丁苯橡膠聚合工段課程設(shè)計(jì)

第一章前言1.1概述丁苯橡膠是由1,3-丁二烯與苯乙烯共聚而得的高聚物，簡稱SBR，T苯橡膠綜合性能優(yōu)良，是合成橡膠的第一大品種，產(chǎn)量占合成橡膠的60%,也是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的橡膠之一。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合成橡膠并用［1］。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?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，用四氫呋喃作無規(guī)劑，用醇類作終止劑。該技術(shù)被歐洲許多公司采用ESBR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，2003年我國丁苯橡膠（SBR）表觀消耗量達(dá)55.93萬噸，僅次于美國，居世界第二位⑵。20世紀(jì)80年代末至90年代初，國外一些大的企業(yè)曾一度放棄了對(duì)ESBR的研發(fā)工作但ESBR經(jīng)過數(shù)十年與SSBR的抗衡，仍顯示出其較強(qiáng)的生命力。尤其是近年來國外有些企業(yè)在提高ESBR的綜合性能研究方面取得了突破性的進(jìn)展⑶近年來我國開展了許多丁苯橡膠科研開發(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)，過程易于控制，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，重復(fù)性好，屬國內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用于瀝青改性方面，具有摻混工藝簡單、易于分散、改善瀝青低溫性能的特點(diǎn)，并填補(bǔ)了國內(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，專家認(rèn)為，環(huán)保型丁苯橡膠的問世對(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。1.2丁苯橡膠合成原理丁二烯與苯乙烯在乳液中按自由基共聚合反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行聚合反應(yīng)。其反應(yīng)式與產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式為：mCH尸CH-CH=ch.+n CH=CH,—-[-CH-CH2-1---[-CH2-CH=CH-CH2-1-2 2 , 2 | 2n 2 2m-在典型的低溫乳液聚合共聚物大分子鏈中順式約占9.5%，反式約占55%，乙烯基約占12%。如果采用高溫乳液聚合，則其產(chǎn)物大分子鏈中順式約占16.6%，反式約占46.3%，乙烯基約占13.7%⑸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。R—COOH+ Fe2+一R—CO?+ Fe3+

第二步是初級(jí)自由基與單體加成，形成單體自由基。C CHCH+RC CH鏈增長在鏈引發(fā)階段形成的單體自由基，活性很高，如無阻聚物質(zhì)與之作用，就能進(jìn)攻第二個(gè)單體分子的n鍵，重新雜化結(jié)合，形成新的自由基，如此循環(huán)下去。KPCH+CH+nH2CCHH2CH2C2H2C2CH'H2He——HH2He——H2He——XXX該反應(yīng)過程放熱，鏈增長速率極快(0.01-ns間)，其相關(guān)的速率方程為：、1Rp=kp幻^M]kk7式中 Rp——鏈增長速率，L/(mol?s)[I]——引發(fā)劑濃度，mol/lf——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)鏈終止乳聚丁苯橡膠聚合過程的終止主要是雙基結(jié)合終止。C2—CH+C2—CH+- h2HC C2H2HHC2—C—CH2C2XX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。丁二烯與苯乙烯在乳液中按自由基共聚合反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行聚合反應(yīng)。其反應(yīng)式與產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式為:在典型的低溫乳液聚合共聚物大分子鏈中順式約占9.5%，反式約占55%,乙烯基約占12%。如果采用高溫乳液聚合，則其產(chǎn)物大分子鏈中順式約占16.6%，反式約占46.3%，乙烯基約占13.7%。1.3丁苯橡膠合成工藝按聚合方法和條件分類可以分為乳液聚丁苯橡膠和溶液聚丁苯橡膠；乳聚丁苯橡膠開發(fā)歷史悠久，生產(chǎn)和加工工藝成熟，應(yīng)用廣泛，其生產(chǎn)能力、產(chǎn)量和消耗量在丁苯橡膠中均占首位。溶聚丁苯橡膠是兼具多種綜合性能的橡膠品種，其生產(chǎn)工藝與乳聚丁苯橡膠相比，具有裝置適應(yīng)能力強(qiáng)、膠種多樣化、單體轉(zhuǎn)化率高、排污量小、聚合助劑品種少等優(yōu)點(diǎn)，是今后的發(fā)展方向。乳液聚丁苯橡膠又可以分為高溫乳液聚合丁苯橡膠和低溫乳液聚合丁苯橡膠，后者應(yīng)用較廣，前者趨于淘汰。在生產(chǎn)工藝上，乳液聚合丁苯橡膠更加成熟，因此本文主要介紹低溫乳液聚合生產(chǎn)丁苯橡膠的生產(chǎn)工藝。原料丁二烯和苯乙烯按一定比例用量配成碳?xì)湎嘁?，在多臺(tái)串聯(lián)聚合釜中于5?8°C，在有氧化還原催化體系的水乳液介質(zhì)存在下，進(jìn)行自由基共聚合反應(yīng)。介質(zhì)中除水、乳化劑外，有引發(fā)劑、活化劑、分子量調(diào)節(jié)、電解質(zhì)等助劑。當(dāng)聚合反應(yīng)6?10小時(shí)，聚合轉(zhuǎn)化率達(dá)60?62%時(shí)，可加入終止劑使聚合反應(yīng)終止。所得膠乳經(jīng)閃蒸脫氣工序回收未反應(yīng)的丁二烯和苯乙烯單體后，再加入防老劑和高分子凝聚劑1.4相關(guān)物性參數(shù)

