年产10万吨丁苯橡胶生产工艺设计
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- 年产10万吨丁苯橡胶生产工艺设计丁苯橡胶在上世纪五十年代以后，得到了突飞猛进的巨大发展，截止目前已成为世界上年生产量最大的一种合成橡胶[1]，大约占整个合成橡胶总产量的80%左右。苏联、美国、加拿大和德国一直是丁苯橡胶的主要生产国，单近些年以来英国、意大利、及我国等国丁苯橡胶的生产工艺和工业产量也成为了后起之秀，在全球市场占有一席之地。丁苯橡胶就是我们常见的普通橡胶，具有天然橡胶一般特性，甚至有些方面的特殊性能要比天然橡胶更好。我的毕业论文设计是年产10万吨丁苯橡胶工艺设计，全部的设计文件由设计说明书和设计图纸组成。设计书中，大致说明了丁苯橡胶的发展趋势、生产状况、性能和主要用途，说明书中也包括目前丁苯橡胶的常见的两种工业聚合生产方法，并进行了对比，然后综合对比后选取了低温乳液聚合的工艺生产方法。在进行设计书的撰写中，我根据湖北理工学院设计任务书的要求，做出了比较详细的物料衡算和能量衡算，对需要的设备进行了工艺计算和选型，也在聚丁苯橡胶生产工艺流程中的安全问题及“三废”[2]治理作了比较详细的说明。我绘制了相应的设计图纸，设计图纸有工艺流程图、主要设备图及车间布置图等组成。
关键词：丁苯橡胶，低温乳液聚合，聚合釜，苯乙烯，丁二烯
PROCESS DESIGN OF STYRENE BUTADIENE RUBBER WITH ANNUAL OUTPUT OF 50,000 TONS
ABSTRACT
After the the 1950s, SBR develops rapidly. It has become the largest international production of synthetic rubber so far. SBR accounted for more than 80% of total production of Synthetic rubber. The Soviet Union, the United States, Canada and East Germany`s production of the SBR are the largest. In recent years, the United Kingdom, Italy, Germany and China and other countries also started the rapid development of SBR. SBR is common type of rubber, and sometimes it can substitute for natural rubber. Some properties are even better than natural rubber. This is a design for an annual output of 50,000 tons of SBR process. The documents are consisted of design specification and design drawings. In the design of brochures, a brief introduction of the SBR production status, trends, performance and the main purpose of the current SBR, also introduced the two common industrial polymer production methods and make a comparison. It was that the low-temperature emulsion polymerization replaced the polymerization technology production methods. In design process, mass balance and energy balance was calculated according to the request of design specification. Process calculation and model selection was made. At the same time, the safe matters need attention and the management of the three wasters in the process of SBR was stated. The relevant design paper was drawn. The engineering flow diagram and major equipment drawing and the arrangement diagram of work shop were included in design drawing.
KEY WORDS：SBR, Polymerization temperature,
目 录
前 言 1
第1章 绪 论 3
§1.1丁苯橡胶的市场分析 3
§1.1.1 国外生产情况 3
§1.1.2 国内生产情况 3
§1.2丁苯橡胶合成技术进展 7
§1.2.1 乳聚丁苯橡胶的合成技术进展 7
§1.2.2 溶聚丁苯橡胶合成技术进展 7
§1.2.3 我国丁苯橡胶新技术的开发 8
第2章 生产工艺选择 9
第3章 产品及原料说明 10
§3.1 产品的结构与性能 10
§3.1.1 名称及其结构 10
§3.1.2 丁苯橡胶的性能 11
§3.1.3 丁苯橡胶用途 12
§3.2 聚合原理 12
§3.2.1 链引发 12
§3.2.2 链增长 12
§3.2..3 链终止 13
§3.3 原料说明 14
§3.3.1 丁二烯 14
§3.3.2 苯乙烯 14
第4章 低温乳液聚合丁苯橡胶工艺 15
§4.1典型配方 15
§4.2 转化率确定 15
§4.3 配料确定 16
§4.4 聚合条件及原料要求 16
§4.4.1 分散介质 17
§4.4.2 单体纯度 17
§4.4.3 聚合温度 17
§4.4.4 各种助剂 17
§4.4.5 聚合时间 18
第5章 低温乳液聚合工艺流程 19
§5.1 原料准备过程 19
§5.2 聚合过程 19
§5.3 分离过程 20
§5.4 后处理阶段 20
第6章 工艺计算 21
§6.1 计算依据 21
§6.2 生产过程总物料衡算 21
§6.2.1 总进料 21
§6.2.2 配方检验 23
§6.2.3 PBS配方原料汇总 23
§6.2.4 各釜进出料计算 24
§6.3 热量衡算 27
第7章 聚合釜的设计计算 30
§7.1 反应器操作体积 30
§7.2 罐体尺寸确定 31
§7.2.1 筒体高径比 31
§7.2.2 搅拌罐的装料量 31
§7.2.3 初步计算筒体直径 31
§7.3 传热结构，夹套结构 32
§7.4 筒体壁厚确定 32
§7.5 顶盖和工艺接管 33
§7.5.1 进料管 33
§7.5.2 水进料管 33
§7.5.3 液氨的进口管径 34
§7.6 搅拌装置 35
§7.6.1 搅拌器选择 35
§7.6.2 搅拌器转速 35
§7.6.3 搅拌功率 35
§7.7 搅拌器附件 36
§7.7.1 挡板 36
§7.7.2 导流筒 36
第8章 车间工艺布置及厂址选择 38
§8.1 工艺布置设计 38
§8.2 生产厂房的整体布置 39
§8.3 厂址选择依据与原则 39
§8.4 设备布置安全距离 40
§8.5 车间内辅助室和生活室布置 40
第9章 安全设计 42
§9.1 防火防爆 42
§9.2 防毒 43
§9.3 中毒后应采取急救措施 43
§9.4 安全生产要点 44
§9.4.1 重点部位 44
§9.4.2 安全要点 45
参考文献 47
致 谢 49
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