3万吨丁苯橡胶说明-毕设论文.doc

化工与材料工程学院毕业设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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摘　　要
本设计为年产3万吨乳液聚合丁苯橡胶装置工艺设计，以聚合工段为设计的主要对象。丁二烯和苯乙烯为主要聚合单体，松香酸钾皂、硫酸亚铁、叔十二碳硫醇、过氧化氢对锰烷等为助剂，采用低温乳液聚合法连续生产工艺合成丁苯橡胶。丁苯橡胶具有优异的物理性能和良好的加工性能，在工业生产和日常生活中应用广泛。本设计在掌握丁苯橡胶合成原理、聚合方法、工艺流程以及国内外的发展现状的基础上，进行了聚合工段的物料衡算、热量衡算、主要设备选型计算及简单的技术经济分析，以及绘制带控制点的工艺流程图、设备布置图、管道布置图，编写了设计说明书和设计计算书。

关键词：丁苯橡胶；乳液聚合；工艺设计；丁二烯；苯乙烯

Abstract
This design for the annual output of 30000 tons of emulsion polymerization of styrene butadiene rubber plant process design based on polymerization section design of the main object. Butadiene and styrene as the main monomer, rosin potassium soap, ferrous sulfate, uncle twelve carbon mercaptan and hydrogen peroxide as additives on manganese alkanes, etc, the continuous production process using emulsion polymerization at low temperature synthesis of styrene-butadiene rubber. Styrene butadiene rubber has excellent physical properties and good processability, has been widely applied in industrial production and daily life. This design in mastery of styrene-butadiene rubber synthesis principle, polymerization method, technological process and the development situation at home and abroad, on the basis of the aggregation process of material balance, heat balance and major equipment selection calculation and simple technical and economic analysis, and draw the control points of process flow diagram, equipment layout, piping layout, writing the design specification and design calculation.

Key Words：Butadiene-styrene rubber；Emulsion polymerization；Process design；Butadiene；Styrene

