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1、丁苯橡胶设计项目说明书年产20万吨乳聚丁苯橡胶装置工艺设计摘 要本设计为年产20万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、叔十二硫醇、过氧化氢对孟烷等为助剂，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和主要设备的计算和选型，进行了简单的技术经济分析。用Auto-CAD绘制了工艺流程图、车间平面布置图、设备装配图以及总厂平面布置图，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ABSTRACTThe d
2、esign on behalf of annual produce 200,000 emulison type styrene butadiene rubber device technological design，with polymerization aile for technological design SBRs manufacturing method and technique of production undertook systematical design use butadiene and styrene for main polymerizing monomer，a
3、bietic acid potash soap，ferrous sulfate tertiary DDM，hydrogen peroxide versus manganese alkane and others for accessory ingredients，adopted low temperature emulsion polymerization continuous production craft synthetize has done polymerizing aile material balance ，heat balance and the major equipment
4、count and lectotype，proceed simple engineering economy auto-CAD protracting one piece of process line cum instrument flow chart，one piece of workshop layout ，one piece of unit assembly drawing and one piece of factory layout，and establishmented design specifications and account.Key words： butadiene-
5、styrene rubber emulsion polymerization Technological design butadiene styrene目 录前 言-1-第一章 总论-2-1. 1 丁苯橡胶的性能-2-1. 2 丁苯橡胶的用途-2-1. 3 丁苯橡胶的重要地位-3-1. 4 市场需求-3-1. 5 工业生产方法-3-第二章 产品的概述-5-2. 1 丁苯橡胶方法-5-2. 2 丁苯橡胶国内外研究现状-6- 中国丁苯橡胶新技术的开发-7- 丁苯橡胶生产现状概况-7-7- 中国丁苯橡胶生产现状概况-8- 生产方案和生产流程确定-9-第三章 乳聚丁苯橡胶的生产工艺-10- 生产流程
6、简述-10- .1 反应方程式-10- .2 生产过程-11- 生产配方-12-13- 工艺条件-13- 生产中应该注意的问题-14- 影响聚合的因素-15-第四章 物料衡算-16- 聚合釜总物料衡算-16- 计算依据-16- 公式-17- 聚合釜的物料衡算-17- 非聚合釜的物料衡算-19- 各釜进出料计算-20- 基础数据-20- 计算-20- 各反应釜出口物料组成-22-第五章 能量衡算-23- 反应釜物料的热量衡算-23- 物料的比热容计算-23- 物料的相关参数列表-25- 聚合釜的热量计算-26- 冷胶进料冷却器的热量衡算-27-第六章 反应器和搅拌装置的选择-29- 聚合釜的参数
7、-29- 反应釜计算-30- 反应釜数量-30- 聚合釜筒体直径和筒体高度-30- 聚合釜各参数的确定-31- 传热结构，夹套结构-32- 液氨的进口管径-32- 物料进口管径-33- 搅拌装置-33- 搅拌器选择-33- 搅拌器转速-34- 搅拌功率-34- 搅拌轴-34- 电动机功率-34- 搅拌器附件-35- 挡板-35- 导流筒-35- 聚合釜参数汇总-35-第七章 管道和泵等其他设备的选择-37- 主要管径的计算-37- 泵的选择（以苯乙烯的输送为例）-37- 其他设备的选择-38-38- 苯乙烯缓冲罐-38- 乳化剂溶液缓冲罐-38- 其他缓冲罐-39- 终止釜-40-第八章 产房
