年產(chǎn)5萬(wàn)噸丁苯橡膠生產(chǎn)工藝項(xiàng)目設(shè)計(jì).doc

河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)年產(chǎn)5萬(wàn)噸丁苯橡膠的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)摘 要丁苯橡膠在第二次世界大戰(zhàn)以后，發(fā)展極為迅速，目前已成為國(guó)際上生產(chǎn)量最大的一種合成橡膠1，占合成橡膠總產(chǎn)量的80%以上。蘇聯(lián)、美國(guó)、加拿大和民主德國(guó)丁苯橡膠產(chǎn)量最大，近年來(lái)英國(guó)、意大利、西德及我國(guó)等國(guó)家也開(kāi)始迅猛發(fā)展。丁苯橡膠屬于普遍類(lèi)型的橡膠，可以替代天然橡膠，有些性能比天然橡膠更好。本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)5萬(wàn)噸丁苯橡膠工藝設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)文件由設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)圖紙兩部分組成。在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中，簡(jiǎn)單介紹了丁苯橡膠的生產(chǎn)狀況、發(fā)展趨勢(shì)、性能和主要用途，也介紹了目前丁苯橡膠的兩種常見(jiàn)的工業(yè)聚合生產(chǎn)方法，并進(jìn)行了比較，最后確定以低溫乳液聚合作為聚合的工藝生產(chǎn)方法。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，進(jìn)行了較為詳細(xì)的物料衡算和能量衡算，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了工藝計(jì)算和選型，同時(shí)對(duì)聚丁苯橡膠生產(chǎn)過(guò)程中的安全注意事項(xiàng)及“三廢”2治理作了相關(guān)說(shuō)明。繪制了相應(yīng)的設(shè)計(jì)圖紙，設(shè)計(jì)圖紙包括工藝流程圖、主要設(shè)備圖及車(chē)間布置圖等。關(guān)鍵詞：丁苯橡膠，低溫乳液聚合，聚合釜，苯乙烯，丁二烯PROCESS DESIGN OF STYRENE BUTADIENE RUBBER WITH ANNUAL OUTPUT OF 50,000 TONSABSTRACTAfter the Second World War, SBR develops rapidly. It has become the largest international production of synthetic rubber so far. SBR accounted for more than 80% of total production of Synthetic rubber. The Soviet Union, the United States, Canada and East Germanys production of the SBR are the largest. In recent years, the United Kingdom, Italy, Germany and China and other countries also started the rapid development of SBR. SBR is common type of rubber, and sometimes it can substitute for natural rubber. Some properties are even better than natural rubber. This is a design for an annual output of 50,000 tons of SBR process. The documents are consisted of design specification and design drawings. In the design of brochures, a brief introduction of the SBR production status, trends, performance and the main purpose of the current SBR, also introduced the two common industrial polymer production methods and make a comparison. It was desided that the low-temperature emulsion polymerization replaced the polymerization technology production methods. In design process, mass balance and energy balance was calculated according to the request of design specification. Process calculation and model selection was made. At the same time, the safe matters need attention and the management of the three wasters in the process of SBR was stated. The relevant design paper was drawn. The engineering flow diagram and major equipment drawing and the arrangement diagram of work shop were included in design drawing.KEY WORDS：SBR, Polymerization temperature, Polymerizer, Styrene, Butadiene目 錄前 言1第1章緒 論31.1丁苯橡膠的市場(chǎng)分析31.1.1 國(guó)外生產(chǎn)情況31.1.2 