丁苯橡胶生产原料及胶乳后处理工序
年产万吨丁苯橡胶的工艺设计
年产万吨丁苯橡胶的工艺设计年产万吨丁苯橡胶是一项具有重大意义的工艺设计工作。
该工艺设计的目的是为了生产高品质、高效率、高稳定性丁苯橡胶，以满足市场需求。
本文将从工艺流程、原料、设备等方面介绍年产万吨丁苯橡胶的工艺设计。
一、工艺流程年产万吨丁苯橡胶的生产工艺流程主要包括以下几个步骤：1、粗丁苯胶处理。
将进厂的橡胶进行加工处理，去除杂质、松驰、提高胶料质量。
2、丁苯橡胶制备。
将处理后的粗丁苯橡胶加入反应釜，进行合成反应，生成丁苯橡胶，并通过蒸汽、水冷、压缩等处理，使其达到所需的物理性能和化学性能。
3、丁苯橡胶品质控制。
对制备好的丁苯橡胶进行检测、筛选，并进行各种物理性能和化学性能的测试，以确保质量符合要求。
4、粘合剂制备。
将制备好的丁苯橡胶经过加工改良后，制成高品质粘合剂，以保证后续产品的粘度、粘性等性能。
5、产品生产。
将制备好的粘合剂和丁苯橡胶应用于各种轮胎、橡胶制品、工业用品等制造过程中，生产出各类高品质、高稳定性的橡胶制品。
二、原材料年产万吨丁苯橡胶的生产所需原材料主要包括以下几个：1、丁苯胶。
丁苯胶是丁苯橡胶生产的主要原料，通过粗切、填料、填热、捏合和加工等工艺过程进行加工处理，以达到所需质量。
2、有机溶剂。
有机溶剂主要用于橡胶反应釜内，保持反应温度和迅速混合反应物。
3、催化剂。
催化剂是丁苯橡胶合成反应的重要辅助材料，可促进反应，提高反应速率以及合成合格橡胶的质量。
4、其他辅助材料。
如硫、玻璃纤维、碳黑和切削油等，可在生产过程中起到不同的作用，如硫化橡胶、增加强度、促进反应等。
三、设备年产万吨丁苯橡胶生产所需的设备包括：1、自动化搅拌反应釜。
搅拌反应釜用于丁苯橡胶的合成反应和处理，具有精准的调控温度、压力和反应速率等特点。
2、各种卓越的测试仪器。
如拉力机、质谱仪、热分析仪等，用于对制备好的丁苯橡胶质量进行各种物理性能和化学性能的测试，确保最终产品的质量稳定。
3、粘合剂加工加热设备。
用于加工制备高品质粘合剂，确保后续产品的粘度、粘性等性能。
丁苯胶乳生产工艺
丁苯胶乳生产工艺
丁苯胶乳生产工艺是指在丁苯橡胶中添加适量的填料、添加剂等辅助材料，经过橡胶糊化、胶料混炼、胶乳稳定化等工艺步骤制成的一种粘稠液体。
以下是丁苯胶乳生产的基本工艺流程：
1. 准备原材料：丁苯橡胶、填料（如碳黑、石墨等）、添加剂（如增塑剂、稳定剂等）等原料。
2. 糊化处理：将丁苯橡胶切碎装入搅拌机中，加入适量的溶剂，进行搅拌混合，使橡胶颗粒膨胀、润湿。
3. 混炼胶料：将糊化后的橡胶料加入混炼机中，加入填料和添加剂，并进行高速搅拌、切割、挤压等操作，使橡胶颗粒与填料、添加剂充分混合。
4. 稳定化处理：将混炼后的胶料加入稳定剂，进行低速搅拌，使橡胶颗粒和稳定剂均匀分散，形成胶乳。
5. 调整粘度：根据产品需求，可以通过添加适量的溶剂或稀释剂，调整胶乳的粘度。
6. 检测质量：对胶乳进行粘度、pH值、固含量等指标的检测，确保质量合格。
7. 包装存储：将合格的胶乳进行包装，存放在密封、阴凉、通风的仓库中。
在丁苯胶乳生产过程中，需要注意以下事项：
1. 原料的选择：选择优质的丁苯橡胶、填料和添加剂，确保产品的质量和性能。
2. 工艺参数：严格控制糊化温度、混炼温度、搅拌速度等工艺参数，以确保产品的稳定性和一致性。
3. 设备清洁：保持生产设备的清洁，避免杂质污染胶乳。
4. 安全生产：加强安全教育培训，做好防火、防爆等安全工作，确保生产过程安全可靠。
