推荐-顺丁橡胶装置简介和重点部位及设备
浅谈顺丁橡胶装置碱洗工艺技术
浅谈顺丁橡胶装置碱洗工艺技术摘要：文章针对镍系顺丁橡胶生产过程中产生的设备腐蚀问题，分析了生产中因三氟化硼水解反应导致酸腐蚀问题的原因。
针对性探讨了纤维液膜、碱洗塔、罐式三种碱洗工艺技术的优缺点，指出了各种碱工艺所适用的场景，希望能为顺丁橡胶生产管理工作提供参考。
关键词：顺丁橡胶；装置；碱洗工艺引言：顺丁橡胶是基于由丁二烯在聚合反应下制造出来的合成橡胶材料，是当前全球应用规模第二大的合成橡胶，主要应用于耐寒制品、汽车轮胎等产品的制造。
根据所应用的催化剂类型，顺丁橡胶生产制造工艺可以分为钛系、钕系、钴系、镍系等，其中镍系工艺比较常见。
在镍系顺丁橡胶制造过程中，设备腐蚀问题比较常见，很大程度上影响了生产质量，同时也增加了设备维护成本。
为解决这一问题，业界普遍采用碱洗工艺，以减少设备腐蚀、延长设备使用寿命，保证生产稳定。
一、顺丁橡胶装置腐蚀问题的原因及危害凭借很好的耐磨性、抗龟裂性及环境适应性，顺丁橡胶成为当前全球应用面最广的橡胶材料之一[1]。
在顺丁橡胶的生产制造中，涉及到很重要的催化作用，所采用的催化剂主要分为钛系、钕系、钴系、镍系等。
在基于镍系催化剂的顺丁橡胶生产中，所使用的催化剂主要由三异丁基铝、环烷酸镍、三氟化硼乙醚络合物构成，单体原料为1,3-丁二烯，反应载体为溶剂油。
反应过程中，丁二烯发生聚合反应，生成顺1,4丁二烯橡胶。
该过程中，会有一部分丁二烯未发生反应，其和溶剂油溢出之后，与残留的三氟化硼由闪蒸汽带入回收溶剂装置中。
此后，混合物在遇水之后会分解出HF、HBF4、B（OH）3等酸性物质，导致设备管道及其他装置受到腐蚀。
腐蚀不仅会直接影响顺丁橡胶制造设备的运行状态和生产质量，还会产生安全问题，并且影响设备的使用寿命和维护成本。
二、顺丁橡胶装置碱洗工艺技术的应用分析由于顺丁橡胶装置腐蚀问题多是生产过程中产生的酸性腐蚀物质造成的，因此在制造中通过碱洗工艺可以有效中和酸性物质，达到防治腐蚀的目的。
顺丁橡胶简介
四、我国顺丁橡胶发展动态是什么？
• 顺丁橡胶是我国合成橡胶中技术开发最成熟的胶 种。顺丁橡胶生产技术由我国自行开发的，生产 的镍系顺丁橡胶产品，质量具有国际领先水平。 • 目前我国顺丁橡胶共有8家生产企业，生产能力 约占世界总产能的14。
五、顺丁橡胶都可以做什么？
• 顺丁橡胶特别适于制汽车轮胎和耐寒制品，还 可以制造缓冲材料以及各种胶鞋、胶布、胶带和 海绵胶等。
• 其微观结构的不同，主要取决于催化剂、聚合溶 剂和聚合反应温度。钴系、钛系、镍系和稀土钕 系催化剂主要用于生产高顺式-1,4-聚丁二烯橡胶， 其它聚丁二烯橡胶品种则主要采用锂系催化体系。
三、顺丁橡胶怎么生产？
• 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。 所用溶剂和所得产物随催化剂不同而异。 ①用丁基锂为催化剂生产顺丁橡胶,多以环己烷(或己烷)作溶剂。这种聚合 体系的催化活性高,工艺简单，反应容易控制；但所得顺丁橡胶的顺式1，4含 量低，分子量分布窄，不易加工，硫化后的顺丁橡胶的物理性能较差，一般 只与聚苯乙烯树脂混炼作改性树脂。②用钛或钴催化体系生产顺丁橡胶时， 一般选用苯或甲苯作溶剂，制得顺丁橡胶的顺式1，4含量高，硫化胶的物理 性能类似，不同的是钛系顺丁橡胶的分子量分布窄、冷流倾向大，加工性能 也不如钴系和镍系顺丁橡胶好。