某公司橡膠聚合車(chē)間的工藝設(shè)計(jì)(doc 67頁(yè)).doc

第九章 設(shè)計(jì)實(shí)例-年產(chǎn)11000t順丁橡膠聚合車(chē)間工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)例一年產(chǎn)11000t順丁橡膠聚合車(chē)間工藝設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)一、概述（一）設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)依據(jù)依據(jù)有關(guān)部門(mén)下達(dá)的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)或可行性研究報(bào)告的批文，環(huán)境影響報(bào)告書(shū)的批文，資源評(píng)價(jià)報(bào)告的批文，技術(shù)引進(jìn)報(bào)告的批文，技術(shù)引進(jìn)合同，設(shè)計(jì)合同，其它文件等。對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)而言，學(xué)生的設(shè)計(jì)依據(jù)就是專(zhuān)業(yè)教師下達(dá)的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。車(chē)間概況該車(chē)間設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)11000t順丁橡膠。主要原料：?jiǎn)误w丁二烯；溶劑溶劑油；引發(fā)劑環(huán)烷酸鎳、三異丁基鋁、三氟化硼乙醚絡(luò)合物；終止劑乙醇；防老劑2.6-二叔丁基對(duì)甲苯酚（簡(jiǎn)稱(chēng)2.6.4）。其生產(chǎn)原理采用溶液聚合的方法，使丁二烯、溶劑、引發(fā)劑等在連續(xù)釜式反應(yīng)器中進(jìn)行配位聚合，制得粘稠膠液，再通過(guò)水蒸汽凝聚、洗膠、干燥、壓塊等過(guò)程獲得最終產(chǎn)品順丁橡膠。工藝路線的確定聚合方法的確定根據(jù)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)要求從自由基聚合、陰離子聚合、陽(yáng)離子聚合、配位聚合等反應(yīng)機(jī)理中選擇出配位聚合，同時(shí)考慮配位聚合所用原料、引發(fā)劑、傳熱、物料輸送、產(chǎn)物溶解、回收、操作方式等方面綜合考慮選擇溶液聚合實(shí)施方法。該工藝路線包括了如反應(yīng)活性中心的形成過(guò)程；特殊引發(fā)劑組分的安全防護(hù)；由于溶劑的存在必然要考慮的回收、循環(huán)利用；反應(yīng)的終止方式；產(chǎn)品防老化處理等特點(diǎn)。操作方式為連續(xù)操作。單體原料路線的確定通過(guò)比較乙炔法、乙醇法、丁烷一步脫氫法、丁烯氧化脫氫法、丁烯催化脫氫法、石油高溫裂解回收法等生產(chǎn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r，因地制宜地選擇合適的丁烯氧化脫氫制丁二烯原料路線。溶劑的選擇各種溶劑對(duì)反應(yīng)原料、產(chǎn)物及反應(yīng)所用各種引發(fā)劑的溶解能力不同。從溶解度參數(shù)、體系粘度、工程上傳熱與攪拌、生產(chǎn)能力提高、回收難易、毒性大小、來(lái)源、輸送等幾方面對(duì)苯、甲苯、甲苯-庚烷、溶劑油等，進(jìn)行綜合比較，確定選擇溶劑油。引發(fā)劑的選擇從適合順丁橡膠生產(chǎn)的引發(fā)劑共性入手，如定向能力高、穩(wěn)定性好、易貯存、高效、用量少、易分離及殘存對(duì)產(chǎn)物性能無(wú)影響等，對(duì)常用的四大類(lèi)型引發(fā)劑Li系、Ti系、Co系、Ni系進(jìn)行比較，選擇Ni系引發(fā)劑，其組份主引發(fā)劑為環(huán)烷酸鎳，助引發(fā)劑為以異丁基鋁，第三組分為三氟化硼乙醚絡(luò)合物。引發(fā)劑活性中心的形成方式 陳化方式陳化是指為了提高引發(fā)劑活性，充分發(fā)揮各組分的作用，在聚合前事先把引發(fā)劑各組分安一定配比，在一定的條件下進(jìn)行的預(yù)混合反應(yīng)。國(guó)內(nèi)對(duì)上述引發(fā)體系曾采用過(guò)三種陳化方式，即三元陳化、雙二元陳化、稀硼單加。通過(guò)比較確定最佳方式為稀硼單加。聚合反應(yīng)機(jī)理及影響反應(yīng)的因素聚合反應(yīng)機(jī)理丁二烯聚合反應(yīng)的機(jī)理屬于連鎖聚合反應(yīng)，遵循配位陰離子的鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈終止及鏈轉(zhuǎn)移等基元反應(yīng)機(jī)理。