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化工与材料工程学院毕业设计

目　　录

摘　　要 I
Abstract II
第一篇 设计说明书 1
2. 绪 论 2
2.1. 设计依据、指导思想 2
2.1.1. 设计依据 2
2.1.2. 指导思想 2
2.2. 设计地区的自然条件 2
2.3. 厂址的选择 2
2.4. 产品方案及生产规模 3
2.5. 车间布置与岗位人员配制 3
2.6. 节能与环境保护 3
2.6.1. 节能 3
2.6.2. 环境保护 4
2.7. 安全生产 4
2.7.1. 安全特点 4
2.7.2. 消防设施 4
2.7.3. 灭火程序 4
3. 工艺论证 5
3.1. 工艺原理 5
3.2. 生产方法论证 5
4. 工艺设计 7
4.1. 工厂的分配和布置 7
4.2. 工艺流程简图 7
4.3. 橡胶聚合车间工艺流程叙述 7
4.3.1. 本岗位管理范围 9
4.3.2. 本岗位操作任务 9
4.4. 生产原理及工艺流程 9
4.4.1. 生产原理 9
4.4.2. 工艺流程 9
4.4.2.1. .单体及化学品溶液接收 9
4.4.2.2. 聚合 11
4.5. 原料产品规格及公用工程条件 12
4.5.1. 原料的技术条件 12
4.5.2. 公用工程条件 13
4.6. 工艺过程主要控制指标 14
4.6.1. 丁二烯（BD）净化 14
4.6.2. 聚合 14
4.6.2.1. 集合进料流量控制精度 14
4.6.2.2. 进料流量校正时间间隔 15
4.6.2.3. 聚合温度 15
4.6.2.4. 聚合压力 15
4.6.2.5. 转化率 15
4.6.2.6. 门尼粘度 15
4.6.2.7. 反应停留时间 16
4.6.2.8. 结合苯乙烯的量 16
第二篇 设计计算书 17
第 1 章 基础数据 18
1.1 已知基础数据： 18
1.2 计算原则 20
第 2 章 物料衡算 21
2.1 进料计算 21
2.1.1. 混合丁二烯和苯乙烯进料 21
2.1.2. 新鲜丁二烯和苯乙烯进料 21
2.1.3. 辅助物料计算 22
2.1.4. 聚合工段进料表 24
2.2 聚合工段出料计算 25
第 3 章 聚合工段热量衡算 26
3.1 聚合热 26
3.2 冷却显热 27
3.3 搅拌热 28
3.4 大气吸热（略） 28
3.5 热量统计 28
3.6 所需氨的量的计算 29
3.7 聚合过程中的能量统计 30
第 4 章 反应器和搅拌桨的选择 32
4.1 反应釜的选型 32
4.2 罐体尺寸确定 33
4.2.1. 筒体高径比 33
4.2.2. 初步计算筒体直径 33
4.2.3. 聚合釜壁厚的计算 34
4.3 搅拌器的计算 34
4.3.1. 搅拌器初步选型 34
4.3.2. 搅拌功率 35
4.4 传热的计算 35
4.4.1. 换热器的选择 35
4.4.2. 换热面积的计算 38
4.4.3. 换热器的选择 39
第 5 章 管道直径与储罐的计算 40
5.1 管道直径的计算 40
5.2 容器型式的选择 41
5.2.1. 丁二烯缓冲罐V—303的选型 41
5.2.2. 苯乙烯缓冲槽V—304的选型 42
第 6 章 换热器的设计型计算 43
6.1 基本条件 43
6.2 丁二烯换热器E—301的设计 44
6.2.1. 初选 45
6.2.2. 计算管程压降及给热系数αi 46
6.2.3. 计算壳程压降及给热系数α0 47
6.2.4. 计算传热面积 48
6. 泵的设计型计算 50
7.1 泵P—304的设计 50
7.1.1. 简图 50
7.1.2. 条件依据 50
7.1.3. 管内流体的流速 50
7.1.4. 直管阻力和局部阻力的计算 51
7.2 泵的选型 51
7.2.1. 泵的选择 51
7.2.2. 泵的效率的计算 51
结　　论 53
参 考 文 献 54
附录 主要符号说明 55
致　　谢 56

第一篇 设计说明书

2. 绪 论
2.1. 设计依据、指导思想
2.1.1. 设计依据
主要设计依据有：《吉林化工学院毕业设计任务书》；及《化工工艺设计手册》、《化学工程手册》、《化学工艺设计施工图内容和深度统一规定》和吉林化公司有机合成厂丁苯橡胶车间生产装置进行本设计。
2.1.2. 指导思想
（1）利用传统乳液聚合生产技术，确保产品质量高，生产过程安全；
（2）生产过程尽量采用自动控制，机械化操作；
（3）对于易燃易爆场所，设计采用可靠的控制，报警消防设施；
（4）设计采用技术成熟完善的传统乳液聚合方法，达到环保的要求，对生产过程中的化学污水的排放要经过处理，以保证环保要求；
（5）厂房、车间、设备布置要严格按土建标准，以保证生产和正常进行及操作人员的安全。
2.2. 产品方案及生产规模
本设计项目产品名称为丁苯橡胶，年产量为3万吨。主要原料为丁二烯和苯乙烯。其产品指标如表1-1-1所示：