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)情況31.2丁苯橡膠合成技術(shù)進(jìn)展71.2.1 乳聚丁苯橡膠的合成技術(shù)進(jìn)展71.2.2 溶聚丁苯橡膠合成技術(shù)進(jìn)展71.2.3 我國(guó)丁苯橡膠新技術(shù)的開(kāi)發(fā)8第2章 生產(chǎn)工藝選擇9第3章 產(chǎn)品及原料說(shuō)明103.1 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與性能103.1.1 名稱(chēng)及其結(jié)構(gòu)103.1.2 丁苯橡膠的性能113.1.3 丁苯橡膠用途123.2 聚合原理123.2.1 鏈引發(fā)123.2.2 鏈增長(zhǎng)123.2.3 鏈終止133.3 原料說(shuō)明143.3.1 丁二烯143.3.2 苯乙烯14第4章 低溫乳液聚合丁苯橡膠工藝154.1典型配方154.2 轉(zhuǎn)化率確定154.3 配料確定164.4 聚合條件及原料要求164.4.1 分散介質(zhì)174.4.2 單體純度174.4.3 聚合溫度174.4.4 各種助劑174.4.5 聚合時(shí)間18第5章 低溫乳液聚合工藝流程195.1 原料準(zhǔn)備過(guò)程195.2 聚合過(guò)程195.3 分離過(guò)程205.4 后處理階段20第6章 工藝計(jì)算216.1 計(jì)算依據(jù)216.2 生產(chǎn)過(guò)程總物料衡算216.2.1 總進(jìn)料216.2.2 配方檢驗(yàn)236.2.3 PBS配方原料匯總236.2.4 各釜進(jìn)出料計(jì)算246.3 熱量衡算27第7章 聚合釜的設(shè)計(jì)計(jì)算307.1 反應(yīng)器操作體積307.2 罐體尺寸確定317.2.1 筒體高徑比317.2.2 攪拌罐的裝料量317.2.3 初步計(jì)算筒體直徑317.3 傳熱結(jié)構(gòu)，夾套結(jié)構(gòu)327.4 筒體壁厚確定327.5 頂蓋和工藝接管337.5.1 進(jìn)料管337.5.2 水進(jìn)料管337.5.3 液氨的進(jìn)口管徑347.6 攪拌裝置357.6.1 攪拌器選擇357.6.2 攪拌器轉(zhuǎn)速357.6.3 攪拌功率357.7 攪拌器附件367.7.1 擋板367.7.2 導(dǎo)流筒36第8章 車(chē)間工藝布置及廠址選擇388.1 工藝布置設(shè)計(jì)388.2 生產(chǎn)廠房的整體布置398.3 廠址選擇依據(jù)與原則398.4 設(shè)備布置安全距離408.5 車(chē)間內(nèi)輔助室和生活室布置40第9章 安全設(shè)計(jì)429.1 防火防爆429.2 防毒439.3 中毒后應(yīng)采取急救措施439.4 安全生產(chǎn)要點(diǎn)449.4.1 重點(diǎn)部位449.4.2 安全要點(diǎn)45參考文獻(xiàn)47致 謝49前 言丁苯橡膠是由1,3-丁二烯與苯乙烯共聚而得的高聚物3，簡(jiǎn)稱(chēng)SBR，因其綜合性能較好，原料又便宜易得，因此產(chǎn)量很高，約占全部合成橡膠的50%以上。其物理結(jié)構(gòu)性能，加工性能及制品的使用性能接近天然橡膠，有些性能如耐磨、耐熱、耐老化及硫化速度較天然橡膠更為優(yōu)良，可與天然橡膠及多種橡膠并用。丁苯橡膠具有適合輪胎用途的各種優(yōu)異性能，溶液丁苯橡膠滾動(dòng)阻力比乳液丁苯橡膠和天然橡膠低，抗?jié)窕员软樁∠鹉z好，耐磨性也很好，特別是第二代溶液丁苯橡膠的成功研發(fā)，其滾動(dòng)阻力比乳液丁苯橡膠減20%30%，抗?jié)窕詢(xún)?yōu)于順丁橡膠。由于其優(yōu)良的性能，也廣泛用于膠管、膠帶、膠鞋、耐磨、襯里以及塑料（主要是聚苯乙烯和abs）抗沖擊改性劑等用途，但輪胎和膠鞋領(lǐng)域占總消費(fèi)量的70%以上。目前SBR的主要生產(chǎn)方法是乳液聚合法和溶液聚合法，乳液聚合生產(chǎn)工藝已相當(dāng)成熟，且乳液聚合生產(chǎn)工藝已占SBR生產(chǎn)的主導(dǎo)地位。乳液聚合4中，約90%的生產(chǎn)工藝為低溫條件。低溫乳聚生產(chǎn)橡膠流程大同小異，包括原料準(zhǔn)備、化學(xué)品制備、聚合、單體回收、膠乳貯存、凝聚、干燥和產(chǎn)品包裝等工序，配方也大同小異。低溫乳液聚合工藝催化劑、活性劑使用效率高，聚合反應(yīng)溫度低，凝膠含量少，能生產(chǎn)出大分子量、機(jī)械性能較好的橡膠。合成SSBR的基本技術(shù)路線通常用烷基鋰作引發(fā)劑，用烷烴或環(huán)烷烴做溶劑，用四氫呋喃作無(wú)規(guī)劑，用醇類(lèi)作終止劑。該技術(shù)被歐洲許多公司采用。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)廠家緊緊圍繞著提高質(zhì)量、改進(jìn)性能、降低成本三大宗旨，其生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在完善聚合配方、完善生產(chǎn)工藝、提高過(guò)程自控水平、提高聚合單體轉(zhuǎn)化率、改善產(chǎn)品性能和開(kāi)發(fā)新的品種等方面。本設(shè)計(jì)是以丁二烯和苯乙烯為原料，對(duì)年產(chǎn)5萬(wàn)噸的SBR生產(chǎn)工藝的初步設(shè)計(jì)，收集有關(guān)的化工設(shè)計(jì)資料作參考，按設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括：1.簡(jiǎn)單介紹丁苯橡膠的性質(zhì)、用途、工藝方法選擇，重點(diǎn)介紹低溫乳液聚合工藝，介紹該工藝的產(chǎn)品及原料說(shuō)明；2.整個(gè)生產(chǎn)工藝流程3.物料衡算和能量衡算；4.主要設(shè)備的計(jì)算與選型；5.附屬設(shè)備的條件確定及選型；6.安全設(shè)計(jì)及生產(chǎn)注意事項(xiàng)；7.環(huán)境保護(hù)。設(shè)計(jì)圖紙包括物料流程圖，聚合釜設(shè)備圖和車(chē)間布置圖。