其總反應(yīng)式為：n CH2CHCHCH2 CH2CHCHCH2n 影響反應(yīng)的因素影響聚合反應(yīng)的因素主要有引發(fā)劑的陳化方式，引發(fā)劑配制濃度，引發(fā)劑用量、配比，通過(guò)幾方面進(jìn)行分析，最后得出比較合適配方為：鎳/丁鋁/丁硼/丁鋁/硼 0.25、醇/鋁=6鋁/鎳=38 單體濃度提高單體濃度聚合反應(yīng)速度增加，有利于提高產(chǎn)量。從傳熱、攪拌、物料輸送等方面綜合考慮單體濃度(丁濃)控制范圍為1015。溫度聚合溫度升高，會(huì)使反應(yīng)速度加快，產(chǎn)物分子量下降，但過(guò)高的溫度會(huì)造成大分子產(chǎn)生支化，影響膠的質(zhì)量。因此，要嚴(yán)格控制。一般首釜不大于95，末釜不大于110。雜質(zhì)體系中的雜質(zhì)主要有乙腈、水分、炔烴和空氣中的氧等，這些雜質(zhì)主要對(duì)引發(fā)劑的活性、誘導(dǎo)期的長(zhǎng)短、體系的穩(wěn)定性、聚合速度產(chǎn)生影響，因此，要嚴(yán)格控制在一定指標(biāo)以下。設(shè)計(jì)原則中還要考慮主要設(shè)備的選型。（二）車(chē)間組成該車(chē)間主要由聚合工段和后處理工段組成。聚合工段主要由罐區(qū)、計(jì)量、聚合、配制、粘度等崗位組成。后處理主要由混膠、凝聚、干燥、壓塊、薄膜、紙袋等崗位組成。設(shè)計(jì)范圍包括：聚合工段至后處理工段的物料衡算、聚合過(guò)程的熱量衡算、聚合工段各種設(shè)備的選型，物料流程圖、帶控制點(diǎn)工藝流程圖、聚合釜裝配圖、平面布置圖等。車(chē)間設(shè)備采用露天與廠房?jī)?nèi)布置相結(jié)合的原則。其中罐區(qū)、凝聚采用露天布置，其它全部采用廠房?jī)?nèi)布置。（三）生產(chǎn)制度考慮裝置的大修，采用年開(kāi)工時(shí)間為8000h。全裝置主要采用連續(xù)操作方式，局部采用間歇操作方式。全裝置采用五班三倒制，每班八小時(shí)工作制。二、原料、產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)及技術(shù)指標(biāo)（一）原料的物理化學(xué)性質(zhì)及技術(shù)指標(biāo)生產(chǎn)順丁橡膠的主要原料：?jiǎn)误w：丁二烯；溶劑：溶劑油；引發(fā)劑：環(huán)烷酸鎳、三異丁基鋁、三氟化硼乙醚絡(luò)合物；終止劑：乙醇；防老劑：2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚(簡(jiǎn)稱(chēng)2.6.4)。其化學(xué)名稱(chēng)、分子式、結(jié)構(gòu)式、物理化學(xué)性質(zhì)、來(lái)源(原料路線確定)、用途等可以查閱有機(jī)化工原料手冊(cè)有機(jī)化工原料中間體便覽有機(jī)化學(xué)及有關(guān)資料等獲得。設(shè)計(jì)時(shí)采用的各種原料質(zhì)量指標(biāo)如下：丁二烯純度：99；丁烯：1；水值：；醛酮總量：；二聚物：；乙腈：檢不出。溶劑油(C6油)組分：2.1%、57.8%、40.1%；餾程：6090；碘值：；水值：78；水份：46；沸點(diǎn)：124.5126。終止劑純度：95；含水：5；恒沸點(diǎn)：78.2；密度：810。防老劑熔點(diǎn)：6971；游離甲酚：0.04；灰分：0.03；油溶性：合格。（二）生成物 順丁橡膠的物理化學(xué)性質(zhì)及技術(shù)指標(biāo)順丁橡膠的物理化學(xué)性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)的直接關(guān)系。這種結(jié)構(gòu)又分為分子內(nèi)結(jié)構(gòu)和分子間結(jié)構(gòu)(聚集態(tài)結(jié)構(gòu))。順丁橡膠的結(jié)構(gòu) H H C C CH2 CH2 CH2 CH2 C C H H 順式1.4結(jié)構(gòu) 0.86nm 還有反式1.4結(jié)構(gòu)和1.2位加成產(chǎn)物。利用環(huán)烷酸鎳三異丁基鋁三氟化硼乙醚絡(luò)合物引發(fā)體系使丁二烯聚合后的產(chǎn)物中含9698的順式1.4結(jié)構(gòu)，含12反式1.4結(jié)構(gòu)和12的1.2結(jié)構(gòu)加成物。這種以順式1.4結(jié)構(gòu)為主的聚合物具有分子鏈長(zhǎng)，自然狀態(tài)下為無(wú)規(guī)線團(tuán)狀；分子內(nèi)存在獨(dú)立雙鍵使大分子鏈的柔性大，同時(shí)易于硫化處理的特點(diǎn)。由于順式1.4結(jié)構(gòu)含量大，使得大分子的規(guī)整性好，同時(shí)又由于分子鏈無(wú)取代基，造成對(duì)稱(chēng)性好，但因其重復(fù)結(jié)構(gòu)單元之間距離大，而使順式1.4結(jié)構(gòu)聚丁二烯比反式1.4結(jié)構(gòu)聚丁二烯更難于結(jié)晶。