茂名学院专科毕业设计：3万吨/年顺丁橡胶车间工艺设计
布加宽。此外，活性链一旦被终止，偶联剂不能与这些链反应，交联聚合物预期分子量就不能达到。
2.3生产工艺的选择
2.3.1凝聚
国内一般采用双釜凝聚，而国外多采用多釜凝聚，工业应用表明，多釜比单釜省蒸汽。因此国外凝聚流程比国内能耗低。凝聚釜的内构件上也有不同，日本宇部兴产公司研制出一种高效喷嘴，从其宽度为013～4mm 的环隙中喷出的线速高达200～300m/ s 的过热蒸汽，与从直径2～5mm 圆孔中喷出的胶液相遇并将其切制，凝聚后胶粒径为4～6mm ，远小于采用普通喷嘴时的20～50mm 胶粒。Bayer 公司开发的伸缩式喷嘴，通过压力传感器、控制器和移动装置的作用，可自动或手动调节喷出的中空胶液环流厚度(011～510mm) ，后者与中心管喷出的接近音速的150 ℃蒸汽相遇而凝聚成粒径小而均匀的胶粒。
日本JSR 公司开发成功一种乳化汽提工艺，其特点是先用由非离子型表面活性剂(如聚乙二醇芳烷基醚) 与通式为R(OC3H6)nOP(OH)2O 的磷酸酯组成的复合型分散剂、蒸汽和热水在一般机械混合装置中使胶液乳化，然后喷入凝聚釜上部空间，喷嘴高出釜内液面015～210m ，经乳化处理后只用一台凝聚釜就可达到胶中的溶剂含量降至≤110 % ，凝聚胶粒径5～10mm ，且不互粘的满意效果，而采用常规汽提工艺时，粒径则为20～40mm ，并有互粘现象?13?。
虽然多釜凝聚的优势多，但国内技术还不够成熟，再考试建厂成本来说，最终选择了国内比较常用的双釜凝聚。
2.3.2 回收
回收是顺丁橡胶生产一个不可缺少的环节，采用的是多塔分离，为节省能源，齐鲁石化公司顺丁橡胶回收工艺优化改造为三塔流程(脱水塔、丁二烯塔、脱重塔)，降低了回收能耗。独山子石化为了解决丁二烯塔堵塞问题，将塔内溢流堰进行改造，成功解决了该难题。而国外由于聚合溶剂是单一组分或混合组分，分离较为容易，塔数少，耗能低。
从各方面来考虑，最终选择了齐鲁石化公司的回收方案：三塔流程(脱水塔、丁二烯塔、脱重塔)。
经综合分析，本设计选择镍氏催化剂（Al - Ni 陈化，稀B 单加），抽余油作聚合溶剂，不加终止剂（杂质的存在而自行终止）；选择镍氏溶液聚合方法、双釜凝聚、三塔流程(脱水塔、丁二烯塔、脱重塔)回收工艺。
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第二章 工艺流程的设计
2.4工艺流程及叙述
溶液聚合法生产顺丁橡胶的主要工序有：
（1）催化剂、偶联剂、终止剂和防老剂的配制和计量； （2）丁二烯和苯乙烯的聚合； （3）胶液的掺混； （4）胶液的凝聚； （5）橡胶的脱水和干燥； （6）单体、溶剂的回收和精制。
其方框流程图如下，
催化剂经配制、陈化后，与单体丁二烯、苯乙烯、溶剂油一起进入聚合装置，在此合成热塑性丁苯橡胶。胶液在进入凝聚工序前加入终止剂与防老剂。胶液用水蒸汽凝聚后，橡胶成颗粒状与水一起送到脱水、干燥工序。干燥后的生胶包装后去成品仓库。在闪蒸工序蒸出的溶剂（含有少量的丁二烯与苯乙烯，但不影响）经回收后直接回到精溶剂罐，
如附图1.1所示，其流程说明：首先是往聚合釜（F01）里加溶剂，苯乙烯也随同溶剂一起加到聚合釜（F01）里。苯乙烯在加到聚合釜之前，需要经过（G01）脱水，同时为了防止苯乙烯自聚，苯乙烯还需要通过冷却。当苯乙烯和溶剂加到需要的量的时候，搅拌一段时间后，就加入正丁基锂引发苯乙烯反应。当苯乙烯反应完毕后（依靠检测温
