万吨ABS生产车间工业设计-本

v1.0可编辑可修改v1.0可编辑可修改摘要 IAbstract II目录 -0-第一章绪论 01.ABS树脂生产技术现状及进展 0技术概况 0乳液接枝本体SAN掺混法 1接枝用主干胶乳的合成 1ABS连续本体聚合法 22国内外ＡＢＳ树脂生产与市场分析及预测[4] 3生产情况分析预测 3市场分析及预测 53发展趋势[2] 7生产技术发展趋势 7产品发展趋势 7第二章工艺流程设计 91.生产方法、原料和主要工艺参数的选择 9生产方法的选择 9原料的选择 9主要工艺参数 102.聚合反应过程工艺流程叙述 12工艺流程方框图 12工艺流程叙述 13第三章工艺与设备计算 16基础数据 16物料衡算 17设备计算 18釜数及其主要工艺参数的确定 18搅拌器的计算 20传热装置设计 22设计结果（以生产聚丁二烯胶乳为例） 22第四章辅助设备选型 23反应釜卸料泵 23凝聚釜 23离心机 24混料槽 25挤出机 25第五章厂址的选择及其厂房布置 27厂址选择 27厂房布置 27总图布置的选择原则 27车间区域划分及布置说明 28第六章安全、环保和三废处理 29安全方面 29主要物料的安全性质及防护 29安全防护措施 31ABS聚合安全操作[23] 31环保方面 32废水 33噪声 33污染防治措施 33废水 33噪声 34环保排放指标 34七章车间定员 35车间生产岗位及工作 35班次、人员编制 35第八章产品成本估算 37固定成本估算 37可变成本估算 38利润估算 38小结 39致谢 40参考文献 41第一章绪论ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。ABS树脂是丙烯腈、1,3-丁二烯、苯乙烯三种单体的接枝共聚物。它的分子式可以写为(C8H8·C4H6·C3H3N)x，但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中A代表丙烯腈，提供耐化学性和热稳定性；B代表丁二烯，提供韧性和抗冲性;S代表苯乙烯，赋予刚性和易加工性。但是，在聚丁二烯橡胶与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚反应中，除了生成聚丁二烯橡胶与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物外，单体苯乙烯和丙烯腈会发生共聚生成游离SAN。所以实际上得到的是聚丁二烯与苯乙烯、丙烯腈接枝共聚物和游离SAN的混合物。商业上通常将这种混合物与其他SAN的掺混物称之为ABS树脂。ABS树脂生产技术现状及进展技术概况ABS树脂是在聚苯乙烯树脂改性的基础上发展起来的，1947年美国橡胶公司采用共混法工艺实现了ABS树脂的工业法生产;1954年美国的Borg-Wamer公司采用乳液接枝聚合开发了接枝型ABS树脂并实现了工业化。采用乳液接枝法生产的产品的流动性和低温抗冲击性能远优越于共混法的产品扩是真正意义上的ABS树脂，乳液接枝法生产ABS树脂工艺的开发促进了ABS工业的迅速发展。20世纪70年代开始，ABS生产工艺技术进入大发展时期，至今先后开发了乳液接枝聚合法、乳液接枝掺混法和连续本体聚合法。其中乳液接枝掺混法又分为：乳液接枝—乳液SAN掺混法；乳液接枝—悬浮SAN掺混法；乳液接枝—本体SAN掺混法。这3种ABS树脂工业生产技术综合评价见表1[1]。其中乳液接枝本体SAN掺混法以技术最成熟、产品范围最宽、性能最好、有利于大型化和降低成本而成为目前世界上应用最广泛的ABS树脂生产工艺，国内近期引进的五套大型装置均采用此工艺。而连续本体法由于其具有工艺流程简单、环保和投资省的优势在近年来也得到逐步发展，但由于目前工艺上的局限性，其产品范围和性能有局限性，还有待进一步改进，这也是世界上各大ABS树脂生产厂家的研究开发方向之一。下面就上述两种较有代表性的工艺进行介绍[2]:表13种ABS树脂工业生产技术综合评价项目乳液接枝聚合乳液接枝掺混法连续本体聚合法乳液SAN掺混悬浮SAN掺混本体SAN掺混技术水平已落后，仍生产效益差，仍生产广泛采用大力发展尚不完善最低投资中等较高较高中等反应控制较容易容易容易容易困难设备要求聚合简单聚合简单后处理复杂后处理复杂简单热交换容易容易容易较容易困难后处理复杂复杂复杂复杂简单环保差差较差中最好发展趋势淘汰无发展空间仍有发展空间主要方法前程广阔，有待完善品种变化品种可调品种灵活品种灵活品种灵活品种少产品质量含杂质较多含杂质较多含一定量杂质含杂质较少产品纯净乳液接枝本体SAN掺混法乳液接枝本体SAN掺混法是在乳液接枝法的基础上发展起来的，大体上可分为以下步骤:接枝用主干胶乳的合成，接枝用主干胶乳与苯乙烯和丙烯睛的接枝共聚，SAN共聚物的合成，接枝胶乳本身和与SAN的掺混成ABS树脂。接枝用主干胶乳的合成ABS接枝用主干胶乳一般要求采用粒径大于0.25um的大粒径的聚丁二烯胶乳，合成工艺有在聚合过程中由丁二烯单体直接合成大粒径胶乳的一步法和先合成小粒径胶乳再附聚成大粒子的两步法，两步法由于反应停留时间短、操作灵活而成为目前的研究重点。一步法采用的放大粒径技术有适时补皂法、加人溶剂法、补加单体法、种子聚合法和聚合后期自聚集法和中和部分皂或降低pH值法等。上述技术的关键是加人乳化剂、溶剂、单体种子等的数量、时机和补加次数，这是影响胶乳粒径的稳定性和大小的主要因素。二步法即附聚法技术有冷冻、压力、机械搅拌、化学、高分子胶乳附聚等方法。冷冻法产品纯净、易于工业化、反应时间短，但只能得到中粒度的胶乳，胶乳冷冻时会析出凝胶，且动力消耗较大;压力法虽较老，但有些公司现仍用得较好;机械搅拌法是利用高搅拌强度来得到大粒径胶乳;化学法缺点在于附聚后粒径受限制，温度及时间的影响大，控制相对难，不易重复;高分子胶乳附聚法是近年来出现的新型工艺，离子型乳化剂胶乳和。,a一不饱和梭酸共聚胶乳作为附聚集剂，可有效地缩短附聚时间。