即便能結(jié)晶，其熔點(diǎn)也低(順式1.4含量為98.5的產(chǎn)物，熔點(diǎn)為0)，因此，在常溫下無(wú)結(jié)晶態(tài)，只以無(wú)定形形態(tài)存在。相反，反式結(jié)構(gòu)產(chǎn)物易結(jié)晶。故此，前者是高彈性體，后者無(wú)彈性。順丁橡膠的性能通過(guò)與天然橡膠相比，順丁橡膠具有彈性高、耐低溫性好、耐磨性佳、滯后損失和生熱性小、耐撓曲性及動(dòng)態(tài)性能好以及耐老化、而永久性好等特點(diǎn)。被廣泛用于輪胎加工行業(yè)。但它也有加工性欠佳、強(qiáng)度較差、抗?jié)窕圆缓?、有冷流性傾向等不足。順丁橡膠的性能一看生膠的性能(可塑性、加工性、外觀、顏色等)好壞，影響它因素有聚合方法、引發(fā)劑系統(tǒng)、生膠的分子結(jié)構(gòu)、門(mén)尼粘度、平均分子量、分子量分布、凝膠含量、灰分、揮發(fā)份等。二看硫化后的硫化膠性能(抗張強(qiáng)度、300定拉伸強(qiáng)力、伸長(zhǎng)率、硬度、回彈性、生成熱、永久變形、磨耗量等)，影響硫化膠的因素有門(mén)尼粘度、凝膠含量、加工用的配合劑(種類(lèi)、用量、配方)加工方法等。上述這些可以用表格列出數(shù)據(jù)對(duì)常見(jiàn)橡膠膠進(jìn)行比較顯示。順丁橡膠的用途主要用于輪胎加工行業(yè)，另外，還用于輸送帶、傳動(dòng)帶、模壓制品、鞋底、膠鞋及海綿膠等方面。生產(chǎn)中成品膠質(zhì)量指標(biāo)生產(chǎn)中成品膠質(zhì)量指標(biāo)如表9-1所示。表9-1 成品膠質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目?jī)?yōu)級(jí)品一級(jí)品合格品揮發(fā)份0.751.001.30灰分0.300.300.30生膠門(mén)尼粘度455455457混煉膠門(mén)尼粘度687373300定伸應(yīng)力MPa25min35min50min6.510.57.011.06.810.86.210.76.711.26.511.06.011.06.511.56.311.3拉伸強(qiáng)度MPa35min14.213.713.2伸長(zhǎng)率35min450430430三、車(chē)間危險(xiǎn)性物料主要物性表該車(chē)間危險(xiǎn)性物料主要包括丁二烯、三異丁基鋁、溶劑油、乙醇等，其主要物性如表9-2所示。表9-2 車(chē)間危險(xiǎn)物料主要物性序號(hào)名稱(chēng)分子量熔點(diǎn)沸點(diǎn)閃點(diǎn)燃點(diǎn)爆炸極限（Vd%）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)備注上限下限丁二烯56-4.4三異丁基鋁198溶劑油86686乙醇4678.4三氟化硼乙醚絡(luò)合物142142.5126四、生產(chǎn)流程簡(jiǎn)述（一）生產(chǎn)流程簡(jiǎn)述聚合工段聚合工段主要由罐區(qū)、計(jì)量、聚合、配制、配制、粘度五個(gè)崗位組成。罐區(qū)崗位負(fù)責(zé)貯存、收送丁二烯和溶劑油。聚合崗開(kāi)車(chē)，罐區(qū)連續(xù)給聚合送溶劑油；單體丁二烯由后乙腈直接送聚合，聚合停產(chǎn)時(shí)，丁二烯直接送罐區(qū)。計(jì)量崗負(fù)責(zé)為聚合輸送各種引發(fā)劑、終止劑。配制崗負(fù)責(zé)為聚合配制引發(fā)劑和終止劑，此外，還負(fù)責(zé)接收鋁劑車(chē)間配好的三異丁基鋁。粘度崗負(fù)責(zé)檢測(cè)生產(chǎn)的結(jié)果，測(cè)試門(mén)尼粘度和轉(zhuǎn)化率。由乙腈來(lái)的丁二烯經(jīng)流量控制閥控制合適流量，入文氏管與溶劑油溶劑進(jìn)行混合，再進(jìn)入丁油預(yù)熱器(預(yù)冷器)進(jìn)行換熱，控制一定入釜溫度。鎳組分和鋁組分分別由鎳計(jì)量泵和鋁計(jì)量泵送出，經(jīng)鋁鎳文氏管混合后，與出丁油預(yù)熱器(預(yù)冷器)的丁油溶液混合。硼組分由硼計(jì)量泵送出與稀釋油經(jīng)文氏管混合后，在釜底與丁油混合進(jìn)入首釜。丁油溶液在聚合釜中，在一定溫度和壓力下，受到引發(fā)劑的作用，發(fā)生丁二烯聚合反應(yīng)，生成高分子量的丁二烯聚合產(chǎn)物聚丁二烯。