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顺丁橡胶聚合工艺设计 目录 1.概述 2 1.1设计原则 2 1.1.1设计依据 2 1.2设计概况 2 1.3工艺路线的确定 2 1.3.1聚合方法的确定 2 1.3.2单体原料路线的确定 3 1.3.3溶剂的选择 3 1.3.4引发剂的选择 3 1.4催化剂活性中心的形成方式 — 陈化方式 3 1.4.1聚合反应机理及影响反应的因素 4 1.4.2聚合反应机理 4 1.4.3影响反应的因素 4 1.4.4车间组成 4 1.4.5 生产制度 5 2.产品的物理化学性质及技术指标 5 2.1.1顺丁橡胶的结构 5 2.1.2顺丁橡胶的性能 5 2.1.3顺丁橡胶的用途 6 3. 基础数据 6 3.1三釜物料衡算 7 3.1.1 计算丁二烯进料量 7 3.1.2 溶剂进料量 7 3.1.3 催化剂用量 7 3.1.4 聚丁二烯生成量 7 3.1.5 防老剂用量 8 3.2 三釜物料衡算表 8 3.3首釜物料衡算 8 3.3.1 计算丁二烯进料量 8 3.3. 2 溶剂进料量 9 3.3.3 催化剂用量 9 3.3.4 聚丁二烯生成量 9 4.设备选择及计算 10 4.1 聚合釜的体积 10 4.2 确定釜的外型尺寸 10 4.3 搅拌形式选择 11 4.4 搅拌功率的计算 12 5.热量衡算（首釜） 12 6. 设计综述 14 7.参考资料 14 8.附图 15 8.1 BR的生产工艺流程图 15 8.2 反应釜的装配图 15 1.概述 1.1设计原则 1.1.1设计依据 本项目通过研读大量的关于顺丁橡胶性质、用途、生产技术及市场情况分析的文献，对生产聚合顺丁橡胶的工艺过程进行设计的。以及依据就专业教师下达的设计任务书来设计。 1.2设计概况 该设计生产规模为年产45000t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。 1.3工艺路线的确定 1.3.1聚合方法的确定 顺丁橡胶以丁二烯为单体，采用不同催化剂和聚合方法合成。目前世界上顺丁橡胶生产大部分采用溶液聚合法。 催化剂类型的选择与配制是顺丁橡胶生产的关键，它决定工艺过程、聚合速度、聚合物的微观结构和橡胶的性能等。目前生产采用的催化剂主要有镍系、钛系、钴系、锂系、稀土钕系等。不同催化体系顺丁橡胶的生产工艺各有特点，但大体相似，以连续溶液聚合为主，主要工序有：①催化剂、终止剂和防老剂的配制和计量；②丁二烯的聚合；③胶液的凝聚；④后处理，橡胶的脱水和干燥；⑤单体、溶剂的回收和精制。催化剂经配制、陈化后，与单体丁二烯、溶剂抽一起进入聚合装置，在此合成顺丁橡胶。胶液在进入凝聚工序前加入终止剂和防老剂。胶液用水蒸汽凝聚后，橡胶成颗粒状与水一起输送到脱水、干燥工序。干燥后的生胶包装后去成品仓库。在凝聚工序用水蒸汽蒸出的溶剂油和丁二烯经回收精制后循环使用。 顺丁橡胶的生产工序包括：催化剂、终止剂和防老剂的配制计量丁二烯聚合胶液凝聚和橡胶的脱水干燥。其聚合几乎都采用连续溶液聚合流程，聚合装置大都用3～5釜串联，单釜容积为12～50m。在溶液聚合制备过程中，从胶浆中脱除溶剂及其回收精制耗费大量能量 ，这是溶液聚合的最大弱点。为降低生产能耗，国外围绕提高聚合温度和转化率，以及改变溶剂体系开展了广泛的研究 单体浓度 提高单体浓度聚合反应速度增加，有利于提高产量。从传热、搅拌、物料输送等方面综合考虑单体浓度(丁浓)控制范围为10～15％。 温度 聚合温度升高，会使反应速度加快，产物分子量下降，但过高的温度会造成大分子产生支化，影响胶的质量。因此，要严格控制。一般首釜不大于95℃，末釜不大于110℃。杂质 体系中的杂质主要有乙腈、水分、炔烃和空气中的氧等，这些杂质主要对引发剂的活性、诱导期的长短、体系的稳定性、聚合速度产生影响，因此，要严格控制在一定指标以下。设计原则中还要考虑主要设备的选型。 1.4.4车间组成 该车间主要由聚合工段和后处理工段组成。聚合工段主要由罐区、计量、聚合、配制、度等岗位组成。后处理主要由混胶、凝聚、干燥、压块、薄膜、纸袋等岗位组成。设计范围包括：聚合工段至后处理工段的物料衡算、聚合过程的热量衡算、聚合工段各种设备的选型，物料流程图、带控制点工艺流程图、聚合釜装配图、平面布置图等。 1.4.5 生产制度 考虑装置的大修，采用年开工时间为7900h，全装置主要采用连续操作方式，局部采用间歇操作方式。