本設(shè)計(jì)旨在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，熟悉工藝流程、生產(chǎn)方案選擇、設(shè)備選型等，掌握工藝設(shè)計(jì)中的物料衡算、能量衡算、設(shè)備的計(jì)算、選型，對(duì)參考文獻(xiàn)的查閱與學(xué)習(xí)等的方法。由于設(shè)計(jì)者的理論知識(shí)有限，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的缺乏，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中難免會(huì)有一些不足和錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)各位老師指導(dǎo)、更正。第1章 緒 論1.1丁苯橡膠的市場(chǎng)分析1.1.1 國(guó)外生產(chǎn)情況5據(jù)資料報(bào)道，2009年世界丁苯橡膠生產(chǎn)能力約為558萬(wàn)t/a，其中乳聚丁苯橡膠約為425萬(wàn)t/a，占總產(chǎn)能的76.2%，溶聚丁苯橡膠約為133萬(wàn)t/a，占總產(chǎn)能的23.8%。2009年世界SBR主要生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能列于表1-1。2009年，金融危機(jī)引發(fā)的經(jīng)濟(jì)疲軟進(jìn)一步影響著世界各國(guó)。特別是汽車(chē)工業(yè)處于艱難困境，通用、克萊斯勒等知名汽車(chē)企業(yè)已宣布破產(chǎn)。橡膠的主要用途就是輪胎行業(yè)，因此抑制了SBR的生產(chǎn)與需求。加之，2009年SBR主要原料丁二烯價(jià)格高漲，也使SBR生產(chǎn)企業(yè)的利潤(rùn)空間被擠壓，這也不得不使部分SBR生產(chǎn)商降低裝置開(kāi)工率。如韓國(guó)錦湖石化公司從2009年8月開(kāi)始將SBR裝置開(kāi)工率降低了20%，臺(tái)灣合成橡膠公司在2009年7月至9月將開(kāi)工率降低20%-30%。2010年，世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)疲軟也沒(méi)有得到有效控制，SBR開(kāi)工率仍很低。表1-2列出了世界新建、擴(kuò)建SBR裝置情況。1.1.2 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)情況截止到2009年末，國(guó)內(nèi)SBR總生產(chǎn)能力為101.5萬(wàn)t/a，約占國(guó)內(nèi)SBR總生產(chǎn)能力的84.2%；國(guó)內(nèi)SSBR生產(chǎn)能力的15.8%。國(guó)內(nèi)產(chǎn)能增加，主要來(lái)自齊魯石化新建10萬(wàn)t/a ESBR裝置，該裝置于2009年6月份開(kāi)車(chē)以來(lái)，裝置運(yùn)行平穩(wěn)，實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷生產(chǎn)。2009年，受金融危機(jī)影響，許多發(fā)達(dá)國(guó)家的SBR產(chǎn)量與消費(fèi)量都有大幅下降，而中國(guó)逆勢(shì)而上，呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，總產(chǎn)量再創(chuàng)歷史新高。我國(guó)SBR市場(chǎng)供需情況見(jiàn)表1-4。尤其是乳聚丁苯橡膠，2009年較2008年增長(zhǎng)16%，產(chǎn)量約占總橡膠產(chǎn)量的80%。1.2丁苯橡膠合成技術(shù)進(jìn)展1.2.1 乳聚丁苯橡膠的合成技術(shù)進(jìn)展6ESBR的生產(chǎn)技術(shù)在20世紀(jì)后期逐漸成熟，此后對(duì)工藝又進(jìn)行了改進(jìn)，并朝著大型化方向發(fā)展，自動(dòng)化水平有了明顯提高，并且已達(dá)到相當(dāng)先進(jìn)水平。ESBR在提高聚合反應(yīng)的單體轉(zhuǎn)化率、節(jié)能降耗等方面取得了很大的進(jìn)展，在解決ESBR滾動(dòng)阻力與抗?jié)窕阅苊軉?wèn)題。優(yōu)化產(chǎn)品性能，適應(yīng)市場(chǎng)需求等方面也得到了突破性進(jìn)展。美國(guó)Goodyear輪胎與橡膠公司不使用溶劑，用含有抗降解劑、金屬失活劑、光敏劑、增效劑、顏料、催化劑和促進(jìn)劑的官能化苯乙烯與含有2%-3%離子表面活性劑和10%-70%增塑劑的丁二烯在0-25下進(jìn)行乳液共聚，制得含有酰氨基的官能化ESBR。日本Zeon公司通過(guò)引入第三單體，開(kāi)發(fā)出一種生熱低且耐磨、可填充SiO2或炭黑、門(mén)尼粘度為10-200的ESBR。日本JSR公司發(fā)明了一種用兩步法聚合工藝生產(chǎn)中苯乙烯含量的ESBR新方法。美國(guó)Xerox公司通過(guò)將單體加入聚合釜，引發(fā)聚合，反應(yīng)放熱后用惰性氣體凈化反應(yīng)器，并將聚合溫度升到規(guī)定值的方法，制取了殘余單體含量低的ESBR。日本三菱化成公司用自由基引發(fā)劑和常規(guī)乳液聚合制劑，用兩步聚合工藝制成了結(jié)合苯乙烯含量分布范圍寬、耐磨性和抗?jié)窕员瘸Ｒ?guī)的ESBR好的新型ESBR。日本Lion公司用二元酸雙酯作ESBR的軟化劑，以改善膠料的低溫抓著性。日本住友橡膠工業(yè)公司將接枝有硅烷偶聯(lián)劑的ESBR膠乳與一種化合物（如四乙氧基硅烷）混合，通過(guò)溶膠凝膠化反應(yīng)而制成一種高強(qiáng)度、高回彈率、低能耗的原位增強(qiáng)ESBR。1.2.2 溶聚丁苯橡膠合成技術(shù)進(jìn)展1420世紀(jì)50年代末期，美國(guó)Philips公司采用鋰引發(fā)陰離子聚合成功地開(kāi)發(fā)了SSBR并于1964年實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。SSBR的工業(yè)化生產(chǎn)通常使用烷基鋰，主要是以丁基鋰作為引發(fā)劑，使用烷烴或環(huán)烷烴為溶劑，醇類(lèi)為終止劑，四氫呋喃為無(wú)規(guī)劑。