年产1.1万吨顺丁橡胶的生产工艺设计.ppt
年产1.1万吨顺丁橡胶生产工艺设计说明书讲述
浓度
1.3产品性质及技术规格
表1-2产品性质及技术规格表
项目
优级品
一级品
合格品
挥发份
％
0.75
1.00
1.30
灰分
％
0.30
0.30
0.30
生胶门尼粘度
455
455
457
混炼胶门尼粘度
68
73
73
300％定伸应力
MPa
25min
35min
1.1.5产品及主要用途
顺丁橡胶，全名为顺式—1,4—聚丁二烯橡胶，呈白色或微黄色，简称BR，是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。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。
1.2原辅材料性质及技术规格
表1-1原辅材料性质及规格表
序号
名称
规格
分析方法
国家标准
备注
1
丁二烯
纯度≥99%；丁烯﹤1%；水值﹤20mg/kg；醛酮总量20mg/kg；二聚物﹤50mg/kg
组成
水值
杂质
胺值
GB/T 13291-2008
2
溶剂油
组分：
C502.1%;C6057.8%;C7040.1%;馏程60-90℃；碘值﹤0.2g/100g；水份﹤20mg/kg
顺丁橡胶是仅次于丁苯橡胶的世界第二大通用合成橡胶。近年来，由于汽车、高铁、航空航天等领域发展迅速，我国顺丁橡胶的需求量不断增加。然而，随着我国顺丁橡胶市场的需求量大幅增长，产能的增长速度却要低于需求量的增长速度，使得目前我国顺丁橡胶市场处于供不应求的状况。
设计实例年产顺丁橡胶聚合车间工艺设计
设计实例年产顺丁橡胶聚合车间工艺设计1. 引言顺丁橡胶是一种重要的工业原料，被广泛用于生产轮胎、橡胶管和橡胶制品等。
为了满足市场需求，设计一个高效、安全、可靠的顺丁橡胶聚合车间工艺是至关重要的。
本文将从工艺流程、设备配置、流程控制和安全措施等方面对设计实例年产顺丁橡胶聚合车间进行详细说明。
2. 工艺流程顺丁橡胶聚合车间的工艺流程主要包括原料配料、橡胶聚合、挤出成型和后处理等环节。
具体工艺流程如下：2.1 原料配料原料配料阶段是将顺丁橡胶所需的各种原料按照一定比例进行混合和计量的过程。
在这一阶段，应该配置自动化计量设备，并且确保原料的准确性和稳定性。
2.2 橡胶聚合橡胶聚合是顺丁橡胶生产的核心环节。
在这一阶段，将原料送入橡胶聚合反应器中，并通过调节温度、压力和酸碱度等参数，促使橡胶分子链的交联反应进行。
需要注意的是，橡胶聚合反应器应具备一定的自动控制能力，以确保聚合过程的稳定性和产品质量的一致性。
2.3 挤出成型在橡胶聚合完成后，将其通过挤出机进行挤出成型。
挤出机能够将橡胶糊料挤压出成型，并在一定的温度和压力条件下使其形成所需的形状和尺寸。
2.4 后处理完成挤出成型后，需要对产品进行一些后处理工序，如冷却、切割和包装等。
这些后处理工序应该能够自动进行，以提高生产效率和产品质量。
3. 设备配置设计实例年产顺丁橡胶聚合车间的设备配置应综合考虑工艺流程的要求和生产能力的需求。
主要的设备包括原料计量设备、橡胶聚合反应器、挤出机和后处理设备等。
3.1 原料计量设备原料计量设备应该具备高精度、自动化的特点，能够准确地按照配方比例进行混合和计量。
同时，应该具备可靠的计量控制系统，保证原料配料的准确性和稳定性。
3.2 橡胶聚合反应器橡胶聚合反应器是整个车间的核心设备，应该具备一定的反应容量和加热、冷却功能。
同时，应配置自动化控制系统，能够实时监测和调控反应温度、压力和酸碱度等参数。
3.3 挤出机挤出机应该能够满足产品的挤出成型需求，具备一定的挤出压力和温度控制能力。
年产1.1万吨顺丁橡胶聚合车间工艺设计_毕业设计
