年产1.1万吨顺丁橡胶聚合车间工艺设计—物料流程图绘制审核
年产1.1万吨顺丁橡胶生产工艺设计说明书讲述
浓度
1.3产品性质及技术规格
表1-2产品性质及技术规格表
项目
优级品
一级品
合格品
挥发份
％
0.75
1.00
1.30
灰分
％
0.30
0.30
0.30
生胶门尼粘度
455
455
457
混炼胶门尼粘度
68
73
73
300％定伸应力
MPa
25min
35min
1.1.5产品及主要用途
顺丁橡胶，全名为顺式—1,4—聚丁二烯橡胶，呈白色或微黄色，简称BR，是由丁二烯聚合制得的结构规整的合成橡胶。与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性尚好，易与天然橡胶、氯丁橡胶或丁腈橡胶并用。根据顺式1,4含量的不同，顺丁橡胶又可分为低顺式（顺式1，4含量为35%~40%）、中顺式（90%左右）和高顺式（96%~99%）三类。
1.2原辅材料性质及技术规格
表1-1原辅材料性质及规格表
序号
名称
规格
分析方法
国家标准
备注
1
丁二烯
纯度≥99%；丁烯﹤1%；水值﹤20mg/kg；醛酮总量20mg/kg；二聚物﹤50mg/kg
组成
水值
杂质
胺值
GB/T 13291-2008
2
溶剂油
组分：
C502.1%;C6057.8%;C7040.1%;馏程60-90℃；碘值﹤0.2g/100g；水份﹤20mg/kg
顺丁橡胶是仅次于丁苯橡胶的世界第二大通用合成橡胶。近年来，由于汽车、高铁、航空航天等领域发展迅速，我国顺丁橡胶的需求量不断增加。然而，随着我国顺丁橡胶市场的需求量大幅增长，产能的增长速度却要低于需求量的增长速度，使得目前我国顺丁橡胶市场处于供不应求的状况。
年产万吨顺丁橡胶的生产工艺设计
3.自动控制设计条件 ：
自动控制与化工生产关系非常密切，是实现装 置安全运行，保证产品质量的重要手段，此项工 作由自动控制专业人员承担。 a. 自动控制内容 化工生产车间的自动控制设 计大致包括以下内容： 自动检测系统 自动信号联 锁保护系统设计 自动操作系统设计 自动调节系 统设计 b.带控制点的流程图 设备布置图，在图中注 明控制室位置与面积；环境特性表和自控设计条 件；调节阀计算数据表；提出信号要求，并在布 置图上标明安装地点。
年产1.1万吨顺丁橡胶聚合车间 的工艺设计
第四组 冯盛善、杨建、杨宁 黄正中、张鹏、朱卫兵、张庆
BR工艺设计需要向设计
二次条件 非标准设备条件 自控设计
设备用电
⒉非标准设备设计
工艺设计向其他设计 提供的数据
⒊自控设计
⒋电气设计
⒌采暖通风设计
照明用电、避雷要求
弱电部分
五、工艺计算与主要设备选型
（一）物料衡算 （ 二）热量衡算 （三）设备计算及选型
六、原材料、动力消耗定额及消耗量 七、 生产控制分析 八、定员 九、三废治理 十、其他 十一、设计说明书的附图和附表
（一）附图 （二）附表
十二、设计参考资料（参见本书244）
谢谢大家！
2011年10月13日
采暖风设计条件 供水条件、排水条件 热工设计条件
顺丁橡胶生产工艺流程
主要内容
一、生产工艺流程框图 二、加料/聚合部分 三、聚合后处理 四、产品后处理 五 实际生产图
加料/聚合部分
丁二烯 溶剂油 Ni组分 Al组分 B组分
经丁油预冷/热
反应釜1
反应釜2
反应釜4
防老剂 过 去单体 滤 终止釜
终止剂
反应釜3
催化剂的加入
聚合流程图
聚合釜下进上出原理
终止技术
聚合后处理
胶液罐 胶液泵
溶剂回收
水回收
凝集釜
经 颗
缓冲罐
蒸汽粒泵
热水 振动筛洗胶罐Fra bibliotek洗 涤
振动筛
水
溶剂回收示意图
塔
尾气回收
干法凝聚（略）
产品后处理
挤压机
膨化干燥
干燥箱
提升机
水平振动给料筛
自动秤 压块机 薄膜机 包装机 缝纫机 入库
文字流程叙述
主要装置示意图
（后处理部分）
