顺丁橡胶的合成工艺设计方案.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,顺丁橡胶合成工艺设计,周武,刘笑颜,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第1页,引言,1.1 顺丁橡胶产品概述,顺丁烯橡胶，由丁二烯聚合制 得结构规整合成橡胶。与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后顺丁橡胶耐寒性、耐磨性和弹性尤其优异，动负荷下发烧少，耐老化性尚好，易与天然橡胶、氯丁橡胶或丁腈橡胶并用。依据顺式1，4含量不一样，顺丁橡胶又可分为低顺式（顺式1，4含量为3540）、中顺式(90左右)和高顺式（9699）三类。高顺式顺丁橡胶分子间力小，分子量高，因而分子链柔性大,玻璃化温度低（Tg=-110），在常温无负荷时呈无定形态，承受外力时有很高形变能力，是弹性和耐寒性最好合成橡胶。且因为分子链比较规整，拉伸时能够取得结晶补强，加入炭黑又可取得显著炭黑补强效果，是一个综合性能很好通用橡胶。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第2页,1.2,顺丁橡胶生产工序方法,1.2.1 合成工序,顺丁橡胶生产工序包含：催化剂、终止剂和防老剂配制计量,丁二烯聚合,胶液凝聚和橡胶脱水干燥。其聚合几乎都采取连续溶液聚合流程，聚合装置大都用35釜串联，单釜容积为1250m。所用溶剂和所得产物随催化剂不一样而异。,1.2.2 合成方法,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。这种聚合体系催化活性高,工艺简单，反应轻易控制；但所得顺丁橡胶顺式1，4含量低，分子量分布窄，不易加工，硫化后顺丁橡胶物理性能较差，普通只与聚苯乙烯树脂混炼作改性树脂。,用钛或钴催化体系生产顺丁橡胶，普通选取苯或甲苯作溶剂，制得顺丁橡胶顺式1，4含量高，硫化胶物理性能类似，不一样是钛系顺丁橡胶分子量分布窄、冷流倾向大，加工性能也不如钴系和镍系顺丁橡胶好。,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技术（我国生产橡胶主要技术方法），中国自1959年开始研究，于1971年建成万吨级生产装置并投产。,还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）、烯丙基氯化镍催化剂如(-C3H5NiCl)2-四氯苯醌和卤化烯丙基铀催化剂均可制得高顺式(9699)顺丁橡胶，而且活性和所得硫化胶物理性能也好，但因为开发较晚，至80年代中期还未到达工业化生产程度。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第3页,1.3 国内顺丁橡胶生产技术差距,品种单一，品牌少，难以适应市场改变需求,生产成本高,生产技术差,质量上有差距,所以，我们要采取新技术改进我们生产技术,开发新型聚合釜反应器、催化剂陈化方式改进、凝聚釜采取热泵回收热能。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第4页,1.4顺丁橡胶发展方向,开发顺丁橡胶新品种和新牌号，以调整现有顺丁橡胶产品结构，增加装置适应性。继续进行充油顺丁橡胶不一样充油份数及不一样门尼产品，稀土顺丁橡胶产量极少、装置规模小产品牌号单一，难以适应各种用途、各种加工配方需求，缺乏低顺橡胶技术开发和应用研究，并尽早将研究结果投入工业生产，实现在顺丁橡胶装置上多品种生产。,优化顺丁橡胶现有催化体系和工艺条件，深入降低物耗能耗，提升技术水平。催化剂陈化方式需改进，以提升总转化率，稳定活性。国内蒸汽与溶剂消耗略高于国外，增加了产品成本，产品出口量小。需要提升生产自控水平，如在线门尼粘度检测水平低，造成产品门尼粘度波动较大，影响了用户使用。,开发新型聚合反应器。当前顺丁橡胶采取，采取双螺带搅拌器，存在返混态、搅拌不均等缺点。所以主要是搅拌浆型改动，提升混合效果，强化传热能力，从而能优化聚合工艺指标，提升产品内在质量。,不停开辟顺丁橡胶在非轮胎制品中应用。增加顺丁橡胶在工程轮胎、拖机轮胎、农用轮胎中使用百分比，占领塑料改性用顺丁橡胶市场，开发改性顺丁橡胶如氯化顺丁橡胶、环氧化、羧化、卤磺化改性顺丁橡胶研究等，以深入扩大顺丁橡胶用量。