丁苯胶乳是一种常用的橡胶制品原料，广泛应用于橡胶制品、建筑、涂料等行业。
通过科学的生产工艺，可以制得质量稳定、性能优良的丁苯胶乳产品。
丁苯橡胶生产技术 丁苯橡胶工艺流程介绍
丁苯橡胶生产技术
3
高聚物生产技术
三、主要系统
原料精制系统
Step 01
溶液聚合 反应系统
Step 03
聚合物掺混、凝 聚系统
Step
丁苯橡胶
苯乙烯 丁二烯
Step 02
催化剂配置、计 量及输送系统
Step 04
溶剂回收及 精制系统
Step 06
干燥包装系统
丁苯橡胶生产技术
4
高聚物生产技术
四、工艺流程
丁苯橡胶生产技术
2
高聚物生产技术
二、装置组成
本装置生产单元（聚合至挤压造粒）设
计一条聚合生产线，一条添加剂和挤压造粒线。
工艺单元编号从A工段到H工段。
A工段：催化剂、偶联剂和终止剂的配制及 计量系统、添加剂和助剂系统；
B工段：苯乙烯、丁二烯精制； C工段：溶液聚合； D工段：冷冻岗位； E 工段：溶剂回收、精制； F工段： 掺混和凝聚； G工段：干燥岗位； H工段：包装压块。
溶剂回收罐 第一凝聚釜 第二凝聚釜
溶剂干燥 脱重塔
聚合釜
聚合釜闪 蒸罐
胶液罐
苯乙烯 干燥床
丁苯橡胶生产技术
橡胶颗粒
胶粒水 缓冲罐
5
高聚物生产技术
项目四 丁苯橡胶生产技术
任务三：丁苯橡胶工艺操作
第1讲：工艺流程介绍
丁苯橡胶生产技术
1
高聚物生产技术
一、工艺特点
1、正己烷为溶剂进行无规共聚，纯胶含量高， 溶剂需求量大。
2、溶聚无规丁苯橡胶的分子量小。 3、溶聚转化率理论上可达100%，反应周期短。 4、生产装置采用间歇釜操作，应变能力强， 适应性强，不同牌号之间切换灵活。 5、生产过程较灵活，可以通过控制分子量、 分布情况、支化度、苯乙烯含量及嵌段程度来生产 各种产品。 6、设备结构简单等优点。
丁苯橡胶装置生产工艺流程解析
03 .
凝聚和分离
Coagulation and separation
凝聚过程
丁苯橡胶装置
Styrene butadiene rubber device
生产工艺流程
Production process flow
凝聚过程
Coagulation process
凝聚过程是物质从混乱到有 序的转化过程，也是自然界
聚合反应条件控制
丁苯橡胶装置生产工艺流程解析 聚合反应条件控制是丁苯橡胶装置生产的关键环节。以下是聚合反应条件控制的几个主要方面： 1. 聚合反应温度控制 聚合反应温度是影响橡胶分子量及分子量分布的重要因素。温度过低会导致反应速率缓慢，影响生产效率；温度 过高则可能导致凝胶化，严重影响产品质量。因此，需要精确控制聚合反应温度，以确保生产效率和产品质量的 稳定。 2. 聚合反应压力控制 聚合反应压力也是影响橡胶分子量及分子量分布的重要因素。 压力过低可能导致凝胶化，影响产品质量；压力过高则可能导致设备损坏，增加能耗。因此，需要精确控制聚合 反应压力，以确保生产效率和产品质量的稳定。 3. 聚合反应时间控制 聚合反应时间也是影响橡胶分子量及分子量分布的重要因素。 时间过短可能导致反应不充分，影响产品质量；时间过长则可能导致凝胶化，影响生产效率。因此，需要精确控 制聚合反应时间，以确保产品质量的稳定和生产效率的提高。 4. 聚合反应物料配比控制 聚合反应物料配比也是影响橡胶分子量及分子量分布的重要因素。 物料配比不合理可能导致凝胶化，影响产品质量；物料配比过高则可能导致生产效率降低，增加能耗。因此，需 要精确控制聚合反应物料配比，以确保产品质量的稳定和生产效率的提高。
04 .