第二组.年产1.1万吨顺丁橡胶聚合车间工艺相关设计—聚合方法的确定
•谢谢观看
根据产物结构
配位聚合
顺丁橡胶的结构特点：
在常温无负荷时呈无定形态，承受外 力时有很高的形变能力，是弹性和耐 寒性最好的合成橡胶。
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
• 原料 • 引发剂 • 传热 • 物料输送 • 产物溶解 • 回收 • 操作方式
选择实施方法
溶液聚合
反应活性中心的形成过程
工艺路线
特殊引发剂组分的安全防护 回收，循环利用 反应的终止方式 产品防老化处理
操作方式：连续操作
操作方式的选择
1.连续操作：连续进料，连续产出，生产能 力大，自动化程度高，产品单一。
2.间歇操作：一次投料，一次产出，产品多 样化，产量低，自动化程度低。
1.阴离子聚合和阳离子聚合的定位效果不好。
2.自由基聚合得不到立构规整的顺丁橡胶。 3.配位聚合能得到规整的高顺式顺丁橡胶。
4.配位聚合用的丙烯及溶剂纯度要求比较高， 尤其对O 、CO 、H 、H O、等严格控 制其含量，以防止他们和引发剂反应。
• 自由基聚合 • 阳离子聚合 • 阴离子聚合 • 配位聚合
年产1.1万吨顺丁橡胶 聚合车间工艺设计
聚合方法的确定
第二组
顺丁橡胶
• 顺丁橡胶是顺式1，4-聚丁二烯橡胶的简称，其分 子式为(C4H6)n，属混合物。
• 【-CH2-CH＝CH-CH2-】 全名为顺式-1,4-聚丁 二烯橡胶，简称BR。由丁二烯聚合制得的结构规 整的合成橡胶。与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫 化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优 异，动负荷下发热少，耐老化性尚好，易与天然 橡胶、氯丁橡胶或丁腈橡胶并用。根据顺式1，4 含量的不同，顺丁橡胶又可分为低顺式（顺式1， 4含量为35％～40％）、中顺式(90％左右) 和高顺 式（96％～99％）三类。
年产1.1万吨顺丁橡胶聚合车间工艺设计_毕业设计
论文题目：年产1.1万吨顺丁橡胶聚合车间工艺设计专业：化学工程与工艺摘要顺丁橡胶是顺式1，4-聚丁二烯橡胶的简称，国际通用代号为BR，是目前仅次于丁苯橡胶的世界上第二大通用合成橡胶。
本文介绍了顺丁橡胶的市场需求与生产现状，讨论了原料路线、聚合方法、催化剂、终止剂、防老剂的优缺点并进行选择。
通过确定顺丁橡胶的生产流程，查阅各种物质的工艺参数，对产量为15000吨顺丁橡胶聚合工艺进行了计算，包括所有设备的物料衡算，聚合釜的热量衡算以及聚合釜的设备计算。
绘制了PID图、PFD图以及聚合釜的详细设备图。
关键词：顺丁橡胶，丁二烯，聚合，转化率，催化剂，聚合釜Subject: Process design of 1，3-polybutadiene rubber polymeric workshop with annual output of 11,000 tons Specialty: Chemical Engineering and TechnologyName : Liu Ziyuan (Signature) Instructor :Liu Dengfeng (Signature)ABSTRACTButadiene rubber is the type 1, 4-like polybutadiene rubber abbreviation, general international code for BR, is currently the second only to styrenebutadiene rubber of theworld's second largest general synthetic rubber This paper