③用镍系催化剂生产顺丁橡胶，芳烃（如苯 或甲苯）和脂肪烃（如环己烷、己烷、庚烷或加氢汽油）均可作为聚合溶剂， 而且都能得到高分子量、高顺式顺丁橡胶，以环烷酸镍-三异丁基铝-三氟化 硼乙醚络合物作催化剂、以抽余油作溶剂生产顺丁橡胶的技术（我国胶的技术（我国生产橡胶的主 要技术方法），中国自1959年开始研究，于1971年建成万吨级 生产装置并投产。④尚有三种新型催化剂即：稀土催化剂（如 环烷酸稀土－一氯二乙基铝－三异丁基铝）、 π－烯丙基氯 化镍催化剂〔如(π-C3H5NiCl)2-四氯苯醌〕和卤化π－烯丙基 铀催化剂【如(π-C3H5)3UCl-AlRCl2,式中R为乙基】均可制得 高顺式(96％～99％)的顺丁橡胶，而且活性和所得硫化胶的物 理性能也好，但由于开发较晚，至80年代中期尚未达到工业化 生产的程度。 • 顺丁橡胶可用传统的硫磺硫化工艺硫化，其加工性能除混 炼时混合速度慢、轻度脱辊外，其他如胶片平整性和光泽度、 焦烧时间等均与一般通用橡胶类似。
顺丁橡胶(BR)简介
2007年国内合成橡胶 供需状况统计
教研室：橡胶教研室 主讲人：Dabady 日 期： 2020/9/26
• 新闻来源：中国研磨网 发布日期：2008-2-21
2007年，全国共生产合成橡胶222万吨（国家统计 局数据，含再生胶等），同比增长20%。顺丁橡胶产量
增幅相对较小，共生产46万吨，同比增长2.9%，
教研室：橡胶教研室 主讲人：Dabady 日 期： 2020/9/26
四、高顺式BR性能特点
教研室：橡胶教研室 主讲人：Dabady 日 期： 2020/9/26
• 高顺式BR物理机械性能
①、弹性是目前橡胶中最好的，滞后损失小，动态生热低 ；具有极好的耐寒性（Tg为-105℃），通用橡胶中耐低 温性能最好的；
1、什么是丁苯橡胶及其分类？ 2、SBR的应用领域？ 3、据丁二烯分子结构？
2006-2007顺丁橡胶行业 研究报告
教研室：橡胶教研室 主讲人：Dabady 日 期： 2020/9/26
• 来源：/Article_25/200742617516626-1.html
产品实例：
教研室：橡胶教研室
主讲人：Dabady
SKD-6 BUTADIENE RUBBER日 期： 2020/9/26
SKD-6 rubber is a high-molecular cis-polybutadiene, obtained in the result of butadiene polymerisation in solution, under action of a Neodymium-containing catalyst. Its main specific features are high stereoregularity and high linearity of the polymer chain, which conditions increased fatigue resistance of vulcanisers on the basis of this rubber. Another advantage of the rubber is its increased resistance to tearing, and millability of rubber mixtures. The rubber contains no butadiene oligomers and presents an environmentally clean product.
