顺丁橡胶生产车间工艺设计开题报告
顺丁橡胶聚合车间设计
顺丁橡胶聚合车间设计一绪论1、顺丁橡胶发展史我国顺丁橡胶的研究开发始于20世纪60年代，1971年北京燕山石油化工公司合成橡胶厂建成投产了我国第一套镍系顺丁橡胶生产装臵，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。
此后，锦州石油化工公司、齐鲁石油化工公司以及湖南岳阳巴陵石油化工公司等单位也先后采用国内生产技术建成顺丁橡胶生产装臵。
1998年，锦州石油化工公司与中科院长春应用化学研究所合作，在锦州石油化工公司万吨级镍系顺丁烯橡胶生产装臵上采用绝热聚合方式实现了钦系稀土顺丁橡胶的工业化生产，目前生产能力己经达到1.5万吨/年，可提供三种不同门尼粘度的稀土顺丁橡胶产品，使我国顺丁橡胶的生产水平又上了一个新台阶。
2000年茂名石化公司从Fina公司引进的低顺式顺丁橡胶生产装臵顺利生产出合格产品，同年齐鲁石油化工公司合成橡胶厂研究开发出抓化顺丁橡胶产品。
2003年北京燕山石油化工公司研究院开发出低顺式顺丁橡胶生产技术，并在燕化公司合成橡胶厂SBS生产装臵上顺利进行了全流程的试生产。
目前我国顺丁橡胶的生产厂家有9家，总生产能力为40.0万吨l年，约占世界顺丁橡胶总生产能力的13.3%，是仅次于美国的世界上第2大顺丁橡胶生产国1261。
其中中石化集团公司的生产装臵有5套，总生产能力为28.0万吨滓，约占全国总生产能力的70%;中石油集团公司的生产厂家有3家，总生产能力为12.0万吨j年，约占全国总生产能力的30%。
主要的生产厂家有中国北京燕山石油化工公司(生产能力为12.0万吨/年)、中石化上海高桥石油化工公司(生产能力为8.0万吨/年)、中石化齐鲁石油化工公司(生产能力为4.0万吨/年)、中石化巴陵石油化工公司(生产能力为3.0万吨/年)、中石油锦州石油化工公司(生产能力为5.0万吨/年)、中石油新强独山子石油化工公司…生产能力为2.0万吨/年‟、中石油大庆石油化工总厂(生产能力为5.0万吨I年)以及中石化茂名石油化工公司(生产能力为1.0万吨1年)等，其中北京燕山石油化工公司的12.0万吨/年生产装臵是目前世界上单套生产规模最大的镍系顺丁橡胶生产装臵，生产能力约占国内总生产能力的30%。
年产1.1万吨顺丁橡胶聚合车间工艺设计
论文题目：年产1.1万吨顺丁橡胶聚合车间工艺设计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 TechnologyABSTRACTButadiene 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 (6)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 (9)第二章工艺计算及主要设备选型 (10)2.1物料衡算 (10)2.1.1基础数据 (10)2.1.2聚合釜物料衡算 (10)2.1.3终止釜的物料衡 (13)2.1.4凝聚釜的物料衡算 (15)基础数据 (15)2.1.5缓冲槽、振动筛、洗胶罐物料衡算 (18)2.1.6干燥脱水物料衡算 (20)2.1.7 包装物料衡算 (22)2.1.8油水分离器物料衡算 (23)2.1.9溶剂回收部分物料衡算 (24)2.2热量衡算 (27)2.2.1基础数据 (27)2.2.2各聚合釜反应转化率确定 (29)2.2.3各釜物料组成及物性数据 (30)2.2.4聚合釜的热量衡算 (38)2.3设备的计算及选型 (43)2.3.1聚合釜计算 (43)2.3.2．各反应器的确定 (51)2.4泵的选择（以溶剂油泵为例） (59)2.4.1基础数据 (59)2.4.2确定流量与扬程 (60)2.4.3选泵 (62)2.4.4选电机 (62)2.4.5几何安装高度的确定 (62)参考文献 (63)致谢 (65)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