论文题目：年产1.1万吨顺丁橡胶聚合车间工艺设计专业：化学工程与工艺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 TechnologyName : Liu Ziyuan (Signature) Instructor :Liu Dengfeng (Signature)ABSTRACTButadiene 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 (5)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 (8)第二章工艺计算及主要设备选型 (9)2.1物料衡算 (9)2.1.1基础数据 (9)2.1.2聚合釜物料衡算 (9)2.1.3终止釜的物料衡 (12)2.1.4凝聚釜的物料衡算 (14)基础数据 (14)2.1.5缓冲槽、振动筛、洗胶罐物料衡算 (17)2.1.6干燥脱水物料衡算 (19)2.1.7 包装物料衡算 (20)2.1.8油水分离器物料衡算 (21)2.1.9溶剂回收部分物料衡算 (22)2.2热量衡算 (25)2.2.1基础数据 (25)2.2.2各聚合釜反应转化率确定 (26)2.2.3各釜物料组成及物性数据 (28)2.2.4聚合釜的热量衡算 (35)2.3设备的计算及选型 (39)2.3.1聚合釜计算 (39)2.3.2．各反应器的确定 (46)2.4泵的选择（以溶剂油泵为例） (54)2.4.1基础数据 (54)2.4.2确定流量与扬程 (54)2.4.3选泵 (56)2.4.4选电机 (56)2.4.5几何安装高度的确定 (56)参考文献 (57)致谢 (59)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首先，生产顺丁橡胶需要原料丁二烯。
丁二烯是一种烃类化合物，通过石油裂解或乙烯加合得到。
而后，通过聚合反应将丁二烯转化为聚合丁二烯，也就是顺丁橡胶。
这一步需要在催化剂的作用下，使丁二烯发生聚合反应，生成高分子链结构。
接着，在聚合反应后，需要进行橡胶的混炼。
这是将聚合的顺丁橡胶与填充剂、硫化剂、促进剂等辅助物质进行混合，以提高橡胶的性能。
填充剂可以增加橡胶的强度和硬度，硫化剂可以使橡胶发生交联，促进剂可以加快硫化反应的速度。
接下来是硫化反应。
将混炼后的橡胶放入硫化机中，通过加热和加压促使橡胶发生交联反应，形成橡胶网络结构。
这一步是橡胶加工中至关重要的一步，它决定了橡胶的性能和用途。
最后是整合和挤出。
将硫化后的橡胶经过整合和挤出机，进行成型处理。
可以根据产品的要求，将橡胶挤出成型，并经过冷却、切割等工序，最终得到成品。
以上就是顺丁橡胶的生产工艺流程。
整个过程需要严格控制各个环节，以确保产品质量和性能。
同时，随着科技的不断发展，生产工艺也在不断改进，以适应市场的需求和环保要求。
很多顺丁橡胶制品如汽车轮胎、密封制品等在我们的日常生活中扮演着重要的角色，而其生产工艺流程更是严谨而复杂，需要严格的操作和监控。
随着科技的发展，人们对橡胶制品的性能和环保特性提出了更高的要求，从而推动了顺丁橡胶的生产工艺不断完善，以确保其质量和环保性能。
在整个生产过程中，质量控制是至关重要的。
从原料采购到成品出厂的每一个环节都需要严格把控，以确保产品的稳定性和质量。
首先是原料的控制，包括丁二烯的纯度和稳定性；其次是聚合反应的控制，需要合理设计反应条件和催化剂的选择，以获得高质量的聚合丁二烯；再者是混炼和硫化反应的控制，需要根据产品的要求和配方进行合理的混炼和硫化处理，确保产品具有良好的性能和稳定性。
此外，生产中要注意对空气、水分等杂质的控制，以防止对产品产生不良影响。
技术创新也在推动顺丁橡胶的生产工艺不断完善。
顺丁橡胶生产工艺流程.pptx
终止技术
聚合后处理
胶液罐 胶液泵
溶剂回收
水回收 经
凝集釜
颗 粒
缓冲罐
蒸汽泵
热水 振动筛
洗 涤 水 洗胶罐 振动筛
溶剂回收示意图
塔
尾气回收
干法凝聚（略）
产品后处理
挤压机
膨化干燥
干燥箱
提升机
水平振动给料筛
自动秤 压块机 薄膜机 包装机 缝纫机 入库
文字流程叙述
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。20. 8.1920.8.19Wednesday, August 19, 2020
• 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。下午2时21分21秒下午2时21分14:21:2120.8.19