但由于SSBR的加工性能較差，其應(yīng)用并沒(méi)有得到較快的發(fā)展。70年代末期，對(duì)輪胎的要求越來(lái)越高，對(duì)橡膠的結(jié)構(gòu)和性能也提出了更高的要求，加之聚合技術(shù)的進(jìn)步，使SSBR得到較快的發(fā)展。20世紀(jì)80年代初期，英國(guó)的Duniop公司和荷蘭的Shell公司通過(guò)高分子設(shè)計(jì)技術(shù)共同開(kāi)發(fā)了新的低滾動(dòng)阻力型SSBR產(chǎn)品，日本合成橡膠公司與普利斯通公司共同開(kāi)發(fā)了新型錫偶聯(lián)SSBR等第二代SSBR產(chǎn)品，這標(biāo)志著SSBR的生產(chǎn)技術(shù)已進(jìn)入了新的階段。我國(guó)SSBR的開(kāi)發(fā)較晚，1982年北京燕山石化公司研究院對(duì)正丁基鋰-四氫呋喃-環(huán)己烷體系的苯乙烯和丁二烯共聚進(jìn)行了小試研究，1984年進(jìn)行了放大實(shí)驗(yàn)，1989年研制了一種新型節(jié)能SSBR，1Kt級(jí)的工業(yè)裝置開(kāi)發(fā)成功，1996年北京燕山石化公司開(kāi)發(fā)成功10Kt級(jí)的SSBR生產(chǎn)線，并與有關(guān)單位合作，在汽車(chē)輪胎、自行車(chē)胎、膠鞋、雜品和改性瀝青等方面相繼進(jìn)行了應(yīng)用研究。北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計(jì)院對(duì)SSBR是基本物性、加工性能評(píng)價(jià)和輪胎胎面配方等方面進(jìn)行了研究。目前，SSBR已經(jīng)發(fā)展到了第三代，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)研究第四代乃至第五代SSBR。而我國(guó)的SSBR生產(chǎn)還停留在第一、二代之間，還有待于進(jìn)一步的深入研究，開(kāi)發(fā)新品種，增加技術(shù)含量。1.2.3 我國(guó)丁苯橡膠新技術(shù)的開(kāi)發(fā)近年來(lái)我國(guó)開(kāi)展了許多丁苯橡膠科研開(kāi)發(fā)與技術(shù)改革，大連理工大學(xué)化工學(xué)院與燕山石化公司研究院以正丁基鋰為引發(fā)劑合成了丁二烯-苯乙烯二嵌段共聚物，該共聚物與普通溶聚丁苯橡膠相比，不僅具有良好的物理機(jī)械性能，同時(shí)具有低滾動(dòng)阻力和高抗?jié)窕阅?，此外還采用由正丁基鋰和二乙烯基苯合成的多螯型引發(fā)劑及SnCl偶聯(lián)劑等合成了具有寬相對(duì)分子質(zhì)量分布、高門(mén)尼粘度的溶聚丁苯橡膠，并且采用濕法充油值得了物理機(jī)械性能優(yōu)異的充油丁苯橡膠。蘭州石化公司石化研究院自行研制開(kāi)發(fā)了粉末丁苯橡膠制備技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了中式放大，經(jīng)200t/a規(guī)模的中試證明該技術(shù)凝聚工藝平穩(wěn)，過(guò)程易于控制，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，重復(fù)性好，屬?lài)?guó)內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用于瀝青改性方面，具有摻混工藝簡(jiǎn)單、易于分散、改善瀝青低溫性能的特點(diǎn)，并填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)粉末丁苯橡膠改性瀝青領(lǐng)域的空白。另外，山東齊魯石化公司橡膠廠開(kāi)發(fā)成功新一代環(huán)保型丁苯橡膠，這項(xiàng)產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到歐洲同類(lèi)產(chǎn)品的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。其日試產(chǎn)能力為360噸，試生產(chǎn)完成之后的日生產(chǎn)能力將達(dá)到500噸，專(zhuān)家認(rèn)為，環(huán)保型丁苯橡膠的問(wèn)世對(duì)于推進(jìn)橡膠產(chǎn)品行業(yè)的環(huán)境保護(hù)具有重要意義。第2章 生產(chǎn)工藝選擇生產(chǎn)工藝比較：目前，丁苯橡膠主要有兩種聚合方法：乳液聚合和溶液聚合。溶聚法是把單體溶解在惰性溶劑（即不與單體發(fā)生反應(yīng)，只是溶解單體）中形成均勻溶液，單體在此溶液中進(jìn)行聚合。這種聚合還有兩種方式：所用溶劑能溶解聚合產(chǎn)物則形成聚合物溶液；所用溶劑只能溶解單體不能溶解（或很少量溶解）聚合物，便從溶液中析出。后一種方式，由于分子量低的聚合物溶于溶液中，因此所得聚合物均勻性較好、分子量較高。溶液聚合的優(yōu)點(diǎn)是：反應(yīng)熱可借溶劑蒸發(fā)而帶走，有效地控制反應(yīng)溫度；溶液均勻又有利于聚合熱的導(dǎo)出；反應(yīng)速度緩慢而便于操作；還可借溶劑性質(zhì)和用量來(lái)改進(jìn)合成橡膠性能（當(dāng)溶劑用量為零時(shí)，即為本體聚合）。其缺點(diǎn)是：所得聚合物分子量不甚高，雜質(zhì)較多（尤其催化劑不易脫除而影響聚合物性能）；所用溶劑價(jià)格較高，要求苛刻，又易燃燒。溶液聚合是最通用的聚合方法。反應(yīng)產(chǎn)物最初得到的是漿狀橡膠，外觀和性質(zhì)很像天然橡膠樹(shù)汁，人們把它稱(chēng)為膠漿。使用乳聚方法生產(chǎn)的合成橡膠有：丁苯橡膠、丁晴橡膠、氯丁橡膠等等。該法是在水里聚合，而單體一般是在水中不溶解或很少溶解，只有在加乳化劑和攪拌下才把單體分散在水里去。乳聚法的有優(yōu)點(diǎn)是：反應(yīng)易于控制，聚合熱容易導(dǎo)出；可制得分子量較高的合成橡膠；可調(diào)節(jié)合成橡膠的性能；用水為介質(zhì)，廉價(jià)而又安全；中間產(chǎn)品可直接應(yīng)用。缺點(diǎn)是：由于直接與間接參與反應(yīng)的組份過(guò)多，存留于橡膠中的雜質(zhì)頗難除盡，便影響橡膠制品的介電性能及其他性能。