主干胶乳与苯乙烯和丙烯睛的接枝共聚在此共聚过程中，聚丁二烯链上的双键以及链节的两个a-H易受自由基攻击形成接枝点，苯乙烯和丙烯睛等单体进行接枝反应，生成ABS接枝共聚物，并伴随游离SAN的生成。影响接枝效率的因素主要有引发剂的种类及浓度、接枝反应转化率、单体浓度、聚丁二烯浓度及其微观结构、反应温度、乳化剂种类和聚合加料工艺等，而提高接枝效率和接枝均匀性的关键是控制聚合过程的反应速率，而聚合反应速率又与单体浓度、引发剂浓度、乳化剂浓度有关，所以控制聚合反应速率也就是控制聚合体系中这3者的总浓度和以加人速度控制的瞬间浓度。这一点对获得较好性能的ABS接枝共聚物非常重要。ABS接枝共聚物再经过凝聚过程就成为可掺混的粉状的ABS粉。本体SAN共聚物的合成SAN的合成主要有悬浮法和本体法两种工艺，连续本体法由于具有工艺流程简单、操作易、产品质量好、污染少和投资省的优点成为新建装置的首选工艺。连续本体法合成SAN树脂主要包括配料、聚合、脱挥和造粒等过程:按比例配制的苯乙烯和丙烯睛单体在少量溶剂存在的情况下被连续加人到采用蒸发冷凝散热的全混流反应器，或再经过采用特殊内构件散热的多级活塞流反应器进行反应，在物料达到约75%的转化率后送到真空条件下的脱挥器将未反应的苯乙烯和丙烯睛单体和溶剂闪蒸出去并回收循环利用，熔融的物料再经过造粒成为SAN树脂成品。目前该工艺已很成熟，可有效控制SAN的分子量、丙烯睛含量，生产出综合性能良好的产品。ABS接枝共聚物与SAN树脂的掺混ABS接枝共聚物与SAN树脂的掺混一般包括宏观和微观上的混合两个过程，前者主要目的是调整ABS粉与SAN树脂及各种助剂的比例以提供不同性能的品种和牌号，后者主要目的是通过双螺杆挤出机的作用使ABS接枝共聚物与SAN共聚物共混形成ABS的分散相和SAN的连续相，而分散相和连续相的分子结构、化学组成、分子量大小及分布、加工条件对最终产品有直接影响。乳液接枝本体SAN掺混法生产ABS的优点在于一是SAN的合成比较简单，污染少;二是ABS中的橡胶含量和SAN的分子量、含量可有效控制，可生产综合性能好，特别是韧性和刚性均很高的ABS树一脂;三是因其工艺的灵活可调，产品牌号多，应用范围广。ABS连续本体聚合法ABS的连续本体法是由日本的TEC-MTC公司于80年代中期率先实现工业化，是近年来发展较快的工艺。它与HIPS的连续本体法很相似，主要区别在于反应多了丙烯腈单体[3]。ABS的连续本体聚合主要包括溶胶、预聚合、聚合、脱挥和造粒等过程:将一定量聚丁二烯橡胶溶于按比例配制的苯乙烯和丙烯睛单体在少量溶剂存在的情况下被连续加入到一个全混流反应器实现相转变，再经过多级活塞流反应器继续反应，整个聚合过程亦都伴随着接枝反应，接着在物料达到约75%的转化率后送到脱挥器将未反应的苯乙烯和丙烯睛单体和溶剂闪蒸出去并回收循环利用，熔融的物料再经过造粒成为ABS树脂成品。上述反应器的结构与HIPS,SAN本体聚合的反应器基本相同，因此ABS的连续本体生产线也可用于HIPS,SAN和GPPS的生产。ABS的连续本体法的优点在于一是工艺流程简单，只需要一套本体聚合装置;二是操作易、污染少和投资省;但由于本体工艺上的局限性，无法生产橡胶含量在20%以上的ABS，其产品的抗冲强度受限制，另外在橡胶粒径控制上相对较大，亦无法达到乳液接枝本体SAN掺混法能达到的高光泽度，因此ABS的连续本体法目前产品范围较窄。2国内外ＡＢＳ树脂生产与市场分析及预测[4]生产情况分析预测世界2010年全球ABS总产能约为863万t/a，产量约为750万t。2010年全球主要ＡＢＳ生产企业及产能统计见表2.表22010年全球主要ABS生产企业及产能统计生产厂家国家和地区生产能力（万ｔ／ａ）奇美集团台湾镇江奇美化工中国BASF比利时、德国、韩国LG化学公司韩国英力士（INEOS）ABS美国、西班牙等宁波ＬＧ甬兴化学公司中国SABIC创新塑料公司美国、荷兰等Cheil（三星第一毛织）韩国日本东丽公司日本、马来西亚陶氏化学公司荷兰、美国台塑化学和纤维公司台湾JSR合成橡胶公司日本锦湖化学公司韩国上海高桥石化公司中国台塑工业（宁波）有限公司中国吉林石化公司中国新湖（常州）石化有限公司中国天津大沽中国辽宁华锦中国中国IRPC公司泰国其它合计近年来，由于家电和汽车工业的不断发展，对ABS树脂的需求量将不断增加，因此，许多生产厂家都准备新建或扩建ABS树脂生产装置。国外ABS树脂2011~2016年规划增加的产能见表3。表3国外ABS树脂在（2011~2016年）规划增加的产能（万t/a）公司地点增加产能备注英力士（INEOS）印度22011年完成伊朗石化商业公司伊朗20印度SPL印度马哈拉施特拉邦10IRPO公司泰国Rayong县282011年年初建成2011年开始建设合计42中国2010年，我国ABS的产能达到253万t/a，实际产量约为196万t。2010年我国主要ABS生产企业及产能统计见表4。表42010年中国ABS主要生产企业及产能统计万t/a生产厂家生产能力产量镇江奇美有限公司60宁波LG甬兴化工有限公司50台塑工业（宁波）有限公司24上海高桥石化吉林石化公司兰州石化公司大庆石化公司新湖（常州）石化有限公司天津大沽辽宁华锦合计2011年后中国新建、扩建的ABS装置情况统计见表5。表52011年后中国ABS新建、扩建装置情况统计万t/a。项目生产能力计划投产时间天津大沽化工有限公司2012上海华谊聚合物有限公司一期：2011二期：2013LG化学和中国海洋石油总公司2011宁波LG甬兴化工有限公司（扩建）（增加）2012吉林石化公司（扩建）（增加）2012中石化股份公司安庆分公司招商项目奎屯－独山子石化工业园招商项目抚顺高新技术产业开发区招商项目广西北海铁山港（临海）工业区管委会招商局待定招商项目上海曹妃甸工业园区化学产业园招商项目沧州渤海新区化工产业园区招商项目重庆万州化工园区招商项目合计市场分析及预测世界2010年世界ABS树脂消费量约为740万t，主要消费地区是亚太、北美和欧洲地区。