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第5页,1.5生成物顺丁橡胶物理化学性质及技术指标,顺丁橡胶物理化学性质与其结构直接关系。这种结构又分为分子内结构和分子间结构(聚集态结构)。,1.5.1顺丁橡胶结构,还有反式1.4结构和1.2位加成产物。利用环烷酸镍三异丁基铝三氟化硼乙醚络合物引发体系使丁二烯聚合后产物中含9698顺式1.4结构，含12反式1.4结构和121.2结构加成物。这种以顺式1.4结构为主聚合物含有分子链长，自然状态下为无规线团状；分子内存在独立双键使大分子链柔性大，同时易于硫化处理特点。,因为顺式1.4结构含量大，使得大分子规整性好，同时又因为分子链无取代基，造成对称性好，但因其重复结构单元之间距离大，而使顺式1.4结构聚丁二烯比反式1.4结构聚丁二烯更难于结晶。即便能结晶，其熔点也低(顺式1.4含量为98.5产物，熔点为0)，所以，在常温下无结晶态，只以无定形形态存在。相反，反式结构产物易结晶。故此，前者是高弹性体，后者无弹性。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第6页,1.5.2顺丁橡胶性能,经过与天然橡胶相比，顺丁橡胶含有弹性高、耐低温性好、耐磨性佳、滞后损失和生热性小、耐挠曲性及动态性能好以及耐老化、而永久性好等特点。被广泛用于轮胎加工行业。但它也有加工性欠佳、强度较差、抗湿滑性不好、有冷流性倾向等不足。,顺丁橡胶性能一看生胶性能(可塑性、加工性、外观、颜色等)好坏，影响它原因有聚合方法、引发剂系统、生胶分子结构、门尼粘度、平均分子量、分子量分布、凝胶含量、灰分、挥发份等。二看硫化后硫化胶性能(抗张强度、300定拉伸强力、伸长率、硬度、回弹性、生成热、永久变形、磨耗量等)，影响硫化胶原因有门尼粘度、凝胶含量、加工用配合剂(种类、用量、配方)加工方法等。上述这些能够用表格列出数据对常见橡胶胶进行比较显示。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第7页,1.5.3顺丁橡胶用途,主要用于轮胎加工行业，另外，还用于输送带、传动带、模压制品、鞋底、胶鞋及海绵胶等方面。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第8页,2,.,合成原理及生产工艺,2.1 合成原理-聚合机理,丁二烯分子中p键很活泼，在催化剂作用下，能够打开，使丁二烯分子相互加成，形成聚丁二烯大分子，整个聚合过程由以下几个基本阶段组成。,链引发,丁二烯在催化剂作用下活化，这种活化了单体叫做活性中心，它很活泼，能够很快引发单体进行聚合。单体被催化剂活化称作链引发阶段。假如以A代表催化剂，M代表丁二烯单体，则引发反应可用下式表示：,A+M AM*,AM*代表活性中心。,链增加,带有单体活性中心很活泼，能很快和更多单体分子起反应，反应后活性链其活性并不衰减，结果在很短时间内形成了带有成千上万单体链节活性长链分子，其过程可用下式来描述：,AM*+nM A(M)nM*,式中(M)n就是有n个丁二烯分子连接起来，且仍含有活性长链分子。,在链增加阶段，因为大量丁二烯分子进行聚合，形成了长链大分子，所以这一过程必定是分子数急剧下降，分子量显著升高，同时因为此时小分子间距离被共价键所代替，所以会出现体积收缩或比重增加现象。,在链增加阶段，有大量旧键破坏、新键形成，依据键能数据计算和试验测定，每克分子丁二烯聚合放出17.9千卡热量，这就是丁二烯聚合时放热由来。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第9页,链终止,在一定聚合条件和环境中，链增加到一定长度之后，因为某种化学或物理原因影响，活性中心从增加链上脱落，再生出活性中心而使原有增加链终止，变为无活性聚丁二烯分子、或者是增加链碰到单体，催化剂、溶剂或杂质后，活性中心发生转移，使原有增加链终止，称为链转移终止：,普通终止：A（M）nM*Mn+1+A*,转移终止：A（M）nM*+B Mn+1+A*-B,式中B表示单体、催化剂、杂质、溶剂。不论那种方式终止，最终形成聚丁二烯都是没有活性高分子长链,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第10页,2.2合成工艺（一）镍系催化剂生产顺丁橡胶,聚合工段主要由罐区、计量、聚合、配制、配制、粘度五个岗位组成。,罐区岗位负责贮存、收送丁二烯和溶剂油。聚合岗开车，罐区连续给聚合送溶剂油；单体丁二烯由后乙腈直接送聚合，聚合停产时，丁二烯直接送罐区。