1,3-丁二烯的結(jié)構(gòu)式為：CH2=CH-CH=CH21,3-丁二烯是最簡單的共軛雙烯烴。在常溫、常壓下為無色氣體，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。本設(shè)計(jì)原料取自煤的碳四餾分分離。苯乙烯沸點(diǎn)：145.2°C 冰點(diǎn)：-30.628 閃點(diǎn)：30°C30°C條件下：nD=1.5414 Tc=374.4CPc=3.947MPa粘度=0.725(25C)蒸發(fā)潛熱：84.69cal/g(25C)苯乙烯是無色液體，沸點(diǎn)145C，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)樹脂，也很容易與其他含雙鍵的不飽和化合物共聚。1.5相關(guān)符號(hào)說明調(diào)節(jié)劑:MOD活化劑:ACT乳化劑:EM苯乙烯:ST丁二烯:BD阻聚劑:TBC攪拌熱為：q粘度官 槳葉直徑:D釜徑:T流量數(shù):Nqd 聚合熱:Q 雷諾數(shù):NRe第二章課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2.1技術(shù)參數(shù)1、年產(chǎn)量:8.51、年產(chǎn)量:8.5萬噸2、年工作日： 7800小時(shí)3、烴含量：92%4、轉(zhuǎn)化率：60%5、單體回收單元損率：0.2%6、后處理單元損率：0.6%7、主要原料指標(biāo)見表2-一1—1表2—1—1主要原料指標(biāo)原料指標(biāo)丁二烯純度99.3%苯乙烯純度99.6%丁二烯/苯乙烯72/28混合苯乙烯純度94%混合丁二烯純度93%純堿流量/BD流量1/18、產(chǎn)品指標(biāo)見下表2—1—2：表2—1—2產(chǎn)品指標(biāo)產(chǎn)品指標(biāo)氣提膠乳中結(jié)合苯乙烯含量22.5?25.4%殘留苯乙烯0.1%最終膠乳20.5?23.5%尾氣中的丁二烯含量2.0%潷析器中的殘留苯乙烯0.06%門尼粘度46?58伸長率480%9、聚合配方（質(zhì)量百分含量，凈含量/100份單體）:表2—1—3聚合配方原料及輔助材料配方單體丁二烯72苯乙烯28

相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑叔十烷基硫醇0.16介質(zhì)水195乳化劑歧化松香酸鉀皂4.62烷基芳基磺酸鈉—引發(fā)劑體系過氧化物過氧化氫對(duì)孟烷0.06-0.12活化劑還原劑硫酸亞鐵0.01雕白粉0.04-0.10螯合劑EDTA0.01-0.025緩沖劑磷酸鈉0.24-0.45終止劑二甲基二硫代氨基甲酸鈉0.08-0.14反應(yīng)條件聚合溫度，5轉(zhuǎn)化率，%60聚合時(shí)間，h7-10第三章設(shè)計(jì)方案的確定及工藝流程說明3.1設(shè)計(jì)原則本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是：（1） 利用傳統(tǒng)乳液聚合生產(chǎn)技術(shù)，確保產(chǎn)品質(zhì)量高，生產(chǎn)過程安全；（2） 生產(chǎn)過程盡量采用自動(dòng)控制，機(jī)械化操作；（3） 對(duì)于易燃易爆場所，設(shè)計(jì)采用可靠的控制，報(bào)警消防設(shè)施；（4） 設(shè)計(jì)采用技術(shù)成熟完善的傳統(tǒng)乳液聚合方法，達(dá)到環(huán)保的要求，對(duì)生產(chǎn)過程中的化學(xué)污水的排放要經(jīng)過處理，以

保證環(huán)保要求；（5）廠房、車間、設(shè)備布置要嚴(yán)格按土建標(biāo)準(zhǔn)，以保證生產(chǎn)和正常進(jìn)行及操作人員的安全。3.2設(shè)計(jì)方案（1）設(shè)計(jì)地區(qū)的自然條件本設(shè)計(jì)的丁苯橡膠車間是擬建在吉林市的江北吉化有機(jī)合成廠院內(nèi)。此車間建于吉林市的江北吉化有機(jī)合成廠院內(nèi)，本廠毗鄰松花江，有大量豐富的水源且水質(zhì)優(yōu)良。并且有著方便的鐵路和公路與全國各地相連接，交通便利。然而這里還是全國最大的化工基地，原料充足，便利。附近還有動(dòng)力廠和發(fā)電廠，所需的動(dòng)力、電力以及蒸汽供應(yīng)都很方便，經(jīng)濟(jì)節(jié)能，特別是化工區(qū)地處吉林市東北部，且該地區(qū)的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂?、西北風(fēng)，對(duì)市區(qū)里居民的生活以及附近的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)均無過大影響。而且該廠的下游還設(shè)有污水處理廠，能及時(shí)有效地把工業(yè)、生活污水進(jìn)行處理。因此，該廠建于此處是比較理想的選擇［5］。其設(shè)計(jì)地區(qū)自然條件如下：土壤的設(shè)計(jì)凍土深夏季的主導(dǎo)風(fēng)向：地震裂度：7土壤的設(shè)計(jì)凍土深夏季的主導(dǎo)風(fēng)向：地震裂度：7度度：1.8米全年的主導(dǎo)風(fēng)向：西南風(fēng)東南風(fēng)年平均風(fēng)速：3.6米/秒

