年产7吨聚丁二烯橡胶聚合工艺设计任务书

安徽建筑工业学院材化学院08高分子

《高分子材料工艺设计》任务书

一.设计目的

在《高分子材料工艺设计》中通过处理一个具体的高分子材料产品合成工艺路线，促使学生更好地掌握高分子材料工艺学这门课的工艺过程，掌握聚合过程的物料和能量衡算、各釜的转化率对聚合进程的影响。

二. 设计题目

年产3万吨聚丁二烯橡胶聚合工艺设计

（成员：刘荣平，徐凡，丁浩，汪鹏程，张臻）

三. 时间安排

2011－2012学年第一学期第18、19周（12月26日～1月8日）

四. 设计要求

本次课程设计内容为具体的高分子材料产品——聚丁二烯橡胶的合成工艺设计。在设计工作结束后，要求完成一份设计说明书和设计图纸，设计说明书和图纸必须符合规范要求，要采用工程化的语言，图形文件完整。具体说明如下：（一）设计说明书

1．设计说明书的格式

1.1设计说明书的书写采用安徽建筑工业学院教务处监制印刷的统一规格的毕业

设计用纸；

1.2说明书的目录编排应在设计说明书的正文撰写完毕后进行，要求目录中章节

的页码与正文保持一致；目录和正文书写格式及编号要按国家出版社的规范要求来写。

2.设计说明书的内容

2.1 概述

2.1.1设计意义（本项目国内外发展研究概况以及应用前景）

2.1.2设计依据

2.1.3设计概况

（1）主要原料

（2）生产原理

2.1.4设计基础

（1）生产制度

（2）基础数据

（3）各釜总传热系数

（4）各釜搅拌功率和电机功率

（5）操作方式

2.1.5工艺路线的确定

（1）聚合方法的确定

（2）单体原料路线的确定

（3）引发剂的选定（Li、Ti、Co、Ni）

（4）溶剂的选择（溶剂油）

2.1.6聚合反应机理及影响因素

（1）聚合反应机理

（2）影响反应的因素

（3）单体浓度

（4）温度

（5）杂质

2.2 原料、产品的物理化学性质及技术指标

2.2.1原料的物理化学性质及技术指标（包括配方中所有的原料）

2.2.2聚丁二烯橡胶的物理化学性质及技术指标（包括聚丁二烯橡胶的结构、性

能、用途以及质量指标等）

2.3 生产流程简述

2.3.1生产流程简述

（1）聚合工段

（2）后处理工段

2.3.2聚合过程的操作条件、控制指标

2.4 工艺计算—物料衡算

2.4.1计算基准

2.4.2聚合釜物料衡算（丁二烯系统、溶剂油系统、引发剂系统、聚丁二烯橡胶

系统）

2.4.3终止釜物料衡算（终止剂用量计算、防老剂用量计算）

2.4.4凝聚釜物料衡算（基础数据、凝聚釜物料衡算图：循环水用量、损失量、

去振动筛的聚丁二烯橡胶胶粒量、水蒸气冷凝量、进入冷凝釜的蒸气总量）2.4.5缓冲槽、振动筛、洗胶罐物料衡算（进料系统、出料系统）

2.4.6干燥、脱水物料衡算

2.4.7包装物料衡算

2.4.8校验设计任务

2.5 工艺计算—能量衡算

2.5.1基础数据

2.5.2各聚合釜转化率的确定

2.5.3各釜物料组成及物性数据

2.5.4热量衡算

（1）计算基准

（2）总热量衡算图

（3）各釜热量衡算式

（4）搅拌热

（5）各釜热量衡算

2.6 设备选型

2.6.1聚合釜容积

2.6.2搅拌功率的确定

其它略

2.7 设计总结

2.8 参考文献

（二）设计图纸

2#图纸一张，A3图纸一张；

内容：聚丁二烯橡胶工艺流程图

五.设计基础

年产量3万吨；年开工时间8000小时；每吨聚丁二烯橡胶消耗丁二烯1.06吨；总转化率大于80%；丁二烯浓度10-16克／100mL；丁油入釜温度≤40℃；首釜温度≤95℃；末釜温度≤110℃；聚合系统压力≤0.44MPa；计量罐压力≤0.1MPa；计量泵压力≤0.8MPa。

设计选用配方：

镍／丁二烯＝1.5×10-4；铝／丁二烯＝1.0×10-3；硼／丁二烯＝1.0×10-3；铝／镍＝3-8；铝／硼﹥0.5-1.2；醇／铝＝6；防老剂／丁二烯＝1%。（质量比）全装置总收率93.5%；总消耗6.5％（以1.06吨100％丁二烯为基准计算收率和损耗）．损耗（包括工艺损耗和机械损耗）分配如下：

聚合挂胶等损失2％

油水分离器水相丁二烯溶解损失2％

聚合、凝聚的丁二烯机械泄漏损失1％

包装过程中不合格和落地料损失1％

凝聚、振动筛聚丁二烯渣末损失0.5％

六.参考资料：

1.《聚合物工艺设计》陈昀，化学工业出版社，2004，8；

2.《高聚物合成工艺》王久芬，国防工业出版社，2005，7；

3.《高分子材料概论》韩冬冰，中国石化出版社，2005，1；

4.《化工设计概论》侯文顺，化学工业出版社，2005，5；

5.《高聚物合成工艺学》赵德仁，化学工业出版社，1997，6；

6.《高聚物合成工艺设计基础》张洋，化学工业出版社，1981，7。

指导老师：程从亮、张璟焱

审阅人：

2011年12月15日