我國(guó)基本采用溶聚工藝，目前國(guó)內(nèi)有4套大型設(shè)備，技術(shù)較成熟。綜合以上，本工藝采用低溫乳液聚合工藝，年產(chǎn)5萬(wàn)噸。第3章 產(chǎn)品及原料說(shuō)明3.1 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與性能3.1.1 名稱(chēng)及其結(jié)構(gòu)名稱(chēng)：乳聚丁苯橡膠，簡(jiǎn)稱(chēng)ESBR（styrene-butadiene rubber）分子式：其中n為平均聚合度，一般為350-10000由于乳聚丁苯橡膠中丁二烯和苯乙烯兩種單體鏈節(jié)在共聚物大分子中呈無(wú)規(guī)分布，又由于丁二烯的加成反應(yīng)約80%發(fā)生在1,4位置，約20%發(fā)生在1,2位置，而在1,4位置上的鏈節(jié)又有順式和反式兩種區(qū)別，所以乳聚丁苯橡膠大分子內(nèi)存在如下的微觀結(jié)構(gòu)。 順式-1,4-結(jié)構(gòu) 反式-1,4-結(jié)構(gòu) 1,2-結(jié)構(gòu) 苯乙烯鏈節(jié)此外，也有少量支化和交聯(lián)結(jié)構(gòu)存在，冷法聚合的乳聚丁苯橡膠中丁二烯鏈的主要微觀結(jié)構(gòu)單元70%為反式。3.1.2 丁苯橡膠的性能表3-1 丁苯橡膠基本性能性能參數(shù)密度，g/cm0.910.96比熱容，J/(kg)18201920線膨脹系數(shù)，10-4-1Tg以下Tg以上0.80.92.32.5折射率nD201.5345電導(dǎo)率50Hz106Hz2.6 2.65(60)2.35 2.65（60）介電強(qiáng)度，Kv/mm2436玻璃化溫度Tg(DSC法)，平均分子量Mn-55(1126)104常溫下產(chǎn)品為白色固體或透明無(wú)懸浮物液體，有微芳香味，是一種性能上更優(yōu)于工業(yè)直鏈烷基苯的洗滌劑產(chǎn)品原料。乳液聚合丁苯橡膠的相對(duì)分子質(zhì)量分布比溶液聚合丁苯橡膠寬。前者的相對(duì)分子質(zhì)量分散系數(shù)為46，而溶液聚合丁苯橡膠的相對(duì)分子質(zhì)量分散系數(shù)為1.52.0。乳液聚合丁苯橡膠支化度較高，對(duì)加工有利。從凝膠的含量看，低溫乳液聚合丁苯橡膠的凝膠含量比高溫乳液聚合的丁苯橡膠的凝膠含量低。乳液聚合丁苯橡膠具有共聚物的共性單體單元無(wú)規(guī)排列，不能結(jié)晶。并且橡膠主鏈上的丁二烯結(jié)構(gòu)大部分是反式-1，4結(jié)構(gòu)，加之又有苯環(huán)，因而體積效應(yīng)大，分子鏈柔性低，從而影響硫化膠的物理機(jī)械性能，如彈性低、生熱高等。以其為原料衍生的表面活性劑產(chǎn)品，性能優(yōu)良，生物降解性能好，耐硬水，皮膚感覺(jué)柔和，脫脂力小，更適合低溫洗滌，在低溫仍有卓越的去污能力。3.1.3 丁苯橡膠用途丁苯橡膠作為一種重要的橡膠品種，具有極其廣泛的用途，。丁苯橡膠是最大的通用合成橡膠品種，也是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的橡膠之一。它是丁二烯與苯乙烯的無(wú)規(guī)共聚物，其物理機(jī)械性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡膠，有些性能如耐磨、耐熱、耐老化及硫化速度較天然橡膠更為優(yōu)良，可與天然橡膠及多種合成橡膠并用，廣泛用于輪胎、膠帶、膠管、電線電纜、醫(yī)療器具及各種橡膠制品的生產(chǎn)等領(lǐng)域。3.2 聚合原理乳聚丁苯橡膠屬于乳液法鏈?zhǔn)阶杂苫酆蠙C(jī)理。整個(gè)聚合過(guò)程分為鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止四個(gè)步驟。3.2.1 鏈引發(fā) 這是形成單體自由基活性種的反應(yīng)，首先由氧化還原引發(fā)體系在水相中產(chǎn)生，初級(jí)自由基。RCOOH + Fe2+ RCO + Fe3+第二步是初級(jí)自由基與單體加成，形成單體自由基。3.2.2 鏈增長(zhǎng) 在鏈引發(fā)階段形成的單體自由基，活性很高，如無(wú)阻聚物質(zhì)與之作用，就能進(jìn)攻第二個(gè)單體分子的鍵，重新雜化結(jié)合，形成新的自由基，如此循環(huán)下去。該反應(yīng)過(guò)程放熱，鏈增長(zhǎng)速率極快（0.01-ns間），其相關(guān)的速率方程為：Rp=kp式中 Rp鏈增長(zhǎng)速率，L/(mols) I引發(fā)劑濃度，mol/l f引發(fā)劑引發(fā)速率，% Kd引發(fā)劑分解速率常數(shù)， Kt鏈終止速率常數(shù)3.2.3 鏈終止 乳聚丁苯橡膠聚合過(guò)程的終止主要是雙基結(jié)合終止。此時(shí)的聚合體系中，除水相外，主要是表面層為乳化劑覆蓋的聚合膠乳粒子。3.3 原料說(shuō)明3.3.1 丁二烯1,3-丁二烯的結(jié)構(gòu)式為：CH2=CH-CH=CH21,3-丁二烯是最簡(jiǎn)單的共軛雙烯烴。在常溫、常壓下為無(wú)色氣體，有特殊氣味，有麻醉性，特別刺激粘膜。容易液化，易溶于有機(jī)溶劑。相對(duì)分子質(zhì)量為54.09，相對(duì)密度0.6211，熔點(diǎn)-108.9，沸點(diǎn)-4.5.性質(zhì)活潑，容易發(fā)生自聚反應(yīng)，因此在貯存、運(yùn)輸過(guò)程中要加入叔丁鄰苯二酚阻聚劑。與空氣混合形成爆炸性混合物，爆炸極限為2.16%11.47%（體積）。是合成橡膠、合成樹(shù)脂等的原料。1,3-丁二烯主要由丁烷、丁烯脫氫，或碳四餾分分離而得。3.3.2 苯乙烯沸點(diǎn)：145.2 冰點(diǎn)：-30.628 閃點(diǎn)：3030條件下：nD=1.5414 Tc=374.4Pc=3.947MPa 粘度=0.725（25）蒸發(fā)潛熱：84.69 cal/g(25)苯乙烯是無(wú)色液體，沸點(diǎn)145，難溶于水，能溶于甲醇、乙醇及乙醚等溶劑中。能自聚生成聚苯乙烯（PS）樹(shù)脂，也很容易與其他含雙鍵的不飽和化合物共聚。