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• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。14:21:2114:21:2114:218/19/2020 2:21:21 PM
• 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.8.1914:21:2114:21Aug-2019-Aug-20
• 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。14:21:2114:21:2114:21Wednesday, August 19, 2020
顺丁橡胶生产 工艺流程介绍
主要内容
一、生产工艺流程框图 二、图
加料/聚合部分
丁二烯 溶剂油 Ni组分 Al组分 B组分
经丁油预冷/热
反应釜1
反应釜2
反应釜4
防老剂 过 去单体 滤 终止釜
终止剂
反应釜3
催化剂的加入
顺丁橡胶生产工艺
顺丁橡胶生产工艺1.基本工艺流程伴随现代工业尤其是化学工业的迅猛发展，橡胶制品种类繁多，但其生产工艺过程，却基本相同。
以一般固体橡胶（生胶）为原料的制品，它的生产工艺过程主要包括：原材料准备→塑炼→混炼→成型→硫化→休整→检验2.原材料准备橡胶制品的主要材料有生胶、配合剂、纤维材料和金属材料。
其中生胶为基本材料；配合剂是为了改善橡胶制品的某些性能而加入的辅助材料；纤维材料（棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维）和金属材料（钢丝、铜丝）是作为橡胶制品的骨架材料，以增强机械强度、限制制品变型。
在原材料准备过程中，配料必须按照配方称量准确。
为了使生胶和配合剂能相互均匀混合，需要对某些材料进行加工：生胶要在60--70℃烘房内烘软后，再切胶、破胶成小块；块状配合剂如石蜡、硬脂酸、松香等要粉碎；粉状配合剂若含有机械杂质或粗粒时需要筛选除去；液态配合剂（松焦油、古马隆）需要加热、熔化、蒸发水分、过滤杂质；配合剂要进行干燥，不然容易结块、混炼时旧不能分散均匀，硫化时产生气泡，从而影响产品质量；3.塑炼生胶富有弹性，缺乏加工时的必需性能（可塑性），因此不便于加工。
为了提高其可塑性，所以要对生胶进行塑炼；这样，在混炼时配合剂就容易均匀分散在生胶中；同时，在压延、成型过程中也有助于提高胶料的渗透性（渗入纤维织品内）和成型流动性。
将生胶的长链分子降解，形成可塑性的过程叫做塑炼。
生胶塑炼的方法有机械塑炼和热塑炼两种。
机械塑炼是在不太高的温度下，通过塑炼机的机械挤压和摩擦力的作用，使长链橡胶分子降解变短，由高弹性状态转变为可塑状态。
热塑炼是向生胶中通入灼热的压缩空气，在热和氧的作用下，使长链分子降解变短，从而获得可塑性。
4.混炼为了适应各种不同的使用条件、获得各种不同的性能，也为了提高橡胶制品的性能和降低成本，必须在生胶中加入不同的配合剂。
混炼就是将塑炼后的生胶与配合剂混合、放在炼胶机中，通过机械拌合作用，使配合剂完全、均匀地分散在生胶中的一种过程。
第三组：顺丁橡胶的生产工艺路线的确定.pptx
• 1、Genius only means hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist) 天才只意味着终身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:03
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二〇年八月五日2020年8月5 日星期三
反应机理的选择
阴离子聚合
以正丁基锂为引发剂，苯乙烯为单体，四氢呋 喃为溶剂，甲醇为终止剂，其聚合机理为链引发、 连增长、链终止。
阳离子聚合
阳离子聚合反应的机理也是由链引发、链增长 和链终止等基元反应组成。
配位离子聚合
它是烯烃单体的碳—碳双键与引发剂活性中心 的过渡原子的空轨道配位，然后发生位移使单体插 入到金属—碳键之间进行链增长的一类聚合反应。
连续操作：连续进料和连续出料，釜内各处的组成和
温度均匀，不随时间而变化，是稳态操作，且出口组上得出：生产方式为主线连续操作， 副线间接操作
根据工程因素上面的传热，搅拌，输送，控制和安全等， 最终得到结论