设计实例年产顺丁橡胶聚合车间工艺设计
设计实例年产顺丁橡胶聚合车间工艺设计1. 引言顺丁橡胶是一种重要的工业原料，被广泛用于生产轮胎、橡胶管和橡胶制品等。
为了满足市场需求，设计一个高效、安全、可靠的顺丁橡胶聚合车间工艺是至关重要的。
本文将从工艺流程、设备配置、流程控制和安全措施等方面对设计实例年产顺丁橡胶聚合车间进行详细说明。
2. 工艺流程顺丁橡胶聚合车间的工艺流程主要包括原料配料、橡胶聚合、挤出成型和后处理等环节。
具体工艺流程如下：2.1 原料配料原料配料阶段是将顺丁橡胶所需的各种原料按照一定比例进行混合和计量的过程。
在这一阶段，应该配置自动化计量设备，并且确保原料的准确性和稳定性。
2.2 橡胶聚合橡胶聚合是顺丁橡胶生产的核心环节。
在这一阶段，将原料送入橡胶聚合反应器中，并通过调节温度、压力和酸碱度等参数，促使橡胶分子链的交联反应进行。
需要注意的是，橡胶聚合反应器应具备一定的自动控制能力，以确保聚合过程的稳定性和产品质量的一致性。
2.3 挤出成型在橡胶聚合完成后，将其通过挤出机进行挤出成型。
挤出机能够将橡胶糊料挤压出成型，并在一定的温度和压力条件下使其形成所需的形状和尺寸。
2.4 后处理完成挤出成型后，需要对产品进行一些后处理工序，如冷却、切割和包装等。
这些后处理工序应该能够自动进行，以提高生产效率和产品质量。
3. 设备配置设计实例年产顺丁橡胶聚合车间的设备配置应综合考虑工艺流程的要求和生产能力的需求。
主要的设备包括原料计量设备、橡胶聚合反应器、挤出机和后处理设备等。
3.1 原料计量设备原料计量设备应该具备高精度、自动化的特点，能够准确地按照配方比例进行混合和计量。
同时，应该具备可靠的计量控制系统，保证原料配料的准确性和稳定性。
3.2 橡胶聚合反应器橡胶聚合反应器是整个车间的核心设备，应该具备一定的反应容量和加热、冷却功能。
同时，应配置自动化控制系统，能够实时监测和调控反应温度、压力和酸碱度等参数。
3.3 挤出机挤出机应该能够满足产品的挤出成型需求，具备一定的挤出压力和温度控制能力。
2023年产4万吨顺丁橡胶聚合车间的设计论文方案模板
生产过程监控
1. 设备监控：对于生产过程中的设备，需要进行实时监控， 包括设备的运行状态、运行参数、故障报警等。可以采用 传感器、仪表等设备来实现对设备的监控，将监测数据传 输到中央控制室进行分析和处理，及时发现设备故障，保 证生产线的稳定运行。 2. 生产数据分析：除了对设备的监控，还需要对生产数据 进行监控和分析。通过对生产数据的实时监测和分析，可 以及时发现生产过程中的异常情况，如质量问题、能耗过 高等，进而采取措施进行调整和改进。同时，对生产数据 的长期分析，可以为企业提供决策支持，优化生产流程和 产品质量。
顺丁橡胶聚合车间设计
顺丁橡胶聚合车间的设计需要考虑到工艺流程、设备布局和环境因素
Carol
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CONTENTS
车间布局设计 物料处理流程 生产设备选型 工艺流程设计 安全环保措施 质量控制措施
01
车间布局设计
ChatPPT Generation
车间总体布局
1. 车间布局设计必须符合工艺流程，确保产品生产的连续性与 高效性。 2. 要考虑到生产设备的布置在车间内的空间分配，以提高生产 效率和便利操作。 3. 为了确保工人的安全和获得良好的劳动条件，要设计合理的 通道和工作区域。 4. 设计车间的进出口通道，以方便原材料和成品的运输和储存。 5. 考虑行人和车辆的流动性，合理规划车间内的交通道路和停 车区域。 6. 考虑到设备维修和保养的需要，应合理规划设备的存放位置。
