年产3.2万吨丁苯橡胶设计说明书

年产3.2万吨丁苯橡胶设

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设计说明书目录

第一章绪论…………………………………3～5 第二章经济效益分析………………………6～10 第三章工艺论证……………………………11～11 第四章产品及原料说明……………………12～16 第五章工艺流程简述………………………17～19 第六章工艺计算……………………………20～28 第七章反应釜的设计计算…………………29～32 第八章列管式换热器及泵的选型设计……33～35 第九章车间工艺布置及厂址选择…………36～39 第十章安全设计……………………………40～44 第十一章经济估算及社会效益………………45～49 参考文献……………………………50～51

第1章绪论

§1.1乳聚丁苯橡胶概况

§1.1.1 乳聚丁苯橡胶简介及合成技术进展

丁苯橡胶是由1,3-丁二烯与苯乙烯共聚而得的高聚物，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。其物理结构性能，加工性能及制品的使用性能接近天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种橡胶并用。丁苯橡胶具有适合轮胎用途的各种优异性能，溶液丁苯橡胶滚动阻力比乳液丁苯橡胶和天然橡胶低，抗湿滑性比顺丁橡胶好，耐磨性也很好，特别是第二代溶液丁苯橡胶的成功研发，其滚动阻力比乳液丁苯橡胶减20%—30%，抗湿滑性优于顺丁橡胶。由于其优良的性能，也广泛用于胶管、胶带、胶鞋、耐磨、衬里以及塑料（主要是聚苯乙烯和abs）抗冲击改性剂等用途，但轮胎和胶鞋领域占总消费量的70%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[4]中，约90%的生产工艺为低温条件。低温乳聚生产橡胶流程大同小异，包括原料准备、化学品制备、聚合、单体回收、胶乳贮存、凝聚、干燥和产品包装等工序，配方也大同小异。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。合成SSBR的基本技术路线通常用烷基锂作引发剂，用烷烃或环烷烃做溶剂，用四氢呋喃作无规剂，用醇类作终止剂。该技术被欧洲许多公司采用

ESBR的生产技术在20世纪后期逐渐成熟，此后对工艺又进行了改进，并朝着大型化方向发展，自动化水平有了明显提高，并且已达到相当先进水平。

ESBR在提高聚合反应的单体转化率、节能降耗等方面取得了很大的进展，在解决ESBR滚动阻力与抗湿滑性能矛盾问题。优化产品性能，适应市场需求等方面也得到了突破性进展。

§1.1.2. 我国丁苯橡胶新技术的开发

近年来我国开展了许多丁苯橡胶科研开发与技术改革，大连理工大学化工学院与燕山石化公司研究院以正丁基锂为引发剂合成了丁二烯-苯乙烯二嵌段共聚物，该共聚物与普通溶聚丁苯橡胶相比，不仅具有良好的物理机械性能，同时具有低滚动阻力和高抗湿滑性能，此外还采用由正丁基锂和二乙烯基苯合成的多螯型引发剂及SnCl偶联剂等合成了具有宽相对分子质量分布、高门尼粘度的溶聚丁苯橡胶，并且采用湿法充油值得了物理机械性能优异的充油丁苯橡胶。兰州石化公司石化研究院自行研制开发了粉末丁苯橡胶制备技术，并实现了中式放大，经200t/a规模的中试证明该技术凝聚工艺平稳，过程易于控制，产品性能稳定，重复性好，属国内首创技术，该技术应用于沥青改性方面，具有掺混工艺简单、易于分散、改善沥青低温性能的特点，并填补了国内粉末丁苯橡胶改性沥青领域的空白。另外，山东齐鲁石化公司橡胶厂开发成功新一代环保型丁苯橡胶，这项产品已经达到欧洲同类产品的环保标准。其日试产能力为360吨，试生产完成之后的日生产能力将达到500吨，专家认为，环保型丁苯橡胶的问世对于推进橡胶产品行业的环境保护具有重要意义。

§1.1项目提出的背景和意义

§1.1.1 市场背景

随着中国加入WTO，汽车进口关税降低，国内汽车工业及轮胎业将面临着更大的挑战，尤其是受世界经济不景气的影响，中国轮胎及橡胶制造业的出口难度加大，有可能导致SBR消费量增长速度减缓，但从长远来看，国内丁苯胶市场仍将保持较大比例的增长。同时，随着外资企业在中国投资规模的加大以及中国汽车工业及高速公路的发展，高性能轮胎的需求量将会逐步增加，尤其是“费改税”政策的实施，SSBR用于轮胎的节能、安全、舒适的特点将会愈加受到人

们的关注和青睐。

§1.1.2 建设意义与项目的提出

专家建议，从目前来看国内丁苯橡胶产业发展应以提高龙头企业加工转化能力为突破口，带动相关产业的多元发展，提高产业的附加值。鼓励引进先进生产技术，促进标准化生产，提升产品竞争力。从财政、金融、税收等方面帮助企业解决实际困难，切实促进丁苯橡胶产业化的发展。因此，在国民经济持续发展，社会对于橡胶合成业产品需求量不断增长的大背景下，我国橡胶合成业面临着良好的发展机遇，市场前景广阔，潜力巨大。

第2章经济效益分析

§2.1丁苯橡胶的市场分析

§2.1.1国际橡胶市场概况

2008 年, 世界合成橡胶产量及市场需求量分别为1302 万t 和1265 万t , 同比分别增长4. 0%和3. 6% 。丁苯橡胶的产量和市场需求量分别为537 万t 和435 万t , 装置开工率为81% 左右,2008 年亚太地区合成橡胶产量及市场需求量分别达到553 万t 和612 万t, 同比分别增长4. 7%和6. 2% 左右。其中丁苯橡胶的产能和市场需求量分别为220 万t 和166 万t, 装置的开工率约为75. 3% 左右。2008 年我国共生产合成橡胶221. 5万t, 同比增长20. 1%。其中丁苯橡胶( 固) 约为70. 8 万t, 同比增长21. 1%。与此同时, 合成橡胶的消费量也大幅增加, 我国合成橡胶表观消费量为246. 8 万t, 同比增长16. 0% , 其中丁苯橡胶( 固) 消费量为94. 8 万t , 同比增长约15. 5% 左右。除了产量增长外, 受市场需求走好的影响,2008 年合成橡胶的进口量也继续增加, 共进口合成橡胶133. 2 万t, 同比增长9. 1% , 其中丁苯橡胶进口量为25. 8 万t , 同比增长1. 4%左右。

从合成橡胶消费结构看, 丁苯橡胶从国内外消费量来看仍是最大的品种。其主要应用有:

(1)在轮胎领域, 轮胎子午化率逐年提高, 斜交轮胎则为负增长。与斜交轮胎相比, 丁苯橡胶在子午胎特别是全钢子午胎中的用量较少;

(2) 在非轮胎领域, 其他合成橡胶品种如丁基橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、苯乙烯类热塑性弹性体及聚丁二烯橡胶的应用增长较快;

(3) 由于天然橡胶生产形势良好, 产量增加较快, 丁苯橡胶与天然橡胶的价格竞争, 导致有些轮胎生产企业在天然橡胶价格较低时期调整配方, 从而可能减少丁苯橡胶的使用量。

丁苯橡胶主要用于生产轮胎。世界丁苯橡胶的消费结构中, 约53. 5% 用于轮胎及轮胎制品,11. 4%用于橡胶工业制品, 34. 6% 用于其他方面。

世界各个地区丁苯橡胶的市场消费结构有所不同。按地区划分, 亚洲地区约47%用于生产轮胎及其制品, 10% 用于生产橡胶工业制品, 43% 用于其他