在其消费构成中，家用电器及用品仍占最大比例，约为%；汽车配件次之，占%；办公设备居第3位，占3%；管材及管件为%，其它为%。2011年世界ABS树脂年均需求增长率为%，消费量达到775万t，其中家用电器及用品、汽车配件、办公设备、管材及管件消费量将分别达到447万t、85万t、23万t和14万t，分别占树脂需求量的58%、11%、%和%。2012~2015年世界ABS树脂供需预测见表6。表62012~2015年世界ABS树脂供需状况项目2012年2013年2014年2015年生产能力/万t980102010401060产量/万t900950970980消费量/万t870910950960中国2010年我国ABS的总消费量约为430万t，是世界ABS树脂最大的消费国。国内ABS主要用于汽车、家用电器和电子电器三大领域。我国是世界上最大的家用电器生产国和消费国，ABS树脂其中接近55%的消费量用于电子和电器配件上。同时中国也是世界上最大的汽车生产国，大约25%的ABS消费量用于汽车领域。尽管我国ＡＢＳ树脂的生产能力和产量增长很快，但仍不能满足需求，每年需大量进口，从2004~2007年，中国的ABS进口量连续增加，2008年由于全球金融危机导致ABS进口量降低，2009年随着全球经济的复苏，ABS进口量继续增加，2010年随着国内ABS产能的增加，对外依存度下降，所以中国ABS的进口量与2009年持平。2004~2010年我国ABS产量、进出口量及表观消费量统计见表7和图1.表72004~2010年中国ABS供需状况统计年份产量／万ｔ进口量／万ｔ出口量／万ｔ表观消费量／万ｔ自给率／％2004年2005年2006年2007年2008年2009年2010年图12004~2010年中国ABS表观消费中国ABS市场的年消费量整体保持增长态势（除2008年负增长外），年复合增长率为8%。随着国内产量的大幅度增长及技术水平的提高，未来几年ABS树脂进口量会有下降的趋势。今后随着生产能力的增加，自给率将不断增加，到2015年其自给率预计达到75%。预测今后全球ABS年需求增长率为%，中国更高达8%以上。2011年我国ABS树脂市场需求量将达到460万t左右，2015年ABS的总需求量将达到630万t，可见我国ABS树脂的市场前景广阔。中国ABS树脂的需求量和进口量均已居全球第一3发展趋势[2]生产技术发展趋势ABS树脂生产技术将进一步改进、完善和提高，向节能、降耗、无公害化方向发展，大力降低产品成本，提高经济效益和社会效益。乳液接枝一SAN掺混法是工艺最成熟、产品范围最宽、实用性最强的ABS树脂生产技术，是目前世界范围内ABS生产装置应用最为广泛的工艺技术。而在乳液接枝一掺混法工艺中，乳液接枝一本体SAN掺混法工艺最有发展前途，其优点是:橡胶用量不受限制，便于生产高抗冲产品;接枝率容易控制，产品性能稳定;调节ABS粉料与SAN粒料混合比例可以生产多种牌号的ABS树脂;采用本体聚合法生产SAN树脂能耗低。因此，乳液接枝一本体SAN掺混法是目前生产ABS树脂的最佳方法，而且具有广阔的发展前景。连续本体法ABS树脂生产工艺[5]是一种正在发展中的技术，具有工艺流程短、装置建设费用低、“三废”量少并能与高抗冲聚苯乙烯、通用聚苯乙烯、SAN切换生产的优点，产品性能较以前已有很大提高，有些性能可与传统乳液接枝法生产的ABS树脂相媲美。尽管目前的工业装置较少，但是随着工艺的进一步完善和发展，连续本体法ABS树脂生产工艺必将在全世界得到广泛应用。产品发展趋势ABS树脂的发展趋势是向高性能、多功能的专用树脂发展，以期提高产品的附加值和市场竞争力。高性能ABS树脂主要有耐热ABS、阻燃ABS、高冲ABS,透明ABS,高光泽ABS、消光ABS,耐候ABS、导电ABS,抗静电ABS、抗震ABS,抗蠕变ABS、高流动ABS等。ABS耐热性的提高，使其使用档次提高，满足了最终用途的高性能化要求，拓宽了应用领域。阻燃ABS的发展方向是阻燃的多功能化，如阻燃抗冲、阻燃发泡、阻燃耐候和阻燃耐热等。透明ABS的发展方向是综合性能的提高。总之，高性能ABS树脂不仅满足了制品的高性能化要求，提高了产品的使用档次和竞争力，而且拓宽了产品的应用领域。ABS树脂的发展方向是高性能化。然而，要达到高性能化，单靠ABS树脂自身的性能是难以达到的，只有通过ABS树脂的合金化，尤其是ABS树脂与聚碳酸酯(PC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),聚氨酯(PU）等工程塑料的合金化才能达到，因而，ABS树脂的合金化是ABS树脂一个重要的发展方向。ABS树脂与其他树脂组成合金后，其综合性能大幅度提高，不仅满足了终端产品的高性能化要求，提高了产品的竟争力，而且拓宽了产品的应用领域。近年来，我国ABS树脂消费重心逐步转移，汽车、电子等行业的兴起使ABS树脂消费市场呈现新的格局。由于国内电视机、洗衣机等家电市场供大于求，以及改性聚丙烯等替代品的渗透和覆盖，在大型家电领域ABS树脂的消费量正在减少，而在小家电、办公设备和交通运输业等领域的消费悄然升温。ABS树脂在交通运输领域中的应用也有较大潜力：汽车、摩托车生产和消费的提速，将使汽车内饰件制品成为ABS树脂市场新的消费亮点，游艇和活动房屋等休闲用品也为ABS树脂打开了新销路。此外，ABS树脂在建材、医疗器械和合金共混材料方面也有良好的市场前景。消费格局的变化，将带来产品需求的改变。未来ABS产品的发展将向着通用料和专用料并重、通用料与合金并举的方向发展；未来ABS的市场将更加细分、竞争将更加激烈，企业间兼并重组的局面已为时不远。第二章工艺流程设计1.生产方法、原料和主要工艺参数的选择生产方法的选择ABS主要生产方法有乳液接枝乳液SAN掺混法、乳液接枝悬浮SAN掺混法、乳液接枝本体SAN掺混法、连续本体法、本体悬浮法、乳液悬浮法和乳液本体法等生产工艺。