发布时间 : 星期一 文章异戊橡胶生产车间更新完毕开始阅读
3.6 油水分离器物料衡算 ....................................................................................................... 18
3.6.1 水相系统 ................................................................................................................. 18 3.6.2 油相系统 ................................................................................................................. 18 3.6.3 油水分离器物料衡算 ............................................................................................. 18 3.7 溶剂回收部分物料衡算 ................................................................................................... 19
3.7.1 基础数据 ................................................................................................................. 19 3.7.2 溶剂脱轻塔的物料衡算 ......................................................................................... 19 3.7.3 溶剂脱重塔的物料衡算 ......................................................................................... 20 第四章 聚合釜的能量衡算 ................................................................................................... 22
4.1 基础数据 .................................................................................................................... 22 4.2 各聚合釜反应转化率确定 ....................................................................................... 23 4.3 各釜物料组成及物性据数 ....................................................................................... 23 4.4 各釜对流传热系数和传热系数 K 的计算 .............................................................. 24 4.4.1 夹套侧传热膜系数 ............................................................................................... 24 4.4.2内冷管的冷却水传热膜系数 .......................................................................... 25
4.4.3 釜液对釜壁的传热膜系数 ................................................................................... 26 4.4.4 反应釜的总传热系数 ........................................................................................... 26 4.5 聚合釜搅拌功率的计算 ........................................................................................... 27 4.6 热量衡算 ................................................................................................................... 28 第五章：其它能量衡算 ......................................................................... 错误！未定义书签。
5.1 凝聚首釜循环水及水蒸气 ........................................................................................ 31 5.2 凝聚首釜釜顶全凝器 ................................................................................................ 31 5.3 溶剂回收塔 ................................................................................................................ 31 5.3.1. 溶剂脱轻塔 ......................................................................................................... 31 5.3.2 溶剂脱轻塔塔顶全凝器 ........................................................................................ 32 5.3.3 溶剂脱轻塔再沸器 ................................................................................................ 32 5.4 溶剂脱重塔...................................................................................................................... 32
5.4.2 溶剂脱重塔塔顶换热器 ........................................................................................ 32 5.4.3 溶剂脱重塔塔顶全凝器 ........................................................................................ 32 5.4.4 溶剂脱重塔再沸器 ................................................................................................ 33 5.5 单体冷却器 ............................................................................................................... 33 5.6 精溶剂冷却器 ............................................................................................................ 33 第六章 全装置热量平衡 ........................................................................................................ 34 第7章 车间工艺布置及厂址选择 ............................................................................................... 35
