顺丁橡胶工艺流程(共9页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上一、产品及原材料简介1.1产品简介产品为丁二烯橡胶(BR)9000,规格BR9O00.丁二烯橡胶(BR)9000全名顺式-1,4-聚丁二烯橡胶（Cis 1,4Polybutadiene Rubber）.丁二烯橡胶(BR)9000为白色或浅黄色弹性体,性能和天然橡胶相近,是一种优良的通用橡胶,其结构式为：顺式-1,4结构在聚合链中含量在90以上的聚丁二烯才具有良好的弹性.丁二烯橡胶(BR)9000与天然橡胶和丁苯橡胶相比,具有弹性高,耐磨性好,耐寒性好,生热低,耐屈挠性和动态性能好等特性,它与油类、补强剂、填充剂、天然橡胶以及丁苯橡胶等均有良好的相容性.丁二烯橡胶(BR

2、)9000的主要缺点是抗湿滑性，撕裂强度和拉伸强度较低,冷流性大,加工性能较差。表1-1 丁二烯橡胶(BR)9000产品质量指标（GB/T8659-2001)1.2 原材料规格及性能1.2.1 原料1.2.1.1 丁二烯纯度 99.2%水值 25mg/kg乙腈 3mg/kgTBC 20mg/kg 二聚物 300mg/kg总炔烃 20mg/kg(其中乙烯基乙炔 =5mg/kg)含氧化合物 10mg/kg1.2.1.1 粗溶剂油 沸 程： 6090碘 指： 0.1G/100g水 值： 无游离水硫化物：无水溶物酸碱性：中性1.2.1.3 环烷酸镍 含镍量 ： 6%(m/m)含水量： 0.5%(m/m

3、)机械杂质： 0.2%(m/m)苯不溶物： 微量不皂化物： 无外观： 绿色透明粘稠物1.2.1.4 三氟化硼乙醚络合物 含量： 46.847.8%（m/m）比重： 1.1201.127沸点： 124.5126油溶性： 在250倍油中全溶，三小时后无沉淀含水量： = 80%(m/m)二异丁基氢化铝： 15%（m/m）1.2.1.6 2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（防老剂）溶点； 68.570.0游离甲酚： 0.03%灰分： 0.03%外观： 白色或浅黄色晶体1.2.1.7 5A分子筛吸水量: 200mg/ml堆积密度： 0.60.7t/m1.2.1.8 活性氧化铝粒径： 46mm吸水率： 100

4、%强度： 13kg/个球堆积密度： 0.630.78t/m外观： 白色或微红色粒状固体1.2.1.9 液碱氢氧化钠含量： 30%水不溶物含量： 0.1%1.2.1.10 聚乙烯薄膜规格： 宽700cm ， 厚0.040.06mm熔点： 1001.2.1.11 牛皮纸袋质量标准： 规格： 900370160mm1.2.1.12 对叔丁基邻苯二酚（TBC）纯度： 99.5%含氧量： 0.5%露点： -35%1.21.14 硫酸亚铁工业铁1.2.2 中间产物1.2.2.1 精溶剂油馏 程： 6590碘 值： 0.1g/100g水值： 30 mg/kg含氧化合物： 10mg/kg含丁二烯： 10mg/

5、kg硫化物及水溶物酸碱性： 无 小瓶鉴定： 引发时间5分钟二、主要生产原理简述2.1 主要生产原理丁二烯橡胶是以1,3-丁二烯为单体，在环炔酸镍、三异丁基铝和三氟化硼乙醚络合物等催化剂的作用下，于溶剂油中反应生成顺式1,4-聚丁二烯橡胶。该催化剂系属齐格勒-纳塔催化剂，聚合反应类型属于配位阴离子聚合，聚合方法为溶液聚合。反应式为： 2.2各工号生产原理及影响因素2.21 聚合反应及其影响因素聚合反应是单体（丁二烯）在催化剂作用下聚合成高分子化合物（丁二烯橡胶（BR）9000）的化学过程。本工艺采用镍体系催化剂即：环烷酸捏、三异丁基铝、三氟化硼乙醚络合物。催化剂加料方法：采用AL-Ni混合稀硼单