年平均降雨量：668.4年平均降雨量：668.4毫米日最大降雨量:119.3毫米最高氣溫：36.6C平均相對(duì)溫度：最高氣溫：36.6C平均相對(duì)溫度：71%水溫：15C最低氣溫：-38°C最大降雪量：420毫米（2）節(jié)能與環(huán)境保護(hù)節(jié)能采用低溫乳液聚合法來合成丁苯橡膠，其副反應(yīng)少，收率高。合理的進(jìn)行設(shè)備布置，盡量按物料流向布置，來減少物料往返輸送次數(shù)。適當(dāng)?shù)睦梦徊?，以靠重力來輸送物料，盡可能減少輸送的設(shè)備，以節(jié)約動(dòng)力。設(shè)計(jì)中加強(qiáng)了對(duì)進(jìn)入裝置中的水、電、蒸氣的計(jì)算，為加強(qiáng)能源的管理，合理用電、水、氣打下良好的基礎(chǔ)。裝置的選定使用循環(huán)水系統(tǒng)作為生產(chǎn)用的冷卻水，從而大幅度的降低了新鮮水的用量。環(huán)境保護(hù)該廠建于吉林市的東北部江北化工區(qū)，其中該地區(qū)的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂稀⑽鞅憋L(fēng)，對(duì)于市區(qū)居民的生活以及附近的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)均無太大的影響。該廠的下游還設(shè)有污水處理廠，能將工業(yè)，生活產(chǎn)生污水進(jìn)行及時(shí)有效的處理，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的三廢都能得以妥善的處理，來符合國家環(huán)保的要求。為了美化環(huán)境和清新空氣，降低噪聲，盡量在空地上植樹，種草，修筑花壇等，適度地種植柳樹，楊樹，常青樹，來增加綠化面積。方案確定丁苯橡膠的生產(chǎn)主要有溶聚和乳聚兩種工藝。其中溶聚丁苯橡膠具有低的滾動(dòng)阻力，又具有很高的抗?jié)窕院湍湍バ?，其滾動(dòng)阻力較乳聚丁苯橡膠要減少20%—30%，抗?jié)窕砸矁?yōu)于順丁橡膠，耐磨性能也較好，是全天候輪胎最合適的膠料。最近幾年國際上溶聚丁苯橡膠的消費(fèi)一直處于上升的趨勢(shì)［1］。其中西歐和日本溶聚丁苯橡膠的消費(fèi)量占總丁苯橡膠的消費(fèi)量比例為31%左右，一些公司正在計(jì)劃擴(kuò)大溶聚丁苯橡膠的生產(chǎn)能力或新建生產(chǎn)裝置。自1992年以來，溶聚丁苯橡膠的產(chǎn)量逐年呈遞增趨勢(shì)。據(jù)有關(guān)的資料報(bào)道，1992年至2000年的西歐、美國、日本個(gè)三地區(qū)SSBR平均年增長率為5.9%，而ESBR平均年增長率約為1.2%。1995年，拜耳公司決定停止在ESBR方面的投資，因此拜耳的ESBR停產(chǎn)。拜耳認(rèn)為輪胎制備技術(shù)將會(huì)有一個(gè)根本性的轉(zhuǎn)變，歐洲的消費(fèi)者也將逐步的接受“綠色輪胎”；此外，他們還應(yīng)該看到以下因素⑵：在現(xiàn)有的溶液聚合裝置上花更少的費(fèi)用就能有效地?cái)U(kuò)大SBR的生產(chǎn)能力。溶聚工藝優(yōu)于乳液聚合以及氣相聚合工藝，讓SSBR更能接受長期挑戰(zhàn)。目前越來越趨向于采用優(yōu)等的填料，因此SSBR可在此方面降低輪胎的滾動(dòng)阻力做出貢獻(xiàn)。ESBR的生產(chǎn)效益長期低下。但是，同時(shí)拜耳也指出ESBR1500和ESBR1712對(duì)不同用戶的需求適應(yīng)性很強(qiáng)⑶。SSBR是一種相對(duì)于ESBR的高性能合成的橡膠，它等同于ESBR，也不可能完全取代ESBR，二者比例的調(diào)整有一個(gè)逐年的發(fā)展過程⑷。開發(fā)SSBR要在確保其綜合質(zhì)量的優(yōu)良基礎(chǔ)上，將目標(biāo)集中在節(jié)能型的品種。目前我國的4套乳聚丁苯橡膠裝置主要技術(shù)來源于日本的JSR、ZEON和臺(tái)灣合成橡膠公司⑸.工藝技術(shù)路線大致相同，都是應(yīng)用低溫乳液聚合技術(shù)，只是在工藝流程和聚合配方上有所差別，技術(shù)本質(zhì)上并無較大區(qū)別。對(duì)聚合生產(chǎn)工藝而言，JSR從工藝流程上來說要好于ZEON，產(chǎn)品質(zhì)量要優(yōu)于ZEON，且緩沖能力較強(qiáng);不足之處是JSR聚合的轉(zhuǎn)化率約為62%，而ZEON約為70%⑹。吉林石化公司丁苯橡膠裝置的A、B兩條生產(chǎn)線原設(shè)計(jì)雙線各有八臺(tái)釜，五臺(tái)置換塔，聚合釜的容積為30m3/臺(tái)，聚合物料首先從一釜進(jìn)入，依次再通過串聯(lián)的八臺(tái)釜，在5°C的溫度下，反應(yīng)約8-10小時(shí)，聚合的轉(zhuǎn)化率為60%，每條線的生產(chǎn)能力為115t/d[7]；經(jīng)過幾次技術(shù)的改造，雙線各拆除了兩臺(tái)置換塔，增加了一臺(tái)聚合釜，變成九釜三塔反應(yīng)，聚合的轉(zhuǎn)化率由60%提到62%，裝置的生產(chǎn)能力由115t/d提高至145t/d。