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第九章设计实例--年产HOOOt顺丁橡胶聚合车间工艺设计

设计实例一

《年产HOOOt顺丁橡胶聚合车间工艺设计》

设计说明书

一、概述

(-)设计原则

1.设计依据

依据有关部门下达的设计任务书或可行性研究报告的批文，环影响报告书的批文，资

源评价报告的批文，技术引进报告的批文，技术引进合同，设计合同，其它文件等。

对于毕业设计而言，学生的设计依据就是专业教师下达的设计任务书。

2.车间概况

该车间设计生产规模为年产1lOOOt顺丁橡胶。

主要原料：单体一一丁二烯；溶剂一一溶剂油；引发剂一一环烷酸馍、三异丁基铝、三

氟化硼乙醛络合物；终止剂一一乙醇；防老剂一一2.6-二叔丁基对甲苯酚(简称2.6.4)。

其生产原理采用溶液聚合的方法，使丁二烯、溶剂、引发剂等在连续釜式反应器中进行

配位聚合，制得粘稠胶液，再通过水蒸汽凝聚、洗胶、干燥、压块等过程获得最终产品一一

顺丁橡胶。

3.工艺路线的确定

⑴聚合方法的确定

根据产物结构要求从自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合等反应机理中选

择出配位聚合，同时考虑配位聚合所用原料、引发剂、传热、物料输送、产物溶解、回收、

操作方式等方面综合考虑选择溶液聚合实施方法。该工艺路线包括了如反应活性中心的形成

过程；特殊引发剂组分的安全防护；由于溶剂的存在必然要考虑的回收、循环利用；反应的

终止方式；产品防老化处理等特点。操作方式为连续操作。

⑵单体原料路线的确定

通过比较乙快法、乙醇法、丁烷一步脱氢法、丁烯氧化脱氢法、丁烯催化脱氢法、石油

高温裂解回收法等生产方法的优缺点，结合当地情况，因地制宜地选择合适的丁烯氧化脱氢

制丁二烯原料路线。

⑶溶剂的选择

各种溶剂对反应原料、产物及反应所用各种引发剂的溶解能力不同。从溶解度参数、体

系粘度、工程上传热与搅拌、生产能力提高、回收难易、毒性大小、来源、输送等几方面对

苯、甲苯、甲苯-庚烷、溶剂油等，进行综合比较，确定选溶剂油。

⑷引发剂的选

从适合顺丁橡胶生产的引发剂共性入手，如定向能力高、稳定性好、易贮存、高效、用

量少、易分离及残存对产物性能无影响等，对常用的四大类型引发剂Li系、Ti系、C。系、

Ni系进行比较，选Ni系引发剂，其组份主引发剂为环烷酸银，助引发剂为以异丁基铝，

第三组分为三氟化硼•乙醛络合物。

⑸引发剂活性中心的形成方式一陈化方式

陈化是指为了提高引发剂活性，充分发挥各组分的作用，在聚合前事先把引发剂各组分

安一定配比，在一定的条件下进行的预混合反应。国内对上述引发体系曾采用过三种陈化方

式，即三元陈化、双二元陈化、稀硼单加。通过比较确定最佳方式为稀硼单加。

4.聚合反应机理及影响反应的因素

⑴聚合反应机理

丁二烯聚合反应的机理属于连锁聚合反应，遵循配位阴离子的链引发、链增长、链终止

及链转移等基元反应机理。其总反应式为：

nCH2=CH—CH=CHT—fCH2—CH=CH—CH21n

⑵影响反应的因素

影响聚合反应的因素主要有引发剂的陈化方式，引发剂配制浓度，引发剂用量、配比,

通过几方面进行分析，最后得出比较合适配方为:

银/丁《2.0x10-5

铝/丁(10x1(T4

硼/丁42.0x1(T4

铝/硼＞0.25、醇/铝=6

铝/锲=3〜8

④单体浓度

提高单体浓度聚合反应速度增加，有利于提高产量。从传热、搅拌、物料输送等方面综

合考虑单体浓度丁（浓）控