第4章 低溫乳液聚合丁苯橡膠工藝4.1典型配方表4-1 典型配方一覽表原料及輔助材料配方配方單體丁二烯7072苯乙烯3028相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑叔十烷基硫醇0.200.16介質(zhì)水200195乳化劑歧化松香酸鈉4.54.62烷基芳基磺酸鈉0.15-引發(fā)劑體系過(guò)氧化物過(guò)氧化氫對(duì)孟烷0.080.06-0.12活化劑還原劑硫酸亞鐵0.050.01雕白粉0.150.04-0.10螯合劑EDTA0.0350.01-0.025緩沖劑磷酸鈉0.080.24-0.45反應(yīng)條件聚合溫度55轉(zhuǎn)化率，%6060聚合時(shí)間，h7-127-10由上表得出丁二烯與苯乙烯配方中配比為72/2870/30=2.572.334.2 轉(zhuǎn)化率確定經(jīng)典的丁二烯苯乙烯乳液聚合的轉(zhuǎn)化率為60%左右，太低，原料利用率下降，而提高轉(zhuǎn)化率是可以達(dá)到的，但所得橡膠的性能變差以及聚合釜掛壁嚴(yán)重。未反應(yīng)的單體經(jīng)“脫氣”工序回收，與新鮮單體混合再次進(jìn)入聚合釜。圖4-1 置換塔出口單體轉(zhuǎn)化率隨聚合釜串聯(lián)個(gè)數(shù)的變化8根據(jù)上圖，確定使用8釜串聯(lián)工藝，各釜轉(zhuǎn)化率分布為10.82%、9.65%、8.61%、7.67%、6.85%、6.10%、5.45%、4.85%。4.3 配料確定圖4-2 苯乙烯含量與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系8由以上關(guān)系圖，暫確定苯乙烯22%，丁二烯78%，根據(jù)后邊的物料衡算，進(jìn)行檢驗(yàn)。4.4 聚合條件及原料要求4.4.1 分散介質(zhì)一般以水為分散介質(zhì)，要求必須用去離子水，以保證乳液的穩(wěn)定和聚合產(chǎn)物的質(zhì)量，用量一般為單體的60%300%。水量的多少對(duì)體系的穩(wěn)定性和傳熱都有影響，水量少，乳液穩(wěn)定性差，不利于傳熱，尤其在低溫下聚合這種影響更大。因此，低溫乳液聚合生產(chǎn)丁苯橡膠要求乳液的濃度低一些為好，一般控制單體與水的比值為1:1.051:1.81（物質(zhì)的量之比），而高溫乳液聚合則為1:2.01:2.5.4.4.2 單體純度丁二烯純度99%。對(duì)于由丁烷、丁烯氧化脫氫制得的丁二烯中丁烯含量1.5%，硫化物0.01%，羥基化合物0.006%；對(duì)于石油裂解得到的丁二烯中炔烴的含量0.002%，以防止交聯(lián)增加丁苯橡膠的門(mén)尼粘度，阻聚劑低于0.001%時(shí)對(duì)聚合沒(méi)有明顯影響，當(dāng)高于0.01%時(shí)，要用濃度為10%15%的NaOH溶液于30進(jìn)行洗滌除去，苯乙烯純度99%，并且不含二乙基苯。4.4.3 聚合溫度聚合溫度與聚合采用的引發(fā)劑體系有關(guān)。低溫乳液聚合生產(chǎn)丁苯橡膠采用氧化-還原引發(fā)體系，可以在5或更低溫度下（1018）進(jìn)行，同時(shí)，鏈轉(zhuǎn)移少，產(chǎn)物中低聚物和支鏈少，反式結(jié)構(gòu)可達(dá)70%左右。低溫乳液聚合所得到的丁苯橡膠又稱(chēng)為冷丁苯橡膠。如果采用K2S2O8為引發(fā)劑，反應(yīng)溫度為50，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為72%75%。低溫下聚合的產(chǎn)物比高溫下聚合的產(chǎn)物的性能好。 4.4.4 各種助劑引發(fā)劑：能引起單體聚合，經(jīng)常使用的有：過(guò)磷酸鉀、過(guò)氧化氫（以上為水溶性的），過(guò)氧化氫異丙苯、過(guò)氧化苯甲酰、偶氮二異丁晴（它們是油溶性的）等。活化劑：引發(fā)劑分解需要一定的溫度（這個(gè)溫度很難與聚合溫度一致），生產(chǎn)時(shí)為保證橡膠質(zhì)量?jī)?yōu)良，聚合溫度往往比較低，活化劑就可以幫助引發(fā)劑發(fā)揮作用，常用的有，亞硫酸鈉、乙二胺等。調(diào)節(jié)劑：為使單體聚合時(shí)生成的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生支鏈和若干鏈纏繞（交聯(lián)）在一起以及鏈的長(zhǎng)短合適，生產(chǎn)出性能好又便于加工的橡膠，這時(shí)就需要調(diào)節(jié)劑。常用的有：叔十二碳硫醇、調(diào)節(jié)劑“丁”等。終止劑：?jiǎn)误w聚合到一定程度時(shí)，往往加入終止劑使聚合停止，獲得優(yōu)質(zhì)橡膠。常用的有二甲基二硫代氨基甲酸鈉、木焦油、對(duì)苯二酚等。凝聚劑：聚合時(shí)使用了乳化劑，生成的膠顆粒極小，又分散在水中，為了拿到較大的顆粒橡膠，就需要加入凝聚劑。常用的有：硫酸-食鹽水溶液和醋酸-食鹽水-氯化鈣溶液。防老劑：生膠和橡膠制品在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中，長(zhǎng)期與空氣接觸或與水、各種硫酸等物質(zhì)接觸，要發(fā)生變化，發(fā)粘、變脆等。加入防老劑可以減慢這種現(xiàn)象。常用的有：防老劑“丁”、防老劑264、防老劑4010等。4.4.5 聚合時(shí)間反應(yīng)時(shí)間控制在712h，反應(yīng)過(guò)快會(huì)造成傳熱困難。釜內(nèi)平均停留時(shí)間9小時(shí)。第5章 低溫乳液聚合工藝流程工藝流程方框圖及其簡(jiǎn)述圖5-1 工藝流程方框圖單體回收溶劑回收單體洗滌合成橡膠成型干燥脫水聚合凝集閃蒸脫氣水或溶劑引發(fā)劑各種助劑整個(gè)工藝過(guò)程可以分為原料準(zhǔn)備過(guò)程、聚合過(guò)程、分離過(guò)程、后處理等幾個(gè)工段。5.1 原料準(zhǔn)備過(guò)程用計(jì)量泵將規(guī)定數(shù)量的相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑與苯乙烯在管路中混合溶解，再在管路中與處理好的丁二烯混合。然后與乳化劑混合液（乳化劑、去離子水等）等在管路中混合后進(jìn)入冷凝器，冷卻至10。在與活化劑溶液（還原劑、螯合劑等）混合，從第一釜的底部進(jìn)入聚合系統(tǒng)，氧化劑直接從第一個(gè)釜的底部直接進(jìn)入。5.2 聚合過(guò)程系統(tǒng)由8胎聚合釜組成，采用串聯(lián)操作方式。