顺丁橡胶的生产工艺为一配位聚合为机理，采用溶液聚合 的方式，操作方式为主线连续操作，副线辅以间接操作
剂的条件下，由引发剂或光、热、辐射作用下其自身进行聚合 引发的聚合反应。有时也可加少量着色剂、增塑剂、分子量调 节剂等。液态、气态、固态单体都可以进行本体聚合。
优点：产品纯净，电性能好，可直接进行浇铸成型；生产
年产1.1万吨顺丁橡胶的工艺流程的审核
年开工时间
大修760h
生产制度的确定
主体部分连续
操作方式
辅助部分间歇
五班三倒
倒班方式
8小时工作制
比如：五班三倒一周的排法
一值 二值 路人乙 中 夜 夜 白 夜 三值 路人丙 白 中 白 中 白 中 四值 路人丁 五值 路人戊 夜
星期
路人甲 星期一 星期二 星期白
中 白 中
设计范 围界定
综述 三算 四图
罐区 凝聚 计量 配 置 压块 等
车间布 置界定
露天布置 室内布置
综述：
设 计 范 围 界 定
三算：聚合工段至后处理工段的物料衡算，聚 合过程的的热量衡算，聚合工段的各种设备的 选型。
四图：物料流程图，带控制点的工艺流程图， 聚合釜装置图和平面布置图。
开工8000h
2.1 车间组成.生产制度确定结 2.1 车间组成.生产制度确定结 果的审核及流程草图的绘制 果的审核及流程草图的绘制
小组成员：
车间组成及设计 范围的确定
2.1项目审核
生产制度的确定
流程草图的设计 与绘制
聚合 工段
车间组成
后处 理工 段
车间组成 与设计范 围的确定
罐区 计量 聚合 配置 黏度 混胶 凝胶 干燥 压块 包装
夜
夜 白
夜
流程草图的设计与绘制
设计思路
绘制方法 构成
原 料 部 分 设 备 一 览 表
范围
作用
聚 合 部 分
混 合 部 分
后 处 理 部 分
物 料 流 程
图 例
图例
物料流程
设备一览表
生产工艺流程草图布局情况
流程草图如下:
顺丁橡胶的合成工艺设计方案(PPT 40页)
釜釜底进入第三釜继续进行反应；当达到一定粘度和转化率后，在第三釜的出口管线(终止釜的入口管线) 与终止剂一起由终止釜釜底进入终止釜进行终止处理；最后，胶液由终止釜项出口出来，经胶液过滤器和 压力控制阀入成品工段凝聚岗的胶液罐。
1.5.2顺丁橡胶的性能
• 通过与天然橡胶相比，顺丁橡胶具有弹性高、耐低温性好、耐磨性 佳、滞后损失和生热性小、耐挠曲性及动态性能好以及耐老化、而 永久性好等特点。被广泛用于轮胎加工行业。但它也有加工性欠佳、 强度较差、抗湿滑性不好、有冷流性倾向等不足。
• 顺丁橡胶的性能一看生胶的性能(可塑性、加工性、外观、颜色等)好 坏，影响它因素有聚合方法、引发剂系统、生胶的分子结构、门尼 粘度、平均分子量、分子量分布、凝胶含量、灰分、挥发份等。二 看硫化后的硫化胶性能(抗张强度、300％定拉伸强力、伸长率、硬 度、回弹性、生成热、永久变形、磨耗量等)，影响硫化胶的因素有 门尼粘度、凝胶含量、加工用的配合剂(种类、用量、配方)加工方法 等。上述这些可以用表格列出数据对常见橡胶胶进行比较显示。
直接送聚合，聚合停产时，丁二烯直接送罐区。
• 计量岗负责为聚合输送各种引发剂、终止剂。 • 配制岗负责为聚合配制引发剂和终止剂，此外，还负责接收铝剂车间配好的三异丁基铝。 • 粘度岗负责检测生产的结果，测试门尼粘度和转化率。 • 由乙腈来的丁二烯经流量控制阀控制合适流量，入文氏管与溶剂油溶剂进行混合，再进入丁油预热器(预冷
• 洗胶岗负责用水洗掉胶粒表面的杂质，降低胶的温度，并胶粒送往干燥岗。 • 干燥岗负责将含水40～60％的胶粒，通过挤压脱பைடு நூலகம்机、膨胀干燥机和干燥
第二组.年产1.1万吨顺丁橡胶聚合车间工艺相关设计—聚合方法的确定
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根据产物结构
配位聚合
顺丁橡胶的结构特点：
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。
单体：丁二烯 溶剂：溶剂油 引发剂：环烷酸镍、三异丁基铝、三氟 化硼 、乙醚络合物 终止剂：乙醇 防老剂：2，6-二叔丁基对甲苯酚
• 原料 • 引发剂 • 传热 • 物料输送 • 产物溶解 • 回收 • 操作方式
选择实施方法
溶液聚合
反应活性中心的形成过程
工艺路线