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度峰值来判断），加入丁二烯进一步反应，就生成了SB。丁二烯在加到聚合釜之前，为了防止丁二烯自聚，丁二烯也需要通过冷却。在检测到压力峰值后，就判断丁二烯完全反应完毕，接着加入偶联剂终止反应，生成了SBS。反应完毕后，胶液通过（G02）闪蒸回收溶剂后，再跟BHT和TNPP一起进到（G04）胶液掺混罐里。胶液在掺混灌经过掺混后，通过泵送到凝聚岗的（F02和F03）进行溶剂的脱除。从后处理回来的热水进到首釜，分散剂也是加到首釜（F02）的。由于溶剂汽化的温度比较低，在首釜里一部分溶剂首先被分离出来。从首釜出来的蒸汽通过冷却后进到油水分离罐，溶剂回到粗溶剂罐。进到末釜（F03）后，在中压蒸汽的作用下，胶粒的溶剂进一步被脱除。末釜的水蒸气和溶剂蒸汽又回到首釜。末釜的胶粒水进到胶粒水缓冲罐后，在通过泵送到后处理进行脱水干燥，分别经过挤压脱水机（J01）和膨胀干燥机（J02），然后再到包装线进行产品的包装。
2.5顺丁橡胶原料路线
2.5.1丁二烯
丁二烯是合成顺丁橡胶的原料。早在1928年，用酒精作原料合成丁二烯的方法首先实现了工业经生产。随着石油化学工业的迅速发展，1943年由石油气丁烯催化脱氢生产丁二烯的工业装置投产，到1950年左右，除个别国家以外，用酒精法生产丁二烯的技术路线逐步被淘汰。1955年以后新建的丁二烯生产工业装置几乎全部采用以石油气丁烷－丁烯催化脱氢生产丁二烯的工业装置。60年代以后，轻油裂解制乙烯的技术迅速发展，为丁二烯工业生产提供了极其丰富而廉价的副产碳四馏分，从此以后，世界各国争先发展和采用从脱氢生产丁二烯的研究也获得了重大进展，丁烯氧化脱氢的工业装置于1970年投产，又为制造丁二烯开辟了一条新的途径。
我国丁二烯生产过去主要是采用苏联进口的、以粮食酒精作为原料的陈旧的酒精路线。以酒精作原料经管式催化剂反应器后，酒精部分转化成丁二烯，反应气体经凝缩、吸收，蒸馏和精制后得到原料丁二烯。此法转化率低，成本高，现正逐步被淘汰中。
随着我国石油工业的发展，为石油化学提供丰富的原料。
我国地大物博，拥有丰富的油田气资源，且有几个较大的石油炼厂可提供一定量的丁烷，为了因地制宜、综合利用，丁烷催化脱氢法制丁二烯的技术也将会得到进一步研究和推广。
现在，工业用丁二烯主要由丁烯作原料的氧化脱氢法，轻油作原料的、从碳四馏分中抽取丁二烯的抽提法和丁烷作原料的催化脱氢法，以下对其优缺点作个简要的介绍。
丁烯氧化脱氢反应是借助于催化剂晶格氧使丁烯氧化而脱除两个原子丁二烯的反应。其优点是转化率较高，选择性较好，投资和运转费用较低，缺点是氧化过程产生副产物，使精丁二烯中不可避免地含有少量含氧化合物，影响丁二烯质量并带来了污水处
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第二章 工艺流程的设计
理问题。
轻油裂解制乙烯所得副产碳四馏分成分极复杂，含有丙二烯和炔烃等杂质，这些烃类化合物沸点非常接近，只有采用萃取精馏技术，方能达到分离的目的。由于所用的溶剂不同，我国现有的工业装置又分为乙腈法和二甲酰胺（DMF）法。
乙腈法流程较简单，操作比较容易，我国现在有装置生产的丁二烯主要用于乳液聚合法生产丁苯橡胶，如果用来生产顺丁橡胶，它的质量还欠佳（炔烃含量和乙腈含量偏高），需要进一步精制和提纯。