4. 安装空气过滤系统：在车间内安装高效空气过滤系统，以去除空气中的颗粒物和有害气体。
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。
顺丁橡胶聚合车间工艺设计
顺丁橡胶聚合车间工艺设计1. 引言顺丁橡胶是一种重要的高分子合成材料，具有良好的物理性能和化学稳定性，广泛应用于制造轮胎、软管、密封件等工业领域。
顺丁橡胶的生产过程中，聚合车间的工艺设计对于橡胶品质的稳定性和生产效率的提升起着至关重要的作用。
本文将针对顺丁橡胶聚合车间的工艺设计进行详细讨论。
2. 工艺流程2.1 原料准备顺丁橡胶的生产过程中，主要原料包括丁苯橡胶和溶剂。
在聚合车间工艺设计中，应确保原料的准备工作合理高效，以保证生产的连续性和稳定性。
2.2 聚合反应聚合反应是顺丁橡胶生产过程中最关键的环节之一。
在聚合车间的工艺设计中，应考虑以下几个方面：•反应器设计：选用适当的反应器类型和尺寸，确保反应器内的温度、压力、搅拌等条件能够满足聚合反应的要求。
•反应条件控制：通过控制反应温度、压力和催化剂的加入速率等参数，实现聚合反应的控制和稳定。
•聚合反应时间：根据产品要求和生产能力，确定合理的聚合反应时间，以达到理想的产品质量。
2.3 分离与干燥在聚合反应完成后，顺丁橡胶需要进行分离与干燥处理。
工艺设计中应考虑以下几个关键点：•分离方式：选择合适的分离技术，如蒸馏、萃取、离心等，以提高分离效率和产品纯度。
•干燥方法：确定合适的干燥设备和干燥条件，以快速、有效地去除橡胶中的溶剂，保证产品的质量。
2.4 制品加工分离与干燥后的顺丁橡胶可以进入制品加工环节，根据具体需求进行挤出、压延、压制等加工操作，生产成各类橡胶制品。
3. 工艺参数与控制在顺丁橡胶聚合车间的工艺设计中，合理设定工艺参数并加以控制是提高生产效率和产品质量的关键。
以下是一些常见的工艺参数和控制策略：•温度控制：确保反应器内的温度能够维持在适宜的范围内，以促进聚合反应的进行。
•压力控制：根据反应器和分离设备的设计要求，设定合理的压力控制策略，以保持系统的稳定性。
•搅拌速度：根据聚合反应的要求，设定适当的搅拌速度，以保证反应物料的混合均匀性。
•催化剂用量：根据聚合反应的需求和催化剂的特性，确定合理的催化剂用量，以实现聚合反应的高效进行。
顺丁橡胶毕业设计开题报告
催化剂的选择
催化剂类型的选择与配置是顺丁橡胶生产的关键，它决定聚合物的微观结构 和橡胶的性能等。 聚丁二烯橡胶按照聚合物的微观形式分类，可以分为高顺式顺丁橡胶、低顺 式顺丁橡胶、中乙烯基顺丁橡胶和高反式聚丁二烯橡胶等4种产品。 镍系、钴系、钛系和稀土催化剂主要用于生产高顺式顺丁橡胶，其他聚丁二 烯橡胶品种则主要采用锂系催化剂。
从上表可看出，使用抽余油做溶剂，除了对三氟化硼乙醚络合物的溶解度稍差，但是对单 体丁二烯与引发剂环烷酸镍和三异丁基铝的溶解度都很好，尤其是溶剂油可以大大降低胶 液的粘度，利于传热和搅拌，而且生产能力大。我国石油资源较为充足，来源也广泛，所 以选抽余油为溶剂。
3
聚合工艺
催化剂的陈化方式
把各组分按一定配比，在一定条件下混 合，形成催化剂的活性中心，这种方式 工业上称之为陈化。 陈化方式主要有 :三元单加方式 、三元陈 化方式 、双二元陈化方式 、Al -Ni 陈化, 稀 B单加。 综合考虑，我们选择稀 B单加陈化。
1956年，美国以AlR3-TiBr4催化体系合成顺丁橡胶。
国内外的发展状况
