产日300天；日生产能力18000/300＝60吨/天1.4设计依据：该设计说明书是依据岳阳巴陵石化股份有限公司513片区的生产技术资料的基础上，并结合设计任务书的内容年产1.8万吨顺丁橡胶和生产管理规范的相关文件而设计的。