通过比较第一章中各种聚合方法的优缺点，选择乳液接枝本体SAN掺混法。该方法大体上可分为以下步骤:接枝用主干胶乳的合成，接枝用主干胶乳与苯乙烯和丙烯睛的接枝共聚，SAN共聚物的合成，接枝胶乳本身和与SAN的掺混成ABS树脂。原料的选择主要原材料的关键指标[2]生产ABS的主要原材料有1,3-丁二烯、苯乙烯和丙烯腈。它们的主要控制指标见下列表格。表丁二烯控制指标1，3－丁二烯(ω)％水分mg/kg总炔烃mg/kgTBCmg/kg二聚物mg/kg羰基化合物mg/kg过氧化物mg/kg气相含氧量/%≥≤20≤2550~150≤1000≤10≤10≤表苯乙烯控制指标纯度(ω)％水分mg/kgTBCmg/kg聚合物mg/kg≥≤30010~30≤10表丙烯腈控制指标纯度(ω)％水分/%(质量)TBCmg/kg≥99≤35~452）生产ABS用的辅助原料乳化剂：歧化松香酸钾皂,其质量应符合表中列出的指标要求，其检验方法执行ZB72002一84标准。表歧化松香酸钾皂质量指标指标名称单位指标值松香皂含量%(质量)22~28游离碱含量%(质量)~相对密度碘值g碘/100g≤20酸值mgKOH/g≥155枞酸含量%(质量)≤去氢枞酸含量%(质量)≥分子子量调节剂:叔十二碳硫醇是一种具有特殊臭味的透明可燃液体，凝固点-7℃，闪点128℃,着火点139℃，沸点165~166℃（），不溶于水，溶于乙醉、乙醚、丙酮、苯、汽油等。密封保存。其质量应符合表中列出的指标要求。表叔十二碳硫醇的质量指标指标名称相对密度(4~℃)折射率纯度/%外观指标值~~≥无色透明油状液体引发剂：①过氧化氢异丙苯，为淡黄色或黄色透明油状液体。密度为cm³(18℃)，液体粘度㎡/s(25℃)，热分解温度145~155℃，折射率(20℃)。在酸性介质存在下分解成苯酚、丙酮;80℃以上发生热分解反应。其半衰期t1/2为:130℃，110h;158℃，10h;255℃，1min。工业用过氧化氢异丙苯的产品规格见表。表过氧化氢异丙苯的质量指标指标名称纯度相对密度（4~20℃）PH值色度（铁钴法)指标值81%~83%~3~7≤7号②过硫酸钾(K2S2O8)，外观为无色或白色的细小或片状结晶。密度g/cm³,溶于水,不溶于醇。水溶液呈酸性;遇潮湿或受热则分解，100℃时完全分解。与有机物混合会发生爆炸。工业用过硫酸钾的产品规格见表。表过硫硫钾产品质量指标指标名称过硫酸钾/%酸度/%氮化物/%铁盐/%水分/%指标值≥98≤≤≤≤进行ABS的生产还需要添加活性剂、络合剂、抗氧剂、凝聚剂、终止剂、阻聚剂、硫酸等。主要工艺参数ABS产品的牌号众多，原料并没有固定的配比，牌号不同，原料的配比也稍微有所不同。该设计是生产中冲型ABS树脂，中冲型ABS树脂生产的关键技术是调节ABS树脂相中的橡胶含量，当橡胶含量在8%~14%之间时，无论是本体还是乳液接枝法均可生产出中冲型ABS树脂。而对子乳液接枝/SAN掺混法装置而言，通过改变接枝粉的掺入量就可实现这一目的，因而是中冲型ABS树脂生产的主要方法。设计其配方及工艺条件见表。表制备聚丁二烯胶乳配方(质量份)和工艺条件项目丁二烯水歧化松香酸钾皂叔十二硫醇过硫酸钾活化剂碳酸钾聚合温度/℃聚合时间/h单体转化率/%数据10015050~801694%表乳液接枝聚合配方和主要工艺条件原料配比（质量份）原料配比（质量份）聚丁二烯胶乳60松香酸钾苯乙烯28右旋葡萄糖丙烯腈12焦磷酸钠水100工艺条件过氧化氢异丙苯聚合温度/℃65~85硫酸亚铁聚合时间/h16表本体法合成SAN的配方（质量份）和工艺条件项目数据项目数据苯乙烯/份丙烯腈/份溶剂/份703020聚合温度/℃停留时间/h转化率/%110~160468表ABS接枝湿粉料和与SAN的掺混的配比（质量份）及挤出工艺条件[6]项目ABS接枝粉料/份含水量（%）SAN/份其他助剂加料段/℃压缩段/℃计量段/℃模口/℃螺杆转速数据28722160180200220200r/min2）产品规模年产30万吨的ABS树脂，根据市场调查，ABS树脂有较大的发展空间。3）各工序损失（助剂的损失可忽略不计）表生产聚丁二烯胶乳工序聚合脱挥发（回收）放空总计损失率（kg/kg聚合物）%%%%表制备ABS接枝粉料工序聚合浆料凝聚离心干燥放空总计损失率（kg/kg聚合物）%%%%%表本体聚合法的合成SAN共聚物生产工序聚合脱挥（回收）总计损失率（kg/kg聚合物）%%%表掺混与造粒工序掺混挤出造粒包装总计损失率（kg/kg聚合物）%%%%4）产品质量规格ABS树脂产品牌号较多，其性能规格也略有不同，通常冲击强度在100~200J/m之间的定为中冲型ABS树脂，它是用途最广、用量最大的一类ABS树脂。中冲型ABS树脂的典型性能见表[7]。表中冲型ABS树脂的性能牌号冲击强度/(J/m）流体流动速度[g/(10min)]洛氏硬度（R）拉伸强度/MPa弯曲强度/MPa分级兰州101>140±±48±76±通用中冲型兰州102>100±114±51±81±4高刚中冲型PA757180±1134974通用中冲型DFAR214±1104379通用中冲型2.聚合反应过程工艺流程叙述工艺流程方框图工艺流程方框图见图[8]。 聚丁二烯胶乳丁二烯乳液聚合聚丁二烯胶乳丁二烯苯乙烯苯乙烯ABS接枝胶乳乳液接枝聚合ABS接枝胶乳苯乙烯苯乙烯助剂ABS树脂丙烯腈掺混、挤出助剂ABS树脂丙烯腈丙烯腈丙烯腈SAN树脂本体聚合造粒SAN树脂溶剂溶剂 图工艺流程方框图 工艺流程叙述聚合生产：在反应开始投料之前，检查各加料液位是否正常，反应釜是否出空，釜底阀是否关闭，温度、压力是否正常、配分是否正常。①聚丁二烯胶乳的生产连续乳液法聚合生产聚丁二烯胶乳所用的原料配方见表。原料丁二烯、除引发剂外的化学品、助剂经多缸计量泵按聚合配方量调节加料量，连续地在管道内混合进入均化器，单体丁二烯被均化，合适的皂将其被盖成液滴，均化后的混合物料乳液冷却15-17℃，进入聚合反应器。