6、加的连续加料方式。关于催化剂作用机理：目前一般的看法是，当催化剂AL-Ni混合在一起，由于三异丁基铝的化学活性较高，首先把二价的镍（环烷酸镍）还原成一价镍和零价镍，然后低价镍有进一步与铝化合物反应生成具有活性核心的化合物，在此同时，铝化合物和硼化合物反应生成含氟烷基铝化合物（据推测可能是一种双金属键络合物）；上述两种化合物相碰后次形成的中间络合物，一般被认为是络合催化活性中心，（据推测是Ni-八面体结构），产出高顺式结构的聚合物-丁二烯橡胶(BR)9000。聚合过程的终止可加入终止剂乙醇来破坏催化剂的活性从而终止反应，聚合体系中的微量杂质也可终止反应。在聚合过程中，催化剂对氧气和水分都很敏感，

7、所以在整个聚合系统中都应以脱出氧的干燥氮气封闭，催化剂组成、配比、用量以及溶剂、单体的纯度，丁油溶度、聚合温度等因素的变化，对聚合速率及聚合物的结构都有不同程度的影响。2.2.1.1 丁二烯，溶剂油纯度的影响丁二烯及溶剂油中含有的微量杂质，对聚合反应有影响，SEBS车间丁烯酮脱氢碳四得到的丁二烯往往带有乙腈、丙酮、丁烯酮、丙醛、丙烯醛、呋喃、阻聚剂、水及丁二烯二聚物等杂质，处理外进丁二烯得到的丁二烯一般只有阻聚剂、丁二烯二聚物、水及微量胺等杂质；溶剂油中含有微量水，回收溶剂油中油微量烯、醛等杂质。这些杂质大部分是多电子化合物，他们与Ni形成络合物，使Ni不能再与丁二烯作用，破坏聚合活性中心。因

8、此这些杂质含量越高，聚合速度下降越厉害，转化率越低，甚至产生不聚造成橡胶结构改变，使橡胶品质变坏，丁二烯二聚物有阻聚作用，使凝胶含量增加。水对聚合反应也是有影响的。在系统水含量较高时，A1、B与水发生反应，产生沉淀物，自身结构被破坏，从而失去催化活性。但是微量水可提高催化剂活性，因此当丁二烯和溶剂油脱水程度很深时，还需人为地向系统加入适量的水，以提高催化剂活性。2.21.2 聚合温度的影响随着聚合温度的升高，聚合速度加快，而分子量则略有降低，这是因为温度升高，可以提高催化剂活性，从而加快引发速度。但同时也因为加强了催化剂的催化作用，使器壁上原来可以溶于溶剂的高分子发生了深度交联，生成不溶性网状

9、或立体型高分子，即凝胶，从而造成挂胶。因此，在相似的催化剂配方情况下，采用较低的聚合温度对减轻挂胶是有利的。2.2.1.3 催化剂的影响就是聚合反应的而言，确定合适的催化剂配比是十分重要的。生产上一般根据单体和溶剂的纯度的变化情况来确定，并以此作为生产过程和产品质量的有效控制手段。因此，生产不稳定时要适当调整催化剂的配比，从而使反应速度和橡胶门尼粘度符合控制要求。在一般情况下，B/丁比是调节门的一种比较好的手段。科学实验和生产实践业已证实催化剂配比失调，用量过高，不仅影响橡胶生产的产量和质量，而且会造成聚合釜严重挂胶堵塞，检修频繁。因此，只有尽量提高溶剂油、丁二烯的纯度，改进催化剂的质量、配比