首釜膠液自釜項(xiàng)出口出來(lái)，由第二釜釜底進(jìn)入第二釜繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；再由第二釜的釜項(xiàng)出口出來(lái)，由第三釜釜底進(jìn)入第三釜繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；由第三釜的釜項(xiàng)出口出來(lái)，進(jìn)入第四釜繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；當(dāng)達(dá)到一定粘度和轉(zhuǎn)化率后，在第四釜的出口管線(終止釜的入口管線)與終止劑一起由終止釜釜底進(jìn)入終止釜進(jìn)行終止處理；最后，膠液由終止釜項(xiàng)出口出來(lái)，經(jīng)膠液過(guò)濾器和壓力控制閥入成品工段凝聚崗的膠液罐。反應(yīng)中換熱用的冷溶劑油視情況從不同釜的項(xiàng)部加入。后處理工段后處理工段包括混膠崗、凝聚崗、洗膠崗、干燥崗、壓塊崗、薄膜崗、紙袋崗?；炷z崗負(fù)責(zé)接收聚合來(lái)的膠液，并將門(mén)尼粘度不同的膠液混配成優(yōu)級(jí)品指標(biāo)內(nèi)的膠液；在膠液罐定期回收一部分丁二烯；合格膠液送往凝聚崗。凝聚崗負(fù)責(zé)將終止后進(jìn)入膠液罐混合的門(mén)尼粘度合格的膠液進(jìn)行凝聚，膠粒送洗膠崗，溶劑油送回收工段。洗膠崗負(fù)責(zé)用水洗掉膠粒表面的雜質(zhì)，降低膠的溫度，并膠粒送往干燥崗。干燥崗負(fù)責(zé)將含水4060的膠粒，通過(guò)擠壓脫水機(jī)、膨脹干燥機(jī)和干燥箱降到0.75以下，并呈海綿狀，直徑為10mm小膠條送至壓塊崗。壓塊崗負(fù)責(zé)稱(chēng)量壓塊。薄膜崗負(fù)責(zé)薄膜包裝。紙袋崗負(fù)責(zé)封袋、入庫(kù)。被終止后的膠液進(jìn)入膠液罐后，將部分未轉(zhuǎn)化的丁二烯經(jīng)罐項(xiàng)壓控調(diào)節(jié)閥，鹽水冷凝冷卻器，進(jìn)入丁二烯貯罐，再送至丁二烯回收罐區(qū)。膠液在罐中根據(jù)門(mén)尼粘度值高低進(jìn)行相互混配合格后，經(jīng)過(guò)膠液泵送往凝聚崗。合格膠液被噴到凝聚釜內(nèi)，在熱水、機(jī)械攪拌和蒸汽加熱的作用下，進(jìn)行充分凝聚形成顆粒，并蒸出溶劑油溶劑和少量丁二烯。釜項(xiàng)被蒸發(fā)的氣體有水蒸汽、部分丁二 烯和絕大部分溶劑油溶劑，氣體經(jīng)過(guò)兩個(gè)并聯(lián)的循環(huán)水冷凝冷卻器，冷凝物進(jìn)入油水分離器進(jìn)行油水分離，溶劑油用油泵送往溶劑回收罐區(qū)，水經(jīng)油水分離罐底部由液面調(diào)節(jié)閥控制排出，經(jīng)二次凈化分離罐排入地溝。釜底膠粒和循環(huán)熱水經(jīng)顆粒泵送入洗膠崗的緩沖罐，再經(jīng)1號(hào)振動(dòng)篩分離出膠粒送至洗膠罐。在洗膠罐中，用4060的水對(duì)膠粒進(jìn)行洗滌，經(jīng)洗滌的膠粒和水由2號(hào)振動(dòng)篩進(jìn)行分離，并將含水4060的膠粒送往擠壓干燥崗。通過(guò)擠壓機(jī)擠壓將膠粒含水量降到815，然后，切成條狀進(jìn)入膨脹干燥機(jī)加熱、加壓，達(dá)到膨脹和內(nèi)蒸的目的，除去膠粒中的絕大部分水分，再送入水平紅外干燥箱干燥，使膠的含水量達(dá)到0.75以下。干燥合格后的膠條經(jīng)提升機(jī)送入自動(dòng)稱(chēng)量秤進(jìn)行稱(chēng)量壓塊(25kg)。壓好的膠塊用薄膜包好裝入紙袋封好入庫(kù)。（二）操作控制指標(biāo)聚合工段操作控制指標(biāo)丁油濃度：1215g/100mL首釜溫度：95未釜溫度：100壓力： 0.25、醇/鋁=6 鋁/鎳=38 防老劑/丁=0.79%1.0% 轉(zhuǎn)化率：83% 收率：95% 每噸順丁膠消耗丁二烯：1.045 t后處理工段操作控制指標(biāo)膠液罐：貯量罐容積的80%；壓力0.1MPa。膠液泵：壓力0.1MPa。凝聚釜：釜頂溫度：9498；壓力0.08MPa 釜底溫度：96101 液面：7視鏡 蒸汽壓力：0.9MPa 。 水膠比(體積)：58 循環(huán)水壓力：0.15MPa 安全閥定壓：0.1MPa 噴膠量：1025 循環(huán)水PH值：810分層罐：常壓(開(kāi)口) 界面：隔板高的40%60% 液面：隔板高的20%80%熱水罐：液面1/2洗膠罐：水溫：4555 洗滌水罐液面：1/4干燥崗：擠壓機(jī)出口膠含水：812% 熱風(fēng)溫度：80100 蒸汽壓力：0.9Mpa 循環(huán)水壓力：0.1Mpa 干燥五段溫度：175壓塊崗：高壓油壓：25Mpa 控制油路油壓：1.5Mpa 低壓油壓：5Mpa（三）安全防護(hù)措施聚合工段由于全車(chē)間使用的原料有丁二烯、溶劑油、三異丁基鋁，還有丁烯等。根據(jù)這些原料的性質(zhì)查化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)化工生產(chǎn)安全與防護(hù)等確定全車(chē)間火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為甲級(jí)；爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所分區(qū)為2區(qū)；車(chē)間建筑物屬一類(lèi)工業(yè)建筑。