年产7.5万吨丁苯橡胶装置聚合工段工艺设计Annual production capacity of 75,000 tons polymerization styrene-butadiene rubber plant process design section摘要本设计为年产7.5万吨乳聚丁苯橡胶装置聚合工段工艺设计，在文献调研和现场调研的基础上，进行了丁苯橡胶生产方法及工艺的论证，确定了以丁二烯、苯乙烯为单体，采用氧化还原体系为引发剂，歧化松香酸甲皂为乳化剂，配合其他助剂进行低温乳液共聚合的生产工艺。
在掌握各种物料的基本性质、聚合机理、聚合方法、工艺流程以及国内外的发展现状的基础上，进行聚合工段的物料衡算、热量衡算、设备选型计算，并对丁苯橡胶车间进行了技术经济分析。
在此基础上绘制出丁苯橡胶工艺流程图、设备布置图、管道布置图，编制了设计说明书.关键词：丁苯橡胶;乳液聚合;生产工艺AbstractThe design for the 65,000 tons annual production capacity ofpolystyrene-butadiene rubber emulsion polymerization plant process design section, in the literature research and field research on the basis of a styrene-butadiene rubber production methods and technology demonstration to determine a butadiene, styrene for the monomer, the redox initiator system, a disproportionation rosin acid soap as emulsifier, in conjunction with other additives for low-temperature emulsion copolymerization of the production process. In the grasp of the basic properties of various materials, polymerization mechanism, polymerization methods, the development process and the status quo at home and abroad based on the section of polymeric material balance, heat balance, calculation of equipment selection, and styrene-butadiene rubber plant techno-economic analysis carried out. On this basis SBR process to map out plans, equipment layout, piping layout, the preparation of the design specification and calculation of the book.Key Words：Emulsion; styrene-butadiene rubber ;production technology目录摘要 (I)Abstract .............................................................................................................................................. I I 第1 章第一篇绪论 (4)1.1 设计依据、指导思想 (4)1.1.1 设计依据 (4)1.1.2 指导思想 (4)1.2 厂址的选择 (4)1.3 设计地区的自然条件 (4)1.4 产品方案及生产规模 (5)1.5 车间布置、岗位人员配制 (5)1.6 节能与环境保护 (5)1.6.1 节能 (5)1.6.2 环境保护 (6)1.7 厂区的安全防护 (6)1.7.1 有毒害物质的防护 (6)1.7.2 安全防火 (6)1.7.3 厂房的防爆 (6)第2 章工艺论证 (7)2.1 工艺原理 (7)第3 章工艺设计 (8)3.1 工艺流程叙述 (8)3.1.1 岗位管理范围 (8)3.1.2 岗位操作任务 (8)3.2 生产原理及工艺流程 (9)3.2.1 生产原理 (9)3.2.2 工艺流程叙述 (9)3.3 原料产品规格及公用工程条件 (11)3.3.1 原料的技术条件 (11)3.3.2 公用工程条件 (13)3.4 工艺过程主要控制指标 (14)3.4.1 丁二烯（BD）净化 (14)3.4.2 聚合 (14)第二篇设计计算书 (16)第4 章设计计算说明书 (16)4.1 物料衡算 (16)4.1.1 进料计算 (17)4.1.2 新鲜进料 (17)4.1.3 出料计算 (18)4.1.4 配方的计算 (19)4.1.5 总物料衡算表 (19)第5 