产品后处理
Product post-processing
丁苯橡胶
丁苯橡胶丁苯橡胶是由1，3-丁二烯与苯乙烯共聚而得的高聚物，简称SBR，是一种综合性能较好的产量和消耗量最大的通用橡胶。
其工业生产方法有乳液聚合法和溶液聚合法，其中主要是采用乳液聚合生产的丁苯橡胶。
主要产品有：低温丁苯橡胶、高温丁苯橡胶、低温丁苯橡胶炭黑母炼胶、低温充油丁苯橡胶、高苯乙烯丁苯橡胶、液体丁苯橡胶等。
采用溶液聚合生产的丁苯橡胶有烷基锂引发、醇烯络合物引发、锡偶联、高反式等丁苯橡胶。
下面重点介绍低温丁苯橡胶的生产工艺技术。
一、主要原料1、1,3-丁二烯1，3-丁二烯的结构式为：CH2＝CH－CH＝CH21，3-丁二烯是最简单的共轭双烯烃。
在常温、常压下为无色气体，有特殊气味，有麻醉性，特别刺激粘膜。
容易液化，易溶于有机溶剂。
相对分子质量为54.09，相对密度0.6211，熔点－108.9℃，沸点－4.5℃。
性质活泼，容易发生自聚反应，因此在贮存、运输过程中要加入叔丁邻苯二酚阻聚剂。
与空气混合形成爆炸性混合物，爆炸极限为2.16%～11.47%（体积）。
是合成橡胶、合成树脂等的原料。
2丁苯橡胶1，3-丁二烯主要由丁烷、丁烯脱氢，或碳四馏分分离而得。
2、苯乙烯二、丁苯橡胶的生产原理与工艺1、聚合原理丁二烯与苯乙烯在乳液中按自由基共聚合反应机理进行聚合反应。
在典型的低温乳液聚合共聚物大分子链中顺式约占9.5%，反式约占55%，乙烯基约占12%。
如果采用高温乳液聚合，则其产物大分子链中顺式约占16.6%，反式约占46.3%，乙烯基约占13.7%。
2．低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺（1）典型配方（2）条件确定分散介质一般以水为分散介质。
要求必须采用去离子水，以保证乳液的稳定和聚合产物的质量。
用量一般为单体量的60%～300%，水量多少体系的稳定性和传热都有影响，水量少，乳液稳定性差，不利于传热；尤其在低温下聚合这种影响更大，因此，低温乳液聚合生产丁苯橡胶要求乳液的浓度低一些为好，一般控制单体与水的比值为1∶1.05～1∶1.8（物质的量的比），而高温乳液聚合则为1∶2.0～1∶2.5。
丁苯橡胶的生产工艺流程和配方
丁苯橡胶的生产工艺流程和配方丁苯橡胶的生产工艺流程和配方丁苯橡胶是由丁二烯与苯乙烯通过乳液法低温聚合而成的弹性体。
随苯乙烯含量的增高丁苯橡胶的硬度相应增高，弹性下降。
丁苯橡胶耐磨、耐老化、耐臭氧、耐水等性能均比天然橡胶好，是一种综合性能较好的通用型品种。
缺点是粘接性能较差，硫化速度较慢，成型较困难。
广泛用于轮船、胶带、胶管等橡胶制品的生产。
丁苯橡胶充油后，可改变加工性能。
充油后的丁苯橡胶称充油丁苯橡胶。
生产丁苯橡胶的一般配方和工艺流程如下：一、聚合配方丁二烯70苯乙烯30松香皂4-6硬脂酸钾0.5-1扩散剂0.1-0.5氯化钾0.7-1.2EDTA 0.05-0.1硫酸亚铁0.02-0.04雕白粉0.1-0.3引发剂0.1-0.52软水250二、工艺流程聚合温度5-8 摄氏度聚合时间6-12小时1、碳氢相、水相、助剂的配置丁二烯和苯乙烯均匀混合，制备成碳氢相。
以松香皂为乳化剂加入雕白粉、EDTA、硫酸亚铁等活化剂，再加扩散剂、氯化钾，然后加软水得水相。
碳氢相和水相按一定比例混合进入乳化槽，在乳化槽中经搅拌后充分乳化送入聚合釜。
2、聚合往聚合釜里面加引发剂、调节剂。
胶浆经过过滤后送脱气流程，在管线加阻聚剂。
3、脱气胶浆进入闪蒸槽脱出未反应的丁二烯，再经真空脱气去除未反应的苯乙烯。
4、后处理加防老剂，加凝聚剂，在食盐与稀硫酸的作用下，橡胶成小颗粒析出，然后经洗涤，挤压脱水，膨胀干燥包装为成品。
单体中的杂货对聚合反应及胶的质量有很大的影响。
丁苯橡胶的合成工艺
丁苯橡胶的合成工艺
丁苯橡胶（NBR）的合成工艺包括以下几个步骤：
1. 选材：选择适当的乙烯基与丁烯基的聚合物，按一定比例混合。
丁烯基可以从丁烯基甲基酮或丁烯基甘油醚中获得。
2. 聚合反应：将选择的乙烯基和丁烯基聚合物与过氧化苯并富勒烯（C60）或双苯对甲苯磺酸二苯铅等催化剂混合，进行聚合反应。