表1-1-1 产品指标
产 品（SBR1500）
指 标
气提胶乳中结合苯乙烯含量
22.5~25.4%
残留苯乙烯
0.1%
最终胶乳
20.5~23.5%
尾气中的丁二烯含量
2.0%
滗析器中的残留苯乙烯
0.06%
门尼粘度
46~58
伸长率
480%
操作方式： 连续操作 实施方案： 乳液聚合
产品名称： 丁苯橡胶 年生产量： 3万吨/年
年工作日： 7800小时 日生产量： 90.31吨/天
年生产天数： 365天
2.3. 车间布置与岗位人员配制
本设计的设备布置基本原则是：既满足了生产实际需要，又考虑了设备的安装，检修方便，节约空地。布置设备时，注意远近相结合既紧凑又要符合生产工艺和安全要求，生产装置街区根据工艺流程和安全的需要，尽可能缩短装卸物料线。
本着满足工艺条件的原则，首先确定关键设备的位置，其它设备则尽可能在主要设备的四周，以利于操作，检修和配管。在厂房内，从一楼到三楼配有楼梯、阀门、仪表等部件距地面较近，以利于手工操作和检修。界区明确，工艺流程通畅，安全合理。
岗位人员配制：单体贮存工序每班3人，溶液配制工序每班3人，聚合工序每班4人，单体回收工序每班3人，后处理工序每班4人。每工序分四班倒，总计60人。
2.4. 节能与环境保护
2.4.1. 节能
1.采用低温乳液聚合法合成丁苯橡胶，副反应少，收率高。
2.合理进行设备布置，尽力按物料流向布置，减少物料往返输送次数。适当利用位差，靠重力输送物料，尽可能减少输送设备，以节约部分动力。
3.设计中加强了对进入装置的水、电、蒸气的计算，为加强能源管理，合理用电、水、气打下良好基础。
4.装置选定使用循环水系统作为生产用冷却水，从而大幅度降低了新鲜水用量。
2.4.2. 环境保护
该厂建于吉林市东北部的江北化工区，该地区的主导风向为西南、西北风，对市区居民的生活及附近的工农业生产均无太大影响。该厂的下游还有污水处理厂，能将工业，生活污水进行及时有效的处理，生产过程中产生的三废都能得以妥善处理，符合国家环保的要求。
为了美化环境和利于空气清新，降低噪声，尽可能在空地上植树，种草，修筑花坛，适度地种植柳树，杨树，常青树，增加绿化面积。
2.5. 安全生产
2.5.1. 安全特点
本车间原料和大多助剂为易燃易爆品，特别要注意防火防爆，而且大部分设备自动化程度较高，设备高速运转，应严格按照操作规程操作设备。
2.5.2. 消防设施
本车间防火防爆级别较高，故安装了地下消火栓4个，8公斤干粉27个，30公斤干粉车一个，1211灭火器32个等消防设施。
各类火灾救援程序：
1.火灾发生后报警程序和内容。
2.发现火险后进行起初火灾补救。
3.判断火势即刻报警，火警：119
4.首先讲清起火单位名称，详细地址。
5.燃烧物质简介。
6.火势大小及着火部位、相关部位。
7.报警人姓名及报警电话号码。
8.报警后派人到路口接车。
9.介绍燃烧物性质及火场内部与外围情况。
10.向调度室和车间领导汇报。
2.5.3. 灭火程序
第一套方案是起初火灾补救
第二套方案是报警。
3. 工艺论证
3.1. 工艺原理
丁苯橡胶是1,3-丁二烯和苯乙烯的共聚物，是一种最通用的橡胶品种，它是按自由基反应机理于乳液中合成的。其反应方程式为：
mCH2=CH-CH=CH2 +n
CH=CH2
-[-CH—CH2-]n---[-CH2-CH=CH-CH2-]m--

