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1、化工与材料工程学院毕业设计毕业设计（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 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 大学关于收集、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
2、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论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 摘要本设计为年产3万吨乳液聚合丁苯橡胶装置工艺设计，以聚合工段为设计的主要对象。丁二烯和苯乙烯为主要聚合单体，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。丁苯橡胶具有优异的物理性能和良好的加工性能，在工业生产和日常生活中应用广泛。本设计在掌握丁苯橡胶合成原理、聚合方法、工艺流程以及国内外的发展现状的基础上，进行了聚合工段的物料衡算、热量衡算、主要设
3、备选型计算及简单的技术经济分析，以及绘制带控制点的工艺流程图、设备布置图、管道布置图，编写了设计说明书和设计计算书。关键词：丁苯橡胶；乳液聚合；工艺设计；丁二烯；苯乙烯AbstractThis design for the annual output of 30000 tons of emulsion polymerization of styrene butadiene rubber plant process design based on polymerization section design of the main object. Butadiene and styrene as
4、the main monomer, rosin potassium soap, ferrous sulfate, uncle twelve carbon mercaptan and hydrogen peroxide as additives on manganese alkanes, etc, the continuous production process using emulsion polymerization at low temperature synthesis of styrene-butadiene rubber. Styrene butadiene rubber has
5、excellent physical properties and good processability, has been widely applied in industrial production and daily life. This design in mastery of styrene-butadiene rubber synthesis principle, polymerization method, technological process and the development situation at home and abroad, on the basis
6、of the aggregation process of material balance, heat balance and major equipment selection calculation and simple technical and economic analysis, and draw the control points of process flow diagram, equipment layout, piping layout, writing the design specification and design calculation. Key Words：
7、Butadiene-styrene rubber；Emulsion polymerization；Process design；Butadiene；Styrene- I -化工与材料工程学院毕业设计目录摘要IAbstractII第一篇 设计说明书12. 绪 论22.1. 设计依据、指导思想22.1.1. 设计依据22.1.2. 指导思想22.2. 设计地区的自然条件22.3. 厂址的选择22.4. 产品方案及生产规模32.5. 车间布置与岗位人员配制32.6. 节能与环境保护32.6.1. 节能32.6.2. 环境保护42.7. 安全生产42.7.1. 安全特点42.7.2. 消防设施42.7
8、.3. 灭火程序43. 工艺论证53.1. 工艺原理53.2. 生产方法论证54. 工艺设计74.1. 工厂的分配和布置74.2. 工艺流程简图74.3. 橡胶聚合车间工艺流程叙述74.3.1. 本岗位管理范围94.3.2. 本岗位操作任务94.4. 生产原理及工艺流程94.4.1. 生产原理94.4.2. 工艺流程94.4.2.1. .单体及化学品溶液接收94.4.2.2. 聚合114.5. 原料产品规格及公用工程条件124.5.1. 原料的技术条件124.5.2. 公用工程条件134.6. 工艺过程主要控制指标144.6.1. 丁二烯（BD）净化144.6.2. 聚合144.6.2.1.
9、集合进料流量控制精度144.6.2.2. 进料流量校正时间间隔154.6.2.3. 聚合温度154.6.2.4. 聚合压力154.6.2.5. 转化率154.6.2.6. 门尼粘度154.6.2.7. 反应停留时间164.6.2.8. 结合苯乙烯的量16第二篇 设计计算书17第 1 章 基础数据181.1 已知基础数据：181.2 计算原则20第 2 章 物料衡算212.1 进料计算212.1.1. 混合丁二烯和苯乙烯进料212.1.2. 新鲜丁二烯和苯乙烯进料212.1.3. 辅助物料计算222.1.4. 聚合工段进料表242.2 聚合工段出料计算25第 3 章 聚合工段热量衡算263.1
10、聚合热263.2 冷却显热273.3 搅拌热283.4 大气吸热（略）283.5 热量统计283.6 所需氨的量的计算293.7 聚合过程中的能量统计30第 4 章 反应器和搅拌桨的选择324.1 反应釜的选型324.2 罐体尺寸确定334.2.1. 筒体高径比334.2.2. 初步计算筒体直径334.2.3. 聚合釜壁厚的计算344.3 搅拌器的计算344.3.1. 搅拌器初步选型344.3.2. 搅拌功率354.4 传热的计算354.4.1. 换热器的选择354.4.2. 换热面积的计算384.4.3. 换热器的选择39第 5 章 管道直径与储罐的计算405.1 管道直径的计算405.2
11、容器型式的选择415.2.1. 丁二烯缓冲罐V303的选型415.2.2. 苯乙烯缓冲槽V304的选型42第 6 章 换热器的设计型计算436.1 基本条件436.2 丁二烯换热器E301的设计446.2.1. 初选456.2.2. 计算管程压降及给热系数i466.2.3. 计算壳程压降及给热系数0476.2.4. 计算传热面积486. 泵的设计型计算507.1 泵P304的设计507.1.1. 简图507.1.2. 条件依据507.1.3. 管内流体的流速507.1.4. 直管阻力和局部阻力的计算517.2 泵的选型517.2.1. 泵的选择517.2.2. 泵的效率的计算51结论53参 考
12、 文 献54附录 主要符号说明55致谢56第一篇 设计说明书2. 绪 论2.1. 设计依据、指导思想2.1.1. 设计依据主要设计依据有：吉林化工学院毕业设计任务书；及化工工艺设计手册、化学工程手册、化学工艺设计施工图内容和深度统一规定和吉林化公司有机合成厂丁苯橡胶车间生产装置进行本设计。2.1.2. 指导思想（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）
13、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。2.2. 产品方案及生产规模本设计项目产品名称为丁苯橡胶，年产量为3万吨。主要原料为丁二烯和苯乙烯。其产品指标如表1-1-1所示：表1-1-1 产品指标产 品（SBR1500）指 标气提胶乳中结合苯乙烯含量22.525.4%残留苯乙烯0.1%最终胶乳20.523.5%尾气中的丁二烯含量2.0%滗析器中的残留苯乙烯0.06%门尼粘度4658伸长率480%操作方式： 连续操作 实施方案： 乳液聚合产品名称： 丁苯橡胶 年生产量： 3万吨/年年工作日： 7800小时 日生产量： 90.31吨/天年生产天数： 365天2.3.
14、 车间布置与岗位人员配制本设计的设备布置基本原则是：既满足了生产实际需要，又考虑了设备的安装，检修方便，节约空地。布置设备时，注意远近相结合既紧凑又要符合生产工艺和安全要求，生产装置街区根据工艺流程和安全的需要，尽可能缩短装卸物料线。本着满足工艺条件的原则，首先确定关键设备的位置，其它设备则尽可能在主要设备的四周，以利于操作，检修和配管。在厂房内，从一楼到三楼配有楼梯、阀门、仪表等部件距地面较近，以利于手工操作和检修。界区明确，工艺流程通畅，安全合理。岗位人员配制：单体贮存工序每班3人，溶液配制工序每班3人，聚合工序每班4人，单体回收工序每班3人，后处理工序每班4人。每工序分四班倒，总计60人。2.4. 节能与环境保护2.4.1. 节能1.采用低温乳液聚合法合成丁苯橡胶，副反应少，收率高。2.合理进行设备布置，尽力按物料流向布置，减少物料往返输送次数。适当利用位差，靠重力输送物料，尽可能减少输送设备，以节约