設(shè)計(jì)中電氣設(shè)備一律選用隔爆式電器設(shè)備；各設(shè)備均有接地線、跨接線等防靜電設(shè)施及防雷設(shè)施；各崗位設(shè)有排風(fēng)系統(tǒng)。此外在生產(chǎn)中還要注意以下問(wèn)題：車(chē)間內(nèi)不準(zhǔn)使用明火；禁止穿帶釘子進(jìn)入裝置現(xiàn)場(chǎng)；禁止吸煙；禁止隨意用鐵器碰擊設(shè)備；機(jī)動(dòng)車(chē)不徑許可不得進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)。生產(chǎn)人員必須熟悉相崗位消防設(shè)施的種類(lèi)及存放位置，并能熟練正確使用，了解所處理現(xiàn)場(chǎng)物料的性質(zhì)。生產(chǎn)人員上崗必須佩帶好勞動(dòng)保護(hù)用品，在接觸三異丁基鋁和三氟化硼乙醚絡(luò)合物時(shí)必須帶好手套、面具及其它防護(hù)用品。三異丁基鋁著火時(shí)不得用水和泡沫滅火器，應(yīng)選用干粉及四氯化碳。生產(chǎn)人員地生產(chǎn)過(guò)程中要及時(shí)檢查，消除漏點(diǎn)。設(shè)備跑料、貯罐冒頂后應(yīng)立即采取緊急措施，切斷物料來(lái)源，控制現(xiàn)場(chǎng)，通知附近使用明火單位立即停止，嚴(yán)禁開(kāi)停傳動(dòng)設(shè)備，及時(shí)回收流失物料或用蒸汽蒸煮，消除危險(xiǎn)。生產(chǎn)設(shè)備超壓時(shí)應(yīng)采取緊急排空措施，必須有專(zhuān)人監(jiān)護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。在生產(chǎn)裝置檢修敲打設(shè)備時(shí)，必須使用銅制工具或在鐵制工具上涂上黃干油，以免引起火花。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)禁止存放大量易燃易爆物品。設(shè)備開(kāi)車(chē)前必須用氮?dú)庵脫Q，聚合系統(tǒng)及丁二烯貯罐要置換到氧含量小于0.2以下，其它設(shè)備置換到氧含量小于1方可投料。各貯罐裝料不得超過(guò)規(guī)定裝料系數(shù)，而且要有氮?dú)獗Ｗo(hù)。常壓罐保壓不超過(guò)0.05MPa,受壓罐保壓0.4MPa。設(shè)備檢修必須把物料倒空,并用盲板切斷與其它設(shè)備的聯(lián)系。清除可燃物，由車(chē)間安全員開(kāi)動(dòng)火票，指令專(zhuān)人到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)，檢修人員方可動(dòng)火。管線動(dòng)火可燃物含量要小于0.2，容器動(dòng)火可燃物含量小于0.1。聚合釜清膠要用蒸汽蒸煮24小時(shí)以上，分析釜內(nèi)可燃物小于0.2，氧含量大于18方可入釜治理清理。并在入釜前要檢查確認(rèn)電機(jī)確定停止，并有專(zhuān)人監(jiān)護(hù)，嚴(yán)禁啟動(dòng)電機(jī)。槽車(chē)必須在指定地點(diǎn)裝卸物料，裝卸中汽車(chē)不準(zhǔn)發(fā)動(dòng)，使用膠管車(chē)身應(yīng)有接地線，同時(shí)流量不要過(guò)大，以免產(chǎn)生靜電，裝卸現(xiàn)場(chǎng)有專(zhuān)人看管。后處理工段后處理部分所用物料主要有膠液、丁二烯、溶劑油等，性質(zhì)與聚合所用物料相同，故后處理也屬于易燃易爆崗位，其安全規(guī)定與聚合相同。膠液罐與凝聚釜在清理前要切斷外連管線，切斷電機(jī)，有氮?dú)庵脫Q，并分析可燃物濃度氧含量等，合格后方可入內(nèi)。后處理的電器、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備多，生產(chǎn)人員上崗必須穿好工作服帶好安全帽。所有電器設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中禁止用手亂動(dòng)。生產(chǎn)人員工作服內(nèi)禁止帶東西，防止落入設(shè)備內(nèi)影響生產(chǎn)。干燥崗因有油氣逸出和滑石粉能引起呼吸道系統(tǒng)發(fā)炎，因此，要加強(qiáng)通風(fēng)，排風(fēng)。設(shè)備動(dòng)火要有動(dòng)火票，并有專(zhuān)人監(jiān)護(hù)，切斷電源，嚴(yán)禁啟動(dòng)。膠庫(kù)禁止吸煙，使用明火，非崗位人員禁止入內(nèi)，庫(kù)內(nèi)要經(jīng)常保持衛(wèi)生。