3.2. 生产方法论证
丁苯橡胶的生产包括溶聚和乳聚两种工艺。溶聚丁苯橡胶具有低的滚动阻力，又具有很高的抗湿滑性与耐磨性，其滚动阻力比乳聚丁苯橡胶减少20%—30%，抗湿滑性优于顺丁苯橡胶，耐磨性能也很好，是全天候轮胎的最合适胶料。近几年国际上溶聚丁苯橡胶的消费是一直处于上升趋势。西欧和日本溶聚丁苯橡胶所占总丁苯橡胶消费量的比例为31%左右，一些公司正计划扩大溶聚丁苯橡胶生产能力或新建装置。
1992[1]年以来，溶聚丁苯橡胶的产量呈递增趋势。据有关资料报道，1992年至2000年西欧、美国、日本三地区SSBR平均年增长率为5.9%，而SBR平均年增长率约为1.2%。1995年，拜耳公司决定停止其在ESBR方面的投资，Hill的ESBR停产。拜耳认为轮胎制备技术会有一个根本转变，欧洲的消费者将逐步接受“绿色轮胎”;另外，还应该看到以下因素：
(1)在现有的溶液聚合装置上花较少的费用就能有效地扩大SBR的能力。
(2)溶聚工艺优于乳液聚合和气相聚合工艺，SSBR和ESBR更能接受长期挑战。
(3)目前越来越趋向于采用优等填料，SSBR可在此方面降低轮胎的滚动阻力做出贡献。
(4) ESBR的生产效益长期低下。
吉林石化公司丁苯橡胶装置A、B两条生产线原设计双线各八台釜，五台置换塔，聚合釜容积为30/台，聚合物料从一釜进入，依次通过串联的八台釜，在5℃的温度下，反应8-10小时，聚合转化率为60%，生产能力每条线为115t/d；经过几次技术改造，双线各拆除两台置换塔，增加一台聚合釜，变为九釜三塔反应，聚合转化率由60%提至62%，装置生产能力由115t/d提高到145t/d。
兰州石化公司橡胶厂丁苯橡胶以氯化钾为电解质（PH缓冲溶液）、过氧化氢二异丙苯为氧化剂、以叔十二碳硫醇为调节剂，借液氨冷却，在5-8℃下，丁二烯和苯乙烯在聚合釜中进行聚合反应，待末釜单体转化率达64-68%时，用终止剂终止聚合反应，单体回收采用水环式压缩机，用挤压脱水机、膨胀干燥机进行脱水干燥[13]。
齐鲁石油化工公司橡胶厂采用ZEON技术，用低活性引发剂通过延长反应时间、调节剂乳化剂补加实现高转化率，通过改变氨蒸发压力对聚合温度进行控制，经过14-16小时的聚合反应，聚合达70%。单体回收采用三台小脱水机脱水，采用带式干燥机热风干燥（两条线为随工艺包引进，第三线为哈尔滨博实公司参照其干燥箱仿制）。其工艺路线的缺点一是反应时间较长；二是反应温度控制精度低，温度波动大；三是缓冲能力弱[2]。
南通申华化学工艺路线与吉化公司基本相当，其技术来源于台湾合成橡胶公司，聚合系统聚合温度控制在8℃左右，转化率为63%--66%，单体丁二烯回收用水环真空泵，苯乙烯回收采用两台减压蒸馏塔串联操作，脱水机为两台并联操作，每条生产线两台小干燥箱（美国WP公司生产）并联进行干燥。
虽然丁苯橡胶市场已经成熟，但乳液丁苯橡胶与溶液丁苯橡胶之间的竞争正在增加。溶液丁苯橡胶在加工上存在的问题已通过生产控制聚合物(tailoring)而得到克服。目前存在的主要问题是价格较高，各生产者所生产的产品之间没有很好的互换性。对于高性能轮胎，没有任何其它橡胶能够代替溶液丁苯橡胶，当然乳液丁苯橡胶也是不能满足要求的。因此尽管溶液丁苯橡胶成本比乳液丁苯橡胶约高出17%，但轮胎生产者使用溶液丁苯橡胶的趋势已开始越来越明显，但是由于我国的现状的限制，所以我国大多数还是选用乳液丁苯橡胶[3]。
一般乳液丁苯橡胶中含有23.5%的苯乙烯，其分子量随聚合情况而异，在10~150万之间。聚合物的分子微结构，也随聚合条件的变化有很大不同。高温共聚丁苯橡胶与低温丁苯橡胶比较，高温共聚橡胶反式结构含量较低，聚合度也较低，凝胶含量较大；低温共聚丁苯橡胶反式结构含量较高，分子量分布较窄，凝胶含量几乎没有，因此，物理性质比高温丁苯橡胶好。
鉴于以上所述，本设计采用低温乳液聚合合成丁苯橡胶。