顺丁橡胶装置简介和重点部位及设备
顺丁橡胶装置简介和重点部位及设备简介顺丁橡胶是人造橡胶中最重要的一种，其主要成分是聚合物，具有耐磨、耐氧化、耐油、耐酸碱、耐高温等性能，广泛应用于轮胎、胶管、密封垫、橡胶板等领域。
顺丁橡胶生产过程中，主要分为合成橡胶、加工橡胶、成型橡胶三个阶段，其中加工橡胶是制造过程中的一个重要环节，该过程需要通过顺丁橡胶装置进行。
重点部位顺丁橡胶装置由多个部件组成，其中主要包括料加入系统、搅拌系统、升温系统、冷却系统、卸料系统五个部分。
下面分别对这些部分进行简要介绍。
料加入系统料加入系统主要由给料器、螺旋输送器、储料罐等组成，主要完成将原料输送至搅拌系统的功能。
其中，给料器主要用于控制原料的加入，螺旋输送器用于将原料转移至储料罐中。
搅拌系统搅拌系统由搅拌鼓、搅拌器、电机、减速机等组成，主要完成将原料进行混合、搅拌的功能。
其中，搅拌鼓是混合原料的容器，搅拌器和电机则是搅拌的主要驱动装置。
升温系统升温系统主要由加热器、加热油管道组成，主要完成对搅拌系统中的原料进行升温的功能。
其中，加热器是提供热源的主要设备，加热油管道则是将热油输送至加热器的管路。
冷却系统冷却系统由冷却水罐、水管道、水循环泵等组成，主要完成将升温后的橡胶原料迅速冷却的功能。
其中，冷却水罐是存放冷却水的容器，水管道是将冷却水输送至搅拌鼓中的管路，水循环泵则是将冷却水循环使用的设备。
卸料系统卸料系统由开卸料门、卸料机构、气动控制装置等组成，主要完成将混合好的橡胶原料从搅拌鼓中卸出的功能。
其中，开卸料门是卸料的主要控制装置，卸料机构是将橡胶原料转移到后续生产环节的设备。
设备顺丁橡胶装置在生产过程中需要使用一些特定的设备，这些设备主要包括：•给料器：用于控制原料的加入；•螺旋输送器：用于将原料转移至储料罐中；•储料罐：用于存储原材料；•搅拌鼓：混合原料的容器；•搅拌器：搅拌原料的主要驱动装置；•加热器：提供热源的设备；•加热油管道：将热油输送至加热器的管路；•冷却水罐：存放冷却水的容器；•水管道：将冷却水输送至搅拌鼓中的管路；•水循环泵：将冷却水循环使用的设备；•开卸料门：卸料的主要控制装置；•卸料机构：将橡胶原料转移到后续生产环节的设备。
聚合生产工艺
2019/12/5
回流比的影响
• 回流比的定义：
– 回流液与采出量之比； – 回流比的改变对精馏效果影响很大，必须平稳控制。
• 改变回流比的效果：
– 前提：操作压力、塔顶和塔釜温度一定； – 提高回流比好处：能提高塔顶产品的纯度； – 提高回流比坏处：加大塔的负荷，降低产能，增大能耗。 – 实际操作：确保采出合格产品前提下，尽量降低回流比。
• 装置组成：
– 我厂：碳六油脱水塔、脱重塔、碱洗罐、水洗塔、丁二烯回收 塔等组成；
– 外厂：含丁二烯精制装置的水洗塔、脱水塔、脱重塔； – 其它：碳六油切割塔、尾气回收塔、碱液吸收塔。 – 除水洗塔是筛板塔外，其它各塔均系普通精馏的浮阀塔。
2019/12/5
我厂-溶剂回收装置工艺流程示意图
2019/12/5
• 回收粗原料是多组分混合物，主要是烃类化合物，其 中一般含丁二烯5～8％（重量）。
• 由于丁二烯的沸点和溶剂油各组分的沸点相差较大， 其相对挥发度的差值也大，在一定的压力和温度下， 采用一般的精馏方法就能比较容易地进行分离。
• 设备：浮阀塔、重沸器、冷凝器、离心泵。
2019/12/5
• 精馏过程是在精馏塔中完成的。右边两图分别为 板式精馏塔的结构示意图和精馏操作原理图。
– 塔釜中轻组分浓度减少，塔底产品质量提高，但塔釜采出量减少。