国内的发展状况 1960年，中国科学院长春应用化学研究所开始顺丁橡胶的研制工作。 1965年开始顺丁橡胶生产技术的公关会战，取得了以镍-铝-硼为催化剂体系、以 加氢抽余油为溶剂合成顺丁橡胶的技术成果。 1970年，在燕山石油化工公司建成15Kt/a顺丁橡胶生产装置。 中国顺丁橡胶投产30多年来，生产技术去得了长足 进步，已位居世界先进水平。
三，单体浓度。提高单体浓度聚合反应速率增加，有利于提高产量。从传热、搅拌、物料 输送等方面综合考虑单体浓度控制范围为10%-15%。
顺丁橡胶生产车间工艺设计开题报告
1设计任务、要求、意义及最后达到的目标1.1设计任务本设计主要工作是1.10×107千克/年顺丁橡胶生产车间工艺设计，专题部分是聚合釜工艺设计。
设计过程中要分别完成从聚合工段到后处理工段的物料衡算、聚合过程的热量衡算及核算产量。
在核算完成的前提下，继续完成聚合釜工艺设计。
终止釜工艺设计包括聚合釜的直径、高度等。
最后要用Auto CAD绘制物料平衡图和带控制点的工艺流程图。
1.2设计要求在CA、CNKI上检索大量文献资料，在设计之前了解顺丁橡胶的背景和历史，以及国内外顺丁橡胶各种生产线、生产工艺和国内外顺丁橡胶供需状况。
依据本次设计任务书的设计任务，明确工艺流程，设备装置及操作环境，在设计之前对整个工艺做全面的熟悉和了解。
1.3设计意义通过本次设计，可以使自己对顺丁橡胶工艺认识更深，全面的了解顺丁橡胶工艺流程、设备装置及操作，不仅是对专业课程的巩固和补充，更是提前踏入工作岗位的一次实习与检查。
1.4最后达到的目标本次设计要达到的目标就是完成物料和热量衡算以及聚合釜工艺设计，确定1.10×107千克/年顺丁橡胶生产车间的工艺流程和操作工艺参数，完成物料平衡图和工艺流程图的绘制，编制1.10×107千克/年顺丁橡胶生产车间工艺设计（初步）说明书。
2设计方案2.1可行性分析2.1.1顺丁橡胶的简介顺丁橡胶是1,3-丁二烯采用定向溶液聚合方法得到的高顺式1，4结构含量的聚丁二烯，称为聚丁二烯橡胶，是有规立构橡胶，简称BR，高分子量的顺丁橡胶分子量为(80～120)×104；中高分子量的顺丁橡胶分子量为(25～40)×104。
分子量分布较窄。
玻璃化温度T g＝-110℃。
具有弹性高、低温性能好、耐磨性优异、耐曲挠性良好等特点。
顺丁橡胶的缺点是拉伸强度、撕裂强度较低，抗湿滑性差，冷流性大，加工性能稍差。
溶解度参数δ＝8.3～8.6。
溶于环己烷、正庚烷、正己烷、苯、甲苯等。
顺丁橡胶聚合车间设计-第二讲
数据收集
1. 全装置工艺数据 (1) 生产规模(kt/a)：30;45;60;75;90; 100 (2) 生产时间：每年开工时数8000小时； (3) 每吨胶的消耗定额1.06吨100%丁二烯； (4) 全装置总收率 93.5% ，损耗 ( 含工艺损耗和机械 损耗)6.5%，其分配如下：
聚合挂胶损失 聚合、凝聚的丁二烯机械泄漏损失 凝聚振动筛聚丁二烯渣沫损失 油水分离器水相丁二烯溶解损失 包装过程中不合格品的扫地料损失 2% 1% 0.5% 2% 1%
6426.25 ＝7560kg 85%
7560kg 140kmol 54kg / kmol
折合摩尔数为：
物料衡算示例
(1) 丁二烯进料量 实际进料中原料丁二烯的纯度为99%，则相应的原料进料量 为：
7560kg 7636kg 99%
其体积为：
7636kg 3 12.32 m 620kg / m3
数据收集
2. 聚合工序
(9) 防老剂2,6-二叔丁基对甲酚规格 熔点 69~71℃ 游离甲酚 <=0.05% 灰分 <=0.05% 防老剂、终止剂、溶剂配制在一起，防老剂浓度136g/L (10) 聚合温度35~80℃，聚合时间2.5~3h。 在实际计算中，进料温度取20℃，首釜进料60℃，中釜和末釜取低 于85℃，反应釜内温度取首釜60℃，第二釜80℃。