特殊引发剂组分的安全防护 回收，循环利用 反应的终止方式 产品防老化处理
操作方式：连续操作
操作方式的选择
1.连续操作：连续进料，连续产出，生产能 力大，自动化程度高，产品单一。
2.间歇操作：一次投料，一次产出，产品多 样化，产量低，自动化程度低。
1.阴离子聚合和阳离子聚合的定位效果不好。
2.自由基聚合得不到立构规整的顺丁橡胶。 3.配位聚合能得到规整的高顺式顺丁橡胶。
4.配位聚合用的丙烯及溶剂纯度要求比较高， 尤其对O 、CO 、H 、H O、等严格控 制其含量，以防止他们和引发剂反应。
• 自由基聚合 • 阳离子聚合 • 阴离子聚合 • 配位聚合
年产1.1万吨顺丁橡胶 聚合车间工艺设计
聚合方法的确定
第二组
顺丁橡胶
• 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。
• 【-CH2-CH＝CH-CH2-】 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。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。
年产万吨顺丁橡胶的生产工艺设计
3.自动控制设计条件 ：
自动控制与化工生产关系非常密切，是实现装 置安全运行，保证产品质量的重要手段，此项工 作由自动控制专业人员承担。 a. 自动控制内容 化工生产车间的自动控制设 计大致包括以下内容： 自动检测系统 自动信号联 锁保护系统设计 自动操作系统设计 自动调节系 统设计 b.带控制点的流程图 设备布置图，在图中注 明控制室位置与面积；环境特性表和自控设计条 件；调节阀计算数据表；提出信号要求，并在布 置图上标明安装地点。
年产1.1万吨顺丁橡胶聚合车间 的工艺设计
第四组 冯盛善、杨建、杨宁 黄正中、张鹏、朱卫兵、张庆
BR工艺设计需要向设计
二次条件 非标准设备条件 自控设计
设备用电
⒉非标准设备设计
工艺设计向其他设计 提供的数据
⒊自控设计
⒋电气设计
⒌采暖通风设计
照明用电、避雷要求
弱电部分
五、工艺计算与主要设备选型
（一）物料衡算 （ 二）热量衡算 （三）设备计算及选型
六、原材料、动力消耗定额及消耗量 七、 生产控制分析 八、定员 九、三废治理 十、其他 十一、设计说明书的附图和附表
（一）附图 （二）附表
十二、设计参考资料（参见本书244）
谢谢大家！
2011年10月13日
采暖风设计条件 供水条件、排水条件 热工设计条件
年产11000t顺丁橡胶聚合车间工艺设计
第九章设计实例--年产11000t顺丁橡胶聚合车间工艺设计设计实例一《年产11000t顺丁橡胶聚合车间工艺设计》设计说明书一、概述（一）设计原则⒈设计依据依据有关部门下达的设计任务书或可行性研究报告的批文，环境影响报告书的批文，资源评价报告的批文，技术引进报告的批文，技术引进合同，设计合同，其它文件等。
对于毕业设计而言，学生的设计依据就是专业教师下达的设计任务书。
⒉车间概况该车间设计生产规模为年产11000t顺丁橡胶。
主要原料：单体——丁二烯；溶剂——溶剂油；引发剂——环烷酸镍、三异丁基铝、三氟化硼乙醚络合物；终止剂——乙醇；防老剂——2.6-二叔丁基对甲苯酚（简称2.6.4）。
其生产原理采用溶液聚合的方法，使丁二烯、溶剂、引发剂等在连续釜式反应器中进行配位聚合，制得粘稠胶液，再通过水蒸汽凝聚、洗胶、干燥、压块等过程获得最终产品——顺丁橡胶。
⒊工艺路线的确定⑴聚合方法的确定根据产物结构要求从自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合等反应机理中选择出配位聚合，同时考虑配位聚合所用原料、引发剂、传热、物料输送、产物溶解、回收、操作方式等方面综合考虑选择溶液聚合实施方法。
该工艺路线包括了如反应活性中心的形成过程；特殊引发剂组分的安全防护；由于溶剂的存在必然要考虑的回收、循环利用；反应的终止方式；产品防老化处理等特点。
操作方式为连续操作。
⑵单体原料路线的确定通过比较乙炔法、乙醇法、丁烷一步脱氢法、丁烯氧化脱氢法、丁烯催化脱氢法、石油高温裂解回收法等生产方法的优缺点，结合当地情况，因地制宜地选择合适的丁烯氧化脱氢制丁二烯原料路线。
⑶溶剂的选择各种溶剂对反应原料、产物及反应所用各种引发剂的溶解能力不同。