10、，使催化剂配方用量降低，才能达到稳定均衡生产及提高橡胶质量的目的。2.2.2 凝聚原理及其影响因素在胶液中除含丁二烯聚合物外，还含有大量溶剂和未反应的丁二烯单体，及催化剂等，由于它们的沸点均较水的沸点低，而胶又不溶于水，所以胶液喷入沸水中后，借助于热水、蒸汽和搅拌，可以脱除溶剂和未反应的丁二烯而成为悬胶粒，在水中析出，同时由于热水、蒸汽的加热冲击作用，使胶颗粒表面的催化剂不断被洗于水中、溶剂、丁二烯被蒸发，从而使胶与溶剂油、丁二烯等分离。因此控制凝聚的温度和搅拌的速度，对凝聚颗粒的大小、溶剂和杂质分离的程度均有很大地影响。提高凝聚釜水温或增加停留时间，将有利于溶剂的蒸发，减轻颗粒的相互粘结，从

11、而有利于后处理的生产。2.2.3 溶剂回收原理及影响因素利用混合物中各组份的挥发度不同，采用普通精馏方法达到分离目的。丁二烯与溶剂油的分离，由于丁二烯的沸点（-4.41）比溶剂油的沸点（6090）低得多，用一般的精馏方法很容易分离。溶剂油中得水的分离式基本水与丁二烯、溶剂油形成共沸物，其沸点低于溶剂油的沸点，所以油中微量水与油等形成共沸物从带走。经冷凝后水含量增大，同时温度降低，水在溶剂油和丁二烯中的溶解度降低，故静置立即分层，这样便达到将水脱除的目的。 三、工艺流程叙述3.1.1 配制计量工号配制所需精溶剂自 893溶剂贮罐（R-490cd）经泵（B-490）间断送至精溶剂贮罐（R-401）

12、供配制催化剂、防老剂使用。环烷酸镍溶液的配制：在浓镍配制釜（F-402）中先加入精溶剂油，然后经人工加入膏状环烷酸镍进行溶解并分离杂质，配制溶度为202克/升，溶好的浓镍溶液用氮气压送到稀镍配制釜中加入精溶剂油，配成溶度1.00.2克/升得稀镍溶液。三氟化硼乙醚络合物：由催化剂车间蒸硼岗位经管道用氮气压入硼高位槽（R-407），按原料规格指标验收，供计量岗位使用。三异丁基铝溶液：由催化剂车间送入铝剂贮槽（R-403），配制溶度为2.00.2克/升，供计量岗位使用。防老剂的配方：在配制釜(F-401)中先加入一定量的精溶剂油，然后经人孔人工加入适量的防老剂（2，6-二叔丁基-4-4甲基苯酚）。补

13、加溶剂至规定量后启动搅拌配制成所需溶度的防老剂溶液供使用。将三异丁基铝溶液、三氟化硼乙醚络合物和已配置好的稀镍溶液以及防老剂溶液，分别引入计量罐使用。AL-Ni催化剂系统：三异丁基铝自计量罐(R-418,R-419)经计量泵（B-415、B-416、B-417、B4-418）分A、B两线送至油-硼文氏管，在文氏管中与精溶剂油混合稀释后进入首釜。3.1.2 聚合工号自882送来的丁二烯和893送来的荣就分AB两线经丁油预冷器（H-401,H-402）预冷到一定温度后与AL-Ni催化剂混合，从釜底部进入聚合釜，由油-硼系统送来的三氟化硼乙醚络合物催化剂从首釜下侧壁进料入釜，在搅拌和一定温度下进行连

14、续聚合反应，并控制最终转化率达85%以上。在聚合反应的末釜后的出胶管线里加入防老剂溶剂，经静态混合器混合后送往胶液贮罐(R431)。3.1.3 凝聚工号凝聚工号分为凝聚A线和凝聚B线，凝聚A线为双釜凝聚工艺，凝聚B线为三釜凝聚工艺。凝聚A线的流程为：从聚合终止釜来得胶液进入胶液罐（R-431）配胶，将门尼合格的胶液用胶液泵送出，经过胶液过滤器，流量计，由二元胶液喷嘴喷入凝聚釜首釜内热水中，在蒸汽和搅拌作用下，把胶打碎成小颗粒，分散在热水中，蒸汽自凝聚釜底部喷嘴喷入釜内与胶液接触，热水由热水罐(R-444)来进行补充，水胶比控制在（47）:1。为减轻设备腐蚀及胶粒结块现象，还加入5%左右的烧碱溶