,计量岗负责为聚合输送各种引发剂、终止剂。,配制岗负责为聚合配制引发剂和终止剂，另外，还负责接收铝剂车间配好三异丁基铝。,粘度岗负责检测生产结果，测试门尼粘度和转化率。,由乙腈来丁二烯经流量控制阀控制适当流量，入文氏管与溶剂油溶剂进行混合，再进入丁油预热器(预冷器)进行换热，控制一定入釜温度。,镍组分和铝组分分别由镍计量泵和铝计量泵送出，经铝镍文氏管混合后，与出丁油预热器(预冷器)丁油溶液混合。,硼组分由硼计量泵送出与稀释油经文氏管混合后，在釜底与丁油混合进入首釜。,丁油溶液在聚合釜中，在一定温度和压力下，受到引发剂作用，发生丁二烯聚合反应，生成高分子量丁二烯聚合产物聚丁二烯。,首釜胶液自釜项出口出来，由第二釜釜底进入第二釜继续进行反应；再由第二釜釜项出口出来，由第三釜釜底进入第三釜继续进行反应；当到达一定粘度和转化率后，在第三釜出口管线(终止釜入口管线)与终止剂一起由终止釜釜底进入终止釜进行终止处理；最终，胶液由终止釜项出口出来，经胶液过滤器和压力控制阀入成品工段凝聚岗胶液罐。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第11页,2.3合成工艺（二）充油法制备顺丁橡胶,研制充油顺丁橡胶试验原理比较简单，就是把油加到顺丁橡胶中。充油方法普通有两种：一是直接在挤压机前充油，此种方法所得充油胶质量不均匀，会出现花纹且充油量不大，当前极少采取：另一个是在凝聚前充油。我们采取第二种方法生产充油顺丁橡胶（也叫湿法生产充油橡胶）。为了得到性能卓越产品，关键在于高门尼（855）顺丁橡胶研制。普通来说，对于Ni-Al-B三元催化聚合体系，当Ni催化剂量不变，增加Al/B比能够增加聚丁二烯门尼值，但最高只能到达门尼值60左右，得不到门尼值为855母胶。我们经过采取加辛醛方法，合成出门尼值为6090顺丁橡胶。并采取湿法在胶液中直接混入3540份高芳烃油。,充油顺丁橡胶生产工艺主要包含：高门尼基础胶液合成、胶液与填充油混合及凝聚干燥等工序。首先是采取特定聚合技术将橡胶门尼粘度提升到80 100，制备出高分子量基础胶，然后在凝聚之前将高门尼胶液与填充油充分混合，最终进行充油胶液凝聚、干燥，其中高门尼胶液与填充油混合过程对充油顺丁橡胶质量均一性、产品性能有着至关主要影响。,催化剂采取二元陈化，稀硼单加方法，如加辛醛则与硼先混合。,采取小瓶及5升釜进行丁二烯聚合。依据设计量在小瓶及5升釜中配制得到丁二烯与溶剂油混合物，再将小瓶放入恒温水浴或5升釜经过夹套加热至聚合温度。配制催化剂并用针管将计算好用量催化剂打入小瓶或釜中，搅拌使其充分混匀，待釜内温度稳定后搅拌2小时充油完成，再将充油顺丁橡胶胶液经水蒸气凝聚后，产品在110滚筒上滚干后封装保留。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第12页,2.4合成后期处理工段,后处理工段包含混胶岗、凝聚岗、洗胶岗、干燥岗、压块岗、薄膜岗、纸袋岗。,混胶岗负责接收聚合来胶液，并将门尼粘度不一样胶液混配成优级品指标内胶液；在胶液罐定时回收一部分丁二烯；合格胶液送往凝聚岗。,凝聚岗负责将终止后进入胶液罐混合门尼粘度合格胶液进行凝聚，胶粒送洗胶岗，溶剂油送回收工段。,洗胶岗负责用水洗掉胶粒表面杂质，降低胶温度，并胶粒送往干燥岗。,干燥岗负责将含水4060胶粒，经过挤压脱水机、膨胀干燥机和干燥箱降到0.75以下，并呈海绵状，直径为10mm小胶条送至压块岗。,压块岗负责称量压块,薄膜岗负责薄膜包装,纸袋岗负责封袋、入库。,被终止后胶液进入胶液罐后，将部分未转化丁二烯经罐项压控调整阀，盐水冷凝冷却器，进入丁二烯贮罐，再送至丁二烯回收罐区。胶液在罐中依据门尼粘度值高低进行相互混配合格后，经过胶液泵送往凝聚岗。,合格胶液被喷到凝聚釜内，在热水、机械搅拌和蒸汽加热作用下，进行充分凝聚形成颗粒，并蒸出溶剂油溶剂和少许丁二烯。釜项被蒸发气体有水蒸汽、部分丁二 烯和绝大部分溶剂油溶剂，气体经过两个并联循环水冷凝冷却器，冷凝物进入油水分离器进行油水分离，溶剂油用油泵送往溶剂回收罐区，水经油水分离罐底部由液面调整阀控制排出，经二次净化分离罐排入地沟。釜底胶粒和循环热水经颗粒泵送入洗胶岗缓冲罐，再经1号振动筛分离出胶粒送至洗胶罐。,在洗胶罐中，用4060水对胶粒进行洗涤，经洗涤胶粒和水由2号振动筛进行分离，并将含水4060胶粒送往挤压干燥岗。,经过挤压机挤压将胶粒含水量降到815，然后，切成条状进入膨胀干燥机加热、加压，到达膨胀和内蒸目标，除去胶粒中绝大部分水分，再送入水平红外干燥箱干燥，使胶含水量到达0.75以下。