當(dāng)聚合到規(guī)定轉(zhuǎn)化率后，在終止釜前加入終止劑終止反應(yīng)。聚合反應(yīng)的終點(diǎn)主要根據(jù)門(mén)尼粘度和單體轉(zhuǎn)化率來(lái)控制，轉(zhuǎn)化率是根據(jù)取樣測(cè)定固體含量來(lái)計(jì)算，門(mén)尼粘度由取樣測(cè)定來(lái)確定。雖然生產(chǎn)中轉(zhuǎn)化率控制在60%左右，但當(dāng)所測(cè)定的門(mén)尼粘度達(dá)到規(guī)定指標(biāo)要求，而轉(zhuǎn)化率未達(dá)到要求時(shí)，也就加終止劑終止反應(yīng)，以確保產(chǎn)物門(mén)尼粘度合格。5.3 分離過(guò)程丁二烯分離 從終止釜流出的膠乳液進(jìn)入緩沖罐。然后經(jīng)過(guò)兩個(gè)不同真空度的閃蒸器回收未反應(yīng)的丁二烯。第一個(gè)閃蒸器的操作條件是2228，壓力0.04MPa，在第一個(gè)閃蒸器中蒸出大部分丁二烯；再在第二個(gè)閃蒸器中（溫度27，壓力0.01MPa）蒸出殘存的丁二烯?；厥盏亩《┙?jīng)壓縮液化，再冷凝除去惰性氣體后循環(huán)使用。苯乙烯分離 脫出丁二烯的膠乳進(jìn)入苯乙烯汽提塔（高約10m，內(nèi)有十余塊塔盤(pán)）上部，塔底用0.1MPa的蒸汽直接加熱，塔頂壓力為12.9MPa，塔頂溫度50，苯乙烯與水蒸汽由塔頂出來(lái)，經(jīng)冷凝后，水和苯乙烯分開(kāi)，苯乙烯循環(huán)使用。塔底得到含膠20%左右的膠乳，苯乙烯含量0.1%。經(jīng)減壓脫出的塔底膠乳進(jìn)入混合槽，在此與規(guī)定數(shù)量的防老劑乳液進(jìn)行混合，必要時(shí)加入充油乳液，經(jīng)攪拌混合均勻后，送入后處理階段。5.4 后處理階段混合好的膠乳用泵送到絮凝槽中，加入24%26%食鹽水進(jìn)行破乳而形成漿狀物，然后與濃度0.5%的稀硫酸混合后連續(xù)流入膠粒皂化槽，在劇烈攪拌下生成膠粒，操作溫度均為55左右。從膠粒皂化槽出來(lái)的膠粒和清漿液經(jīng)振動(dòng)篩進(jìn)行過(guò)濾分離后，濕膠粒進(jìn)入洗滌槽用膠清夜和清水洗滌，操作溫度為4060。洗滌后的膠粒再經(jīng)真空旋轉(zhuǎn)過(guò)濾器脫出一部分水分，使膠粒含水低于20%，然后進(jìn)入濕粉碎機(jī)碎成550mm的膠粒，用空氣輸送器送到干燥箱中進(jìn)行干燥。干燥箱為雙層履帶式，分為若干干燥室分別控制加熱溫度，最高為90，出口處為70。履帶為多孔的不銹鋼板制成，為防止膠粒粘結(jié)，可以在進(jìn)料端噴淋硅油溶液，膠粒再上層履帶的終端被刮刀刮下落入第二層履帶繼續(xù)通過(guò)干燥室干燥。干燥至含水0.1%。然后經(jīng)稱(chēng)量、壓塊、檢測(cè)金屬后包裝得成品丁苯橡膠。第6章 工藝計(jì)算6.1 計(jì)算依據(jù)一年產(chǎn)五萬(wàn)噸丁苯橡膠，除去試車(chē)、檢修等非生產(chǎn)時(shí)間，按300天/年計(jì)算，一天24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)。根據(jù)典型配方，原料丁二烯78%，苯乙烯22%進(jìn)料。6.2 生產(chǎn)過(guò)程總物料衡算6.2.1 總進(jìn)料ESBR時(shí)產(chǎn)率：需100%丁二烯：6944.50.78 = 5416.71 kg/h以5416.71Kg/h為基準(zhǔn)，扣除損耗3%丁二烯，則丁二烯流量為：4861.15(1-3%) = 5254.21kg/h按轉(zhuǎn)化率60%計(jì)算，則100%丁二烯進(jìn)料量為：5254.21/0.6 = 8757.02kg/h折合摩爾流量：8757.02/54 = 162.186Kmol/h從原料車(chē)間來(lái)的丁二烯純度一般達(dá)到99%，則需原料量：5416.71/0.99 = 5471.42kg/h出料量：5416.710.4 = 2188.568kg/h查化工工藝計(jì)算圖表，10時(shí)丁二烯密度:1=635 kg/m丁二烯進(jìn)料量的體積為：V1=m/h 苯乙烯進(jìn)料量每小時(shí)需苯乙烯：6944.50.22 = 1527.79kg/h以1527.79Kg/h為基準(zhǔn)，扣除損耗2.5%苯乙烯，則苯乙烯流量為：1527.79（1-2.5%） = 1336.816kg/h轉(zhuǎn)化率按60%計(jì)算，100%苯乙烯進(jìn)料為：1336.816/60% = 2228.027kg/h折合摩爾流量：2228.027/104 = 32.55Kmol/h從原料車(chē)間來(lái)的苯乙烯純度為99.2%，則原料中苯乙烯進(jìn)料量：2228.027/99.2% = 2245.995kg/h出料量：2245.9950.4 = 898.398kg/h同上查得10時(shí)，苯乙烯密度為：=910kg/m苯乙烯進(jìn)料量的體積為：V2 = m/h原料池內(nèi)：丁二烯苯乙烯 = 5471.422245.995 = 2.436故原料總量：5471.422245.995 = 7717.415kg/h相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑進(jìn)料量，權(quán)十二烷基硫醇：0.0027717.415 = 15.435kg/h 介質(zhì)去離子水：27717.415 = 15434.83kg/h查得水的密度為：=999.7Kg/m （10）故水的體積流量：15434.83/999.7 = 15.439 m/h乳化劑進(jìn)料量：歧化松香酸鈉：0.0457717.415 = 347.284kg/h 烷基芳基磺酸鈉：0.00157717.415 = 11.576 kg/h引發(fā)體系進(jìn)料量：過(guò)氧化氫對(duì)孟烷：0.00087717.415 = 6.174 kg/h活化劑 還原劑 雕石粉：0.00157717.415 = 11.576 kg/h 硫酸亞鐵：0.00057717.415 = 3.859 kg/h 螯合劑EDTA：0.000357717.415 = 2.701 kg/h緩沖劑進(jìn)料量：硫酸鈉：0.00087717.415 = 6.174 kg/h終止劑進(jìn)料量：二硫代氨基磷酸鈉：0.0027717.415 = 15.434 kg/h防老劑：芳基化對(duì)苯二胺：0.0157717.415 = 115.761 kg/h6.2.2 配方檢驗(yàn)丁二烯苯乙烯=5416.712228.027 = 2.43實(shí)驗(yàn)研究確定的配比為2.572.33范圍內(nèi)。