而DMF法比较经济，产品纯度高。由于溶剂性能优良，循环量小，所以设备装置也小，热量回收较好，因此，基本建设投资小、产品成本低。其缺点是溶剂回收设备多，而且复杂。此外，由于DMF的溶解度好，蒸汽压低，故萃取塔和汽提塔等底部要保持较高温度，但容易生成聚合物。
2.5.2 苯乙烯
苯乙烯是生产热塑性丁苯橡胶的另一重要原料，苯乙烯不但是合成丁苯类橡胶的单体，更重要的是它是生产塑料的单体。很多国家都大量生产苯乙烯，进行苯乙烯的合成方法的研究。苯乙烯的合成方法有很多，但实际用于大规模生产的方法并不多，下面介绍几种工业生产方法。 （1）乙苯催化脱氢法
乙苯催化脱氢法生产苯乙烯于20世纪40年代初开始工业化。经过半个多世纪不断研究、不断实践，在催化剂、反应器和工艺控制方面都有很大改进。所以，目前世界上苯乙烯的生产还打都采用此法。
乙苯催化脱氢法的厨师原料是苯和乙烯，生产过程的第一步是苯和乙烯进行烷基化制取乙苯；第二步是乙苯催化脱氢得到苯乙烯，其主要化学反应如下：
CH2=CH2+C6H6
催化剂
→(C6H6)CH2—CH2
→(C6H6)CH2=CH2+H2
(C6H6)CH2—CH2
高温、催化剂
乙苯烷基化又可分为液相烷基化和气相烷基化。传统方法是采用无水三氯化铝作催化剂液相烷基化法。这种方法，催化剂对烷基转移有较好的活性，多乙苯可以循环使用，还可以用低浓度乙烯作原料，因此，是一种历史最悠久、应用最广泛的方法。但因采用强酸性催化剂，设备需采用耐腐蚀性材料，烷基化液需经过水解、中和、水洗等过程，流程比较复杂。同时，催化剂配制劳动条件较差，生产过程中产生大量的氢氧化铝的废水，处理困难。随着分子筛催化剂和气相法的出现和环保要求，此法必将逐步被淘汰。
气相法最早采用固体磷酸作催化剂，后来开发了BF3/γ-Al2O3催化剂，20世纪70年代又开发分子筛催化剂。此法的优点是无污染、无腐蚀，装置不需特殊合金设备，反应温度高，热量可以回收。催化剂寿命长，但表面积炭，需定期再生。
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乙苯催化脱氢一般均使用铁系催化剂，工业上采用的反应器有两种。一种是多管等温反应器，催化剂装在炉管内。以烟道气为热载体，反应器放在炉内，高温烟道气将反应所需的热量通过管壁传给催化机床层。是绝热反应器，催化剂在反应器内装填一层或多层床层，反应所需热量由加热炉加热的反应物料带入反应系统，反应器不再有加热设备，与外界没有任何热交换。采用等温反应器，乙苯转化率高、苯乙烯选择性高，水蒸气消耗量约为绝热反应器的一半。但等温反应器结构复杂，且需要大量的特殊合金钢，反应器制造费用高。所以大规模的生产装置都采用绝热反应器。
（2）乙苯共氧化法
此法是国外另一种工业生产方法。其特点是把乙苯脱氢的吸热反应与丙稀氧化的放热反应结合进行，一套装置同时联苯苯乙烯和环氧丙烷，两者的产量比2.5:1，反应过程是乙苯由空气氧化生乙苯过氧化氢，它再与丙稀发生氧化反应，生成环氧丙烷与甲级苄醇，甲级苄醇脱水则得苯乙烯。
氧化反应采用环烷酸钼或钨灯均相环氧化催化剂，反应温度为110℃，压力约为0.98MPa，乙苯选择性约80%。脱水反应采用TiO2作催化剂，反应温度为250℃，苯乙烯收率为81～90%。该方法流程较长，工艺复杂，效率较低。
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