8、布置-42- 产房面积的估算-42- 工厂布局和选址及占地面积-42- 厂址的选择及车间布置-42- 工厂占地面积-43-第九章 技术经济分析-44- 经济核算-44- 经济计算-44- 固定投资分配-45- 土地购置费-45- 工程建设费-45- 设备购置费和安装费-45-第十章 安全生产-46- 物料的卫生标准-46- 丁二烯-46- 苯乙烯-46- 其他原料的卫生标准-46- 防火防爆、防毒及安全消防设施-46-46- 防毒-47- 中毒后应采取急救措施，有以下四个要领：-47- 安全防护-48-第十一章 环境保护-49- 废水的处理-49- 单体贮存和配置单元-49- 化学品配置单元-
9、49- 聚合与单体回收单元-49- 废渣的处理-50- 来源-50- 处理-50-参考文献-51-致谢词-52-前 言丁苯橡胶是由1,3-丁二烯与苯乙烯共聚而得的高聚物1，简称SBR，因其综合性能较好，原料又便宜易得，因此产量很高，约占全部合成橡胶的50%以上。目前SBR的主要生产方法是乳液聚合法和溶液聚合法，乳液聚合生产工艺已相当成熟，且乳液聚合生产工艺已占SBR生产的主导地位。乳液聚合2中，约90%的生产工艺为低温条件。低温乳液聚合工艺催化剂、活性剂使用效率高，聚合反应温度低，凝胶含量少，能生产出大分子量、机械性能较好的橡胶。其在轮胎、鞋类、胶管、汽车零部件、电线电缆以及其他多种工业橡胶制
10、品生产中具有广泛应用。本设计是以丁二烯和苯乙烯为原料，采用国内外生产工艺相当成熟的低温乳液聚合生产方法，对年产20万吨的SBR生产工艺的初步设计。本设计的内容包括十一个部分：第1章：总论；简单介绍丁苯橡胶的性质、用途、地位和生产需求；第2章：概述了丁苯橡胶国内外生产情况及发展趋势；第3章：介绍该工艺的产品及原料说明，重点介绍低温乳液聚合工艺；第4章:物料衡算;第5章：能量衡算；第6章：主要设备的计算与选型；第7章：附属设备的条件确定及选型；第8章：厂房布置；第9章：经济分析；第10章：安全生产事项；第11章：环境保护。设计图纸包括生产工艺流程图、聚合釜设备图、车间平面布置图及总厂平面图。本设计
11、旨在理论学习的基础上，结合生产实践，熟悉工艺流程、生产方案选择、设备选型等，掌握工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备的计算、选型，对参考文献的查阅与学习等的方法。由于设计者的理论知识有限，设计经验的缺乏，在设计的过程中难免会有一些不足和错误之处，敬请各位老师指导、更正。1. 2丁苯橡胶的用途 SBR-1500广泛用于以炭黑为补强剂和对颜色要求不高的产品，如轮胎胎面、翻胎胎面、输送带、胶管、模制品和压出制品等。SBR-1502广泛用于颜色鲜艳和浅色的橡胶制品，如轮胎胎侧、透明胶鞋、胶布、医疗制品和其他一般彩色制品等。SBR-1712广泛用于乘用车轮胎胎面胶，轮胎胎面胶、输送带、胶管和一般黑色橡胶
12、制品等。61. 3丁苯橡胶的重要地位丁苯橡胶是最早工业化的合成橡胶。1933年德国采用乙炔合成路线首先研制出高温乳液聚合丁苯橡胶，并于1937年开始工业化生产。50年代初，出现了性能优异的低温(5-8)丁苯橡胶。目前，丁苯橡胶(包括胶乳)的产量约占整个合成橡胶生产量的55%，是合成橡胶中产量和消耗量最大的胶种；低温乳聚丁苯橡胶约占整个丁苯橡胶产量的80%。1. 4市场需求伴随着近几年我国丁苯橡胶生产能力的显著增长，我国丁苯橡胶市场表现出两大特征：一是出口量大幅度增加，二是进口量并没有明显降低。其内在原因是， 我国丁苯橡胶进口量的70%以上是以进料加工贸易和来料加工装配形式进口的，所以，尽管国内
13、资源增加，进口量并没有明显降低。出口增加的主要原因一方面是为了释放国内特定阶段时期内的市场销售压力， 另一方面是为了平衡国际市场需求，美国以及东南亚地区轮胎产量的增加，吸纳了我国一定的丁苯橡胶资源。 根据中国汽车工业协会草拟的“十二五”汽车产业发展规划预测，2015年我国汽车产量达到2500 万辆，较2011 年的1842 %。据此预测，我国丁苯橡胶市场容量仍将有30%左右的增长空间，但产品消费结构会有很大变化。预计到2015年我国丁苯橡胶生产能力将增加到150万吨，新增生产能力以溶聚丁苯橡胶居多， 这种发展趋势符合了绿色高性能轮胎发展的需要， 可以引领我国丁苯橡胶市场走向健康、稳定的发展道路
14、。7我国丁苯橡胶2011 万t, 万 万t, 万 万t, 乳聚丁苯橡胶仍是我国丁苯橡胶消费的主要产品。1. 5工业生产方法丁苯橡胶（SBR）：是由1，3-丁二烯与苯乙烯共聚而得的高聚物。（主要采用）品种：低温丁苯橡胶、高温丁苯橡胶、低温丁苯橡胶炭黑母炼胶、低温充油丁苯橡胶、高苯乙烯丁苯橡胶、液体丁苯橡胶等。品种：烷基锂引发、醇烯络合物引发、锡偶联、高反式等丁苯橡胶。1. 6主要产品简介主要产品牌号如下表1. 1：表1. 1 主要产品简介牌号填充产品特性用途SBR1500E深色。生胶的自粘性佳；加工性良好；耐磨耗性、耐老化性、耐屈挠等性能良好。轮胎、输送带、橡胶管、黑色鞋底等深色工业制品SBR1502浅色。具有较佳的耐磨耗性、拉伸强度、耐老化性、耐屈挠性能。轮胎、浅色透明鞋底、橡胶布、浅色运动器材等。SBR1712E37.5份高芳烃油深色。具有良好加工性和高的性价比。亚硝胺类化合物含量低于安全允许标准。轮胎、输送带、橡胶管及其它深色工业制品。SBR172337.5份低稠环芳烃油深色。油品中的PCA（稠环芳烃） 小于 3%“。轮胎、输送带、橡胶管及其它深色工业制品。SBR1721 37.5份高芳烃油深色。结合苯乙烯含量高，具有较佳的抗湿滑性。轮胎、输送带、橡胶管及其