introduces the butadiene rubber market demand and production status, discussed the raw material route, polymerization methods, catalyst, termination agent, the advantages and disadvantages of age-resistant choice. Through the determination of butadiene rubber production processes, refer to all kinds of material process parameters, to produce 15000 tons of butadiene rubber polymerization process of detailed calculation, including all the equipment of material balance calculate, the quantity of heat of polymerization kettle calculation and polymerization kettle calculation of the equipment. Draw the PID figure, PFD diagram and polymerization kettle equipment of detailed picture.KEY WORDS:Butadiene,Butadiene, Polymerization, Conversion, Catalyst, Polymerization kettle目录第一章前言 (1)1.1顺丁橡胶 (1)1.1.1 顺丁橡胶的发展历史 (1)1.1.2 顺丁橡胶的优缺点 (1)1.1.3顺丁橡胶的优点 (2)1.1.4顺丁橡胶的缺点 (2)1.1.5顺丁橡胶的用途 (2)1.2我国顺丁橡胶的发展历程 (2)1.3顺丁橡胶的生产需求状况 (4)1.4选题的目的与意义 (4)1.4工艺路线的确定 (5)1.4.1 聚合方法的确定 (5)1.4.2 单体原料路线的确定 (5)1.4.3溶剂的选择 (6)1.4.4引发剂的选择 (7)1.4.5 终止剂与防老剂 (8)1.5车间组成 (8)第二章工艺计算及主要设备选型 (9)2.1物料衡算 (9)2.1.1基础数据 (9)2.1.2聚合釜物料衡算 (9)2.1.3终止釜的物料衡 (12)2.1.4凝聚釜的物料衡算 (14)基础数据 (14)2.1.5缓冲槽、振动筛、洗胶罐物料衡算 (17)2.1.6干燥脱水物料衡算 (19)2.1.7 包装物料衡算 (20)2.1.8油水分离器物料衡算 (21)2.1.9溶剂回收部分物料衡算 (22)2.2热量衡算 (25)2.2.1基础数据 (25)2.2.2各聚合釜反应转化率确定 (26)2.2.3各釜物料组成及物性数据 (28)2.2.4聚合釜的热量衡算 (35)2.3设备的计算及选型 (39)2.3.1聚合釜计算 (39)2.3.2．各反应器的确定 (46)2.4泵的选择（以溶剂油泵为例） (54)2.4.1基础数据 (54)2.4.2确定流量与扬程 (54)2.4.3选泵 (56)2.4.4选电机 (56)2.4.5几何安装高度的确定 (56)参考文献 (57)致谢 (59)第一章前言1.1顺丁橡胶顺丁橡胶，即顺式-1,4-聚丁二烯橡胶，呈白色或微黄色,简称BR。
年产11000t顺丁橡胶聚合车间工艺设计
年产11000t顺丁橡胶聚合车间工艺设计顺丁橡胶是一种重要的合成橡胶材料，广泛应用于汽车制造、医疗器械、建筑工程等领域。
为了满足市场需求，设计了一个年产11000t顺丁橡胶的聚合车间工艺。