15、液。碱液自碱配制釜（F-442）用泵（ B-454bc）送来与热水汇合进入釜内，分散剂人工加入热水中。 凝聚首釜的胶粒和水从釜下部切线方向溢流管流入第二凝聚釜进一步凝聚，溢流管配有蒸汽管，为第二釜升温而提供蒸汽，第二釜内胶粒水从底部切线方向流出，用胶粒泵（B-450bc）送来与热水汇合进入釜内，分散剂人工加入热水中。凝聚首釜的胶粒和水从釜下部切线方向溢流管流入第二凝聚釜进一步凝聚，溢流管配有蒸汽管，为第二釜升温而提供蒸汽，第二釜内胶粒水从底部切线方向流出，用胶粒泵（B-450bc）经B颗粒管线送至后处理工号。 凝聚釜内溶剂和部分水及少量丁二烯气化从釜顶蒸出，经溶剂蒸汽过滤器进入回收溶剂冷凝器(

16、H-441)冷凝后油和水流至油水分分层罐，分出的水从水保底经U管排到污水沟，有从分层罐上部溢到溶剂中间罐（R-443）经油泵(B-452)送至溶剂回收工号。凝聚B线的流程为：由胶液泵（B-431d、e、f）来得胶液，与热水按1:1比例(热水与胶液混合前加入一定量的分散剂)经胶水混合器（X-402）充分混合后进入凝聚首釜（F-431），在搅拌的作用下，胶液与热水（少量分层水）、蒸汽在首釜内充分混合，大部分溶剂油被脱除，胶液被凝聚成小颗粒。首釜胶粒水经胶粒泵（B-450d）送至凝聚中釜（F-431A），进一步凝聚和脱除溶剂。在中釜，从中釜釜底加入蒸汽使胶粒进一步凝聚和脱除溶剂，在蒸汽作用下，溶剂和

17、部分水被气化，呈气相进入首釜蒸汽分布器（X-403）。 中釜胶粒水经胶粒泵（B-450e）送至凝聚末釜（F-431b）再进一步凝聚和脱除溶剂。最后，经过充分凝聚脱除溶剂后的胶粒从末釜出口用胶粒泵（B-450a）经A颗粒管线送至后处理工号进行脱水干燥处理。末釜顶部气相经过蒸汽喷射泵（J-401）的喷射吸收后也被送入首釜釜顶经油气过滤器（S-402）进入油气冷凝器(H-442abc)，凝液经油水分层罐(R-442)分层，溶剂油回收到溶剂油中间罐（R-443），经油泵（B-452）送至溶剂回收工号。此外，从胶粒泵(B-450a)出口配有胶粒水循环管线到首釜，做为系统循环之用。热水由热水泵（B-453

18、ab）送来，分成三股，一股进胶水混合器充分混合胶液进入首釜顶部，一股通过从首釜顶部侧面进入，作为釜顶冲洗水，防止胶粒夹带，一股从首釜侧面进入，控制调节首釜液位。分散剂从分散剂罐（R-451）通过分散剂计量泵（B-457ab）,打入进胶水混合器的热水管线中。油水分层罐中分层水，有分层水泵（B-456ab）供胶粒泵（B-450de）做为轴封冷却水。另外，从油中间罐来得油用吸收油泵（B-451）与R-449的35%的碱液混合在一起，送入吸收油冷却器（H-444）冷却后到胶液灌顶与胶液逸出的围棋同时分别从各自的入口进入喷射泵，尾气被吸收后入碱洗罐（R-446）和水洗罐（R-448），洗去酸性杂质和碱液