从溶解度参数、体系粘度、工程上传热与搅拌、生产能力提高、回收难易、毒性大小、来源、输送等几方面对苯、甲苯、甲苯-庚烷、溶剂油等，进行综合比较，确定选择溶剂油。
⑷引发剂的选择从适合顺丁橡胶生产的引发剂共性入手，如定向能力高、稳定性好、易贮存、高效、用量少、易分离及残存对产物性能无影响等，对常用的四大类型引发剂Li系、Ti系、Co系、Ni系进行比较，选择Ni系引发剂，其组份主引发剂为环烷酸镍，助引发剂为以异丁基铝，第三组分为三氟化硼·乙醚络合物。
年产1万吨顺丁橡胶生产工艺设计
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 聚合工段的操作控制5.附图：带控制点的工艺流程图（PID）1.工艺设计基础1.1 设计任务该车间设计生产规模为年产10000t顺丁橡胶。
主要原料：单体——丁二烯；溶剂——溶剂油；引发剂——环烷酸镍、三异丁基铝、三氟化硼乙醚络合物；终止剂——乙醇；防老剂——2.6-二叔丁基对甲苯酚（简称2.6.4）。
其生产原理采用溶液聚合的方法，使丁二烯、溶剂、引发剂等在连续釜式反应器中进行配位聚合，制得粘稠胶液，再通过水蒸汽凝聚、洗胶、干燥、压块等过程获得最终产品——顺丁橡胶。
1.2 原辅材料性质及技术规格生产顺丁橡胶的主要原料：单体：丁二烯；溶剂：溶剂油；引发剂：环烷酸镍、三异丁基铝、三氟化硼·乙醚络合物；终止剂：乙醇；防老剂：2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚(简称2.6.4)。
其化学名称、分子式、结构式、物理化学性质、来源( 原料路线确定)、用途等可以查阅《有机化工原料手册》《有机化工原料中间体便览》《有机化学》及有关资料等获得。
设计时采用的各种原料质量指标如下：⑴丁二烯纯度：≥99％；丁烯：<1％；水值：<；醛酮总量：；二聚物：<；乙腈：检不出。
⑵溶剂油(C6油)组分： 2.1%、57.8%、40.1%；馏程：60～90℃；碘值：<；水值：<。
⑶烷酸镍镍含量：>7～8％；水份：<0.1％；不皂化物：无⑷异丁基铝外观浅黄透明；无悬浮物；活性铝含量：≥50％。
顺丁橡胶PPT课件
结构特点
➢ 平均摩尔质量较低，且分子量分布较窄。
高分子量的顺丁橡胶分子量为(80~120)×104； 中高分子量的顺丁橡胶分子量为(25~40)×104。
➢ 结构规整、无侧基的碳链橡胶，可以结晶。 ➢ 非极性橡胶。无极性、分子间作用力较小、分子链柔顺性好。 ➢ 每个结构单元上存在一个双键，为不饱和橡胶。但是因为双键
中顺式 ——顺式含量90%~95%。物理学性能和加工性能<高顺式聚丁二烯
橡胶，趋于淘汰。
低顺式 ——顺式含量40%以下。是含有较多的乙烯基（即1，2-结构）的中
乙烯基丁二烯橡胶。它具有较好的综合平衡性能，克服了高顺式丁二 烯橡胶的耐湿滑性差的缺点，最适宜制造轮胎。此外，低顺丁橡胶中 丁二烯的顺反异构体呈无规分布，具有最好的耐寒性。
➢ 目前尚有三种新型催化剂： 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） 卤化π-烯丙基铀催化剂【如(π-C3H5)3UCl-AlRCl2,式中R为乙基】 通过上述三种新型催化剂均可制得高顺式(96%~99%)的顺丁橡 胶，而且活性和所得硫化胶的物理性能也很好。
一端没有甲基的推电子性而使得双键活性没有天然橡胶（NR） 大。
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性能—分子链非常柔顺、相对分子质量分布较窄
➢ 是目前橡胶中弹性最好的
➢ 是通用橡胶中低温性能最好的（Tg=-105℃）
➢ 动态生热低
➢ 滞后损失小
优
➢ 耐屈挠性能优异(制品的耐动态裂口生成性能好)
➢ 湿润能力强,硫化时流动性好,适于注射成型
• 顺丁橡胶是结晶性橡胶，但结晶能力不强，所以自补强能力较小
缺
• 撕裂强度较低
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⒊自控设计 ⒋电气设计
⒌采暖通风设计 ⒍供排水设计 ⒎热工设计
照明用电、 照明用电、避雷要求 弱电部分