首先，聚合车间应具备充分的原料储备和供应系统。
顺丁橡胶的主要原料包括丁苯橡胶、丁二烯、丁酮等。
工艺设计中应考虑到原料采购渠道，确保原料供应的稳定性和质量。
同时，应设置原料储存及输送系统，方便投料，并且要有定期检查和维护计划。
其次，聚合车间应设有合理的反应釜和聚合装置。
顺丁橡胶的生产过程采用聚合反应法，需要将原料在反应釜中与聚合催化剂进行反应。
为了提高生产效率，可以采用多釜并行操作。
反应釜应具备良好的密封性和耐腐蚀性，可以承受高温高压的条件。
聚合装置应设有搅拌装置和加热/冷却系统，确保反应过程的均匀性和可控性。
再次，聚合车间应设置完善的分离和精制设备。
在聚合反应后，需要对原料进行分离和精制，以去除其中的杂质和溶剂。
分离设备可以采用离心机或蒸馏设备，将顺丁橡胶和副产物分离。
精制设备可以采用过滤系统或吸附剂，进一步提纯顺丁橡胶。
最后，聚合车间应设有质检和包装系统。
为了确保产品的质量，应设置质检环节，对顺丁橡胶进行物理性能测试和化学成分分析。
根据产品规格，将合格的产品进行包装，并进行相应的标识。
综上所述，年产11000t顺丁橡胶聚合车间的工艺设计应包括原料储备与供应系统、反应釜与聚合装置、分离和精制设备、质检和包装系统等方面。
通过合理的设计和管理，可以实现顺丁橡胶的高效生产，满足市场需求。
此外，为了确保顺丁橡胶的品质和生产效率，聚合车间还应设置相关的控制和监测系统。
在聚合反应过程中，应根据反应温度、压力等参数进行实时监控，并根据监测结果进行相应的调整和控制。
可以采用自动化控制系统，实现对反应过程的远程监控和调节，提高生产的稳定性和控制精度。
此外，对于大规模连续生产的车间，还应设置相应的废气处理系统。
在顺丁橡胶的聚合过程中，会产生一定量的废气，其中可能含有有机物和有害气体。
年产万吨丁苯橡胶聚合工段工艺设计
年产万吨丁苯橡胶聚合工段工艺设计随着人们对橡胶制品需求的不断增长，橡胶聚合工艺愈发重要。
其中一种重要橡胶种类便是丁苯橡胶，具有高强度、耐热、耐候、耐油等特性，广泛应用于汽车制造、建筑工程、电力工业等领域。
为了实现高效的丁苯橡胶生产，必须对年产万吨级丁苯橡胶聚合工段进行工艺设计。
一、工段概述1. 工段规模和产能：年产万吨级丁苯橡胶聚合工段。
2. 工段主要设备：反应釜、催化剂输送系统、加热系统、计量系统、控制系统、反应器排放装置、收集装置等。
3. 工段流程：将苯和丁二烯加入反应釜并加热至150℃以上，注入催化剂，反应6-8小时后产生稠密有黏度的聚合物。
聚合物在收集装置中冷却、结晶、干燥，最终得到成品丁苯橡胶。
二、关键参数及控制方案1. 反应温度：丁二烯的聚合温度通常为100-200℃，过高的温度会导致副反应的发生，进而影响产物纯度。
因此，建议工段反应温度控制在150-160℃之间。
2. 催化剂使用量：催化剂的使用量和反应物的质量比密切相关。
催化剂使用量不能过多，影响产物自由基的浓度；也不能过少，影响反应的速率。
根据实验结果，建议催化剂使用量为3-5ppm。
3. 清洁措施：由于丁苯橡胶聚合反应涉及的反应物、中间体和产物均为有毒有害物质，因此在工段设计中需要加入充分的安全保障措施。
除了进口处需要放置通道堵漏器和空气净化设备外，还需要设置各种漏洞监测和报警机制，保障工段操作人员的安全健康。
三、质量评估指标1. 产品外观：进料料色为淡黄色液体或无色透明液体，成品为灰黄色或棕红色颗粒状固体。
2. 理化指标：丁苯橡胶聚合物应具有合适的硫化性能，物理性能也应稳定。
一般要求成品丁苯橡胶SBR-1502的分子量为290-310，加重损失率小于0.5%，异味度为50ml以下。
四、工段效益评估1. 利益分析：丁苯橡胶具有广泛的应用价值，市场需求量大，因此实施这样一个年产万吨级丁苯橡胶聚合工段，具有良好的经济效益和社会效益。
年产1.1万吨顺丁橡胶生产工艺设计说明书