4. 工艺设计
4.1. 工厂的分配和布置
丁苯橡胶车间的主要原料为丁二烯、苯乙烯以及30多种助剂，分为8个工段：
100#单体储存 200#溶液配置
300#单体聚合 400#单体回收
500#胶乳掺和 600#干燥压块包装
700#综合楼 800#仓库
4.2. 工艺流程简图
丁苯橡胶合成方法有两种：溶液聚合和乳液聚合 ，其中乳液聚合工艺流程图如图1-3-2所示。
4.3. 橡胶聚合车间工艺流程叙述
聚合岗位示意图如图1-3-1所示[4]：

图1-3-1 聚合岗位示意图

图1-3-2 乳液聚合工艺流程图
4.3.1. 本岗位管理范围
1、自单体贮存岗位及化学品配置岗位接受单体及其它原料，实现聚合并将胶乳送入单体回收岗位；
2、自界区内外，接受水、电、汽，将聚合过程控制在工艺指标范围内，生产出合格的最终胶乳；
3、聚合岗位是丁苯橡胶生产的核心，因此，本岗位操作必须严格按工艺规程及操作法进行操作。
4.3.2. 本岗位操作任务
1、混合丁二烯（BD）、脱除阻聚剂（TBC）；
2、单体及化学品溶液的接受；
3、聚合进料的流量控制；
4、实现聚合并将过程控制在规定的工艺指标以内，生产出合格的最终胶乳；
5、将最终胶乳送至单体回收单元。
4.4. 生产原理及工艺流程
4.4.1. 生产原理
聚合体系以水为介质[5]，以歧化松香酸钾皂和脂肪酸皂为乳化剂，油、水两相乳化，部分单体侵入到胶束中，发生增溶溶解，其他单体成为被皂包覆着的液滴而悬浮着。在水相中生产，并由氧化还原体系提供的最初自由基，进入增溶溶解的胶束中，引发单体聚合，用调节剂调节聚合物的平均分子量。当单体转化率达到（62±2%）时，加入终止剂终止聚合反应。
4.4.2. 工艺流程
4.4.2.1. .单体及化学品溶液接收
（1）丁二烯[6]（BD）
丁二烯（以下简称BD）来自单体贮存与配制岗位经FR0301记录瞬时流量后，进入BD换热器（E0301）。在E0301与WHS(WCS)换热后，流入混合器（A0301）。在A0301入口，BD与来自循环碱液加热器（E0302）的碱液混合，BD和碱液在A0301中充分混合后，流入碱滗析器（V0302A），阻聚剂（TBC）在此被碱液脱除。碱洗温度，控制V0302A的入口为30±2℃，由TRC0301控制调节E0301 WHR(WCS)的流量。BD和碱液在V0302A中分层分离，BD中的TBC转入V0302A下部的碱液中。V0302A中上部的BD进入V0302B中，进一步分离掉碱液，再由上部流入BD进料换热器（E0303），换热以后，流入BD缓冲罐（V0303）。E0303的出口温度由TRC0304控制，调节WHR(WCS)流量，使温度稳定在30±2℃。V0303的液位，由LICA0302控制和调节。V0302A中的碱液以循环碱液输送泵（P0302）连续经E0302循环。循环碱液的瞬时流量，由P0302出口管线上的FR0302记录，改变碱液的循环量就改变了TBC的脱除效果，E0302碱液的出口温度由TIC0303控制，调节WHR(WCS)的流量，使温度稳定在30±2℃，由于碱液在循环中与TBC反应而消耗，因此要定期更换，废碱液装桶或放入地沟（排放使以600#送入的母液中和）。新鲜碱在氢氧化钠配制槽V0301中配制，配制合格后的碱液，有P0301送入V0302A中。
（2）苯乙烯（ST）
苯乙烯（以下简称ST）来自单体贮存与配制单元。经管线进入ST换热器（E0306）后，进入ST缓冲罐（V0304）。V0304的液位，由LICA0303控制和调节。E0306 ST的出口温度，由TRC0323检测，调节WHR(WCS)流量，使其稳定在24±2℃。
（3）乳化剂（EM）
来自化学品配制单元的乳化剂（以下简称EM）溶液在线混合系统，由于皂型不同，分别经不同的管线进入EM缓冲槽（V0306 , V0306）。温度由TIC0307控制，调节加热蒸汽流量，使其稳定在18±2℃。V0306的进料运作，由LRS0304的连锁接点LS0323控制，调节V0306的液位。
（4）活化剂（ACT）
来自化学品配制岗位的活化剂（以下简称ACT），进入ACT缓冲槽（V0307）中。V0307的进料运作，由LRS0305的连锁接点LS0215控制。V0307的温度为常温。
（5）调节剂（MOD）
来自调化剂（以下简称MOD）配制罐的MOD，由MOD输送泵（P0109）送入MOD缓冲罐（V0305）中。V0305的进料运作，由LIS0307的连锁接点LS0324控制P0109泵和V0305进口调节阀的开闭。V0305的温度有TIC0327控制，调节WHR的流量，使其稳定在15±2℃。
（6）氧化剂（OXI）
来自氧化剂（以下简称OXI）配制罐的OXI，由OXI输送泵（P0108）送入OXI缓冲罐（V0309）中。V0309的进料运作，由LIS0308的连锁接点LS0325控制P0108泵的开停和V0309进口调节阀的开闭。V0309的温度由TIC0328控制，调节WHR的流量，使其稳定在15±2℃。
（7）终止剂溶液（S.S）
来自化学品配制单元的终止剂（以下简称S.S）溶液，由S.S输送泵（P0210）经管线进入S.S缓冲罐（V0308）中。V0308的进料运作由L RS0306的连锁接点LS0218控制P0210泵和V0308入口调节阀的开闭。V0308的温度为常温。