采暖风设计条件 供水条件、 供水条件、排水条件 热工设计条件
1.土建设计条件： 1.土建设计条件： 土建设计条件
土建设计包括全厂所有建筑物、构筑物（框架、平台、 土建设计包括全厂所有建筑物、构筑物（框架、平台、 设备基础、爬梯等）得设计。 设备基础、爬梯等）得设计。 a. 化工建筑基本知识 化工厂的建筑形式有三种：封闭式 化工厂的建筑形式有三种： 厂房、敞开式厂房和露天框架。 厂房、敞开式厂房和露天框架。 b.工业专业向土建设计提供的条件 工艺人员一般分两 b.工业专业向土建设计提供的条件 次集中提出。一次是在带控制点工艺流程图（ 次集中提出。一次是在带控制点工艺流程图（施）和设备 布置图基本完成； 布置图基本完成；二次条件是在管路布置图基本完成后或 进行到一定时期后提交。 进行到一定时期后提交。
（2） 概算的编制方法 a.单位工程概算 a.单位工程概算 b.综合概算 b.综合概算 c.其他费用概算 c.其他费用概算 d.总概算 d.总概算
BR聚合车间工艺设计初步阶段说明编制 BR聚合车间工艺设计初步阶段说明编制 内容、 内容、格式的审核
设计原则
概述
设计原则 设计原则 车间组成 生产制度 车间组成 工艺路线确定
一次条件： 一次条件：
一次条件中必须向土建介绍工艺生产过程， 一次条件中必须向土建介绍工艺生产过程，物料运 输出和管路关系情况，防火、防爆、防腐、 入、输出和管路关系情况，防火、防爆、防腐、防毒等要 设备布局，厂房与工艺关系和要求， 求，设备布局，厂房与工艺关系和要求，厂房内设备吊装 等。
具体书面条件包括以下几项： 具体书面条件包括以下几项：
原料、 原料、产品物化性质及技术指标
生产流程简述 生产流程简述 操作控制指标 安全防护措施 生产控制分析 原材料、 原材料、动力消耗定额及消耗量 物料衡算 热量衡算 设备计算机选型
初步设计说明书的编制
三废治理
定员
附图、 附图、附表 设计参考资料
初步设计说明书目录
一、概述
（一）设计原则 （二）车间组成 （三）生产制度
2.概算的内容和分类： 2.概算的内容和分类： 概算的内容和分类
a.概算的内容 主要包括 ：单位工程概算；综 a.概算的内容 单位工程概算； 合概算；其他工程和费用概算；总概算（ 合概算；其他工程和费用概算；总概算（包括编 制说明书，主要设备，建筑安装的三大材料： 制说明书，主要设备，建筑安装的三大材料：钢 木材、水泥，用量估算表， 材、木材、水泥，用量估算表，投资分析及总概 算表）。 算表）。
1期 2期 1期 2期
水质（污水） 水质（污水）
需水量
管 子
管材 管径
水温
物理化 学成分
6.采暖通风设计条件 6.采暖通风设计条件
本专业在化工设计中不一定都存在，主要取 本专业在化工设计中不一定都存在， 决于化工设计项目的要求。 决于化工设计项目的要求。如工程建设在暖地就 不用采暖。生产过程中没有毒气体和高温产生， 不用采暖。生产过程中没有毒气体和高温产生， 一般也不采用专门设计排风装置。 一般也不采用专门设计排风装置。如果需要工艺 专业应提供下列设计条件。 专业应提供下列设计条件。 ①工艺流程图 ②设备一览表 ③提出采暖方式 采用的通风方式、 ④ 列出采暖设计条件 ⑤ 采用的通风方式、设备 的散热量、产生有毒物质的名称、 的散热量、产生有毒物质的名称、数量和产生的 粉尘情况 。
4.电气设计 4.电气设计
电气设计条件一般分为三个方面， 电气设计条件一般分为三个方面，一是设备用电部 二是照明、避雷部分；三是弱电部分。 分；二是照明、避雷部分；三是弱电部分。
5.供排水设计条件 5.供排水设计条件
序 车间 车间 主要 号 编号 名称 设备 名称
用水（排水量） 水的主 用水（排水量） 要用途 经常 最大
2.非标准准备设备设计 2.非标准准备设备设计
非定型设备机械设计由机械专业人员完成，它 非定型设备机械设计由机械专业人员完成， 的工作是根据工艺设计人员提供的非定型设备条 件表，选择设备的结构材料，进行强度、 件表，选择设备的结构材料，进行强度、刚度等 计算，确定壁厚及腐蚀余量， 计算，确定壁厚及腐蚀余量，确定零部件的结构 尺寸，确定设备的施工要求， 尺寸，确定设备的施工要求，最后做出设备施工 提交设备制造厂加工。 图，提交设备制造厂加工。非定型设备条件表由 设备结构条件表和条件图两部分组成。 设备结构条件表和条件图两部分组成。