五、工藝計(jì)算與主要設(shè)備選型（一）物料衡算計(jì)算采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)年產(chǎn)量：11000 t年開(kāi)工時(shí)間：8000 h每噸順丁橡膠消耗丁二烯：1.045 t總轉(zhuǎn)化率：85%丁濃：丁1215丁油入釜溫度：40首釜溫度：95末釜溫度：110聚合系統(tǒng)壓力：0.44計(jì)量罐壓力：0.1MPa計(jì)量泵壓力：0.8MPa設(shè)計(jì)選用配方： 鎳/丁 鋁/丁 硼/丁 鋁/鎳38 鋁/硼 0.25 醇/鋁6 防老劑/丁二烯0.79（質(zhì)量比）全裝置總收率為95.3；總損耗4.7（包括工藝損耗和機(jī)械損耗）。其分配如下（以1.045噸100丁二烯為基準(zhǔn)計(jì)算收率和損耗）：聚合掛膠等損失1聚合、凝聚的丁二烯機(jī)械泄漏損失0.5凝聚、振動(dòng)篩聚丁二烯渣沫損失0.5油水分離器水相丁二烯溶解損失2包裝過(guò)程中不合格品和落地料損失0.7計(jì)算基準(zhǔn)連續(xù)反應(yīng)操作過(guò)程以作為基準(zhǔn)。聚合釜物料衡算聚合釜物料衡算圖如圖9-1所示。 去終止釜 溶劑油 聚 聚 聚 聚 丁二烯 合 合 合 合 鎳組分 釜 釜 釜 釜 鋁組分 硼組分 掛膠損失圖9-1 聚合釜物料衡算圖 丁二烯系統(tǒng)：每小時(shí)產(chǎn)膠量：需100純度丁二烯量：扣除2.5的損失量應(yīng)有聚丁二烯：按85轉(zhuǎn)化率計(jì)算100純度丁二烯的需求量：/h未反應(yīng)的丁二烯量：/h從原料車(chē)間來(lái)的丁二烯純度為99，其余按正丁烯計(jì)。則需要的原料量：/h隨原料帶入的丁烯量：/h整理上述計(jì)算結(jié)果列下表。組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)wt/dt/a丁烯116.6480.399133.1860.028丁二烯991648.18039.55613185.4412.658合計(jì)1001664.82839.95613318.6272.686注：丁烯的密度：596 丁二烯密度：628 溶劑油密度：660溶劑油系統(tǒng)：取 丁13.5 則有：丁135每小時(shí)進(jìn)入聚合釜的丁油量：每小時(shí)進(jìn)入聚合釜的丁二烯原料量：每小時(shí)進(jìn)入聚合釜的溶劑油量： 引發(fā)劑系統(tǒng)：計(jì)算公式：引發(fā)劑用量丁二烯進(jìn)料摩爾數(shù)(引發(fā)劑/丁)引發(fā)劑分子量a、環(huán)烷酸鎳：M鎳=58.7/h/h商品中環(huán)烷酸鎳的含量為7.5，故環(huán)烷酸鎳的量為：/hb、三異丁基鋁： /h折合成鋁的量：/h/hC、三氟化硼乙醚絡(luò)合物 /h折合成硼的量：/h /h聚丁二烯系統(tǒng)：聚丁二烯：/h掛膠損失：/h去終止釜干膠量：/h驗(yàn)證配方： 合格 合格聚合釜物料衡算列總表如下。序號(hào)組 分kg/ht/dt/aw1丁 烯16.6480.399133.1860.207進(jìn)2丁 二 烯1648.18039.55613185.44120.5173溶 劑 油6366.36152.79250930.8879.2514環(huán)烷酸鎳0.4770.01143.8160.006料5三異丁基鋁0.6040.001454.8350.0086三氟硼乙醚絡(luò)合物0.8670.02086.9340.0117進(jìn)料合計(jì)8033.136192.78164265.0921008丁 烯16.6480.399133.1860.207出9丁 二 烯247.2275.9331977.8163.07810溶 劑 油6366.36152.79250930.8879.25111去終止釜聚丁二烯1386.58433.27811092.67517.261料12三種引發(fā)劑1.9480.047615.5850.02513掛膠損失14.3690.345114.9520.17814出料合計(jì)8033.136192.78164265.092100終止釜的物料衡算圖見(jiàn)圖9-2。 去凝聚釜 終 防老劑 止 終止劑 釜 聚合來(lái)膠液 圖9-2 終止釜物料衡算圖 終止劑、防老劑系統(tǒng):計(jì)算公式： /h=/h其中水量占5，其重量為：/h100乙醇用量：/h防老劑用量：取防老劑/丁二烯0.79，防老配制濃度為117/h/h隨防老劑一起帶入的溶劑量： /h/h整理得終止釜物料衡算列總表如下。