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1、5萬噸萬噸年乙丙橡膠裝置聚合工段工藝設(shè)計年乙丙橡膠裝置聚合工段工藝設(shè)計劉闖,張福勝(化工與材料工程學院化學工程與工藝0908)摘要:摘要:乙丙橡膠,統(tǒng)稱乙丙彈性體,是僅次于丁苯橡膠和順丁橡膠的第三大合成橡膠,是以乙烯、丙烯及乙叉降冰片烯(ENB)為單體共聚而成。目前占世界合成橡膠生產(chǎn)能力總量的10%左右。它具有優(yōu)異的耐老化、耐熱、耐寒、耐化學品(非極性溶劑除外)性能、沖擊彈性、低溫性能、低密度和高填充性以及電絕緣性能,是合成橡膠中重要的
2、一種。本文對乙丙橡膠合成裝置進行了工藝設(shè)計,首先從應(yīng)用角度出發(fā)提出了設(shè)計依據(jù),對生產(chǎn)方法進行了論證,其中包括原料、聚合實施方法以及各種助劑的選擇。在工藝流程的設(shè)計方面,主要針對聚合反應(yīng)釜,單體回收塔,單體吸收吸收塔進行了物料衡算、熱量衡算,在此基礎(chǔ)上通過分析工藝流程,選擇出了工藝設(shè)備,確定工藝控制條件、生產(chǎn)控制條件,并且對所設(shè)計工藝進行了技術(shù)經(jīng)濟評價。并且繪制了反應(yīng)器的管道布置圖、帶控制點的流程圖、編制了設(shè)計說明書等。關(guān)鍵詞:關(guān)鍵詞:乙
3、丙橡膠溶液聚合工藝設(shè)計引言乙丙橡膠是橡膠制品工業(yè)中一種極為重要的原材料。它是由乙烯、丙烯共聚而得的二元聚合物或由乙烯、丙烯和非共軛二烯烴單體共聚而得的三元共聚物的總稱。由于二元乙丙橡膠分子不含雙鍵,不能用硫磺硫化,因而限制了它的應(yīng)用。在乙丙橡膠商品牌號中,二元乙丙橡膠僅占總數(shù)的10%左右。而三元乙丙橡膠可用硫磺硫化,從而獲得了廣泛的應(yīng)用并成為乙丙橡膠的主要品種,在乙丙橡膠商品牌號中占90%左右。由于乙丙橡膠具有許多其它通用合成橡膠所不具
4、備的優(yōu)異性能,而且單體價廉、易得,用途廣泛,因此成為20世紀80年代以來世界幾大合成橡膠品種中發(fā)展最快的一種,目前其產(chǎn)能和消費量僅次于丁苯橡膠和順丁橡膠而居世界第3位。乙丙橡膠的工業(yè)化生產(chǎn)工藝主要有溶液聚合法、懸浮聚合法和氣相聚合法三種,其中溶液聚合工藝是當今世界上乙丙橡膠生產(chǎn)的主導工藝。目前,世界乙丙橡膠的生產(chǎn)能力總體過剩,但我國的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量卻不能滿足國內(nèi)實際生產(chǎn)的需求。目前中國唯一家乙丙橡膠生產(chǎn)廠商是中國石油吉林石化公司。201
5、0年吉林石化新建成的2.5萬噸年的乙丙橡膠B線裝置投入試生產(chǎn),使中國乙丙橡膠產(chǎn)能增至4.5萬噸年,但市場供應(yīng)量僅為1.93萬噸,表觀消費量23.4萬噸,供需矛盾不斷加劇,每年都得大量進口,開發(fā)利用前景廣闊。1緒論緒論1.1指導思想指導思想該設(shè)計的指導思想主要包括:(1)為了確保產(chǎn)品的質(zhì)量,生產(chǎn)過程的安全,采用溶液聚合生產(chǎn)技術(shù)。(2)生產(chǎn)過程采用機械化操作,自動控制。儲罐V0202的物料平衡圖如下表31所示:表31V0202物料平衡表項目
6、RL1D1組分質(zhì)量kg摩爾量kmol質(zhì)量kg摩爾量kmol質(zhì)量kg摩爾kmol乙烯17541.15626.47593.3121.1916947.84605.28丙烯83829.651995.9414604.66347.7369224.41648.20丙烷8402.15190.961718.1139.056684.04151.91己烷29033.89337.60273483181685.619.60氫氣117.7458.870.30.15
7、117.458.70氮氣4845.22173.0415.690.564829.15172.47總量kmol3382.88726.682656.16總量kg143769.844280.0799488.43合計143769.8143768.53.2熱量衡算熱量衡算在物料衡算的基礎(chǔ)上,對聚合工段的有關(guān)換熱器、回收塔、吸收塔和聚合釜進行了熱量衡算,得出熱量平衡表。聚合釜的熱量衡算在計算聚合熱、冷卻顯熱、攪拌熱、大氣傳熱的基礎(chǔ)上進行。通過熱量衡算
8、得出熱量Q能夠滿足作為設(shè)計的富余量。3.33.3設(shè)備計算設(shè)備計算在物料衡算和熱量衡算的基礎(chǔ)上,對典型的換熱單元設(shè)備例如泵、換熱器、儲罐、聚合釜等進行了設(shè)計計算,并且得出了設(shè)備一覽表。對聚合釜進行了選型;在此基礎(chǔ)上確定了換熱面積和換熱方式;對聚合釜的攪拌器進行了設(shè)計計算。4.4.廠址的選擇廠址的選擇該車間應(yīng)該建在吉林市江北的化工工業(yè)區(qū)。江北的化工工業(yè)區(qū)地處松花江畔,位于松花江的下游,水源充足,而且水質(zhì)優(yōu)良。這里是中國最早也是最大的化工生產(chǎn)
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