① 提供工艺流程图及简述 提供设备布局平、 ②提供设备布局平、剖面布置图 ③人员表 ④设备重量表
二次条件： 二ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ条件：
包括预埋件、开孔条件、设备基础、 包括预埋件、开孔条件、设备基础、地脚螺 栓条件图、全部管架基础和管沟等。 栓条件图、全部管架基础和管沟等。 提出所有设备（包括室外设备） 提出所有设备（包括室外设备）的基础位置尺 基础螺栓孔位置和大小、 寸，基础螺栓孔位置和大小、预埋螺栓和预埋钢 板的规格、位置及伸出地面长度等要求。 板的规格、位置及伸出地面长度等要求。
3.自动控制设计条件 ： 3.自动控制设计条件
自动控制与化工生产关系非常密切，是实现装 自动控制与化工生产关系非常密切， 置安全运行，保证产品质量的重要手段， 置安全运行，保证产品质量的重要手段，此项工 作由自动控制专业人员承担。 作由自动控制专业人员承担。 a. 自动控制内容 化工生产车间的自动控制设 计大致包括以下内容： 计大致包括以下内容： 自动检测系统 自动信号联 锁保护系统设计 自动操作系统设计 自动调节系 统设计 b.带控制点的流程图 设备布置图，在图中注 b.带控制点的流程图 设备布置图， 明控制室位置与面积； 明控制室位置与面积；环境特性表和自控设计条 调节阀计算数据表；提出信号要求， 件；调节阀计算数据表；提出信号要求，并在布 置图上标明安装地点。 置图上标明安装地点。
年产1.1万吨顺丁橡胶聚合车间 年产1.1万吨顺丁橡胶聚合车间 的工艺设计
第四组 冯盛善、杨建、杨宁 黄正中、张鹏、朱卫兵、张庆
BR工艺设计需要向其他设计提交数 BR工艺设计需要向其他设计提交数 据的审核
一次条件
⒈土建设计
二次条件 非标准设备条件 自控设计
设备用电
⒉非标准设备设计
工艺设计向其他设计 提供的数据
7.热工设计条件： 7.热工设计条件： 热工设计条件
①供汽方式。间断供汽，还是连续供汽。 供汽方式。间断供汽，还是连续供汽。 工艺流程图。标明供汽工段和设备。 ②工艺流程图。标明供汽工段和设备。 工艺设备平面布置图。标明接管地点， ③工艺设备平面布置图。标明接管地点，管材 和管径等。 和管径等。 ④供汽的工艺条件。包括压力、温度、流量、 供汽的工艺条件。包括压力、温度、流量、 废蒸汽或冷凝液的回收利用要求等。 废蒸汽或冷凝液的回收利用要求等。
b.按概算费用用途分类 b.按概算费用用途分类
① 设备购置费 ② 设备安装工程费 ③ 建筑工程费 ④ 其他基本建设费用
c.概算项目按工程性质分类 c.概算项目按工程性质分类 ①工程费用 ② 其他费用
概算的编制依据和方法
（1）概算的编制依据
a.设计说明书和图纸 b. 设备价格和资料 a.设计说明书和图纸 c.概算指标（概算定额） d 概算费用指标 c.概算指标 概算定额） 概算指标（
（一）附图 （二）附表
十二、设计参考资料（参见本书244） 十二、设计参考资料（参见本书244）
谢谢大家！ 谢谢大家！
2011年10月13日 2011年10月13日
二、原料、产品和物理化学性质及技术指标 原料、
（一）原料的物理化学性质及技术指标 （二）顺丁橡胶的物理互学性质及技术指标
三、车间危险性物料主要物性 四、生产流程
（一）生产流程简述 （二）操作控制 （三）安全防护措施
五、工艺计算与主要设备选型
（一）物料衡算 （ 二）热量衡算 （三）设备计算及选型
六、原材料、动力消耗定额及消耗量 原材料、 七、 生产控制分析 八、定员 九、三废治理 十、其他 十一、 十一、设计说明书的附图和附表
概算问题确定结果的审核 概算原则
单位工程概算
概 概算的确定 算 内 容
工程
概算
概算
1.概算原则： 1.概算原则： 概算原则
设计概算的意义和原则 设计概算是编制
设计项目全部建设工程所需费用的一项工作， 设计项目全部建设工程所需费用的一项工作，是 整个设计的重要组成部分， 整个设计的重要组成部分，是国家控制基本建设 投资，编制基本建设计划和考核建设成本的依据。 投资，编制基本建设计划和考核建设成本的依据。 通过概算可以衡算设计是否经济合理。 通过概算可以衡算设计是否经济合理。