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第13页,2.5 合成工艺图,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第14页,3三釜物料衡算,a)计算丁二烯进料量,丁二烯产量=产量/年操作小时=35000103/7900=4430.38kg/hr,由消耗定额计算100%丁二烯4430.381.02=4518.99 kg/hr,按转化率88%计算丁二烯进料 4518.99/0.88=5135.21kg/hr,折合成千克分子数为：5135.21/54=95.1千克分子,实际丁二烯量为：5135.21/0.9986=5142.41kg/hr,丁二烯进料体积 5142.41/620=8.29 m3（丁二烯溶剂重度为620kg/m3）,b)溶剂进料量,依据丁二烯浓度为20 g/100ml 要求进行计算，,丁浓=丁二烯进料量/(丁二烯体积+溶剂体积+催化剂体积),溶剂体积=(丁二烯进料量/丁浓)-丁二烯体积-催化剂体积,=5142.41/200-8.29-0.79=16.63m3,溶剂进料量=16.63660=10977.153kg（溶剂重度为660kg/m3）,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第15页,c)催化剂用量,催化剂溶液进料体积（升）=催化剂进料量1/催,Ni用量:951001.010-558.7=55.82g/hr,其溶液体积为:55.82/2=27.91 l/hr,Al用量:951000.3610-427=102.708g/hr,其溶液体积为:102.708/2=51.354 l/hr,B用量:951001.010-4142=1080.336g/hr,其体积为：1080.336/1130=0.96 l/hr,溶剂体积为：0.96500=478(l/hr)(稀释比为 1:500),三项催化剂总克数为：,55.82+102.708+1080.3365=1238.864g/hr,三项催化剂总体积为：,0.96+27.91+51.345+478=558.215(l/hr),溶剂重量：,558.2150.66=368.42 kg/hr,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第16页,d)聚丁二烯生成量,100%丁二烯进料：5135.21 kg/hr,丁二烯损耗（聚合损失1.5%）：5135.211.5%=77.03 kg/hr,反应丁二烯量：5135.21-77.03=5058.17 kg/hr,由转化率88%得生成丁二烯量：,5058.1788%=4451.20 kg/hr,因为挂胶损失1.2%,挂胶量=4451.201.2%=53.41 kg/hr,去凝聚=4451.20-53.41=4397.79 kg/hr,未反应丁二烯=5058.17-4451.20=606.97 kg/hr,e)防老剂用量,防老剂用量=4397.791%=43.98(kg/hr),防老剂体积=43.98103/186=236.45升,防老剂溶液质量=236.450.66=156.06 kg,防老剂溶剂质量=156.06-43.98=112.08 kg/hr,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第17页,f)三釜物料衡算表,物料名称,进料（kg/hr）,出料（kg/hr）,1丁二烯,5142.41,其中100%丁二烯,5135.21,606.97,杂质,24,24,损失,77.03,2溶剂,10977.153,11543.943,3催化剂 N,005582,12389,A,0102,B,1080,溶剂,368.42,4聚丁二烯,4398.02,挂胶损失,53.41,5防老剂,43.98,43.98,溶剂,112.08,合 计,16687.98,16687.98,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第18页,4首釜物料衡算,a)计算丁二烯进料量,丁二烯产量=产量/年操作小时=35000103/7900=4430.38kg/hr,由消耗定额计算100%丁二烯 4430.38 1.02=4518.99 kg/hr,按转化率88%计算丁二烯进料 