蘭州石化公司橡膠廠丁苯橡膠主要以氯化鉀為電解質(zhì)（PH緩沖溶液）、過氧化氫二異丙苯為氧化劑、以叔十二碳硫醇為調(diào)節(jié)劑，借液氨冷卻劑，在5-8°C的條件下，丁二烯和苯乙烯在聚合釜中進(jìn)行聚合反應(yīng)，待末釜單體轉(zhuǎn)化率達(dá)64%-68%時(shí)，用終止劑終止其在聚合釜中的聚合反應(yīng)，單體的回收采用水環(huán)式壓縮機(jī)，用擠壓脫水機(jī)、膨脹干燥機(jī)來進(jìn)行脫水干燥⑻。齊魯石油化工公司橡膠廠采用的ZEON技術(shù)，用低活性的引發(fā)劑通過延長反應(yīng)時(shí)間、調(diào)節(jié)劑乳化劑的補(bǔ)加來實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)化率，通過改變氨蒸發(fā)的壓力來對(duì)聚合溫度進(jìn)行控制，經(jīng)過14-16小時(shí)的聚合反應(yīng)，聚合達(dá)約70%。單體的回收采用三臺(tái)小脫水機(jī)脫水，采用帶式干燥機(jī)熱風(fēng)干燥（兩條線均隨工藝包引進(jìn)，第三條線為哈爾濱博實(shí)公司參照其干燥箱仿制）⑼。其工藝路線的主要缺點(diǎn):一是反應(yīng)時(shí)間較長；二是反應(yīng)溫度控制精度較低，溫度波動(dòng)較大;三是緩沖能力較弱。南通申華化學(xué)工藝路線與吉化公司的基本相同，其主要技術(shù)來源于臺(tái)灣合成橡膠公司，聚合系統(tǒng)聚合溫度控制在8C左右，轉(zhuǎn)化率為63%-66%，單體丁二烯的回收用水環(huán)真空泵，苯乙烯的回收采用兩臺(tái)減壓蒸餾塔串聯(lián)操作，脫水機(jī)為兩臺(tái)并聯(lián)進(jìn)行操作，每條生產(chǎn)線的兩臺(tái)小干燥箱（美國WP公司生產(chǎn)）并聯(lián)進(jìn)行干燥no"雖然丁苯橡膠市場已經(jīng)十分成熟，但乳液丁苯橡膠與溶液丁苯橡膠之間的競爭正在漸增。溶液丁苯橡膠在加工上存在的問題已通過生產(chǎn)特制的聚合物(tailoring)而得以有效的克服。目前存在的主要問題是其價(jià)格較高，各生產(chǎn)者所生產(chǎn)的產(chǎn)品之間沒有較好的互換性。對(duì)于高性能的輪胎，沒有任何其它橡膠能夠取代溶液丁苯橡膠的位置，當(dāng)然乳液丁苯橡膠也是不能滿足要求的[11]。因此盡管溶液丁苯橡膠的成本比乳液丁苯橡膠的成本高約17%，但輪胎生產(chǎn)者使用的溶液丁苯橡膠趨勢(shì)已經(jīng)開始越來越明顯，但是由于我國現(xiàn)狀的限制，所以我國大多數(shù)還是選用乳液丁苯橡膠。一般乳液丁苯橡膠含有23.5%的苯乙烯，其分子量隨聚合的情況而異，在10~150萬之間。聚合物分子的微結(jié)構(gòu)，也隨聚合條件的變化有較大不同。高溫共聚丁苯橡膠與低溫丁苯橡膠的比較，高溫共聚橡膠的反式結(jié)構(gòu)含量較低，聚合度也較低，凝膠含量較大；低溫共聚丁苯橡膠的反式結(jié)構(gòu)含量較高，分子量分布較窄，凝膠含量幾乎沒有，因此，物理性質(zhì)比高溫丁苯橡膠要好％。鑒于以上內(nèi)容所述，本設(shè)計(jì)主要采用低溫乳液聚合合成丁苯橡膠。安全生產(chǎn)本車間的原料和大多助劑都為易燃易爆品，特別要注意防火防爆，而且大部分設(shè)備的自動(dòng)化程度較高，設(shè)備生產(chǎn)中高速運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程來操作設(shè)備。本車間的防火防爆級(jí)別較高，因此安裝了地下消火栓4個(gè)，8公斤的干粉消火栓27個(gè)，30公斤干粉車一個(gè)，1211滅火器32個(gè)等消防設(shè)施。各類火災(zāi)救援程序：發(fā)現(xiàn)火險(xiǎn)后進(jìn)行起初的火災(zāi)補(bǔ)救。判斷火勢(shì)大小即刻報(bào)警，火警：119首先要講清起火單位名稱，詳細(xì)地址。燃燒物質(zhì)的簡介?；饎?shì)大小及著火部位以及相關(guān)部位。報(bào)警人姓名及報(bào)警的電話號(hào)碼。報(bào)警后派人去路口接車。介紹燃燒物的性質(zhì)及火場內(nèi)部與外圍的情況。向調(diào)度室和車間的領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)。3.3工藝流程單體及化學(xué)品溶液接收T二烯（BD）丁二烯（以下簡稱BD）來自單體貯存與配制崗位經(jīng)FR301記錄瞬時(shí)流量后，進(jìn)入BD換熱器（E-301）。在E-301與WHS（WCS）換熱后，流入混合器（A-301）。在A-301入口，BD與來自循環(huán)堿液加熱器（E-302）的堿液混合，BD和堿液在A-301中充分混合后，流入堿潷析器（V-302-1），阻聚劑（TBC）在此被堿液脫除。堿洗溫度，控制V-302-1的入口為30±2°C，由TRC301控制調(diào)節(jié)E-301WHR（WCS）的流量。BD和堿液在V-302-1中分層分離，BD中的TBC轉(zhuǎn)入V-302-1下部的堿液中。V-302-1中上部的8。進(jìn)入V-302-2中，進(jìn)一步分離掉堿液，再由上部流入BD進(jìn)料換熱器（E-303），換熱以后，流入BD緩沖罐（V-303）。E-303的出口溫度由TRC304控制，調(diào)節(jié)WHR（WCS）流量，使溫度穩(wěn)定在30±2°C。V-303的液位，由LICA302控制和調(diào)節(jié)。V-302T中的堿液以循環(huán)堿液輸送泵（P-302）連續(xù)經(jīng)E-302循環(huán)。