年产1.1万吨顺丁橡胶生产工艺设计说明书讲述
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我国的顺丁橡胶主要用于轮胎、制鞋、高抗冲聚苯乙烯和ABS树脂的改性等方面。根据中投顾问发布的《2010-2015中国合成橡胶行业投资分析及前景预测报告》，轮胎领域需求量约占顺丁橡胶总需求量的64.9%，制鞋约占10.2%，高抗冲聚苯乙烯加工改性约占9.7%，胶管、胶带约占8.8%，其他方面约占6.4%。
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。
1.1.7设计任务的意义
顺丁橡胶在世界七大合成橡胶品种中，产量仅次于SBR，居第二位；在通用橡胶品种中，消耗仅次于NR和SBR，居第三位。目前，全世界30多个国家和地区约有50套工业生产装置进行商品化生产。近十年来，中国橡胶工业生产持续稳定发展，年递增速度在8%左右；技术进步显著，新产品、新工艺、新设备发展迅速；产品结构调整大有成效。代表轮胎发展方向的子午线轮胎产量已占总产量的13%，胶鞋的高档产品已超过胶鞋总产量25%，并开发了汽车、电子、建筑、家电等行业配套的大量精细橡胶制品，产品出口量每年大幅增长。因此，顺丁橡胶生产工艺的设计具有很大的意义。
熔点69~71℃；游离甲酚﹤0.04%；灰分﹤0.03%；油溶性：合格
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
水值
胺值
GB1669-96
3
环烷酸镍
镍含量﹥7~8%；水份﹤0.1%；无不皂化物
浓度
41539
4
三异丁基铝
无悬浮物；活性铝含量≥50%
浓度
42022
5
三氟化硼·乙醚络合物
BF3含量﹥46%；沸点124.5~126℃
6
乙醇
纯度95%；含水5%；恒沸点78.2℃
浓度
GB/T 6820-1992
7
2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚
年产1.1万吨顺丁橡胶生产工艺设计
1.1.2产品规格
纯度为99%的顺丁橡胶
1.1.3生产能力
年产1.1万吨顺丁橡胶；
考虑到设备检修，年开工时间为8000小时；
采用五班三倒制，每班工作8小时。
1.1.4主要设计任务
顺丁橡胶生产工艺由聚合工段和后处理工段两大部分组成，本设计的主要任务为：
（1）聚合釜、终止釜和凝聚釜的物料衡算；
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。
50min
6.5～10.5
7.0～11.0
6.8～10.8
6.2～10.7
6.7～11.2
6.5～11.0
6.0～11.0
6.5～11.5
6.3～11.3
拉伸强度
MPa
35min
14.2
13.7
13.2
伸长率
％
35min
450
430
430
1.4危险性物料的主要物性
表1-3危险性物料的主要物性
序号
物料名称
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
组成来自百度文库
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
北京化工大学化学工程学院
设计说明书
题目：
学生：
班级：化工
学号：
指导教师：
2015年1月
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
顺丁橡胶主要用于轮胎加工行业。另外还用于输送带、传动带、模压制品、鞋底、胶鞋及海绵胶等方面。
1.1.6顺丁橡胶的生产需求状况
我国的顺丁橡胶生产技术，不仅建厂成本低、回报高，而且与国外相比，具有催化剂用量低、反应时间短、聚合反应器生产强度高、运转周期长的优点，而且产品成本低、质量好，尤其耐屈挠性能突出。我国的顺丁橡胶投产后，市场占有率随产量的增加而提高，目前保持在97%以上，出口欧洲、亚洲、非洲等187个国家和地区。
（2）聚合釜的热量衡算；
（3）聚合釜的计算和选型；
（4）设计出聚合工段带工艺控制点的工艺流程图。
由于本设计为假定设计，所以设计任务中其他项目如：厂区或厂址、主要技术经济指标、原料的供应、技术规格以及燃料种类、水电汽的主要来源，与其他工业企业的关系，建厂期限、设计单位、设计进度及设计阶段的规定等均从略。
相对分子质量
熔点
沸点
闪点
燃点
空气中的爆炸极限
国家标准
备注
上限
下限
1
丁二烯
54.1
-109
-4.5
-76
414
16.30%
1.10%
GB/T 13291-2008
2
三异丁基铝
198
-5.6
86
﹤0
﹤4
42022
3
溶剂油
86
20~160
-2
350
8.70%
1.10%
GB1669-96
4
乙醇
46.1
-117
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）
1．工艺设计基础
1.1设计任务
1.1.1设计项目
79
13