然后向聚合釜夹套内通入热水使釜内物料升温55℃左右，在引发剂的作用下丁二烯单体聚合生成聚丁二烯胶乳，聚合温度控制在50~80℃之间，聚合反应热由通入夹套内的冷却水导出。聚合前的准备工作，单体以及各种助剂的计量和投入，聚合反应的温度控制等均由一台电子式的程序控制器自动控制，聚合反应曲线由程序给定器给定。反应过程中要定期地测定丁二烯的聚合反应转化率，当转化率和釜内压力达到规定值时，反应即告结束。从聚合反应器出来的聚丁二烯胶乳直接进入脱气槽，在~绝压下闪蒸脱除未反应的丁二烯。脱气后的聚丁二烯胶乳总固物含量24%~25%，残留丁二烯<%送人聚丁二烯胶乳贮槽，陈化3~4天使单体浸渗到胶粒内，分析胶乳质量合格后送往接枝聚合工序。闪蒸脱气出来的丁二烯经缓冲罐捕集夹带胶乳后加压至左右，再经冷凝回收.②制备ABS接枝粉料接枝聚合工序：苯乙烯、丙烯睛、乳化剂、节剂、活化剂、还原剂、络合剂经计量泵计量，然后与聚丁二烯胶乳在管道混合器内连续混合，加热升温至50℃。加热后的混合物料送入两个串联的浸渗塔，浸渗作用是提高接枝聚合ABS的接枝度并增加内包藏的SAN共聚物。聚合反应系统为三个串联的反应器。第一、第二个是聚合反应器，第三个是陈化反应器，3个反应器均无外夹套，内有搅拌器。浸渗后的混合物料乳液进入第一反应器。引发剂分别连续定量地从第一反应器、第二反应器和第三反应器的特定部位加入，进行聚合反应。聚合为绝热反应，随着聚合转化率的增高，聚合放热使反应物料逐步升温，到第三反应器的反应温度达90℃。采用自动调节系统控制第三反应器的压力使单体不至于气化。接枝聚合反应在第一、第二反应器内已基本完成，物料在第三陈化反应器内停留时间较长，主要是为了提高单体转化率。该过程最终转化率达94%，总聚合时间约16h。后处理工序：后处理工序的凝聚、脱水和干燥过程均为连续操作。配制好的凝聚剂明矾和硫酸混合液及接枝ABS乳液，连续送入凝聚槽内，搅拌混合，破乳凝聚成粒子，用直接蒸汽加热控制凝聚温度为70℃左右。凝聚的浆液流入与凝聚槽串联的熟化槽，加热维持温度90℃左右，使皂完全转化，固化颗粒，增强硬度。形成的较大颗较经过具有粉碎功能的泵粉碎，然后送入长网式真空过滤机或离心机脱水，脱除含凝聚剂的部分母液返回配制凝聚剂溶液，以减少凝聚剂耗量和污水排放量。脱水后的接枝共聚物湿粉料含水量20%—40%。干燥系统为两级，均采用内有旋转叶片的卧式干燥器，通入110一120℃的热空气，蒸发水分。从一级干燥器出来的热空气夹带的粉料经旋风分离器回收，废气经水洗后放空。从二级干燥器出的接枝共聚物粉料含水量小于1%，用空气输送到料仓。③本体聚合法的合成SAN共聚物生产由苯乙烯单体、丙烯腈和溶剂乙苯以及回收液组成的物料经预热后进入聚合釜，丙烯腈：苯乙烯单体=30：70，乙苯占单体重量的5%~10%。聚合反应温度为120~150℃，压力~0、294MPa，反应后从聚合釜出来的物料用齿轮泵送入第一脱挥器，在0、196兆帕压力下闪蒸除去大部分丙烯腈和部分苯乙烯单体、乙苯等挥发组分。然后经管式加热器加热至240℃后，进入第二脱挥器，在下再脱除残余的苯乙烯单体等挥发组分。整个系统用290摄氏度的热油保温。熔融的SAN送去挤条切粒，然后送至SAN料斗供与ABS接枝粉料掺混使用。本体聚合法SAN树脂的工艺流程图如图2[9].④掺混与造粒ABS接枝粉料加上添加剂后与SAN粒料在混合器中混合，掺混采用机械搅拌的方法，这样可以非常方便的调整三者的比例，极大的丰富ABS树脂的品种和牌号，采用湿法掺混。然后进入双螺杆挤出机中挤出造粒。最后送至成品ABS料仓包装后出厂。脱挥发分工序原料工序聚合工序SAN料仓挤出工序 脱挥发分工序原料工序聚合工序SAN料仓挤出工序蒸气喷射泵废水回收工序废树脂蒸气喷射泵废水回收工序废树脂 回收单体工作路排水 回收单体工作路排水出气口回收夜出气口回收夜图2.本体聚合法SAN树脂的工艺流程图 第三章工艺与设备计算基础数据年均操作时数：7200小时（300天）；年产量：30万吨；1)原料配方见表。表制备聚丁二烯胶乳配方(质量份)、工艺条件项目丁二烯水歧化松香酸钾皂叔十二硫醇过硫酸钾活化剂碳酸钾聚合温度/℃聚合时间/h单体转化率/%数据10015050~801694%表乳液接枝聚合配方和主要工艺条件原料配比（质量份）原料配比（质量份）聚丁二烯胶乳60松香酸钾苯乙烯28右旋葡萄糖丙烯腈12焦磷酸钠水100转化率94%过氧化氢异丙苯聚合温度/℃65~85硫酸亚铁聚合时间/h16表本体法合成SAN的配方（质量份）和工艺条件项目数据项目数据苯乙烯/份丙烯腈/份溶剂/份703020聚合温度/℃停留时间/h转化率/%110~160468表ABS接枝粉料和与SAN的掺混的配比（质量份）及挤出工艺条件项目ABS接枝粉料/份SAN/份其他助剂加料段/℃压缩段/℃计量段/℃模口/℃螺杆转速数据22782160~180170~180170~175180~185min2）各工序损失（助剂的损失可忽略不计）表生产聚丁二烯胶乳工序聚合脱挥发（回收）放空总计损失率（kg/kg聚合物）%%%%表制备ABS接枝粉料工序聚合浆料凝聚离心干燥放空总计损失率（kg/kg聚合物）%%%%%表本体聚合法的合成SAN共聚物生产工序聚合脱挥（回收）总计损失率（kg/kg聚合物）%%%溶剂损失率为10%.表掺混与造粒工序掺混挤出造粒包装总计损失率（kg/kg聚合物）%%%%物料衡算注：（未转化的单体在闪蒸汽提工序被回收）年产30万吨ABS树脂所需要消耗的掺混料为：300000÷（%）=t/aABS接枝粉料投入量：÷（22+78+2）x22=t/aSAN的投入量：÷（22+78+2）x78=t/a其它助剂的投入量：÷（22+78+2）x2=t/a每年生产SAN树脂参与反应的原料量：÷（68%%）=t/a每批参与反应的原料量：÷(7200÷4)=t/B在聚合工序，投入聚合釜的原料有：苯乙烯、丙烯腈、溶剂。