2019/12/5
塔顶温度、塔釜温度的影响
• 塔顶、塔釜的温度的意义：
– 在一定的操作压力下，不同的温度对应着不同的气、液平衡组成。 – 两个温度控制指标反映了精馏效果的好坏，即产品的质量状况。 – 当压力一定时，塔顶和塔釜温度要保持相对稳定。
顺丁橡胶产品及生产简述
顺丁橡胶产品及生产简述摘要：顺丁橡胶是我国合成橡胶中技术开发最成熟的胶种，具有弹性与耐磨性优良，耐老化性好，耐低温性优异，在动态负荷下发热量小，易于金属粘合。
因此得到广泛应用。
本文通过概述顺丁橡胶产品性能和分类，简述了其生产中的聚合，凝聚、脱水和干燥等主要工序，展望了顺丁橡胶发展状况，及应该采取的措施和建议。
关键词：凝聚；顺式；混态Abstract: cis-1,4-polybutadiene rubber is the most mature rubberin China. It has excellent elasticity and wear resistance, good aging resistance, excellent low temperature resistance, low heat value under dynamic load, and easy to metal bonding. So it is widely used. In this paper, the properties and classification of cis-1,4-polybutadienerubber products were summarized. The main processes of polymerization, condensation, dehydration and drying in the production of cis-1,4-polybutadiene rubber were briefly described. The development status of cis-1,4-polybutadiene rubber was prospected, and the measures and suggestions that should be taken were put forward.Key words: condensation; CIS; mixed state前言：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，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.根据顺丁橡胶顺式结构的含量分为高顺丁橡胶（顺式结构占97－99％）、中顺丁橡胶（顺式结构占 90－95％）和低顺丁橡胶（顺式结构占32－40％）三种。
顺丁橡胶用途
顺丁橡胶用途顺丁橡胶是一种重要的橡胶材料，具有优异的物理性能和化学稳定性，因此广泛应用于各种领域。
本文将介绍顺丁橡胶的主要用途。
1. 汽车制造汽车是顺丁橡胶的主要应用领域之一。
顺丁橡胶主要用于制造轮胎、密封件、挡泥板、悬挂件、减震器等部件。
顺丁橡胶具有耐磨性、耐热性、耐油性、耐化学腐蚀性等优良性能，能够满足汽车行驶中各种复杂环境的要求。
2. 建筑工程顺丁橡胶在建筑工程中的应用主要是密封材料。
顺丁橡胶密封条可以用于门窗、墙体、屋顶、地面等部位的密封，能够有效防止水、气体、噪音等的渗透。
顺丁橡胶密封条具有耐候性、耐老化性、耐热性等优异性能，能够保证密封效果的长期稳定性。