序號(hào)組 分kg/ht/dt/aw進(jìn)料1膠 液8018.767192.45064150.13698.93112終 止 劑0.84270.2026.7420.01043水0.04430.00110.3550.00054防 老 劑13.0210.312104.1650.1615帶入溶劑72.7271.745581.8170.8976進(jìn)料總計(jì)8105.402194.710164843.216100出料7丁 烯16.6480.399133.1860.2058丁 二 烯247.2275.9331977.8163.05019三種引發(fā)劑1.9480.046715.5840.02410溶 劑 油6439.087154.53851512.69679.44211干 膠1386.58433.27811092.67517.10712終 止 劑0.84270.2026.7420.010413水0.04430.00110.3550.000514防 老 劑13.0210.312104.1650.16115出料總計(jì)8105.402194.710164643.2161006、凝聚釜物料衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：a、終止釜物料衡算表中的出料數(shù)據(jù)；b、循環(huán)水量：取 水/膠液7.5(體積)；c、循環(huán)水入口溫度：取90；d、0.9(表壓)MPa水蒸汽耗量：5噸水蒸汽/噸膠；e、凝聚溫度：取95；f、凝聚壓力：0.02(表壓)MPa；g、膠液入釜溫度：取20；h、油水分離內(nèi)，水在烴類(lèi)中的飽和溶解度為100mg/kg；溶劑油在水中的飽和溶解度為0.0014(分子)；i、溶劑油(以正已烷計(jì))在95時(shí)的氣化熱為316.522；2095的平均比熱約為2.428；j、丁二烯的95時(shí)的氣化熱為131.884；2095的平均比熱約為2.554；k、丁烯(以正丁烯計(jì))在95時(shí)的氣化熱為254.139；2095的平均比熱約為2.679；m、經(jīng)振動(dòng)篩后自由水全部脫除，膠粒內(nèi)含60，含油約為0.5；n、干燥脫水裝置使膠粒內(nèi)含水和油(即揮發(fā)分)小于0.75；o、包裝入庫(kù)成品膠質(zhì)量指標(biāo)(見(jiàn)表9-1)注：h,i,j數(shù)據(jù)查于化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)下冊(cè)；g查于高聚物合成工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P30；其余取自某操作現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。計(jì)算：凝聚釜物料衡算圖見(jiàn)圖9-3。 溶劑油、丁二烯、水蒸氣 去油水分離器 熱水 凝 機(jī)械損失 聚 渣沫損失 膠液 釜 熱水、膠粒去振動(dòng)篩 0.9MPa水蒸氣圖9-3 凝聚釜物料衡算圖（1）循環(huán)熱水量取：水/膠液7.5(體積比)則用水量：/h取用水量為93/h；即為93T/h。（2）損失量丁二烯機(jī)械損失：/h聚丁二烯渣沫損失：/h損失的防老劑：/h（3）去振動(dòng)篩的聚丁二烯膠粒量聚丁二烯：/h膠粒內(nèi)含防老劑：/h膠粒內(nèi)含油：/h膠粒內(nèi)含水：/h（4）水蒸氣冷凝量溶劑油氣化量：/h丁烯氣化量：/h丁二烯氣化量：/h注：未扣除膠液罐中回收的丁二烯量。查基礎(chǔ)化學(xué)工程上冊(cè)P338表10得：0.9(表)水蒸焓值H汽2781.71查基礎(chǔ)化學(xué)工程上冊(cè)P337表9得：95飽和水焓值H水=397.75。焓差為：分幾部分估算水蒸汽冷凝量：用于溶劑油氣化/h用于丁烯氣化/h用于丁二烯氣化/h用于循環(huán)水從90升溫到95/h四項(xiàng)之和：/h這些冷凝水有831.951kg包含在膠粒內(nèi)，全部冷凝水與循環(huán)水一起支振動(dòng)篩。（5）進(jìn)入凝聚釜的蒸汽總量：/h其中去油水分離器的水蒸氣量： /h整理得凝聚釜物料衡算數(shù)據(jù)列下表。類(lèi)別序號(hào)組分kg/ht/dt/dW%進(jìn)1膠液8105.402194.52964843.2167.5062循環(huán)水93000223274400086.127料3水蒸汽6875165550006.3674進(jìn)料合計(jì)107980.4022591.529863843.2161005聚丁二烯1378.34333.0811026.7481.276去6防老劑12.9560.311103.6440.012振7溶劑油6.9330.16655.4630.006出動(dòng)8引發(fā)劑1.9480.046815.5840.002篩9終止劑0.84270.0206.7420.00110水95197.5122284.741761580.46488.161911去1號(hào)篩合計(jì)96598.5352318.365772788.64589.4589去12丁烯16.6480.399133.1860.015油13丁二烯238.9865.7361911.8890.221水14溶劑油6432.044154.37951456.3525.957分15水蒸氣4677.442112.25937419.5364.332離16去分離罐合計(jì)11365.12272.76390920.96310.525料損17損失丁二烯8.2410.19865.9280.008失18損失干膠8.2410.19865.9280.008物19損失防老劑0.06510.001560.5210.0001料20損失合計(jì)16.5470.397132.3770.016121出料合計(jì)107980.4022591.529863843.2161007、振動(dòng)篩及熱水罐物料衡算物料衡算圖見(jiàn)圖9-4。 