4518.99/0.88=5135.21kg/hr,折合成千克分子数为：5135.21/54=95.1千克分子,实际丁二烯量为：5135.21/0.9986=5142.41kg/hr,丁二烯进料体积 5142.41/620=8.29 m3（丁二烯溶剂重度,620kg/m3）,b)溶剂进料量,依据丁二烯浓度为20 g/100ml 要求进行计算，,丁浓=丁二烯进料量/(丁二烯体积+溶剂体积+催化剂体积),溶剂体积=(丁二烯进料量/丁浓)-丁二烯体积-催化剂体积,=5142.41/200-8.29-0.79=16.63m3,溶剂进料量=16.63660=10977.153kg（溶剂重度为660kg/m3）,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第19页,c)催化剂用量,催化剂溶液进料体积（升）=催化剂进料量1/催,Ni用量:951001.010-558.7=55.82g/hr,其溶液体积为:55.82/2=27.91 l/hr,Al用量:951000.3610-427=102.708g/hr,其溶液体积为:102.708/2=51.354 l/hr,B用量:951001.010-4142=1080.336g/hr,其体积为：1080.336/1130=0.96 l/hr,溶剂体积为：0.96500=478(l/hr)(稀释比为 1:500),三项催化剂总克数为：,55.82+102.708+1080.3365=1238.864g/hr,三项催化剂总体积为：0.96+27.91+51.345+478=558.215(l/hr),溶剂重量：558.2150.66=368.42 kg/hr,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第20页,d)聚丁二烯生成量,由转化率88%得100%丁二烯进料：5135.21 kg/h,首釜丁二烯损耗（聚合0.6%）：5135.210.5%=30.81kg/h,反应丁二烯量：5135.21-30.81=5104.4 kg/h,由首釜转化率65%得生成聚丁二烯量：,5135.2165%=3337.89 kg/h,首釜挂胶损失0.5%,挂胶量=3337.890.5%=16.69 kg/h,未反应丁二烯=5135.21-3337.89=1797.32 kg/h,去2#釜聚丁二烯量：3337.89-16.69=3321.20kg/h,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第21页,e)首釜物料衡算表,物料名称,进料（kg/hr）,出料（kg/hr）,1丁二烯,5142.41,其中100%丁二烯,5135.21,1797.32,杂质,24,24,损失,30.81,2溶剂,10977.153,11543.943,3催化剂 N,005582,12389,A,0102,B,1108,溶剂,368.42,4聚丁二烯去2#釜,3321.20,挂胶损失,16.69,合 计,16555.73,16555.73,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第22页,5设备选择及计算,a)聚合釜体积=(溶剂+丁二烯+催化剂)进料体积反应时间,3（假定三个釜体积相等）,=（16.63+8.29+0.79）2 =17.14m3,3,反应釜总容积选为18 m3,b)确定釜外型尺寸,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第23页,选取标准椭圆封头。,查标准椭圆封头体积为0.131D3，h封=D/4,h-釜体直边高度 H-反应釜总高度，则有,H=h+2h封=h+2D/4,取H/D=2.3 总体积VT=3.14/4D2h+0.262D3,计算得D=2.17 则选取釜体直径为2200mm,H=2.22.3=5.06m,查表得：曲面高度为525mm 直边高度为40mm 厚度为1014mm,夹套直径应为D+200mm D夹=2200+200=2400mm,釜体传热面积 A体=DH=3.142.25.06=34.54m2,实际反应釜总传热面积A实=A体+A封=34.54+5.572=45.68 m2,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第24页,c)搅拌形式选择,依据顺丁橡胶生产粘度较大特点，选取双螺带式，查化工工艺设计手册，得：,D/D0=0.95 H/D0=1 C/D0=0.025,L/D0=0.98 B/D0=0.095 S=0.5 Z=2,首釜搅拌转速为60rpm =4000cp=4kg/m.s,=丁二烯用量+溶剂/体积,=5135.21+10977.153+504.5/（8.29+0.79+16.63）=646.32kg/m3,则搅拌雷诺数：,NRe=D2n/=2.22(60/60)646.32/4=782.05,NRe 值大于300时，可认为流体大到湍流状态，符合要求。