丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计课件

丁二烯与苯乙烯在乳液中按自由基共聚合反应机理进行聚合反应。

转化率:60%

聚合体系以水为介质，以歧化松香酸甲皂和脂肪酸钠皂为乳化剂，油、水两相乳化，部分单体侵入到胶束中，发生增溶溶解，其他单体成为被皂包覆着的液滴而悬浮着。在水相中生产，并由氧化还原体系提供的最初自由基，进入增溶溶解的胶束中，引发单体聚合，用调节剂调节聚合物的平均分子量。当单体转化率达到（62±2%）时，加入终止剂终止聚合反应。在典型的低温乳液聚合共聚物大分子链中顺式约占9.5%，反式约占55%，乙烯基约占12%。Xt/a丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计聚合原理丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺过程用计量泵将规定数量的相对分子质量调节剂叔十烷基硫醇与苯乙烯在管路中混合溶解，再在管路中与处理好的丁二烯混合。然后与乳化剂混合液（乳化剂、去离子水、脱氧剂等）等在管路中混合后进入冷却器，冷却至10℃。在与活化剂溶液（还原剂、螯合剂等）混合，从第一个釜的底部进入聚合系统，氧化剂直接从第一个釜的底部直接进入。聚合系统由5台聚合釜组成，采用串联操作方式。当聚合当到规定转化率后，在终止釜前加入终止剂终止反应。聚合反应的终点主要根据门尼粘度和单体转化率来控制，转化率是根据取样测定固体含量来计算，门尼粘度是根据产品指标要求实际取样测定来确定。虽然生产中转化率控制在60%左右，但当所测定的门尼粘度达到规定指标要求，而转化率未达到要求时，也就加终止剂终止反应，以确保产物门尼合格。丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计废水成品填充油防老剂废水废气废NaOH水图1低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺过程

丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计年产量：X万吨年工作日：7800小时烃含量:92%转化率:60%单体回收单元损率:0.2%后处理单元损率:0.6%丁二烯的竞聚率r1=1.4，瞬间摩尔分率F1=0.84苯乙烯的竞聚率r2=0.44典型配方丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计个人题目：（0702班1-10号）：30000t/a丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计（0702班11-20号）：35000t/a丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计（0702班21-30号）：40000t/a丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计（0702班31-41号）：45000t/a丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计

丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计原料指标丁二烯纯度99.3%苯乙烯纯度99.6%烃中苯乙烯含量23.5%混合苯乙烯纯度94%混合丁二烯纯度93%纯碱流量/丁二烯流量1/1表1主要原料指标产品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%表2产品指标丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计原料及辅助条件配方叔十烷基硫醇0.16水195歧化松香酸钢4.62过氧化氢对孟烷0.06-0.12硫酸亚铁0.01雕白粉0.04-0.10EDTA0.01-0.025磷酸钠0.24-0.45聚合温度，℃5-7℃转化率，%60聚合时间，h7-10表3聚合配方（质量百分含量，净含量/100份单体）丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计1.乳化剂：松香酸钾皂4.62

水176.0722.电解质：磷酸0.231

氢氧化钾0.396

水2.06

乙二胺四乙酸四钠盐0.03

间次甲基二萘磺酸钠0.133.活化剂：硫酸亚铁0.01

乙二胺四乙酸四钠盐0.025

水11.25

甲醛次硫酸钠0.04聚合配方（质量百分含量，净含量/100份单体）丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计4.保险粉：水0.54

连二亚硫酸钠0.045.调节剂：叔十二碳硫醇0.1586.氧化剂：过氧化氢对烷0.867.终止剂：二甲基二硫代氨基甲酸钠0.11

水4.966

亚硝酸钠0.036SDS0.158.缓冲剂：稀磷酸0.023

水0.035丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计9.聚合温度：5-7℃10.转化率：60%11.聚合时间：8h丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计物料衡算进料(1)丁二烯混合进料；(2)苯乙烯混合进料；(3)乳化剂；(4)电解质；(5)活化剂；(6)保险粉；(7)调节剂；(8)氧化剂；(9)终止剂；(10)缓冲剂。出料

(1)未反应丁二烯；(2)未反应苯乙烯；(3)聚合胶乳；(4)废液。(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)聚合系统(11)(12)(13)(14)丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计每小时产量：每小时消耗的烃含量：丁二烯与苯乙烯的总量方程组

注：C—转化率，—丁二烯起始组成，r1、r2、f1、f2—丁二烯、苯乙烯的竞聚率、瞬间单体组成，—物料平均组成。丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计纯丁二烯的进料量纯苯乙烯的进料量丁二烯的混合进料量苯乙烯的混合进料量新鲜BD的进料量已知新鲜BD浓度为99.3%，回收BD浓度为90%，混合为93%

新鲜ST的进料量已知新鲜ST浓度为99.6%，回收ST浓度为90%，混合为94%丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计辅助物料的计算：1、乳化剂：松香酸钾皂，水2、电解质：磷酸，氢氧化钾，水，乙二胺四乙酸四钠盐，间次甲基二萘磺酸钠3、活化剂：硫酸亚铁，乙二胺四乙酸四钠盐，水，甲醛次硫酸钠4、保险粉：水，连二亚硫酸钠5、调节剂：叔十二碳硫醇6、氧化剂：过氧化氢对烷

7、终止剂：二甲基二硫代氨基甲酸钠，水，亚硝酸钠，SDS8、缓冲剂：稀磷酸，水丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计热量衡算(1)(2)(3)(4)(5)聚合系统热量输入(1)冷却显热；(2)聚合热；(3)搅拌热；(4)大气供热。热量输出(5)氨冷带走的热量。丁苯橡胶装置聚合反应器工艺设计1.热量衡