20907051015年产八万吨顺丁橡胶工艺设计.doc

本科毕业论文（设计）(2013届)题目：年产八万吨顺丁橡胶工艺设计学院：化学化工学院专业：化学工程与工艺学生姓名：学号指导教师：职称（学位）：合作导师：职称（学位）：完成时间：2013年5月20日成绩：学位论文原创性声明兹呈交的学位论文，是本人在指导老师指导下独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文而产生的权利和责任。声明人（签名）：年月日黄山学院本科毕业论文目录中文摘要.............................................................1英文摘要.............................................................21引言..............................................................31.1国内顺丁橡胶生产概况.........................................31.2顺丁橡胶合成技术开发情况.....................................31.3产品的用途...................................................41.4生产工艺.....................................................41.4.1单体生产方法及规格.....................................41.4.2催化剂的体系[8]..........................................41.4.3聚合方法...............................................51.4.4聚合条件的影响.........................................61.5聚合后处理...................................................72工艺设计过程......................................................82.1设计要求.....................................................82.2工艺路线的确定...............................................92.2.1聚合方法的确定.........................................92.2.2单体原料路线的确定....................................102.2.3溶剂的选择............................................103工艺路线简述.....................................................103.1聚合装置的工艺流程..........................................103.1.1配制..................................................103.1.2聚合..................................................103.1.3后处理................................................113.2车间工艺流程简图.............................................114工艺计算与设备选型...............................................114.1物料衡算....................................................114.1.1基础数据..............................................114.1.2计算基准..............................................124.1.3聚合釜物料衡算........................................124.1.4凝聚釜物料衡算........................................164.1.5振动筛及热水罐物料衡算................................194.1.6干燥脱水物料衡算......................................204.2热量衡算....................................................204.2.1初始数据..............................................204.2.2确定聚合釜反应转化率..................................214.2.3各釜物料组成及物性据数总时料量：......................224.2.4各釜对流传热系数和传热系数K的计算....................234.3设备选型....................................................294.3.1聚合釜工艺计算........................................294.3.2引发剂配制系统设备确定................................305安全技术与三废处理...............................................33黄山学院本科毕业论文5.1安全技术....................................................335.2三废处理....................................................33参考文献............................................................35致谢................................................................36黄山学院本科毕业论文1年产8万吨顺丁橡胶工艺设计化学化工学院化学工与工艺专业学生姓名指导老师摘要：本设计为年产8万吨顺丁橡胶聚合工艺设计，在文献调研和课题探讨的基础上，进行了顺丁橡胶的生产方法和工艺的论证。确立了以1，3-丁二烯作为合成单体，在环烷酸镍、三异丁基铝、三氟化硼乙醚络合物三种催化剂的作用下，以乙醇作终止剂聚合生成高分子顺丁橡胶（分子量在20万以上）。在掌握各种物料的基本性质，聚合机理，聚合方法，工艺流程以及国内外的发展状况的基础上，进行了工艺流程设计、物料衡算、热量衡算、设备计算、生产安全技术、环境保护等。关键词：顺丁橡胶；物料衡算；热量衡算；工艺设计黄山学院本科毕业论文2Thetechnologicaldesignof80000t/aCis-1,4-PolybutadienerubberfanxiaoweiDirector：Qinchuangao(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,HuangshanUniversity,Huangshan,Anhui,245041)Abstract:Thedesignforthe80000tonsannualproductioncapacitycis-1,4-polybutadienerubberpolymerizationtechnologydesignsection,intheliteratureandfieldresearchonthebasisofacis-1,4-polybutadienerubberproductionmethodsandtechnologydemonstrationtodetermine1,3-ButadieneisusedasasyntheticmonomerofCis-1,4-polybutadienerubber,thenickelnaphthenate,triisobutylaluminumandetherateoftrifluoroboronareusedascatalysts,andethanolisusedasterminatorinthepolymerizationofcis-1,4-polybutadienerubber.Inthegraspofthebasicpropertiesofvariousmaterials,polymerizationmechanism,polymerizationmethods,thedevelopmentprocessandthestatusathomeandabroadbasedonthesectionthematerialbalance,theheatbalance,thecalculationoftheequipment’ssizeandtheequipmentmodeldesignation,theproductionsafety,environmentalprotection,andsoon.Keyword:Cis-1,4-polybutadienerubber；materialbalance；heatbalance；technologicaldesign黄山学院本科毕业论文31引言二十世纪六十年代PhillipsPetroleum公司将顺丁橡胶的实现工业化生产，随着现代化工行业的前进，在胶类产品制造也推动下，顺丁橡胶大规模生产得到实现，从1964年，其在七大合成橡胶生产能力中升至亚军，地位仅次于丁苯橡胶。目前，全世界30多个国家和地区约50套工业生产装置进行商品化生产[1]。1.1国内顺丁橡胶生产概况国内顺丁橡胶的研究比较，1971年北燕石化工建成投产标志我国第一套镍系顺丁橡胶生产装置，生产能力为1.5万吨/年，生产过程中采用抽余油为溶剂，环烷酸镍、二氟化硼乙醚络合物和三异丁基铝为催化剂[2]。近年来，国内顺丁橡胶的生产发展很快，产量不断增加[3]。1990年国内产量仅有11余万吨，1996年发展到22多万吨，2000年产量突破30.0万吨，就在2001年国内产量达到33余万吨，相比2000年增长百分之六，足见我国顺丁橡胶发展之快。北燕石化工和高桥石化工，2003年的产量达到21.49万吨，约占全国顺丁橡胶总产量的59.11%；2003年国内顺丁橡胶产量为39.0余万吨，比2002年的34余万吨增长14%，装置开工率为100.1%[4]。中国是大量生产和消费顺丁橡胶的国家，顺丁橡胶技术的开发也较早，形成了比较完善的生产技术，且当前的生产能力在美国之后，居于亚军；国内顺丁橡胶的生产也存在缺陷，例如品牌较少，供过于求，能耗高，出口量少，在胶类产品的传统应用领域应用不广等，所以专家指出，要想彻底解决这些问题，必须改进生产工艺技术，推广该类产品的的使用。1.2顺丁橡胶合成技术开发情况国内顺丁橡胶合成技术经过四十余年的发展，基本形成了镍系、铷系聚丁二烯橡胶和锂系为引发剂的橡胶品种，建立了比较完善的配套工业生产技术体系。当前，采用稀土钕等催化剂是顺丁橡胶新技术开发的关键。设计过程中用的是镍系聚丁二烯橡胶合成技术，主要是在催化剂作用下，以溶剂油(沸程65～85℃)为溶剂，进行聚合制得。此类技术的优点是以抽余油为溶剂