该反应可以在高温下进行，通常在75-95C之间。
3. 纯化：将聚合物溶解在溶剂中，如苯酚，然后通过沉淀或萃取的方式将杂质去除，使得得到的聚合物更纯净。
4. 合成橡胶：将纯化后的聚合物分散在橡胶糖浆中，然后通过搅拌、加热等方式使其形成橡胶状物质。
5. 混炼：将合成的橡胶与添加剂（如硫化剂、硬化剂、填充剂等）混合，然后通过机械搅拌、炼胶机等设备进行混炼，使其浸渍均匀。
6. 硫化：将混炼后的橡胶模具中，经过一定时间和温度的硫化处理，使橡胶分子间的交联结构形成，从而提高橡胶的强度和耐磨性。
7. 切割和包装：将硫化后的橡胶切割成所需的尺寸和形状，然后进行包装，以便运输和使用。
这是丁苯橡胶的一般合成工艺，具体的合成条件和步骤可能会因不同的制备方法和产品要求而有所不同。
丁苯橡胶的工业生产工艺流程
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后处理
电解质破乳
乳胶微粒在水相中不断运动表现出动 电位。当胶乳中加入电解质以后，双离 子层之间距离缩短，动电位降低。当电 解质达到足够浓度时，微粒的动电位等 于零，斥力消失则胶体微粒大量凝聚而 沉降析出。
改变PH值破乳
有些表面活性剂，如脂肪酸皂、松香酸皂等， 当PH值下降到6.9以下时，转化为脂肪酸失去 乳化作用而破乳。
目前采用公认有效的阻聚剂对叔丁基邻苯二酚（TBC） 。它的优点是不会使苯乙烯因适量加入TBC而增加色泽。国 家标准（GB3915-90）规定，苯乙烯中TBC含量的指标应 为10-30mg/kg，但在实际应用中可根据具体的温度及含 氧量情况予以调整。在苯乙烯中加入TBC的数量，任何时候 不应低于10mg/kg，若低于10mg/kg时，应及时补充，调节 至规定值。TBC的最低值（危险值）是4～5mg/kg。低于这 一数值会有发生放热或暴聚的可能。
CH2
CH
CH
CH2 + CH
CH2
CH2
CH CH CH2
x
CH2
CH
CH
CH2 y
CH2
CH
合器3
精 丁
回苯 精苯 静态混合器2
单体回收工序
单体丁二烯的回收 将聚合岗位送来的含有未反应单体的胶乳经加热， 采用 “正 压”闪蒸，“真空”闪蒸方法以脱出其 中绝大部分丁二烯。 分离 出的气相丁二烯经加压 升温冷凝后重新供单体贮存及配制工 序使用。 单体苯乙烯的回收 经闪蒸脱出丁二烯后的胶乳、借真空水蒸汽蒸馏 法以脱除其 中的苯乙烯，苯乙烯蒸汽和工艺蒸汽 冷凝后形成液相苯乙烯 和冷凝水，经过沉降分离 后，将回收的苯乙烯重新供单体配 制工序使用。
丁苯橡胶生产原料 及 胶乳后处理工序
化工1202班第三小组成员： 程求咏、熊菊香、陈火 尹年 普、陈亮、施垚
1、单体丁二烯的贮存：
①丁二烯贮罐应设置温度指示表。储存温度要低于27℃。为维持温度， 需要增设喷淋设施。丁二烯罐静止储存时间不得超过 1 个月。在收送 油过程中，必须坚持先收的先送，时间长的先送，二聚物高的先送。 预计长期不用的贮罐，必须清理。储存过程中，严禁与空气、氧化氮 和纯度低于99.9%的氮气接触。 ②当气相含氧量 ( 体积分数) 高于0.3%，而液相过氧化物含量低于 80m/L 时，可以对储罐实施排压操作，并补入合格氮气；当气相含氧量 ( 体 积分数)高于0.3%，同时液相过氧化物含量高于 80mg/L 时，必须倒空 储罐内油品，并实施储罐清理。丁二烯储罐可不脱水，可不设脱水罐。 在正常操作过程中，不得开启储罐最底端排出口阀门。丁二烯在储存 过程中，不得与铜、银、汞、镁接触。丁二烯储罐不得使用橡胶石棉 垫片。垫片在使用前，宜用500mg/L阻聚剂浸泡4小时。丁二烯储罐的 最高储量不得高于储罐容积的 75%。严禁用升压器对混合碳四介质升 压。严禁用各种器具敲击混合碳四储罐及附属工艺管线、管件。
2、单体苯乙烯的贮存：
①贮存温度的控制 在正常贮存条件下，苯乙烯的自聚是缓慢的，但是自 聚的速度会随温度的升高而加快，因此，苯乙烯贮存时应控 制的诸多因素中，温度是最重要的。温度升高，聚合物产生 的速度明显加快，阻聚剂消耗也明显增加，苯乙烯的贮存时 间大大缩短。
②阻聚剂的选择与用量
对贮存苯乙烯来说，由于它自聚的特性，必须添加阻聚 剂来防止和控制自聚反应的发生。