洗膠熱水 1#振動(dòng)篩 含水膠粒去 緩 洗膠罐 2#振動(dòng)篩 干燥脫水 沖 筒 凝聚來(lái)膠粒、水 循環(huán)熱水去凝聚釜 去污水池 去洗滌熱水罐 圖9-4 緩沖罐、振動(dòng)篩、洗膠罐物料衡算圖進(jìn)料系統(tǒng)：（1）自凝聚來(lái)膠粒和水總量： 96598.535 kg/h（2）取洗膠熱水量：20 /h,即20000 kg/h出料系統(tǒng)：（1）循環(huán)熱水去凝聚熱水罐：93000 kg/h（2）洗膠熱水支洗滌熱水罐：20000 kg/h（3）去干燥脫水：聚丁二烯： 1378.343 kg/h防 老 劑：12.956 kg/h溶 劑 油：6.933 kg/h 水：831.951 kg/h（4）去污水池(設(shè)引發(fā)劑與終止劑全部洗掉,不循環(huán))引發(fā)劑：1.948 kg/h終止劑：0.8427 kg/h 水：(95197.51220000)(9300020000)831.9511365.561 kg/h振動(dòng)篩和洗膠罐物料衡算列下表。序號(hào)組分kg/ht/dt/aW進(jìn)1膠粒和水96598.5352318.365772788.64582.852洗膠水2000048016000017.15料3進(jìn)料合計(jì)116598.5352798.365932788.6451004去凝聚循環(huán)熱水罐的水93000223274400079.775去洗滌熱水罐的水2000048016000017.15出去6聚丁二烯1378.34333.0811026.748干7防老劑12.9560.311103.644燥8溶劑油6.9330.16655.463脫9水831.95119.9676655.605水106-9項(xiàng)合計(jì)2230.18353.52417841.461.91去11引發(fā)劑1.9480.046715.584污12終止劑0.84270.02026.742料水13水1365.56132.77310948.488池1411-13項(xiàng)合計(jì)1368.351732.8410946.8141.1715出料總合計(jì)116598.5352798.365932788.241008、干燥脫水物料衡算 含水膠粒 干燥.脫水 去包裝 水.溶劑油去污水池 圖9-5 干燥.脫水物料衡算圖按指標(biāo)膠內(nèi)揮發(fā)分(水、油)0.75，設(shè)計(jì)取0.74，其中水0.64，油0.1。則：膠內(nèi)含水：1378.3430.00648.821 kg/h脫 水 量：831.9518.821823.13 kg/h膠內(nèi)含油：1378.3430.0011.378 kg/h 脫 油 量：6.9331.3785.555 kg/h去包裝部分聚丁二烯：1378.343 kg/h防 老 劑：12.955 kg/h 水：8.821 kg/h溶 劑 油：1.378 kg/h脫出揮發(fā)分組成： 水：823.129 kg/h溶 劑 油：5.555 kg/h干燥、脫水物料衡算圖見(jiàn)圖9-5。物料衡算數(shù)據(jù)列下表。序號(hào)組分kg/ht/dt/aW%進(jìn) 料1含水膠粒等2230.18353.52417841.46100去2聚丁二烯1378.34333.08011026.74出包3防老劑12.9560.311103.644裝4水8.8210.21270.5715溶劑油1.3780.03311.0266去包裝合計(jì)1401.49933.63611211.98162.84去7水823.12919.7556585.033料污8溶劑油5.5550.13344.437水9去污水池合計(jì)828.68419.8886629.47037.1610出料總合計(jì)2230.18353.52417841.461009、包裝物料衡算不合格產(chǎn)品損失部分損失聚丁二烯：1648.1800.00711.537 kg/h損失防老劑：11.5370.010.115 kg/h損失溶劑油：11.5370.0010.012 kg/h損失水量：11.5370.00640.074 kg/h成品膠部分聚丁二烯：1378.34311.5371366.806 kg/h防老劑：12.9560.11512.841 kg/h揮發(fā)分：10.1990.08510.114 kg/h包裝部分物料衡算列下表。序號(hào)組分kg/ht/dt/aW%進(jìn) 料1成品膠1401.49933.63611211.99100不2損失聚丁二烯11.5370.27792.2980.8合3損失防老劑0.1150.00280.923出格4損失水0.0740.00180.591損5損失溶劑油0.0120.000