下面进行聚合工序的物料衡算：（注：溶剂不参与反应）苯乙烯:÷（70+30）=t/B丙烯腈：÷（70+30）=t/B溶剂：÷30x20=t/B每年生产ABS接枝粉料所需的原料量:÷（94%%）=t/a每批参与反应的原料量：÷（7200÷16）=t/B在聚合工序，投入聚合釜的原料有：苯乙烯、丙烯腈、水、聚丁二烯胶乳和其他助剂（质量份）。下面进行聚合工序的物料衡算：（注：水不参与反应）苯乙烯：÷（60+12+28+）=t/B丙烯腈:÷（60+12+28+）=t/B聚丁二烯胶乳:÷（60+12+28+）=t/B水：÷28x100=t/B其它助剂：（60+12+28+）=t/a4）每年生产聚丁二烯胶乳所需投入原料为：(7200÷16)÷（94%%）=t/a每批参与反应的原料量:÷(7200÷16)=B在聚合工序，投入聚合釜的原料有：水、丁二烯和其他助剂（质量份）。下面进行聚合工序的物料衡算：（注：水不参与反应）丁二烯:÷（100+）=t/B其他助剂:（100+）=t/B水：÷=t/B年产30万吨ABS树脂所需消耗的各原料为：丁二烯：(7200÷16)=41436t苯乙烯：(7200÷4)x(68%+%)+(7200÷16)=183112t丙烯腈：(7200÷4)x(68%+%)+(7200÷16)=78479t溶剂：（7200÷4）x10%=6838t其它助剂：++x(7200÷16)=10093t水：（+）x(7200÷16)=130617t设备计算釜数及其主要工艺参数的确定1）釜数的确定本设计采用80m3的釜聚合的生产方式其中生产聚丁二烯胶乳和SAN树脂使用单釜聚合反应器而生产ABS接枝粉料采用三个串联的反应器。（注：助剂的体积可忽略）①生产聚丁二烯胶乳质量：丁二烯（A）：t/B、水(B):B查资料得在20℃下密度：ρA=g/cm3ρB=g/cm3体积：VA=÷=m3VB=÷=m3V总=+=m3混合密度:ρ=（+÷=cm3操作周期:τT=16h反应液体积:VR=V总=m3装料系数α=～，设α=生产聚丁二烯胶乳所需的釜数=÷÷80=；则取5个釜，故实际投料系数为：÷5÷80=≈②生产ABS接枝粉料质量：苯乙烯(A):t/B丙烯腈(B):t/B聚丁二烯胶乳(C):t/B水(D):t/B查资料得在20℃下密度:ρA=g/cm3ρB=g/cm3ρC=cm3ρD=g/cm3体积：VA=÷=m3VB=÷=VC=÷=m3VD=÷=V总=+++=混合密度:ρ=（+++）÷=cm3操作周期:τT=16h反应液体积:VR=V总=m3装料系数α=～，设α=生产ABS接枝粉料所需的釜数x3=÷÷80x3=；则:取5x3个釜，故实际投料系数为:÷5÷80=≈③生产SAN树脂质量：苯乙烯(A):t/B丙烯腈(B):t/B溶剂（C）：t/B查资料得在20℃下密度:ρA=g/cm3ρB=g/cm3ρC=cm3体积：VA=÷=m3VB=÷=VC=÷=V总=++=混合密度:ρ=（++÷=cm3操作周期:τT=4h反应液体积:VR=V总=装料系数α=～，设α=生产SAN树脂所需的釜数=÷÷80=；则取4个釜，故实际投料系数为:÷4÷80=≈2）聚合釜外形尺寸计算[10]①封头型式及长径比选择从传动角度考虑,减小长径比,降低容器总高度,可减短搅拌轴长度,有利于设备平稳运行。故上下封头选用制造方便、受力效果好的椭圆封头。标准椭圆封头的体积为、h封=D/4，令h为釜体直边高度，H为反应釜釜体总高度。则H=h+2h封=h+D/2若取H/D=，则h+D/2=h=D②釜体直径反应釜的体积：V=π/4×D2×h+2××D3=D3D=（V÷）1/3=（80÷）1/3=m3反应釜属于标准设备，但用于制造反应釜的上下封头仍应选用标准封头，因H/D取得较小，按公称尺寸选定釜体直径为。③釜体直边高度h=（V-2V封）÷（×D2）=（-2××）÷（×）=④釜体实际总高度H=h+2h封=h+D/2=+÷2=m⑤釜体圆形直筒部分高度hT取封头直边高度为50mm，则釜体圆形直筒部分高度为：hT=×=m⑥反应釜实际长径比H/D=/=⑦反应混合液液深hh=h封+（VR/N-V封）/（×D2）=÷4+（÷×）÷（×）=(注：N为釜数，以生产聚丁二烯胶乳的VR为例）液深与釜径比为：÷=，较接近1，结果较为合理。⑧反应釜的实际体积VT=π/4×D2×h+2××D3=××+×=m3≈80m3搅拌器的计算1)桨型选择生产聚丁二烯胶乳、ABS接枝粉料和SAN树脂过程是一个强放热反应过程，体系粘度变化大，该工艺要求聚合釜内浓度均一。在转化率达到70%生产聚丁二烯胶乳聚合反应器特性粘数达到最大值为g，聚合热效应更大，放热速率更高[11]。生产聚丁二烯胶乳、ABS接枝粉料是乳液聚合属于低黏度液体反应体系，黏度<，查资料得到，生产聚丁二烯胶乳反应液黏度控制在µm=左右，可选用平桨。但生产SAN树脂过程是本体聚合，体系粘度比较大，反应热较难撤除，采用螺旋主搅拌器使物料从下往上提升，在主搅拌器下部再采用叶轮式副搅拌器，可以使粘度较高的聚合液与粘度较低的新加入单体充分混合。2）桨型的安装及计算（以生产聚丁二烯胶乳的搅拌器为例）实际液深：；釜径：。叶轮个数=液体当量液深HL/釜径D，液体当量液深HL=实际液深×液体混合密度，当HL/D≥时，采用多个叶轮，则叶轮个数=×÷=，因此采用两个叶轮[12]。由于料液层较高，为了将物料搅拌均匀，可安装三层二叶平桨式搅拌器，相邻两层搅拌桨叶交错成90º安装。安装方式：一层安装在下封头焊缝线高度上，另一层安装在液面约200mm处，中间再安装一层。①外型尺寸桨叶直径：d/D=～，取，d=×D=×=桨叶宽度：b/d=～，取，b=×d=×=②搅拌级别的选择根据搅拌效果要求，查表6-5，可选择6级搅拌。③流体总体流速不同搅拌级别对应的总体流速不同，查表6-8，可得ū=m/min④桨叶排出流量qd=ū（πd2/4）=×（×÷4）=m3/min⑤搅拌转速[13]假设为湍流操作，由d/D=时，查图6-8得Nqd≈，则n=qd/（Nqd×d3）=÷（×）=r/min此时NRe=ρnd2/μ=×1000×（÷60）×÷=20482从图9-8读出，Nqd≈，与假定的Nqd接近，故桨叶转速可确定为n=r/min。