章聚合工段热量衡算 (20)5.1 冷却显热 (20)5.2 聚合热 (21)5.3 聚合釜的搅拌热 (23)5.4 大气给热 (23)5.5 氨用量计算 (25)第6 章反应器和搅拌桨的选择 (26)6.1 反应釜的选型 (26)6.1.1 聚合釜直径和高度的计算 (27)6.2 聚合釜搅拌装置的计算 (28)6.2.1 计算桨叶直径 (28)6.2.2 搅拌功率P的计算 (29)6.2.3 聚合釜传热的计算 (29)第7 章泵的设计 (30)7.1.1 管内流速的计算 (30)7.1.2 直管阻力和局部阻力的计算 (32)7.1.3 理论压头的计算 (32)7.1.4 泵的选型 (33)第8 章换热器的设计 (33)8.1 热负荷的计算 (34)8.2 计算管程压降及给热系数αi (35)8.3 计算壳程压降及给热系数α0 (35)8.4 计算传热面积 (37)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)第 1 章第一篇绪论1.1 设计依据、指导思想1.1.1 设计依据吉林化工学院下发的毕业设计（论文）任务书1.1.2 指导思想本设计的指导思想是：由国内外丁苯橡胶生产技术的对比可知，而国内丁苯橡胶80%以上采用乳液聚合方法，所以本设计采用技术成熟完善的传统乳液聚合方法，利用传统乳液聚合生产技术，确保产品质量高，生产过程安全。
生产过程尽量采用自动化控制，机械化操作。
对于易燃易爆场所，设计采用可靠的控制，要求设有报警消防设施，对生产过程中的化学污水的排放要经过处理，以保证环保要求。
厂房、车间、设备布置要严格按土建标准，以保证生产正常进行及操作人员的安全。
1.2 厂址的选择本车间建于吉林市江北化工区，该厂地处松花江畔，水源充足，水质优良。
同时有铁路与全国各地相连，交通便利。
而且这里是全国最大的化工基地，原料充足，便利。
附近有动力厂、电厂，所需动力，蒸汽供应方便，经济合理，特别是化工区地处吉林市的东北部，而该地区的主导风向为西南、西北风，对市区居民的生活及附近的工农业生产均无影响。
该处的下游还有污水处理厂，能将工业、生活污水进行有效的处理。
因此，选择该处建厂比较适宜。
1.3 设计地区的自然条件本设计的丁苯橡胶车间拟建在吉林市江北吉化有机合成厂院内。
设计地区自然条件如下：土壤最大冻土深度：1.8米土壤设计冻土深度：1.7米全年主导风向：西南风夏季主导风向：东南风年平均风速：3.4米/秒地震裂度：7度年平均降雨量：668.4毫米日最大降雨量：119.3毫米平均气压：745.66mmH 最高气温：36.6℃最低气温：-38℃平均相对温度：71%最大降雪量：420毫米水温：15℃1.4 产品方案及生产规模本设计项目产品名称为丁苯橡胶，年产量为6.5万吨。
其产品指标如下：表1-1 产品指标产品（SBR1500）指标气提胶乳中结合苯乙烯含量22.5~25.4%残留苯乙烯0.1%最终胶乳20.5~23.5%尾气中的丁二烯含量 2.0%滗析器中的残留苯乙烯0.06%门尼粘度46~58伸长率480%操作方式：连续操作产品方案：产品名称：丁苯橡胶年生产量：7.5万吨/年年工作日：7800小时年生产天数：325天1.5 车间布置、岗位人员配制本设计的设备布置，既要满足了实际生产的需要，又要考虑设备的安装，检修方便，节约空地。
布置设备时，注意远近相结合，要尽量紧凑又要符合生产工艺和安全要求，生产装置街区根据工艺流程和安全的需要，尽可能缩短装卸物料线。
本着满足工艺条件的原则，首先确定关键设备的位置，其它设备则尽可能在主要设备的四周，以利于操作，检修和配管。
在厂房内，从一楼到三楼配有走梯。
阀门、仪表等部件的安装高度要便于操作和检修。
界区明确，工艺流程通畅，安全合理。
1.6 节能与环境保护1.6.1 节能丁苯橡胶的生产采用低温乳液聚合法合成，副反应少，收率高，尽量降低动力消耗。
生产过程中充分利用反应热，以减少冷却用水量。
合理进行设备布置，尽力按物料流向布置，减少物料往返输送次数。
适当利用位差，物料靠重力输送，而减少输送设备，节约动力。
在选择相关设备时尽量选择节能设备，尽可能节能降耗。
设计中加强了对进入装置的水、电、蒸气的计算，加强能源管理，合理用电、水、汽。
装置选定使用循环水系统作为生产用冷却水，以降低了新鲜水用量。
1.6.2 环境保护该厂建于吉林市东北部的江北化工区，该地区的主导风向为西南、西北风，对市区居民的生活及附近的工农业生产均无影响。
该厂的下还有污水处理厂，能将工业，生活污水进行有效的处理，生产过程中产生的污染物废气、废渣、废水都有相应的治理措施，保证达到国家环保要求。
为了净化空气美化环境，以利用新鲜空气，降低噪声污染，应在空地处植树，种草，修筑花坛等，尽量增加绿化面积。
1.7 厂区的安全防护化工类生产中的物料大多数都是有毒、有害、易燃、易爆的物质，所以厂区的防毒害、防火、防爆显得尤为重要。
应使厂内的每一个人都要增强安全意识。
1.7.1 有毒害物质的防护本设计中的有毒害物质主要指的是气体物质，在防护方面比较困难，常用的防护方法是保持装置区的通风，定期的对空气中有害气体的检测。
做好装置的密封工作，减少有害气体的泄漏，现场工作人员应轮流值班，尽量少在此环境下长时间作业。
在特殊情况下，工作人员要穿防护服装，戴防毒面具等。