北京化工大学化学工程学院设计说明书题目：年产1.1万吨顺丁橡胶生产工艺设计学生：班级：学号：指导教师：2014年12月目录1、工艺设计基础 (2)1.1、设计任务 (2)1.1.1、设计任务 (2)1.1.2、文献综述 (2)1.2、原辅材料性质及技术规格 (2)1.3、产品性质及技术规格 (3)1.3.1、顺丁橡胶的结构 (3)1.3.2、顺丁橡胶的性能 (4)1.3.3、顺丁橡胶的用途 (4)1.3.4、生产中成品胶质量指标 (4)1.4、危险性物料的主要物性 (5)1.5、原材料的消耗定额 (5)2、工艺说明[6] (5)2.1、生产方法、工艺技术路线及工艺特点 (5)2.1.1、生产方法 (5)2.1.2、工艺技术路线的确定 (6)2.2、生产流程说明 (7)2.2.1、主要流程工艺 (7)2.2.1、主要工艺流程说明 (7)2.2.2、聚合工艺 (8)2.2.3、凝聚工艺 (8)2.2.4、橡胶的后处理 (9)2.2.5、单体及溶剂回收工艺 (9)2.2.5、三废处理 (9)3、工艺计算及主要设备设计 (10)3.1、物料衡算 (10)3.1.1 计算的基础数据 (10)3.1.2、计算基准 (13)3.2、热量衡算 (21)3.2.1、计算的基础数据 (21)3.2.2、各釜对流传热系数 和传热系数K的计算 (23)3.2.3、各釜热量衡算 (27)3.3、聚合釜的计算和选型 (30)3.3.1、基础数据 (31)3.3.2、聚合釜总容积及台数的确定 (31)3.3.3、聚合釜搅拌功率的计算 (31)4、工艺控制条件及自控设计 (33)4.1、控制指标 (34)4.2、开停车 (34)5、附图 (35)6、参考文献 (37)1、工艺设计基础1.1、设计任务1.1.1、设计任务本设计为年产1.1万吨顺丁橡胶（纯度99%）生产工艺设计，顺丁橡胶生产工艺由聚合工段和后处理工段两大部分组成，本设计的主要任务是：1.聚合釜、终止釜和凝聚釜的物料衡算2.聚合釜的热量衡算；聚合釜的计算和选型3.设计出聚合工段带工艺控制点的工艺流程图由于本设计为假定设计，所以设计任务中其他项目如：厂区或厂址、主要技术经济指标、原料的供应、技术规格以及燃料种类、水电汽的主要来源，与其他工业企业的关系，建厂期限、设计单位、设计进度及设计阶段的规定等均从略。
年产1.1万吨顺丁橡胶的工艺流程的审核
年开工时间
大修760h
生产制度的确定
主体部分连续
操作方式
辅助部分间歇
五班三倒
倒班方式
8小时工作制
比如：五班三倒一周的排法
一值 二值 路人乙 中 夜 夜 白 夜 三值 路人丙 白 中 白 中 白 中 四值 路人丁 五值 路人戊 夜
星期
路人甲 星期一 星期二 星期白
中 白 中
设计范 围界定
综述 三算 四图
罐区 凝聚 计量 配 置 压块 等
车间布 置界定
露天布置 室内布置
综述：
设 计 范 围 界 定
三算：聚合工段至后处理工段的物料衡算，聚 合过程的的热量衡算，聚合工段的各种设备的 选型。
四图：物料流程图，带控制点的工艺流程图， 聚合釜装置图和平面布置图。
开工8000h
2.1 车间组成.生产制度确定结 2.1 车间组成.生产制度确定结 果的审核及流程草图的绘制 果的审核及流程草图的绘制
小组成员：
车间组成及设计 范围的确定
2.1项目审核
生产制度的确定
流程草图的设计 与绘制
聚合 工段
车间组成
后处 理工 段
车间组成 与设计范 围的确定
罐区 计量 聚合 配置 黏度 混胶 凝胶 干燥 压块 包装
夜
夜 白
夜
流程草图的设计与绘制
设计思路
绘制方法 构成
原 料 部 分 设 备 一 览 表
范围
作用
聚 合 部 分
混 合 部 分
后 处 理 部 分
物 料 流 程
图 例
图例
物料流程
设备一览表
生产工艺流程草图布局情况
流程草图如下:
年产万吨丁酸橡胶生产工艺设计
年产万吨丁酸橡胶生产工艺设计
1. 工艺概述