3. 医疗器械顺丁橡胶在医疗器械领域中的应用越来越广泛。
顺丁橡胶可以用于制造手套、输液管、注射器、人工器官等医疗器械部件。
顺丁橡胶具有无毒、无味、耐腐蚀、耐高温等优良性能，能够保证医疗器械的安全和可靠性。
4. 电子电器顺丁橡胶在电子电器领域中的应用主要是绝缘材料。
顺丁橡胶绝缘材料可以用于制造电线、电缆、变压器、电容器等电子电器部件。
顺丁橡胶具有优异的绝缘性能、耐高温性能、耐电性能等特点，能够保证电子电器的安全和可靠性。
5. 化工工业顺丁橡胶在化工工业中的应用主要是密封材料和管道衬里。
顺丁橡胶密封条和管道衬里可以用于化工设备、石油化工、制药等领域。
顺丁橡胶具有耐腐蚀性、耐高温性、耐化学性等特点，能够保证化工设备的安全和可靠性。
顺丁橡胶是一种非常重要的工业材料，具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和人们对材料要求的不断提高，顺丁橡胶的应用领域也将越来越广泛。
镍系聚丁二烯橡胶(顺丁橡胶)
聚合温度控制 由于丁二烯聚合反应的反应热为1381.38kJ/kg，如不及时排
除将会影响产物的质量，甚至造成生产事故。采用的控制温度方法有采用传热面
顺丁橡胶
积大的聚合釜（高径比大），除夹套外可以安装内冷管。生产中还常采用在釜顶 充冷油来带走反应热。
（2）溶液聚合生产顺丁橡胶工艺 溶液聚合生产顺丁橡胶工艺过程包括原料精制、引发剂配制、聚合、回收、 凝聚、后处理等工序。其工艺流程如下图所示。 聚合级丁二烯由泵经流量控制与由泵经流量控制送来的溶液油在文氏管中混 合后，再经丁油预热（冷）器进行预热（冷）后，与分别由计量泵送出Ni组分、 Al组分经经文氏管混合后的混合物混合，连续送入聚合釜首釜底入口。B组分由 计量泵送出与稀释油在文氏管中混合后直接送入聚合釜首釜底入口。聚合釜为不 锈钢制并装有双螺带式搅拌器。 物料在首釜反应一定时间后，从釜顶出来进入第二釜、第三釜等连续进行聚 合反应，当检测达到规定门尼粘度后，进入终止釜用乙醇破坏引发剂使反应终止。 从终止釜出来的胶液经过滤器进入胶液罐，回收部分未反应的单体送单体回 收罐区，再经精制处理循环使用；并将胶液混配成优级品的门尼粘度，然后经胶 液泵送入凝集釜用0.9MPa水蒸汽在搅拌下於热水中进行凝集。从凝集釜顶出来的
＜0.03% ＜0.002%
4-乙烯基环已烯-1＜0.05%
丁炔-1
＜0.0015%
过氧化物
＜0.0005%
乙烯基乙炔
气相中的氧
＜0.2%
羰基（以乙醛计）＜0.0025%
硫
＜0.0002%
萃取剂
＜0.001%
NH3 阻聚剂
＜0.0005% ＜0.01%
不挥发物
＜0.05%
Cl(一般不检测) ＜0.0005%
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顺丁橡胶装置简介和重点部位及设备
一、装置简介
(一)装置发展及类型
1。
装置发展
1959年日本的Bndgestone公司开始研制镍系BR顺丁橡胶，并于1964年年底建成2．5x104t／a的生产装置。
顺丁橡胶在中国的研究1959年也已开始，经过大量的实验，完成了小试、中试及工业，眭实验。
又通过全国性的攻关会战，进而取得了万吨级工业装置的数据。
聚合技术开发始于1959年，中国科学院长春应用化合研究所开始了催化剂的开发工作。
1965年在锦州和兰州开始了中试，1966年建成生产能力为1000t／a的实验装置。
1969年确立了以抽余油为溶剂的生产工艺。