数据收集
3. 凝聚工艺
(1) 凝聚釜循环水量按水胶比7~8计； (2) 采用9kgf/cm2(表)蒸汽，耗汔量为6t蒸汽/t胶； (3) 凝聚温度90℃，凝聚釜压力为0.9kgf/cm2(表)； (4) 胶粒内含油约2%； (5) 20℃时，油水分离器内，水在烃内的饱和溶解度为 100ppm( 重 量 ) ， 碳 6 烃 类 在 水 中 的 饱 和 溶 解 度 为 0.0014(分子%)； (6) 碳6溶剂在90℃时的汽化热为76kCal/kg，30~90℃平 均热容0.58kCal/kg℃。
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1 设计任务、要求、意义及最后达到的目标1.1 设计任务本设计主要工作是1.10×107千克/年顺丁橡胶生产车间工艺设计，专题部分是聚合釜工艺设计。
设计过程中要分别完成从聚合工段到后处理工段的物料衡算、聚合过程的热量衡算及核算产量。
在核算完成的前提下，继续完成聚合釜工艺设计。
终止釜工艺设计包括聚合釜的直径、高度等。
最后要用Auto CAD绘制物料平衡图和带控制点的工艺流程图。
1.2 设计要求在CA、CNKI上检索大量文献资料，在设计之前了解顺丁橡胶的背景和历史，以及国内外顺丁橡胶各种生产线、生产工艺和国内外顺丁橡胶供需状况。
依据本次设计任务书的设计任务，明确工艺流程，设备装置及操作环境，在设计之前对整个工艺做全面的熟悉和了解。
1.3 设计意义通过本次设计，可以使自己对顺丁橡胶工艺认识更深，全面的了解顺丁橡胶工艺流程、设备装置及操作，不仅是对专业课程的巩固和补充，更是提前踏入工作岗位的一次实习与检查。
1.4 最后达到的目标本次设计要达到的目标就是完成物料和热量衡算以及聚合釜工艺设计，确定 1.10×107千克/年顺丁橡胶生产车间的工艺流程和操作工艺参数，完成物料平衡图和工艺流程图的绘制，编制1.10×107千克/年顺丁橡胶生产车间工艺设计（初步）说明书。
2 设计方案2.1可行性分析2.1.1 顺丁橡胶的简介顺丁橡胶是1,3-丁二烯采用定向溶液聚合方法得到的高顺式1，4结构含量的聚丁二烯，称为聚丁二烯橡胶，是有规立构橡胶，简称BR，高分子量的顺丁橡胶分子量为(80～120)×104；中高分子量的顺丁橡胶分子量为(25～40)×104。
分子量分布较窄。
玻璃化温度T g＝-110 ℃。
具有弹性高、低温性能好、耐磨性优异、耐曲挠性良好等特点。
顺丁橡胶的缺点是拉伸强度、撕裂强度较低，抗湿滑性差，冷流性大，加工性能稍差。
溶解度参数δ＝8.3～8.6。
溶于环己烷、正庚烷、正己烷、苯、甲苯等。
拉伸强度约13～14MP a，扯断伸长率约为450%。
与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后其耐寒性（玻璃化温度为-110℃）、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。
顺丁橡胶特别适用于制造汽车轮胎和耐寒制品，还可制造缓冲材料及各种胶鞋、胶布、胶带和海绵胶等。
顺丁橡胶加工性能较差，生胶有一定冷流倾向。
近年出现的充油顺丁橡胶可使上述缺点得到一定程度的改善，但其抗撕裂强度偏低，抗湿滑性不好，粘着性也不如天然橡胶和丁苯橡胶，尚有待研究改进[1]。
2.1.2 我国顺丁橡胶的工业发展情况自1960年美国P hillips Petro leum公司采用钛系催化剂和溶液聚合法率先实现顺丁橡胶的工业化生产以来，随着石油化工行业的发展，在轮胎制造也推动下，BR生产迅速发展，到1964年，其生产能力越居七大合成橡胶的第2位，仅次于丁苯橡胶（S BR）。
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[2]。