363
19%
3.30%
GB/T 6820-1992
5
三氯化硼乙醚络合物
142
142.5~126
66.7
445
11.10%
2%
1.5原材料的消耗定额
表1-4原材料消耗定额表
序号
名称
规格
单位
消耗量
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。
1.1.7设计任务的意义
顺丁橡胶在世界七大合成橡胶品种中，产量仅次于SBR，居第二位；在通用橡胶品种中，消耗仅次于NR和SBR，居第三位。目前，全世界30多个国家和地区约有50套工业生产装置进行商品化生产。近十年来，中国橡胶工业生产持续稳定发展，年递增速度在8%左右；技术进步显著，新产品、新工艺、新设备发展迅速；产品结构调整大有成效。代表轮胎发展方向的子午线轮胎产量已占总产量的13%，胶鞋的高档产品已超过胶鞋总产量25%，并开发了汽车、电子、建筑、家电等行业配套的大量精细橡胶制品，产品出口量每年大幅增长。因此，顺丁橡胶生产工艺的设计具有很大的意义。
熔点69~71℃；游离甲酚﹤0.04%；灰分﹤0.03%；油溶性：合格
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
水值
胺值
GB1669-96
3
环烷酸镍
镍含量﹥7~8%；水份﹤0.1%；无不皂化物
浓度
41539
4
三异丁基铝
无悬浮物；活性铝含量≥50%
浓度
42022
5
三氟化硼·乙醚络合物
BF3含量﹥46%；沸点124.5~126℃
6
乙醇
纯度95%；含水5%；恒沸点78.2℃
浓度
GB/T 6820-1992
7
2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚
年产1.1万吨顺丁橡胶生产工艺设计
1.1.2产品规格
纯度为99%的顺丁橡胶
1.1.3生产能力
年产1.1万吨顺丁橡胶；
考虑到设备检修，年开工时间为8000小时；
采用五班三倒制，每班工作8小时。
1.1.4主要设计任务
顺丁橡胶生产工艺由聚合工段和后处理工段两大部分组成，本设计的主要任务为：
（1）聚合釜、终止釜和凝聚釜的物料衡算；
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。
50min
6.5～10.5
7.0～11.0
6.8～10.8
6.2～10.7
6.7～11.2
6.5～11.0
6.0～11.0
6.5～11.5
6.3～11.3
拉伸强度
MPa
35min
14.2
13.7
13.2
伸长率
％
35min
450
430
430
1.4危险性物料的主要物性
表1-3危险性物料的主要物性
序号
物料名称
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
组成来自百度文库
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
北京化工大学化学工程学院
设计说明书
题目：
学生：
班级：化工
学号：
指导教师：
2015年1月
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
顺丁橡胶主要用于轮胎加工行业。另外还用于输送带、传动带、模压制品、鞋底、胶鞋及海绵胶等方面。
1.1.6顺丁橡胶的生产需求状况
我国的顺丁橡胶生产技术，不仅建厂成本低、回报高，而且与国外相比，具有催化剂用量低、反应时间短、聚合反应器生产强度高、运转周期长的优点，而且产品成本低、质量好，尤其耐屈挠性能突出。我国的顺丁橡胶投产后，市场占有率随产量的增加而提高，目前保持在97%以上，出口欧洲、亚洲、非洲等187个国家和地区。
（2）聚合釜的热量衡算；
（3）聚合釜的计算和选型；
（4）设计出聚合工段带工艺控制点的工艺流程图。
由于本设计为假定设计，所以设计任务中其他项目如：厂区或厂址、主要技术经济指标、原料的供应、技术规格以及燃料种类、水电汽的主要来源，与其他工业企业的关系，建厂期限、设计单位、设计进度及设计阶段的规定等均从略。
相对分子质量
熔点
沸点
闪点
燃点
空气中的爆炸极限
国家标准
备注
上限
下限
1
丁二烯
54.1
-109
-4.5
-76
414
16.30%
1.10%
GB/T 13291-2008
2
三异丁基铝
198
-5.6
86
﹤0
﹤4
42022
3
溶剂油
86
20~160
-2
350
8.70%
1.10%
GB1669-96
4
乙醇
46.1
-117
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）
1．工艺设计基础
1.1设计任务
1.1.1设计项目
79
13
363
19%
3.30%
GB/T 6820-1992
5
三氯化硼乙醚络合物
142
142.5~126
66.7
445
11.10%
2%
1.5原材料的消耗定额
表1-4原材料消耗定额表
序号
名称
规格
单位
消耗量