若对桨叶直径进行黏度校正，由表5-6看出，当NRe为18288时（大于700），校正因数CF=1，也即桨叶直径不需校正，仍取d=。⑥搅拌功率的估算NRe＞10，功率准数Np为常数。由表5-1查得K1=，所以单层搅拌器的轴功率为Pa=K1ρn3d5=×803×（÷60）3×=17980W=由于多层搅拌器的搅拌总功率准数的公式为[14]：Npc=Np1+（Np2+Np3）（Npn/Np）式中，Npn/Np为与多层搅拌器的间距和直径比（S/d）有关的系数，取Npn/Np=1。Npc：多层搅拌器搅拌总功率准数；Np1：底层搅拌器搅拌功率准数；Np2：第二层搅拌器搅拌功率准数；Npn：n层搅拌器搅拌功率准数；S：搅拌器距离；Pc：多层搅拌器总功率。本设计采用三层二叶平桨式搅拌器，故Np1=Np2=Np3=Npc=Np1+（Np2+Np3）（Npn/Np）=+（+）×1=Pc=Npcρn3d5=×803×（÷60）3×=53941W=聚合釜的搅拌轴功率不仅与聚合釜的几何特性有关，如聚合釜的高径比、搅拌器形式与尺寸、搅拌转速等，而且还与操作因素、物料形态、制造、质量有关，通过原始公式简单计算只能大约地确定功率[15]。密封功率：选用机械密封，Pm=2%Pc=2%×=电机功率：传动效率η≈～，取η=，则总功率P=（Pc+Pm）/η=（+）÷=传热装置设计传热型式：选用夹套传热；夹套型式为：一部分直边釜壁和封头有夹套。内置螺旋导流板。设计结果（以生产聚丁二烯胶乳为例）通过聚合釜外形尺寸、搅拌器及夹套的设计，得到的各项设计参数见表。表聚合釜设计参数名义容积V，m380实际容积VT，m380釜高H，m筒体高度hT，m上下封头高h封，m高径比H/D，平桨直径d，m桨叶宽度b，m搅拌转速n，rpm搅拌功率，kW釜内设计压力，MPa～釜内温度，℃20～115第四章辅助设备选型设备的选型必须尽可能依据以下的原则：1）满足工艺上的要求。设备的选择和计算必须充分考虑工艺上的要求，力求做到技术上先进，经济上合理。亦即选用的设备能与生产规模相适应，并应获得最大的单位产量；能适应产品品种的变化要求，并确保产品质量；能降低原材料及相应的公用工程的单耗；设备制造容易，材料易得，操作及维修保养方便。2）设备成熟可靠。作为工业生产，不允许把不成熟或未经生产考验的设备用于设计。设计中所选用的设备不但技术性能要可靠，设备材质也要可靠。3）尽量采用国产设备。这样不但可以节约外汇，而且可以促进我国机械制造业的发展。当然，根据条件和可能，引进少量进口装置或关键设备也是必要的，但同样必须坚持设备先进可靠，经济合理，并应考虑在引进的基础上如何消化吸收以及仿制等工作[16]。ABS树脂生产车间的辅助设备比较多，本章主要对反应釜卸料泵、凝聚釜、离心机、混料槽等几个聚合及其前后工段的主要设备进行选择设计。反应釜卸料泵工业上典型的泵有：进料泵、回流泵、塔底泵、循环泵、排污泵、卸料泵和封液泵等。泵选型的主要参数有：1）输送介质的物理化学性能：介质特性、固体颗粒含量及颗粒大小、密度、黏度等；2）工艺参数：流量、压力、温度等；3）现场条件[17]。本设计选择的反应釜卸料泵的主要技术参数见表。表反应釜卸料泵主要技术参数项目参数介质胶液温度℃102压力MPa吸入：；排出：流量m3/h转速rpm409轴功率kW驱动机功率kW凝聚釜凝聚釜由釜体、搅拌装置两大部分组成。釜体为立式容器，主要接管及型式如下：蒸汽入口：4个，底部环向均匀分布。喷胶口：4个，接管与釜壁成45°夹角，在釜体下部环向均匀分布。胶粒水出口：1个，釜体下部近似切向出料。油气出口：1个，顶部侧向。传动搅拌装置包括：主电机、减速机、机架、填料密封、搅拌器、主轴、中间轴承、底轴承。其主要工艺参数见表[18]。表凝聚釜的主要工艺参数工艺参数1#釜2#釜3#釜容积m310060工作介质接枝ABS乳液、水、凝聚剂明矾和硫酸混合液蒸汽消耗量t/h操作压力Mpa≤≤≤操作温度℃70±270~8090±2胶粒水流量m3/h150～160120～150100~120喷胶量m3/h40液位%40～5040～5040~50电机功率kW75搅拌轴转速r/min11279直径（mm）360036003000搅拌器上层三叶片推进式，直径φ1200六叶片涡轮式，直径φ960六叶片涡轮式，直径φ1320下层六叶片涡轮式，直径φ1100六叶片涡轮式，直径φ1100六叶片涡轮式，直径φ1320离心机物料在进入干燥工艺之前需进行脱水。目前国内外都是采用离心机来完成其脱水工艺。离心机的种类，总体来说可分为沉降式和过滤式两大类，本设计采用螺旋沉降式离心机。此种离心机与物料接触部分，均采用不锈钢材质，对于螺旋顶端，进料区表面及湿树脂卸料口等易摩擦部位，采用堆焊耐磨的硬质合金处理。此外，该离心机尚没有设有过载安全保护装置，系由齿轮箱的小齿轮轴伸出，与装在齿轮箱外的转矩臂连接构成。正常情况说，由于弹簧的作用，转矩臂将顶压着转矩控制器，而一旦转筒内固体物料量过多，或螺旋叶片与转筒内壁的余隙为物料轧住时，螺旋发生过载，转矩臂就会自动脱开转矩控制器，使转筒与螺旋之间转速差顿时消失，从而避免转筒、螺旋或齿轮箱的损坏。螺旋沉降式离心机，被树脂生产厂广泛选用的原因如下：1、单机能力大，适合工厂大型化与自动集中控制的要求；没有操作周期，连续运行、连续进出料，操作简便。2、母液含固量低，澄清度高；因为分离原理是离心沉降而不是离心过滤，转鼓上无孔，当机器的分离因数大于2000时，在树脂生产中，母液中含固量可小于50μg/g，即使分离因数降低到1000，也能达到其离心母液的含固量在100μg/g左右，不仅较过滤式离心机减少了离心母液对物料的夹带损失，切省略了一套对离心母液回收处理的设备。3、结构紧凑，占地面积小，易于密闭。卧式螺旋沉降式离心机有多种开型号，有进口和国内制造的，在此仅介绍几种：1）P-4600型由日本引进，附电机为190KW，设计单台生产能力为2万吨/年（h）。