循環(huán)堿液的瞬時(shí)流量，由P-302出口管線上的FR-302記錄，改變堿液的循環(huán)量就改變了TBC的脫除效果，E-302堿液的出口溫度由TIC-303控制，調(diào)節(jié)WHR（WCS）的流量，使溫度穩(wěn)定在30±2C，由于堿液在循環(huán)中與TBC反應(yīng)而消耗，因此要定期更換，廢堿液裝桶或放入地溝（排放使以600#送入的母液中和）。新鮮堿在氫氧化鈉配制槽V-301中配制，配制合格后的堿液，有P-301送入V-302-1中。苯乙烯（ST）苯乙烯（以下簡稱，?。﹣碜詥误w貯存與配制單元。經(jīng)管線進(jìn)AST換熱器（E-306）后，進(jìn)入ST緩沖罐（V-304）。V-304的液位，由LICA303控制和調(diào)節(jié)°E-306ST的出口溫度，由TRC323檢測，調(diào)節(jié)WHR（WCS）流量，使其穩(wěn)定在24±2C。乳化劑（EM）來自化學(xué)品配制單元的乳化劑（以下簡稱EM）溶液在線混合系統(tǒng)，由于皂型不同，分別經(jīng)不同的管線進(jìn)入EM緩沖槽（V-306A,V-306B）。溫度由TIC-307控制，調(diào)節(jié)加熱蒸汽流量，使其穩(wěn)定在18±2C。V-306的進(jìn)料運(yùn)作，由LRS-304的連鎖接點(diǎn)LS-323控制，調(diào)節(jié)V-306的液位?；罨瘎ˋCT）來自化學(xué)品配制崗位的活化劑（以下簡稱ACT）,進(jìn)入ACT緩沖槽（V-307）中°V-307的進(jìn)料運(yùn)作，由LRS-305的連鎖接點(diǎn)LS-215控制。V-307的溫度為常溫。調(diào)節(jié)劑（MOD）來自調(diào)化劑（以下簡稱MOD）配制罐的MOD，由MOD輸送泵（P-109）送入MOD緩沖罐（V-305）中。V-305的進(jìn)料運(yùn)作，由LIS-307的連鎖接點(diǎn)LS-324控制P-109泵和V-305進(jìn)口調(diào)節(jié)閥的開閉。V-305的溫度有TIC-327控制，調(diào)節(jié)WHR的流量，使其穩(wěn)定在15±2°C。氧化劑（0X1）來自氧化劑（以下簡稱OXI）配制罐的OXI，由OXI輸送泵（P-108）送入。XI緩沖罐（V-309）中。V-309的進(jìn)料運(yùn)作，由LIS-308的連鎖接點(diǎn)LS-325控制P-108泵的開停和V-309進(jìn)口調(diào)節(jié)閥的開閉。V-309的溫度由TIC-328控制，調(diào)節(jié)WHR的流量，使其穩(wěn)定在15±2C。終止劑溶液（S.S）來自化學(xué)品配制單元的終止劑（以下簡稱S.S）溶液，由S.S輸送泵（P-210）經(jīng)管線進(jìn)入S.S緩沖罐（V-308）中。V-308的進(jìn)料運(yùn)作由LRS-306的連鎖接點(diǎn)LS-218控制P-210泵和V-308入口調(diào)節(jié)閥的開閉。V-308的溫度為常溫。聚合聚合進(jìn)料是多股物料流在線混合方式。其控制為多組分混合流量控制系統(tǒng)一主站追蹤系統(tǒng)。其流量檢測器為橢圓流量計(jì)（氧化劑、調(diào)節(jié)劑BDST為質(zhì)量流量計(jì)）。由主站、成分比率設(shè)定器、流量檢測單元、顯示報(bào)警單元，與調(diào)節(jié)閥或無級(jí)調(diào)速電機(jī)組成其流量控制回路。為確?？刂凭?，輔設(shè)了手動(dòng)校正系統(tǒng)。聚合進(jìn)料中的丁二烯（BD）、苯乙烯（ST）、乳化劑（EM）、活化劑（ACT）、調(diào)節(jié)劑（MOD）、氧化劑（OXI），分別由聚合進(jìn)料BD進(jìn)料泵（P-303）、ST進(jìn)料泵（P-304）、EM進(jìn)料泵（P-306）、ACT進(jìn)料泵（P-307）、MOD進(jìn)料泵（P-305）、OXI進(jìn)料泵（P-309）輸送，首先ST與MOD混合后再與BD混合，然后，BD、ST、MOD混合料液與EM相混合，混合后的料液在進(jìn)入冷膠進(jìn)料冷卻器（E-304）之前與ACT混合，進(jìn)入E-304與液氨換熱，出口溫度控制為13?17°C，然后，此混合料液流入冷膠進(jìn)料冷卻器（E-305）進(jìn)一步與液氨換熱，出口溫度控制為8?12C。最后，混合料液流入聚合釜。E-304、E-305的溫度以TRC310、TRC311為主控回路，同V-317、V-318氨蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)PIC-304或PIC-305構(gòu)成串級(jí)，調(diào)節(jié)液氨蒸發(fā)壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)E-304、E-305出口料液溫度的穩(wěn)定控制。物料混合后進(jìn)入緩沖罐（V-312）由P-308A和P-308B分別加入良田聚合線，由P-309泵把OXI直接送到聚合首釜。所有的物料進(jìn)入第一聚合釜后，聚合反應(yīng)就開始了。為獲得高質(zhì)量的均勻產(chǎn)品，在攪拌條件下，由液氨在聚合釜氨冷管內(nèi)蒸發(fā)，把聚合反應(yīng)熱帶走。因此，每個(gè)聚合釜溫度根據(jù)生產(chǎn)的品種不同，控制在規(guī)定值是十分重要的。SBR品種不同，所需聚合釜溫度亦不同，其控制方法一樣，都是以TRC312-319控制聚合釜內(nèi)溫度，調(diào)節(jié)氨冷管中的液氨液位。聚合釜系統(tǒng)的氨蒸發(fā)設(shè)計(jì)規(guī)定為240-260kPa（-7?-3）。