,d)搅拌功率计算,查化工工艺设计手册，功率计算公式以下：,NP=273（NRe）-1。0,NP=0.273n2D3=0.2734(60/60)22.23=11.63KW,N搅=11.632=23KW,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第25页,6热量衡算（首釜）,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第26页,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第27页,因为丁二烯、溶剂和胶液在相同温度下热值十分靠近，所以取相同数值，计算误差在允许范围内。,Q1+Q3+Q3=Q2+Q4,Q1-进料热 Q2-聚合热 Q3-搅拌热 Q4-物料带出热 Q5-冷剂带出热,Q1=w CP平t=16686.350.5258,=70082.68千卡/小时,Q2=G聚合热=3337.89320=1068124.8千卡/小时,Q3=11.6370%/4.186060=7011.39千卡/小时,Q4=w CP平t=16686.350.61070=712507.145千卡/小时,Q5=Q1+Q2+Q3-Q4,=70082.68+1068124.8+7011.39-712507.145,=432711.725千卡/小时,tm=(72+10)-(72+8)=79,Ln80/78,Q2=KAtm,A理=Q2/Ktm=432711.725/79100=54.8m2,A理A实,理论面积与实际面积相差很多，可能因为理论计算时忽略了热损失。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第28页,7性能测试与分析,7.1 填充不一样油对性能影响,我们对门尼在8090胶液充过不一样环烷油和芳香油，分别是：盘锦10#、18环烷油、盘锦50#、160#、大化500#和大庆芳烃油。而且试验了不一样充油份数、不一样充油反应时间、不一样充油反应温度，对充油胶门尼粘度及物性影响。充油时间和充油温度都会影响填充油在胶液中分散和混合，进而影响充油胶性能。研究发觉，胶液和填充油在带有搅拌和加热搪瓷桶中混合3小时以上，油含量比较稳定，混合到达均匀状态。各种充油胶物性测试结果见表7。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第29页,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第30页,由表7能够看出，填充油加入使橡胶门尼粘度降低，这是因为填充油加入增大了橡胶分子之间距离，减弱了分子间作用力；使大分子链轻易滑动，从而使门尼粘度降低。依据表7结果，经过对比筛选，我们选择采取盘锦160#芳烃油对基础胶充油37.5份和40份，盘锦160#芳烃油性能指标如表8。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第31页,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第32页,7.2充油温度对充油胶性能影响,充油温度对充油胶性能影响如图3，从中能够显著看出，伴随充油温度不停升高，对应充油胶门尼粘度升高。说明温度高时，胶油混合均匀。而且在70左右时，门尼粘度趋向于很好数值。这是因为，在温度较低时候填充油与胶液不能充分混合，在微观出现分层现象。而在高温时，胶液和填充油粘度显著降低、流动性很大程度地改进，所以填充油和胶液相容性就提升了。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第33页,充油温度对充油胶性能影响较大，所以在工业生产中应尽可能保持较高温度。所以充油釜即使不采取夹套加热话，也最少应该有保温设施，使充油过程进行4小时充油釜内温度不低于70。