从天津化工厂由85年至今十年的运行情况看，该机运行性能良好，单台生产能力可达。2）LW-500型外型尺寸与P-4600离心机相同，附电机55KW，设计平台生产能力为2万吨/年（h）。该机由吉化公司机械厂制造，第一台使用于九江化工厂，于1994年9月通过了部级鉴定，第二台使用于江苏北方氯碱集团公司（徐州电化厂）。单台实际生产能力h。是国产品中较好的离心机。3）WL-450型设备单台生产能力为t/h，附电机37KW。离心母液中含固量<400μg/g，操作方便简单。该机由四川江北机械厂制造，在腚宾天原股份有限公司、巨化集团公司电化厂等使用多年用户较满意。依ABS树脂生产厂生产规模等具体情况，选用P-4600型离心机。混料槽110m3大型混料槽的主要技术参数如下：转速：8～12r/min电机功率：～10kW此种大型混料槽，由于处理批量大，（每槽可达20～30吨树脂），有利于大型加工厂生产应用。挤出机目前工业生产中常用的是螺杆挤出机，根据螺杆数量可将其分为单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机。其中普通单螺杆挤出机是应用最多的一类挤出机，但其混炼效果差，不适于加工粉料。单螺杆挤出机除普通挤出机外，还有排气式挤出机和混炼式挤出机。排气式挤出机适于加工吸湿性大或含挥发物成分较多的物料，可以在加工过程中排出水分和挥发物，得到质量较好的制品。混炼式挤出机具有较强的分散、混合效果，可以简化物料在挤出成型前的工序，一次完成混炼和连续挤出制品。本设计采用湿法挤出工艺[19]，即将乳液聚合合成的丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)接枝共聚物经凝聚和过滤后得到的ABS接枝共聚物湿粉料与苯乙烯丙烯睛共聚物(SAN)以一定的比例投入双螺杆湿法挤出机内挤出造粒，直接获得了ABS树脂。湿法工艺:启动湿法挤出机加热设备，当挤出机各段温度达到设定温度后，将配好的原料加入加料斗，启动主机螺杆及进料装置，由于湿粉料中含有较多的水分，当原料进入湿法挤出机与高温的螺杆螺腔接触后，原料中的水分迅速气化，以蒸气的形式急剧排出，在加料口与将要进入的原料成对流反冲状态，从进料口排出的水蒸气使加料斗内的粉料升温，造成粉料结团、架桥，使原料不能顺利加入。本文将加料口进行了改进，扩大了加料口，使加料口呈开放式，并对进料方向与上升蒸气方向进行调整。原料倾斜加入，加大的加料口可以一半用于加料，另一半用于蒸气排出，保证蒸气与进料互不影响。另外，为了减小加料口的蒸气排放量，同时打开机身排气口，使部分蒸气从排气口排出，通过调节进料速度及螺杆转速，保证ABS树脂稳定快速产出。所获得的ABS树脂产品橡胶含量15%，与通用注塑级商品ABS相近。第五章厂址的选择及其厂房布置厂址选择厂址选择应遵循的基本原则[20]1）厂址位置必须符合国家工业布局，城市或地区的规划要求，尽可能靠近城市或城镇原由企业，以便于生产上的协作，生活上的方便。2）厂址应靠近主要原材料供应地区，并尽可能靠近主要的橡胶加工用户厂。厂址应具备良好的水、陆交通运输条件。3）厂址应具备充足的水源供应，若有低温的地层水源更为理想，因可节约部分制冷量；厂址应有足够的蒸汽和电力，尽可能靠近热电站。4）厂址应布置在居民区下风向和江河的下游，当全年主导风向不明显时，应以夏季风向为主来考虑。5）厂址应考虑废水的排放和稀释问题，即排放废水经过处理达到排放标准后，排入江河的流量、组分、方位、及其遇江河枯水期最小流量时的稀释情况。6）厂址应具备完整的地质和水文气象资料，以作为化工设计计算的依据；厂址建筑物是否需要抗震设防，应根据厂址地震资料参照TJ11-78工业与民用建筑抗震设计规范进行设计。厂房布置总图布置的选择原则厂房布置的原则有以下几个方面：1）厂房布置应该满足生产工艺的要求：依照工艺流程的物料顺序，使物料流向在水平方向和垂直方向保持连续性，尽量避免同一物料迂回反复，使原料到成品的路线最短，节省管道，减少投资，经济效果好。2）如有重型设备和容量很大的槽罐以及震动性强的传动设备，如压缩机、转筒形加热炉或干燥炉等，应尽量布置在底层。而有些必须布置在楼上时，应布置在承重梁上。3）如有多个单元设备需要建造操作平台时，应尽量集中考虑、统一设计，避免单独平台过多，使平台支柱零乱太多，建筑构件增多，占地面积也增多，使投资家大，且操作环境零乱。4）不论哪一种厂房的形式，都要对厂房的进行口、通道、楼梯位置安排好。厂房大门与生活行政等设施的门应该分开。厂房大门宽度与高度要比最宽设备、最高设备宽出或高出以上。当有运转设备进入厂房时，厂房大门宽度总得比运输设备宽或以上。5）根据厂址主导风向，应将产生易燃易爆、有毒有害气体或粉尘的装置，布置在下风方向，而将行政管理部门、检修动火区等布置在上风方向。6）变电所及配电间应布置在上风方向，并尽可能靠近用电量大的装置，以减少电压降和电能损耗。冷冻站应尽可能靠近耗冷装置，以减少冷冻盐水输送过程中散失至周围的冷损失。7）总图应预留出个装置的发展和扩建余地。同时应考虑设备检修吊装的通道和位置，譬如凝聚釜搅拌轴吊装空间、精馏塔就地检修吊装清理的空间、以及聚合釜搅拌轴吊装的位置通道等等[21,22]。车间区域划分及布置说明常用的平面布置图有长方形、L形和T形数种，在此，选用最常用的长方形。因为长方形便于总平面图的布置，节约用地；便于设备管理，缩短管道安装；便于安排交通运输和出入口，有较多的可供自然采光和通风墙面。一个完整的ABS生产车间平面布置图设计包括原料贮罐区、原料精制区、聚合、凝聚、干燥、包装、单体回收、维修区、配电房等。第六章安全、环保和三废处理安全方面ABS树脂装置设备繁多，工艺流程长且操作复杂，而且物料大部分都易燃、易爆，属于甲级防爆防火区域。装置内的丁二烯、苯乙烯等物料易燃、易爆，遇到物料发生泄漏、跑料时，容易造成火灾、爆炸等重大事故。丙烯腈是剧毒物质，与人体皮肤接触，会引起痉痒，使皮肤