聚合反應(yīng)的時(shí)間，設(shè)計(jì)取8.5±1.5小時(shí)。當(dāng)轉(zhuǎn)化率和門尼黏度等主要控制指標(biāo)達(dá)到規(guī)定值時(shí)，由終止劑泵（P-310）送來的S.S溶液，從選定的S.S加料點(diǎn)加入到膠乳中，從而終止聚合反應(yīng)。S.S加料點(diǎn)可能是末釜出口，也可能是置換塔（C-301?303）的某一個(gè)出口。最終膠乳由系統(tǒng)壓力送入單體回收崗位（400#）或膠乳緩沖罐（V-303）中。聚合系統(tǒng)設(shè)有兩個(gè)壓力控制點(diǎn)。PRS303檢測進(jìn)料集管的壓力，設(shè)在E-304進(jìn)口，500kPa自動(dòng)報(bào)警，600kPa時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停車。PRCA308檢測置換塔（C-305）出口的系統(tǒng)備壓，設(shè)定值為200kPa，450kPa發(fā)出報(bào)警。膠乳緩沖罐（V-330）的壓力由PRC-309控制，其設(shè)定值為100kPa，超出100kPa后，排入400#。V-330中的膠乳，由膠乳輸送泵P-310連續(xù)送入400#單體回收崗位。V-330由LIA321、LIA322指示其液位變化。聚合所用S.S，在停車或緊急狀態(tài)情況下，由停車S.S輸送泵、事故S.S輸送泵送入終止點(diǎn)，后者都是以氨氣（GN）為動(dòng)力源是移動(dòng)式氣動(dòng)泵［7］。第四章設(shè)計(jì)計(jì)算4.1聚合工段物料衡算1、 年產(chǎn)量： 8.5萬噸2、 年工作日： 7800小時(shí)3、 烴含量： 92%4、 轉(zhuǎn)化率： 60%5、 單體回收單元損率：0.2%6、 后處理單元損率： 0.6%7、 主要原料指標(biāo)見表2—1—1表2—1—1主要原料指標(biāo)原料指標(biāo)丁二烯純度99.3%苯乙烯純度99.6%丁二烯/苯乙烯72/28混合苯乙烯純度94%混合丁二烯純度93%純堿流量/BD流量1/18、產(chǎn)品指標(biāo)見下表2—1—2：

表2—1—2產(chǎn)品指標(biāo)氣提膠乳中結(jié)合苯乙烯含量22.5?25.4%殘留苯乙烯0.1%最終膠乳20.5?23.5%尾氣中的丁二烯含量2.0%潷析器中的殘留苯乙烯0.06%門尼粘度46~58伸長率480%9、聚合配方（質(zhì)量百分含量，凈含量/100份單體）：產(chǎn)品指標(biāo)表2—1—3聚合配方原料及輔助材料配方單體丁二烯72苯乙烯28相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑叔十烷基硫醇0.16介質(zhì)水195乳化劑歧化松香酸鉀皂4.62烷基芳基磺酸鈉—引發(fā)劑體系過氧化物過氧化氫對(duì)孟烷0.06-0.12活化劑還原劑硫酸亞鐵0.01雕白粉0.04-0.10螯合劑EDTA0.01-0.025緩沖劑磷酸鈉0.24-0.45終止劑二甲基二硫代氨基甲酸鈉0.08-0.14反應(yīng)條件聚合溫度，5轉(zhuǎn)化率，%60聚合時(shí)間，h7-104.1.1進(jìn)料計(jì)算[4]每小時(shí)產(chǎn)量：8.5X10000X1000^7800二kg/hr每小時(shí)消耗烴含量：10897.44X0.92=10025.64kg/hr丁二烯與苯乙烯總量：10025.64!0.6!(1-0.6%):(1-0.2%)=16843.95kg/hr由于丁二烯和苯乙烯的配合料比為72：28純丁二烯的進(jìn)料量為：16843.95X0.72=12127.64kg/hr純苯乙烯的進(jìn)料量為：16843.95X0.28=4716kg/hr每小時(shí)丁二烯的混合進(jìn)料量為：16843.95!0.94=17919.10kg/hr每小時(shí)苯乙烯混合進(jìn)料量：4716.31!0.93=5071.29kg/h單體BD總損失：12127.65X(0.2%+0.6%+2%)=339.57kg/h單體ST總損失：4716.31X(0.2%+0.6%+0.1%+0.06%)=45.73kg/h新鮮BD進(jìn)料量：[12127.65-(5071.30-339.51)X90%]:96%=7915.667kg/h新鮮ST進(jìn)料量：[4716.31-(2542.78-45.28)X90%]:96.5%=2558.08kg/h新鮮BD中阻聚劑含量小于25ppm,回收BD中阻聚劑含量約為100ppm，混合后取為60ppm,責(zé)純堿消耗為(60X10-5-10X10-5)X12127.65!1%=41.23kg/h去離子水用量：32845.70X5%=1642.29kg/h純堿循環(huán)使用，且純堿循環(huán)流量等于丁二烯的進(jìn)料量，則：M堿=12127.65kg/h配方計(jì)算：乳化劑歧化松香酸鉀皂16843.95乳化劑歧化松香酸鉀皂16843.95X單體BD：17919.10kg/hr ST:5071.30kg/hr單體4.62%=778.19kg/hr介質(zhì)WT16843.95介質(zhì)WT16843.95X195%=32845.70kg/hr活化劑溶液硫酸亞鐵16843.95X0.01%=1.68kg/hr雕白粉16843.95X0.2%=33.69kg/hrEDTA16843.95X0.01%=1.68kg/hr調(diào)節(jié)劑溶液叔十烷基硫醇16843.95X0.16%=26.95kg/hr活化劑溶液硫酸亞鐵16843.95X0.01%=1.68kg/hr雕白粉16843.95X0.2%=33.69kg/hrEDTA16843.95X0.01%=1.68kg/hr調(diào)節(jié)劑溶液叔十烷基硫醇16843.95X0.16%=26.95kg/hr氧化劑溶液過氧化氫對(duì)錳烷 16843.95X0.1%=16.84kg/hr氧化劑溶液終止劑溶液二甲基二硫代氫基甲酸鈉16843.95X0.1%=16.84kg/hr緩沖劑磷酸鈉16843.95X0.3%=50.53kg/hr緩沖劑磷酸鈉16843.95X0.3%=50.53kg/hr進(jìn)料主物料流量流 量BDST質(zhì)量流量12127.654716.31摩爾流量224.5845.35體積流量19.525.17各種進(jìn)料流量組分物料質(zhì)量流量單體BD12127.65ST4716.31乳化劑歧化松香酸鉀皂778.19介質(zhì)WT32845.70