而且因为充油中要加溶剂油对胶液进行稀释，假如所加溶剂油是冷油，充油过程中就不能确保含有较高温度，所以需要将稀释溶剂油预热。另外，填充油也需预热以增加其在管道中流动性，还能够促进其在顺丁胶液中相容性,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第34页,7.3充油时间对充油胶性能影响,依据“时间一温度”等效原理，不难看出，增加充油时间与提升充油温度含有相同效果。在2L烧瓶中进行充油试验，温度70，按充油37.5份加入填充油。在不一样充油时间下取样测定油含量，结果见图9。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第35页,从图9结果能够看出，伴随充油时间增加，填充油含量及充油胶门尼值由上下波动到趋于恒定，在搅拌 3 个小时左右，油含量就比较均匀，而此时门尼粘度也比较稳定，最终稳定在加料设计值。,总而言之，选择填充油是个复杂工程，最基本要求是芳烃含量要高，不过其它性能指标也会最终影响充油胶性能。经过试验对比我们选取盘锦160芳烃油是我们用过填充油里性能最好，综合性能能够到达协议要求指标。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第36页,8,.,结论,经过此次设计，对顺丁橡胶聚合工艺设计设备选型以及工艺流程选择，对充油剂选择，以及依据聚合工艺条件特点来选取所适合设备和反应条件有了充分认识。对聚合过程中不一样反应釜器件选型以及物料衡算、热量衡算及以及最终到橡胶性能都有客观说明，同时经过各方面资料和文件查阅，最终对设备选型有了一个明确结果，具备了指导实际生产应用意义，能够对日后顺丁橡胶合成起到指导作用，到达了此次设计意义。,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第37页,参考文件,1孙,淑坤,黄付玲,赵永兵,李树东,杨永占,李园.我国顺丁橡胶发展现实状况J.化工中间体,10:1-4.,2邵志华.国内外顺丁橡胶生产及市场分析J.上海化工,09:36-38.,3杨秀霞.国内外顺丁橡胶市场发展分析J.当代石油化,10:30-35+40+50.,4张彦芳.新型充油顺丁橡胶研制与生产D.大庆石油学院,.,5赵永兵.充油顺丁橡胶工艺技术研究与发展D.东北石油大学,.,6王岩,张磊.充油顺丁橡胶工艺技术探讨J.炼油与化工,02:19-20+57-58.,7黄健，镍系顺丁橡胶生产技术，化学工业出版社，,8张洋，高聚物合成工艺设计基础，化学工出版社业，1983,9化工工艺设计手册（上、下），化学工出版社业，1985,10化工工艺设计手册（上、下）第二版，化学工出版社业，1994,11赵德仁高聚物合成工艺学，化学工出版社业，1983,12易落新.氯酯化顺丁橡胶物性与力学性能研究D.北京化工大学,.,13刘泳涛,董为民,石路颖,姜连升.稀土顺丁橡胶性能和应用J.合成橡胶工业,05:325-331.,14伯文.我国顺丁橡胶生产技术进步J.中国橡胶,21:14-15.,15关国民.顺丁橡胶聚合生产过程控制J.炼油与化工,03:14-16.,16孔令健.镍系充油顺丁橡胶工业化应用J.合成橡胶工业,05:277-281.,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第38页,17杨羽庆,张丽丽,王金霞.顺丁橡胶生产工艺节能优化改进J.炼油与化工,04:50-52.,18初立文,田永生,李园.顺丁橡胶产品及生产简述J.科技创新与应用,17:74.,19黄葆同，欧阳均，络合催化聚合合成橡胶，科学出版社，1981,20华东化工学院，基础化学工程（上），上海科学出版社，1979,21天津大学，基础有机化学工程，人民教育出版社，1978,22裘元焘，基本有机化工过程及设备，化学工出版社业，1981,23冯新德，高分子合成化学，科学出版社，1979,24天津大学，华东化工学院，有机化学，人民教育出版社，1979,25徐克勋，有机化工原料及中间体便览（上），辽宁情报站，1980,26董为民,姜连升,张学全.合成橡胶工业发展趋势J.当代石油石化,12:21-26+49.,27闫铁良.顺丁橡胶短链支化度及其测定J.燕山油化,1993,04:225-227.,28邓涛,王伟,赵树高.氯化顺丁橡胶动态力学性能研究J.橡胶工业,12:725-727.,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第39页,顺丁橡胶的合成工艺设计方案,第40页,