年产万吨丁酸橡胶的生产过程包括以下主要步骤：
1. 原料准备：选择高质量的丁烯作为主要原料，并进行纯化处理。
2. 聚合反应：将纯化后的丁烯进行聚合反应，生成丁酸橡胶基
础物质。
3. 调整分子结构：通过控制聚合反应的温度、压力和催化剂的
选择与用量，调整丁酸橡胶的分子结构和物性。
4. 反应结束与分离：反应结束后，进行反应物和产物的分离，
获取纯净的丁酸橡胶产物。
5. 加工与成型：对纯净的丁酸橡胶进行加工和成型，以满足客
户需求。
6. 产品质检与包装：对成品进行质检，确保产品质量符合标准，并进行适当的包装。
2. 生产策略
为了达到年产万吨丁酸橡胶的目标，以下是一种简单而有效的
生产策略：
1. 技术设备优化：采用先进的反应器和生产设备，提高反应效
率和产品质量。
2. 工艺参数控制：对聚合反应的温度、压力和催化剂的选择与
用量进行精确控制，以实现理想的分子结构和物性。
3. 资源管理：合理管理原料资源，并保持供应链的稳定性。
4. 质量控制：建立严格的质量控制体系，确保产品的一致性和
符合相关标准。
5. 安全生产：加强生产工艺的安全管理，遵守相关法规和标准，确保生产过程的安全性。
3. 结论
通过以上的工艺概述和生产策略建议，我们可以有效实现年产
万吨丁酸橡胶的生产目标。
这种简单而有效的策略将有助于提高生
产效率、优化产品质量，并确保生产过程的安全性。
我们相信，通
过合理实施这些措施，您将能够取得良好的生产效果。
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组分 溶剂油
Gi/
kg/h
ω
79.251 20.517 0.207 0.006 0.008 0.011 1.00
6366.36 1648.180 16.648 0.477 0.604 0.867 8033.136
丁二烯 经 溶剂油 油 预 冷 热 / 丁
丁二烯 丁烯 Ni组分 Al组分 B组分
组分 溶剂油 丁二烯 丁烯
名称 xxx xxx 合计 Kg/h ω/％
Kmol/h Φ／％ Φ
物料流程图的绘制方法
• 自左向右展开，先画流程图，再标注物料 变化引线列表。 • 对主要设备要标注规格和操作条件等参数 • 对生产过中的三废也要注明其成分，排 放量及去向。 • 出现复杂的图时，可按照顺序标注编号， 同时在物料管线上标注相应的顺序号。
2-3物料流程图绘制结果审核
第二组
物料流程图的作用与内容
• 物料流程图是一种以图形和表格相结合的 形式反映物料衡算结果的，一般在物料衡 算和热量衡算完成后绘制的。且以车间为 单位进行绘制。 作用 1、为设计审查提供资料 2、为进一步设计提供重要依据 3、为生产操作提供参考
内容
1、设备简单的外形图，名称及位号 2、物料表 对物料发生变化的设备，要 从物料管线上引线列表表示：
Gi/
kg/h
ω
82.456 2.625 0.177 14.721 0.021 1.00
Ni组分
7766.52 247.227 16.648 1386.584 1.948 9418.927
Al组分
丁二烯 剂
B组分 1 2 3 4
终止剂 防老剂 终止釜 过滤 胶液罐 胶液 凝集釜
剂
经 颗 粒 泵
Gi/
kg/h
ω 82.341 2,62 0.18 14.7 0.02 0.138 0.001 1.00 罐
剂
7766.52 247.227 16.648 1386.584 剂 1.948 13.021 0.8427 0.0443 9432.835
防老剂 终止剂
洗涤水 洗胶罐 振动筛 挤压机 膨化干燥
组分 聚丁二烯 防老剂 挥发分 合计
Gi/（kg/h） 1366.806 12.840 10.114 1389.76
ω
98.35 ％ 0.92 ％ 0.73 ％ 1.00
干燥箱
提升机 水平振动 给料筛 自动秤 压块机 薄膜机
入库
缝纫机
包装机
•谢谢观看