活化劑溶液雕白粉1.68EDTA33.69硫酸亞鐵1.68調(diào)節(jié)劑溶液叔十烷基硫醇26.95氧化劑溶液過氧化氫對(duì)錳烷16.84終止劑溶液二甲基二硫代氫基甲酸鈉16.84緩沖劑磷酸鈉50,53總進(jìn)料量50565.534.1.2出料計(jì)算反映的丁二烯的量：12127.65X0.6=7276.58kg/h反映的BD：ST=77：23反應(yīng)的苯乙烯量：23^77X7276.58=2173.53kg/h丁二烯剩余量：12127.65-7276.58=4851.06kg/h苯乙烯剩余量：4716.31-2173.53=2542.78kg/h尾氣中丁二烯含量：12127.65X0.02=242.55kg/h氣提膠乳中殘留苯乙烯：4716.31X0.1%-4.72kg/h尾析氣中的殘留苯乙烯：4716X0.06%=2.83kg/h流量膠乳總量BDST固性物水質(zhì)量流量10874.744851.062542.781066.2132845.70摩爾流量9.0324.45體積流量7.811.654.1.3熱量恒算(1)各反應(yīng)器的冷卻顯熱表2—3—1表2-3-1各反應(yīng)器的冷卻顯熱NO.1 10°C?7°CNO.27°C?5°C聚合熱攪拌熱大氣吸熱表2—3—2表2—3—2大氣吸熱第一反應(yīng)器入口869kg/m3at9.7C第二反應(yīng)器入口928kg/m3at5.5C平均899kg/m3——M 總二16843.95+16.84+32845.70+778.19+16.84+1.68+1.68+33.68+1.68=50540.25kg/hr共兩條生產(chǎn)線，則每條的總物質(zhì)的量為：M=M^^2=25270.25kg/hr平均流量二M!899=28.11m3/h則取反應(yīng)釜體積V=30m3每釜滯留時(shí)間t=30!28.11=1.06hr反應(yīng)時(shí)間7~10hr當(dāng)t=7hr7^1.06=6.6(6釜2塔)t=8hr8^1.06=7.5(7釜2塔)t=9hr9^1.06=8.4(8釜2塔)t=10hr10!1.06=9.4:（9釜1塔）根據(jù)該工藝的轉(zhuǎn)化率一時(shí)間函數(shù)曲線可知，聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)時(shí)間成正比，基本呈直線關(guān)系，反應(yīng)過程放熱比較均勻，因此單釜的聚合熱按照總聚合熱按照反應(yīng)時(shí)間取平均計(jì)算。聚合熱BD：18.7kcal/mol ST：16.68kcal/mol每小時(shí)釜中的聚合熱Q=(7915.67^54X18.7+2558.08^104X16.68)^2=(2741.16+410.27)!2=1575715.42kcal貝貝反應(yīng)7小時(shí)，每釜的聚合熱1575715.42!6.6=238744.76kcal/hr反應(yīng)8小時(shí)，每釜的聚合熱1575715.42!7.5=210095.38kcal/hr反應(yīng)9小時(shí)，每釜的聚合熱1575715.42^8.4=187585.17kcal/hr反應(yīng)10小時(shí)，每釜的聚合熱1575715.42!9.4=167629.3kcal/hr第一反應(yīng)釜溫度從10°C降至7°C的冷卻顯熱見下表2—33：表2—3—3第一反應(yīng)釜溫度從10C降至7C的冷卻顯熱Flow(kg/hr)AT?)Cp(7C)q=F*Cp*AT(kcal/h)BD7915.6730.54813013.36ST1558.0830.3961850.99EMF16843.9530.97749369.62MOD14.5130.28.706ACT26.9530.99580.44

OXT19.5230.211.712TOTAL一一——64334.84第二反應(yīng)釜從7C降至5C的冷卻顯熱見表2-—3—4：表2一3—4第二反應(yīng)釜從7C降至5C的冷卻顯熱Flow(kg/hr)AT?)Cp(7C)q=F*Cp*AT(kcal/h)BD7424.28120.5488675.57ST2918.26620.3961233.99EMF19348.78820.97732913.08MOD15.50820.25.80ACT31.01420.99553.63OXT29.07820.27.8TOTAL一一————42889.89攪拌熱按聚合熱的5%計(jì)算：則:反應(yīng)7小時(shí)的攪拌熱為:q=238744.76X5%=11937.23kcal/hr反應(yīng)8小時(shí)的攪拌熱為：q=210095.38X5%=10504.76kcal/hr反應(yīng)9小時(shí)的攪拌熱為：q=187585.17X5%=9379.25kcal/hr反應(yīng)10小時(shí)的攪拌熱為：q=167629.3X5%=8381.46kcal/hr反應(yīng)器首釜 7°C； 以后各釜 5°C初選反應(yīng)器為祖3400X3400H（查《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》）A表=2S底+S側(cè)=54.4476rf大氣吸熱公式：q=宣Q=q*A 以人x=0.030ma=7kcal/（ma.hr.°C）0廣20C（室外常年平均溫度）。廣15C（表面溫度）則第一反應(yīng)釜的大氣吸熱為：X=0.030+0.000120=0.03132X=0.030+0.000120=0.03132kcal/(m.hr.deg)2q=~=―7 =-10.92kcal/(m2.hr)1x 1 0.030&+元 7+0.03132A=54.4476m2Q=q.A=—10.92x54.4476=—594.57kcal/hr