1971年在北京燕山石油化工公司合成橡胶厂建成了我国第一套1．5X104t ／a的生／c装置，并生产出了合格的顺丁橡胶。
此后，又在锦州石化公司、上海高桥化工厂、齐鲁石化公司橡胶厂、巴陵石化公司合成橡胶厂等相继建成了4套工业生产装置。
我国的顺丁橡胶技术经过多年的不断改进和多次技术攻关，工艺逐渐完善，产品质量稳步提高，已经向欧、美及东南亚等国家出口。
同时顺丁橡胶成套技术已经成功实现了对意大：利和我国台湾省的技术转让。
2000年，我国生产顺丁橡胶的厂家已发展到8个，现有生产能力已经达到31．34X104；t／a，。
2．装置类型
顺丁橡胶的关键技术是聚合技术。
生产顺丁橡胶的催化剂体系有锂、钛、钴、镍、钕等。
不同的催化剂得到的不同橡胶结构的橡胶，用锂系催化剂得到的橡胶
顺式1，4—结构含量为35％—40％，称为低／顷式聚丁二烯橡胶，用钛系催化剂得到的橡胶，顺式含量为90％，由钴、镍、钕系制得的橡胶，顺式含量为96％—98％，统称为高顺式聚丁二烯橡胶，即顺丁橡胶。
我国生产顺丁橡胶聚合所采用的催化
剂为镍系。
丁二烯抽提所用的萃取剂目前国内一般采用N，N—二甲基甲酰胺(DMF)和乙腈。
本节主要以DMF法抽提丁二烯为主进行介绍。
(二)单元组成与工艺流程
1．单元组成
顺丁橡胶生产装置主要由丁二烯抽提、聚合及凝聚、干燥、成型包装等三大
单元组成。
丁二烯抽提单元是／顷丁橡胶装置的龙头，绝大部分丁二烯含量43％左右的混合碳四馏分在这里经过萃取和精馏，从而直接从碳四馏分中提取高纯度
的丁二烯单体供聚合单元使用。
丁二烯聚合单元是顺丁橡胶装置的核心反应部分，是顺丁橡胶生产的心脏，
其任务是将丁二烯、催化剂、溶剂油在规定的工艺条件下进行配位阴离子聚合，
经聚合釜的连续聚合，得到顺式含量大于96％的1．4聚丁二烯胶液，然后加入
防老剂，经静态混合器送往胶液罐，供凝聚单元使用。
凝聚单元主要是应用水蒸气蒸馏原理，借助于热水、蒸汽以及机械搅拌等作用，完成对丁二烯胶液中的溶剂及未反应的丁二烯除去并回收，将悬浮在凝聚釜
中的颗粒状经脱水、干
燥等工序变成顺丁橡胶成品。
2．工艺流程概述
(1)丁二烯抽提单元
碳四原料进入到碳四原料蒸发罐，气化后进人第一萃取精馏塔，在萃取剂的作用下，原料中的比丁二烯较难溶于萃取剂的组分(丁烷、丁烯)从塔顶馏出，进塔顶冷凝器冷凝后，部分打回流部分采出。
原料中的丁二烯以及比丁二烯重的组分与溶剂一起借助压差进入预汽提塔。
丁二烯在预汽提塔内部分被解析出来，靠自身压差进入第二萃取精馏塔，其余部分仍靠压差送往第一汽提塔。
溶剂中的丁二烯和炔烃被全部解析出来，冷却后通过压缩机进入第二萃取精馏塔，溶剂蒸汽冷凝液第一部分作为回流打人第一汽提塔内，剩余部分则送往溶剂精制塔脱除水及丁二烯二聚物等杂质。
第二萃取精馏塔塔顶馏出物丁二烯及少量杂质，冷凝后送往洗胺塔。
由塔底排出的溶剂送往丁二烯回收塔，塔顶馏分丁二烯返回压缩机人口，塔釜含炔烃的溶剂用泵送至第二汽提塔解析出乙烯基乙炔，经稀释后送往火炬。
溶剂冷凝液一部分回流，其余送至溶剂精致塔精制。
经洗胺后的丁二烯送第一精馏塔，脱水后送至第二精馏塔进一步提纯，塔顶馏出物冷凝后连续采出丁二烯产品为聚合单元提供原料。
(2)丁二烯聚合单元
从丁二烯抽提单元来的丁二烯进入分子筛精制塔精制脱除部分杂质和微量水分后和溶剂油按一定比例在管道中混合，经预冷器控制进料温度后进人聚合首釜与催化剂混合开始反应，聚合液依次进入第二釜、第三釜继续完成反应，完成反
应的聚合液最后进人终止釜同终止剂一防老剂溶液混合进行终止，终止反应后的胶液经过过滤器送至凝聚单元的储罐。
(3)凝聚及后处理单元。