19、，从罐顶溢出流入尾气油罐（R-445）再次分层，从罐上部出来与油中间罐的油一起去893。3.1.4 后处理工号从凝聚送来的含水胶粒进入缓冲罐（R482、R-5482）不断流入第一振动筛（J-481、J-5481）将胶水分离，水流入热水罐（R-444）循环使用。含有30%左右水的胶粒由振动筛送入洗胶罐（R-482、J-5482）脱去洗涤水，胶粒进入挤压脱水机（J-484、J-5484），在高温高压下，挥发份在机头出闪蒸而出，胶条断裂成胶粒，胶粒中挥发份降至2%左右进入干燥箱与加热的空气接触，干燥，控制挥发份小于0.50%，干燥出来入提升机降温、升高，由送入自动秤，称量后放入压块机成型，经交替机成

20、型，经交替机进入薄膜包装机，包上薄膜，经金属检测器进入纸袋包装、打号、缝口后进入胶库等出厂。3.1.5 溶剂回收工号由凝聚岗位R-443送来的溶剂（含有、水分及少量丁二烯）经油气冷凝器（H441a和H442a）y与凝聚釜顶气相换热后，进入脱水塔（T-463）的第32层塔盘。脱水塔塔底重沸器（H-466）用0.8MPa蒸汽加热，从塔顶蒸出丁二烯（含量为35%左右）、溶剂油及水的气相，经冷凝器（H-461）冷凝入回流罐（R-464），在R-462内沉降脱除分层水，一部分经回流泵（B-452）打回流，一部分作为丁二烯回收塔（T-464）进塔，塔底出来得溶剂油作为脱重组分塔（T-466）进料。自脱水塔

21、回流罐来得物料进入了丁二烯回收塔（T-464）第26层塔盘，塔底重沸器（H-467）用0.8MPa蒸汽加热，塔顶蒸出丁二烯气相，用-7盐水经冷凝器（H-462）冷凝后进入丁二烯塔回流罐（R-469）。为避免了丁二烯气相，用-7盐水经冷凝器（H-462）冷凝后进入丁二烯塔回流罐（R-469）。为避免了丁二烯自聚,将阻聚剂TBC按一定比例送入塔顶冷凝器前气相管线和进料管线中，从回流罐底脱出部分分层水，经回流泵（B-463）打回流，当丁二烯浓度在99.5%以下时再部分打回流，部分送往SEBS车间。丁二烯回收塔底出来的含丁二烯0.5%以下的溶剂油，直接靠塔压或用塔底泵（B-471）经冷却器（H-478

22、）冷却后送往R-443或罐区。脱水塔釜的溶剂油（水值30mg/kg）靠塔压差（必要时用泵B-465）进入脱重组分塔（T-466），塔釜重沸器（H-468）用0.8MPa）蒸汽供热塔顶蒸出杂质少，水值30mg/kg的气相溶剂油，经冷凝器（H-463）冷凝后入回流罐（R-465） ，然后用泵（B-466）供使用。塔釜含有重组分得溶剂油，用泵（B-467）经冷却后送往罐区。自丁二烯塔底来得物料，含有轻组分杂质，进入溶剂油脱轻组分塔（T-468），从第26层塔盘进料，塔釜重沸器（H-470）用丁二烯塔蒸汽凝结水或0.8MPa蒸汽供热，塔釜物料用泵（B-470、B_464b）抽出，经塔底冷却器（H-475）冷却后送往罐区或返回R-443，塔顶蒸出含有轻组分杂质的气相溶剂油，经塔顶冷凝器（H-465）冷凝后进入回流罐（R-467），部分经回流泵（B-461）打回流，部分送入罐区。3.2 装置的岗位划分丁二烯橡胶（BR）9000装置划分为配置、计量、聚合、溶剂回收、丁二烯精制、凝聚、干燥、压块、薄膜包装、纸装包装、推胶十一个岗位。专心-专注-专业