广东石油化工学院 毕业设计：10KT/a 异戊橡胶生产车间的工艺设计
7.2 生产厂房的整体布置 ....................................................................................................... 35 7.3设备布置安全距离 ........................................................................................................... 36 7.4车间内辅助室和生活室布置 ........................................................................................... 36 第八章 三废治理 .......................................................................................................................... 37
8.1 三废排放及处理方法 ....................................................................................................... 37 8.2 安全措施 ........................................................................................................................... 37 第九章 结论 ................................................................................................................................... 38 参考文献 ........................................................................................................................................ 39 致谢 ................................................................................................................................................ 40
第一章 总述
第一章 总述
1.1综述
1.1.1异戊橡胶的发展史
制约中国橡胶工业发展的重要瓶颈是橡胶，尤其是天然橡胶供应紧张，价格居高不下。受地理条件的限制，我国天然橡胶生产增速缓慢。据预测，我国天然橡胶年产量最多可增加70多万吨，难以满足国内橡胶工业高速发展的需求；但合成橡胶产量却随中国石油化工的发展而增加。合成橡胶主要品种中，我国已能生产丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等胶种，惟有异戊橡胶的生产仍是个空白；而上述合成橡胶品种均不能完全取代天然橡胶，只有异戊橡胶可以替代天然橡胶。如何改善橡胶工业重要原料-天然橡胶的\无米之炊\现状，成为业界普遍关注的问题。我国橡胶年消耗量超过310万吨，居世界首位。预计到2010年，将超过500万吨，年均增长5.5%以上；2015年将超过600万吨，可保持4%的增速。为了弥补国内天然橡胶资源的不足，近两年我国每年进口天然胶100万吨以上。预计今后我国年进口天然胶将超过200万吨，占世界天然胶总资源的20%以上。
另外，从我国轮胎行业的发展来看，国内全钢载重于午胎某些部件所需的异戊橡胶均从俄罗斯引进，进口量已超过1万吨，价格也在逐步攀升。在初期价格较低时，斜交胎也曾使用过进口异戊橡胶，轮胎生产企业获得了较好效益。如果异戊橡胶以20%的比例取代天然橡胶，配方工艺无需调整就可以顺利使用，仅以轮胎行业2010年消耗橡胶250万吨计，异戊橡胶消耗量可达50万吨，即可减少50万吨天然橡胶进口量，于国于民都非常有利。俄罗斯在轮胎生产中50%使用异戊橡胶，如果国内达到这个比例，异戊橡胶的需求量更大。因此，我国应从战略高度鼓励国内橡胶行业积极开发异戊橡胶，并形成规模化生产。
1.2异戊橡胶的生产有两种流程:
①用齐格勒-纳塔催化剂，以己烷(或丁烷)作溶剂的连续溶液聚合流程。这一流程首先由美国固特异轮胎和橡胶公司于1963年实现工业化。过程包括:催化剂（四氯化钛-三烷基铝或四氯化钛－聚亚胺基铝烷）制备、聚合、脱除催化剂残渣、脱水干燥及成型包装。在单釜容积为40～50m3的3～6台串联釜中进行聚合。操作工艺参数为：单体浓度12%～
1
广东石油化工学院 毕业设计：10KT/a 异戊橡胶生产车间的工艺设计
25%，聚合温度0～50°C，反应时间3～5h，转化率可达80%～90%，所得生胶的门尼粘度为 80～90，凝胶含量<1%，异戊橡胶的顺-1,4含量>95%。
②用锂或烷基锂(RLi)为催化剂，以环己烷(或己烷)作溶剂的间歇溶液聚合流程。该流程最早由美国壳牌公司于1962年采用固特里奇化学公司的专利首先实现工业化，所得异戊橡胶的顺-1,4含量为92%～93%。因锂系催化剂用量少,转化率高,故流程中可省去单体回收和脱除催化剂残渣工序。与连续溶液聚合相比，该工艺对原料纯度要求高，聚合条件更需严格控制，所得异戊橡胶的性能稍差。1974年，中国首次发表了用环烷酸稀土－三异丁基铝-卤化物合成顺-1,4-聚异戊二烯的实验结果，之后进行了催化剂筛选、聚合物结构和性能、以及中间试验开发工作，这种稀土催化剂可在加氢汽油中制得顺-1,4含量高达94%以上的异戊橡胶，是一种有工业化前途的新型催化剂体系。
1.3 我国异戊橡胶发展趋势
我国天然橡胶种植面积约为940万亩。根据农业部有关部门的资料，预计到2010年我国天然橡胶产量最多只能在到50～70万吨之间，而消费量将会达到250万吨/年，因此进口依存度将会达到80%。我国作为世界最大的天然橡胶和合成橡胶进口国，这样的一种局面将会保持相当长的一段时间。
2010年我国天然橡胶需求量将超过250万吨，这表示我国将在相当长期内，每年都需求进口约180～200万吨天然橡胶，才能满足橡胶工业发展的要求。如果我国能自产异戊橡胶，就近期来分析，而且只在我国斜交胎、农业轮胎品种方面代替部分天然胶计算，仅这三类轮胎近期就总需求异戊橡胶10.4万吨，占轮胎总耗胶量的11％，也就是可取代10.4万吨天然橡胶。如进一步扩大用量，使其达到总耗胶量的20％，则每年可有18～19万吨的异戊橡胶市场。当我国的天然胶中的50％用异戊橡胶代替，我国每年对异戊橡胶的需求也将达到45～55万吨之多。
对国内市场，在将来很长一段时期内，无论是天然橡胶还是异戊橡胶都要靠进口维持供需平衡。但是，由于异戊橡胶是重要的战略物资，对进口的依存度不容许过高，异戊橡胶的国产化不仅可以填补橡胶市场的空虚，同时也会直接服务于国防事业。
1.4进口市场和竞争现状
目前，占领中国异戊橡胶市场的主要是俄罗斯的异戊橡胶，近年进口量呈现跳跃式增长，2007年进口量9.3万吨；天然橡胶主要来源于东南亚地区，每年进口大约150万吨左右。2010年，天然橡胶的进口量将超过250万吨/年，每年异戊橡胶或天然橡胶需求量增长5.5%，即每年增加7万吨/年以上。如果国内异戊橡胶工业化后，在质量相同的情况
2