4.4.2.2. 聚合
聚合进料为多股料流在线混合方式[7]。其控制为多组分混合流量控制系统——主站追踪系统。其流量检测器为椭圆流量计（氧化剂、调节剂、BD、SSSST为质量流量计）。由主站、成分比率设定器、流量检测单元、显示报警单元，与调节阀或无级调速电机组成其流量控制回路。为确保控制精度，辅设了手动校正系统。
聚合进料中[8]的丁二烯（BD）、苯乙烯（ST）、乳化剂（EM）、活化剂（ACT）、调节剂（MOD）、氧化剂（OXI），分别由聚合进料BD进料泵（P0303）、ST进料泵（P0304）、EM进料泵（P0306）、ACT进料泵（P0307）、MOD进料泵（P0305）、OXI进料泵（P0309）输送，首先ST与MOD混合后再与BD混合，然后，BD、 ST、 MOD混合料液与EM相混合，混合后的料液在进入冷胶进料冷却器（E0304）之前与ACT混合，进入E0304与液氨换热，出口温度控制为13~17℃，然后，此混合料液流入冷胶进料冷却器（E0305）进一步与液氨换热，出口温度控制为8~12℃。最后，混合料液流入聚合釜。E0304、E0305的温度以TRC0310、TRC0311为主控回路，同V0317、V0318氨蒸发压力调节系统PIC0304或PIC0305构成串级，调节液氨蒸发压力，实现对E0304、E0305出口料液温度的稳定控制。由P0309泵把OXI直接送到聚合首釜。
所有的物料进入第一聚合釜后，聚合反应就开始了。为获得高质量的均匀产品，在搅拌条件下，由液氨在聚合釜氨冷管内蒸发，把聚合反应热带走。因此，每个聚合釜温度根据生产的品种不同，控制在规定值是十分重要的。SBR品种不同，所需聚合釜温度亦不同，其控制方法一样，都是以TRC0312-0319控制聚合釜内温度，调节氨冷管中的液氨液位。聚合釜系统的氨蒸发设计规定为240-260kPa(-7~-3)。
聚合反应的时间，设计取8.5±1.5小时。当转化率和门尼黏度等主要控制指标达到规定值时，由终止剂泵（P0308）送来的S.S溶液，从选定的S.S加料点加入到胶乳中，从而终止聚合反应。S.S加料点可能是末釜出口，也可能是置换塔（T0301~0303）的某一个出口。最终胶乳由系统压力送入单体回收岗位（400#）或胶乳缓冲罐（V0303）中。
聚合系统设有两个压力控制点。PRS0303检测进料集管的压力，设在E0304进口，500 kPa自动报警，600 kPa时，系统自动停车。PRCA0308检测置换塔（T0303）出口的系统备压，设定值为200 kPa，450 kPa发出报警。胶乳缓冲罐（V0330）的压力由PRC0309控制，其设定值为100 kPa，超出100 kPa后，排入400#。V0330中的胶乳，由胶乳输送泵P0310连续送入400#单体回收岗位。V0330由LIA0321、LIA0322指示其液位变化。
聚合所用S.S，在停车或紧急状态情况下，由停车S.S输送泵、事故S.S输送泵送入终止点。
4.5. 原料产品规格及公用工程条件
4.5.1. 原料的技术条件
原料的技术条件如表1-3-1～表1-3-10所示[9]：