實(shí)際用量比滿足實(shí)驗(yàn)要求，符合條件，其他助劑不需檢驗(yàn)。6.2.3 PBS配方原料匯總見(jiàn)表6-16.2.4 各釜進(jìn)出料計(jì)算反應(yīng)轉(zhuǎn)化率60%，聚合釜操作壓力為0.40.5Mp，溫度T=5，PH=45，聚合帶有攪拌器，并用液氨作為冷凍介質(zhì)。對(duì)于一級(jí)反應(yīng)，連續(xù)釜式反應(yīng)器的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)速率常數(shù)之間的關(guān)系如下：xN = 1-CAN/CA0 x = 1-1/(1+k)N式中CAN第N臺(tái)釜內(nèi)反應(yīng)物的濃度；mol/LCA0反應(yīng)物初始濃度；mol/LXN第N臺(tái)釜內(nèi)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率；k聚合反應(yīng)表觀速度常數(shù)；min-1平均停留時(shí)間；minN連續(xù)槽式反應(yīng)器的臺(tái)數(shù)；根據(jù)以上公式整理各釜轉(zhuǎn)化率及累計(jì)轉(zhuǎn)化率列于表6-2。表6-1 PBS配方各物料組成原料及輔助原料配方（100%）進(jìn)料量（kg/h）單體丁二烯0.785471.42苯乙烯0.222245.995相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑權(quán)十二烷基硫醇0.00215.435介質(zhì)去離子水215434.83乳化劑歧化松香酸鈉烷基芳基磺酸鈉0.0450.0015347.28411.576引發(fā)劑體系過(guò)氧化物過(guò)氧化氫對(duì)孟烷0.00086.174活化劑還原劑硫酸亞鐵0.00053.859雕白粉0.001511.576螯合劑EDTA0.000352.701磷酸鈉0.00086.174終止劑二硫代氨基甲酸鈉0.00215.434防老劑芳基化對(duì)苯二胺0.015115.761表6-2 各釜純轉(zhuǎn)化率與累計(jì)轉(zhuǎn)化率第一釜第二釜第三釜第四釜純X(%)累積X（%）純X(%)累積X（%）純X(%)累積X（%）純X(%)累積X（%）10.8210.829.6520.478.6129.087.6736.75第五釜第六釜第七釜第八釜純X(%)累積X（%）純X(%)累積X（%）純X(%)累積X（%）純X(%)累積X（%）6.8543.606.1049.705.4555.154.8560根據(jù)轉(zhuǎn)化率計(jì)算各釜的物料組成。以第一釜作為示例計(jì)算：水相：因反應(yīng)中沒(méi)有消耗，所以流量不變，為15434.83kg/h100%苯乙烯：進(jìn)料：2228.027 kg/h 出料：2228.027（1-10.82%）= 1986.95 kg/h100%丁二烯：進(jìn)料：5416.71 kg/h 出料：5416.71（1-10.82%）= 4830.62 kg/h聚合物：2228.027+5416.71-（1986.95+4830.62）=827.167 kg/h百分比：水相： 苯乙烯： 丁二烯：聚合物：以下計(jì)算中，上一釜的處理量即為下一釜的進(jìn)料量。計(jì)算匯總?cè)绫?-3。表6-3 各釜出料口物料組成物料第一釜第二釜第三釜kg/hW(%)kg/hW(%)kg/hW(%)水相15434.9866.8715434.9866.8715434.9866.87苯乙烯1986.958.611795.277.781640.657.11丁二烯4830.6220.934364.4718.913988.6917.28聚合物827.1673.591485.0576.442015.3978.74續(xù)表6-3物料第四釜第五釜第六釜kg/hW(%)kg/hW(%)kg/hW(%)水相15434.9866.8715434.9866.8715434.9866.87苯乙烯1514.816.561411.046.111324.975.74丁二烯3682.7515.963430.4914.863221.2313.96聚合物2447.17710.612803.20712.163098.53713.43續(xù)表6-3物料第七釜第八釜kg/hW(%)kg/hW(%)水相15434.9866.8715434.9866.87苯乙烯1252.765.431192.005.16丁二烯3045.6713.202897.9512.56聚合物3346.30714.53554.78715.416.3 熱量衡算20設(shè)定：QT系統(tǒng)內(nèi)物料與外界交換熱量之和（傳入熱量為正，傳出熱量為負(fù)），KJ； Q1由于物料溫度變化，系統(tǒng)與外界交換的熱量（升溫為正，降溫為負(fù)），KJ； Q2由于物料發(fā)生化學(xué)變化，系統(tǒng)與外界交換的熱量（吸熱為正，放熱為負(fù)）KJ；根據(jù)熱量守恒定律，得：QT = Q1 + Q2其中 Q1 = Q2 = WH表6-4 物性參數(shù)表名稱(chēng)相對(duì)分子質(zhì)量密度kg/m比熱容KJ/(kg)汽化熱KJ/kg510丁二烯546352.2712.296苯乙烯1049101.7351.752水1810004.1994.196催化劑-2.1122.137液氨17631.7-1663.25膠乳液Mn101049501.97-丁苯橡膠的聚合熱為：9588 KJ/kg 攪拌熱為：H=167280KJ/h降溫時(shí)，只需第一釜從10降到5，因此按第一釜進(jìn)出料計(jì)算熱量。100%丁二烯出料：5416.71（1-10.82%）= 4830.622 kg/h100%苯乙烯出料：2228.027（1-10.82%）= 1986.954 kg/h總雜質(zhì)為：（5471.425416.71）（2245.9952228.027）= 72.678kg/h引發(fā)劑除終止劑以外的其他助劑之和為：347.28211.5766.17411.5762.70