則第二反應(yīng)釜至最后反應(yīng)釜的大氣吸熱為:X=0.030+0.000120=0.030+0.00012x5+152=0.0312kcal/(m.hr.deg)q=~= =—12.70kcal/(m2.hr)1x 1 0.030&+無 7+0.0312A=54.4476m2Q=q*A=—12.70x54.4476=—691.48kcal/hr

表2—3—56釜2塔熱量6釜2塔聚合熱Kcal/hr冷卻顯熱Kcal/hr攪拌熱Kcal/hr大氣吸熱Kcal/hr總計(jì)Kcal/hr第一釜238744.7672503.0212735.46-594.57323388.67第二釜238744.7648335.3412735.46-691.48299124.08第3-6釜238744.76——12735.46-691.48250788.74表2—3—67釜2塔熱量聚合熱冷卻顯熱攪拌熱大氣吸熱總計(jì)7釜2塔Kcal/hrKcal/hrkcal/hrKcal/hrKcal/hr第一釜210095.3872503.0211137.08-594.57293140.91第二釜210095.3848335.3411137.08-691.48268876.32第3-7釜210095.38——11137.08-691.48220540.98表2—3—78釜2塔熱量聚合熱冷卻顯熱攪拌熱大氣吸熱總計(jì)8釜2塔kcal/hrKcal/hrkcal/hrKcal/hrKcal/hr第一釜187585.172503.029907.06-594.57269400.68第二釜187585.148335.349907.06-691.48245136.09第3-8釜187585.1——9907.06-691.48196800.68表2—3—89釜1塔熱量聚合熱冷卻顯熱攪拌熱大氣吸熱總計(jì)7釜2塔Kcal/hrKcal/hrkcal/hrKcal/hrKcal/hr第一釜167629.372503.028921.70-594.57248459.45第二釜167629.348335.348921.70-691.48224194.86第3-9釜167629.3——8921.70-691.48175859.524.2聚合反應(yīng)釜設(shè)計(jì)計(jì)算按聚合反應(yīng)的特性及過程控制的重點(diǎn)在于除去聚合熱的場合，可選用攪拌釜式反應(yīng)器（參見《聚合反應(yīng)工程基礎(chǔ)》）。攪拌釜是乳液聚合最常用的反應(yīng)器，也是應(yīng)用最廣的聚合反應(yīng)器，釜式聚合反應(yīng)器是一種形式多變的聚合裝置，它廣泛應(yīng)用于低粘度的懸浮聚合過程，乳液聚合過程，也能用于高粘度的本體聚合和溶液聚合過程。從操作方式來看它能進(jìn)行間歇、半連續(xù)、單釜和多釜連續(xù)操作，以滿足不同聚合過程的要求。為了保證釜中物料的流動(dòng)、混合與傳熱，液滴的分散或固體物料的均勻懸浮，釜中設(shè)有攪拌裝置。釜式反應(yīng)器的除熱主要采用夾套和各種內(nèi)冷件，以立式最為常見。綜上所述，初選反應(yīng)器為攪拌釜式反應(yīng)器。由設(shè)計(jì)壓力為3X105~5X105帕，熱量衡算初選的反應(yīng)器為e2400X6060H，可選封頭型式為：橢圓形底、蓋，可拆蓋，高度H=8140mm，公稱容積為25m3，筒體內(nèi)徑為2400mm，壁厚為12mm，A3F材質(zhì)（參見《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》）⑹。反應(yīng)釜和攪拌槳示意圖2-4-1：

反應(yīng)釜的型號(hào)見下表4—1：表2-4-1反應(yīng)釜的型號(hào)封頭公稱筒體筒體高度壁厚材質(zhì)型式容積直徑高度橢圓底、30m32400mm6060mm8140mm12mmA3Frm苯乙烯密度P1=0.912X103kg/m3丁二烯的密度P2=0.6211X103kg/m3聚丁苯橡膠的密度P3=0.95X103kg/m3水的密度P=1.00X103kg/m3通過質(zhì)量分?jǐn)?shù)算得Pm=(72/295)X0.912X103+(28/295)X0.6211X103+(195/295)X1X103=0.9426X10skg/m3Pm 反應(yīng)液混合密度，kg?m3Vr=W/pm=50565.53/(0.9426X103)=53.6m3取聚合釜V=54m3,T為提高釜的利用率，裝料系數(shù)n一般取在0.6?0.85，可取0.85,即n=0.85,則V=54/0.85=54m3,所以釜的體積應(yīng)該取54m3。4.2.2攪拌器的選型根據(jù)反應(yīng)釜內(nèi)液體容積及粘度選擇圓盤渦輪式攪拌器，槳葉層數(shù)為三層°D/T的范圍為0.33-0.40（D：槳葉直徑，T：釜徑），取D/T=0.35，則D=1。42m。V=54m3，膠乳粘度u=0.01Pa.s，根據(jù)《