表1-3-1丁二烯（净化前）
丁二烯纯度
93.7%～97.3%
阻聚剂（TBC）含量
＜25ppm

表1-3-2丁二烯（净化后）
丁二烯纯度
93.7%～97.3%
阻聚剂（TBC）含量
＜10ppm

表1-3-3 苯乙烯（ST）
ST纯度
93.7%～97.3%
阻聚剂（TBC）含量
5～15ppm

表1-3-4 乳化剂（混合皂）
TSC
2.98±0.14%
PH
11.1±0.3
SHS
0.013±0.005%
目检
澄清

表1-3-5乳化剂（单一皂）同表1-3-4。

表1-3-6 活化剂（ACT）
PH
10±0.5
TSC
0.59±0.07%
FES含量
阳性
EDTA含量
阳性
目检
澄清
还原力
＞15

表1-3-7 调节剂（MOD）
外观
透明油状液体
硫醇中硫含量
＞15.6
比重（15.5℃/4℃）
0.855～0.870
分子量
196～204
折光指数（25℃）
1.456～1.466
沸程（0.66KPa绝压）
60～105℃
Cu和Mn的含量
＜5ppm
在ST溶解度
全溶

表1-3-8 氧化剂（OXI）
外观
半透明或透明
颜色
无色或淡黄色
物理状态
流体
活化氧
4.65～5.12%
纯度
50.0～55.0%
PMH萃取液
PH≥4.05
折光指数（20℃）
1.460～1.470
Cu和Mn的含量
≤ 5ppm

表1-3-9 终止剂（S.S）
TSC 2.60～3.06%

表1-3-10 碱液（NaOH）
外观
澄清，无色液体
夹杂物
无
纯度
19.0～21.0%
Na2CO3
≤1.00%
金属氧化物
≤0.05%
氯化钠
＜1.0%
Cu和Mn的含量
≤5ppm
4.5.2. 公用工程条件
公用工程条件如表1-3-11至表1-3-15所示：

表1-3-11　氨
名称
来源
压力
温度
液氨
835冷冻站
900±100KPa
20±5℃
气氨
835冷冻站
260±100KPa
-5℃

表1-3-12 水
名称
来源
压力
温度
生产新鲜水
2a#
-
-
循环冷却上水
7#
≥0.45KPa
≤31℃
循环冷却下水
8#
≥0.25KPa
≤41℃
软水
化学品配置单元
-
-

表1-3-13 气
名称
来源
压力
温度
低压蒸汽
单体回收单元
350±50KPa
147～157℃
采暖蒸汽
水气车间
250±50KPa
147～157℃

表1-3-14 蒸汽
名称
来源
压力
杂质
露点
其他
压缩空气
空压站
490±50KPa
－
－
－
仪表空气
空压站
490±50KPa
无尘无油
-40℃
－
氨气
102厂
400±50KPa
－
-40℃
纯度99.9%

表1-3-15 电
名称
来源
参数
动力电
2#变电所
交流380V
照明电
2#变电所
交流220V
保安电源
2#变电所
直流220V
仪表电源
2#变电所
交流100V
计算机电源
2#变电所
交流120V
4.6. 工艺过程主要控制指标
4.6.1. 丁二烯（BD）净化
丁二烯的净化指标如表1-3-16所示：