我国顺丁橡胶的研究开发始于20世纪60年代，1971年北京燕山石油化工公司合成橡胶厂建成投产了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[3]。
此后，锦州石油化工公司、齐鲁石油化工公司以及湖南岳阳巴陵石油化工公司等单位也先后采用国内生产技术建成顺丁橡胶生产装置。
1998年，锦州石油化工公司与中科院长春应用化学研究所合作，在锦州石油化工公司万吨级镍系顺丁烯橡胶生产装置上采用绝热聚合方式实现了钦系稀土顺丁橡胶的工业化生产，目前生产能力己经达到1.5万吨/年，可提供三种不同门尼粘度的稀土顺丁橡胶产品，使我国顺丁橡胶的生产水平又上了一个新台阶。
2000年茂名石化公司从F ina公司引进的低顺式顺丁橡胶生产装置顺利生产出合格产品，同年齐鲁石油化工公司合成橡胶厂研究开发出抓化顺丁橡胶产品。
2003年北京燕山石油化工公司研究院开发出低顺式顺丁橡胶生产技术，并在燕化公司合成橡胶厂S BS生产装置上顺利进行了全流程的试生产。
目前我国顺丁橡胶的生产厂家有9家，总生产能力为40.0万吨/年，约占世界顺丁橡胶总生产能力的13.3%，是仅次于美国的世界上第2大顺丁橡胶生产国1261。
其中中石化集团公司的生产装置有5套，总生产能力为28.0万吨/年，约占全国总生产能力的70%;中石油集团公司的生产厂家有3家，总生产能力为12.0万吨/年，约占全国总生产能力的30%。
主要的生产厂家有中国北京燕山石油化工公司(生产能力为12.0万吨/年)、中石化上海高桥石油化工公司(生产能力为8.0万吨/年)、中石化齐鲁石油化工公司(生产能力为 4.0万吨/年)、中石化巴陵石油化工公司(生产能力为 3.0万吨/年)、中石油锦州石油化工公司(生产能力为 5.0万吨/年)、中石油新强独山子石油化工公司〔生产能力为2.0万吨/年〕、中石油大庆石油化工总厂(生产能力为 5.0万吨/年)以及中石化茂名石油化工公司(生产能力为1.0万吨/年)等，其中北京燕山石油化工公司的12.0万吨/年生产装置是目前世界上单套生产规模最大的镍系顺丁橡胶生产装置，生产能力约占国内总生产能力的30%。
除茂名石油化工的低顺式顺丁橡胶装置采用了引进的比利时F ina公司的技术外，其余7套均采用国内生产工艺。
近年来，我国顺丁橡胶的生产发展很快，产量不断增加[4]。
1990年我国顺丁橡胶的产量只有11.9万吨，1995年增加到22.6万吨，2000年产量突破30.0万吨，达到31.34万吨，1990～1995年产量的年均增长率高达13.67%, 1995～2000年产量的年均增长率为6.76%，2001年我国顺丁橡胶的产量达到33.41万吨，比2000年增长6.60%，2002年产量进一步增加到34.12万吨，比2001增长2.130% 2003年我国顺丁橡胶的产最达到39.06万吨，比2002年增长14.5%。
其中北京燕山石油化工公司合成橡胶厂2003年的产量达到12.22万吨，约占全国顺丁橡胶总产量的31.28%，位居全国之首;其次是上海高桥石油化工公司，2003年产量达到9.27万吨，约占全国顺丁橡胶总产量的27.73%e，2003年我国顺丁橡胶的生产厂家有7家，总生产能力约为39.0万吨，产量为39.06万吨，比2002年的34.1195万吨增长14.5%，装置开工率为100.1%。
2.1.3 顺丁橡胶的消费分析随着我国橡胶制品工业的快速发展，对顺丁橡胶的需求量也也迅速增加[5]。
1990年我国顺丁橡胶的表观消费量只有12.19万吨，1995年增加到23.38万吨，2000年达到32.91万吨，1990～1995年表观消费量的年均增长率为13.91％,1995～2000年表观消费量的年均增长率为7.08％。