表1-3-16 丁二烯（BD）净化
项目
指标
V0303BD中TBC
＜10ppm
V0303中氧含量
＜0.3%(v/v)
碱液浓度
7.0～30.0%
BD/碱液（重量）
1～1.5
碱洗温度
30±2℃
4.6.2. 聚合
4.6.2.1. 集合进料流量控制精度
丁二烯，苯乙烯为0.5级，其他为1.0级。
4.6.2.2. 进料流量校正时间间隔
进料流量校正时间间隔如表1-3-17所示：

表1-3-17 进料流量校正时间间隔
丁二烯
4hr
苯乙烯
4hr
乳化剂
4hr
活化剂
4hr
终止剂
4hr
调节剂
4hr
氧化剂
4hr
4.6.2.3. 聚合温度
聚合温度如表1-3-18所示：

表1-3-18 聚合温度
℃
SBR1500
SBR1502
SBR1712
SBR1778
SBR1503
SBR1706-5
E0304出口
15±2
15±2
15±2
15±2
15±2
15±2
E0305出口
10±2
10±2
10±2
10±2
10±2
10±2
首釜
7±1
9±1
7±1
7±1
9±1
7±1
末釜
3.5～8.5
3.5～8.5
3.5～8.5
3.5～8.5
3.5～8.5
3.5～8.5

4.6.2.4. 聚合压力
聚合压力如表1-3-19所示：

表1-3-19 聚合压力
PRS0303
500KPa报警 600KPa停车
PRCA0308
设定值200KPa~300KPa
PRC0309
450KPa设定值

4.6.2.5. 转化率
转化率为62±2%。
4.6.2.6. 门尼粘度
门尼粘度如表1-3-20所示：

表1-3-20 门尼粘度
品种
最终胶乳
脱气胶乳
SBR1500
51±3（ML）
51±3（ML）
SBR1502
50±3（ML）
50±3（ML）
续表1-3-20 门尼粘度
SBR1712
106±3（ML）
106±3（ML）
SBR1778
75±3（ML）
75±3（ML）
SBR1706～5
48±3（ML）
48±3（ML）
SBR1503
51±3（ML）
51±3（ML）

4.6.2.7. 反应停留时间
反应停留时间为8.5±1.5hr。
4.6.2.8. 结合苯乙烯的量
结合苯乙烯的量如表1-3-21所示：

表1-3-21 结合ST
品种
最终胶乳
脱气胶乳
SBR1500
23.0±0.5%
23.0±0.5%
SBR1502
23.0±0.5%
23.0±0.5%
SBR1712
23.0±0.5%
23.0±0.5%
SBR1778
23.0±0.5%
23.0±0.5%
SBR1503
23.0±0.5%
23.0±0.5%
SBR1706～5
23.0±0.5%
23.0±0.5%

第二篇 设计计算书

第 1 章 基础数据
1.1 已知基础数据：
1、年产量： 3万吨
2、年工作日： 7800小时
3、烃含量: 92%
4、转化率: 60%
5、单体回收单元损率: 0.2%
6、后处理单元损率: 0.6%
7、主要原料指标

表2-1-1 主要原料指标
原 料
指 标
丁二烯纯度
99.3%
苯乙烯纯度
99.6%
丁二烯/苯乙烯
72/28
混合苯乙烯纯度
94%
混合丁二烯纯度
93%
纯碱流量/BD流量
1/1

表2-1-2 产品指标
产 品
指 标
气提胶乳中结合苯乙烯含量（wt%）
22.5~25.4%
残留苯乙烯（wt%）
0.1%
最终胶乳（wt%）
20.5~23.5%
单体回收单元丁二烯损率：（wt%）
2.0%
单体回收单元苯乙烯损率（wt%）
0.06%
门尼粘度
46~58
伸长率
480%

表2-1-3 聚合配方
名 称
组 分
SBR1500
单体
BD
7