2001年我国顺丁橡胶的表观消费量为32.15万吨，2002年达到37.71万吨，比2001年增长17.29％。
近年来我国顺丁橡胶的表观消费量情况见表1所示。
表1 近年来我国顺丁橡胶的表观消费量情况年份表观消费量/万吨自给率/%1990 12.1997.71991 13.1497.61992 15.9291.61993 16.4995.81994 18.5492.91995 23.3896.71996 28.2793.41997 29.0795.71998 23.0396.81999 33.2787.92000 32.9195.22001 32.15104.0续表年份表观消费量/万吨自给率/%2002 37.7190.5我国是顺丁橡胶生产大国，也是最早从事顺丁橡胶技术开发，并使用自己技术发展顺丁橡胶的国家之一，目前的生产能力位居世界第二，仅次于美国，但是目前我国顺丁橡胶的生产也存在一些问题，主要表现在生产能力大于需求，新品种牌号较少，主要是通用镍系顺丁橡胶产品，蒸汽与溶剂的消耗略高于国外，产品出口量小，在轮胎、胶带胶管等传统应用领域中的消费增长量增长缓慢等[6]。
为了继续发展我国顺丁橡胶生产，迎接今后更加激烈市场竞争的挑战，今后应该：（1）不断提高现有镍系顺丁橡胶的生产技术水平，用好现有装置，提高产品市场竞争力。
（2）开发顺丁橡胶新品种和新牌号，扩大市场份额，满足市场需求。
加快新有新产品研究开发成果的工业化，以调整现有顺丁橡胶的产品结构。
（3）积极扩大出口。
（4）加大顺丁橡胶加工应用的开发力度，不断开辟顺丁橡胶在非轮胎制品中的应用。
（5）加强国内外各生产厂家之间的技术交流和信息流通，合理配置原料和市场，促进产品结构合理化，利用各企业的优势，对不适应市场要求的现行国家标准进行修改，以满足用户对产品质量的要求，共同促进我国顺丁橡胶行业的发展。
（6）大力开发锂系、钕系顺丁橡胶催化剂的研究和开发，重点研究采用改性技术合成高性能顺丁橡胶以满足高性能轮胎的要求，研究气象或液相聚合顺丁橡胶的生产技术。
（7）加强销售队伍建设，给下游企业提供及时完善的技术服务，以扩大国产顺丁橡胶的市场占有率。
2.1.4顺丁橡胶的供求信息近年来，我国顺丁橡胶每年都有一定的进口，且进口量呈不断增长的趋势[7]。
1996年我国顺丁橡胶的进口量为 2.28万吨，2001年进口量达到5.72万吨，1996～2001年进口量的年增长率为20.20%，2002年进口量增长到6.87万吨，比2001年增长20.10%。
在进口的同时，我国顺丁橡胶产品也有一定量的出口，1997年出口量为 1.04万吨，2001年达到 6.98万吨，创历史最高记录，出口量约占国内生产总练得20.89%。
2002年出口量为 3.28万吨。
近年来我国顺丁橡胶的进出口情况见表2所示。
表2 几年来我国顺丁橡胶的进出口情况年份进口量/万吨出口量/万吨1990 0.28—1991 0.31—1992 0.33—1993 1.100.401994 1.610.291995 1.540.76续表年份进口量/万吨出口量/万吨1996 2.160.291997 2.28 1.041998 2.25 1.521999 4.93 2.122000 5.24 3.672001 5.72 6.982002 6.87 3.28备注：数据来源于海关资料，包括各胶种的板材以及带材产品2.1.5 国内外顺丁橡胶的主要用途顺丁橡胶的用途主要用于制造轮胎，还可用于制造耐磨制品（如胶鞋、胶辊）、耐寒制品和防震制品，可作为塑料的改性剂[8]。
顺丁橡胶可与多种橡胶并用。
制造乘用汽车轮时，可与丁苯橡胶并用，并用量为35%～50%制造载重汽车轮胎胎面时，常与天然橡胶并用，并用量为25%～50%。