未反应的丁二烯质量流量列表出料成分表出料成分表项目顺丁橡胶胶粒反丁橡胶胶粒，配位副产物未反应的丁二烯其它副产物溶剂油催化剂催化剂催化剂防老剂质量流量质量百分比能量衡算聚合速度表达式式中，为聚合速度为链增长速率常数为的起始浓度为活性中心浓度为转化成活性中心的环烷酸镍的百分数，称催化剂的有效利用率。因值与活性中心数目成正比，因此可用值表示催化体系的聚合活性。由值表达的聚合反应速度式为式中为时间时的丁二烯单体浓度值是与聚合体系中的活性链数目有关的数值。值为常数，表示该体系在聚合过程中活性中心数目基本上保持不变。查有关研究文献，聚合反应速度与聚合温度间的关系如下图图聚合速度常数聚合温度关系曲线取两点，，求得该直线方程为其中，以反应首釜反应为例，该聚合釜反应温度为，计算有,,代入方程中得,故有由于丁二烯的转化率为，则所以，其聚合反应速度为聚合釜内各物料反应产生热量聚丁二烯聚合热故，时聚合放热为该反应的方程对于气态丁二烯的热容温度关联式为查表有温度范围，，,,代入数据计算得方便计算忽略后几项对于聚丁二烯代入数据计算得该聚合釜的有效体积所以，丁二烯摩尔流量温度范围丁二烯的热容反应物系温度反应开始温度所以，系统总传热系数忽略污垢热阻查资料有代入数据计算有所以总传热系数传热介质温度由热量守恒定律得反应过程中传递出的热量传计算釜传热面积传，,,,马沛生有机化合物试验物性数据手册北京化学工业出版社,,，傅献彩，沈文霞，姚天杨等物理化学北京高等教育出版社，谭天恩，麦本熙，丁惠华化工原理北京化学工业出版社，附录附图聚合釜结构图附图二聚合反应流程图带控制点附图三聚合车间平面布置图附图四聚合车间剖面图附图聚合釜结构图催化剂催化剂催化剂盐水冷却水预冷器聚合反应带控制点工艺流程图反应生产线反应生产线盐水事故管线去胶液罐胶液去胶液罐事故管线去胶液罐盐水冷却水催化剂催化剂催化剂文式混合器水罐溶剂油丁二烯冷却水冷却水水罐文式混合器预冷器丁二烯溶剂油盐水附图二聚合反应流程图带控制点聚合车间平面布置图反应生产线反应生产线附图三聚合车间平面布置图预冷器剖面图附图四聚合车间剖面图衡算数据列表如下表能量衡算计算表项目反应速率聚合放热体系吸热,传热速率传传热面积单位计算数据车间设备览表车间生产所需设备列表如下表车间设备表设备名称规格型号数量台设计条件介质温度压力聚合釜首釜容积夹套传热面积转速框式带刮刀搅拌器两生产线各两台胶液设备内夹套内聚合釜末釜容积夹套传热面积转速双螺带式搅拌器两生产线各四台胶液设备内夹套内终防剂配制釜容积搅拌形式涡轮式搅拌转速转分终防剂常温浓镍配制釜环烷酸镍常温稀镍配制釜环烷酸镍常温丁油预冷器浮头式公称直径管长公称压力换热面积首釜机械密封稀油站型号公称流量冷却面积工作压力聚合釜减速机油稀油站经济核算车间装置定员表根据生产需要车间人员定制列表如下表车间装置定员表序号职能名称人员配置班每班人数合计生产工人分析工人维修工人清洁工管理员投资表据多方面的考核及考虑各种经济因素,列投资表如下表投资表厂房布置及水电汽要求厂房设计求简单般为长方形，长，宽。设计该车间为落地设计。厂房布置包括生产部分，辅助部分和生活部分三大区域。厂址的选择周围环境的空气含尘量，含菌量要低，应选在农村或市郊。选择水源丰富，水质好的厂址，减少制备工艺用水的投资和运行费用。应选择交通运输方便之处。应选择能源有保障，电力供应稳定并与电力部门有供电协议。有良好的工程地质和水文地质条件。总布局主要应该满足三个方面的要求项目投资万元厂房土建，水电，消防，通风，空调设备聚合釜首釜台聚合釜末釜台终防剂配制釜浓镍配制釜稀镍配制釜丁油预冷器首釜机械密封稀油站聚合釜减速机油稀油站总计总投资保证径直和便捷的生产作业线，并尽可能避免交叉和迂回，使各种物料和输送距离为最小，同时将水，电，汽耗最大的车间尽量集中，形成负荷中心，并使其与供应来源靠近，使水电汽输送距离最小。安全要求化工厂具有易燃，易爆的特点，厂区应充分考虑安全布局严格遵守防火，卫生等安全规范和标准的相关规定，重点是防止火灾和爆炸的发生。发展要求厂区布置要求有较大的弹性，对于工厂的发展变化有较大的适应性，即随着工厂不断发展变化，厂区的不断扩大，厂区的卫生布局和安全布局方面人能满足合理性。水电汽要求电根据所设计装置的爆炸危险性选用相应等级的电器设备，照明灯具和仪表，所有能产生火花的电气开关均应与爆炸车间隔离，供电使用电网的电力，总装机容量不小于。水使用中压冲洗水，低压冲洗水，蒸汽使用的过热蒸汽，的过热蒸汽，的饱和蒸汽，的饱和蒸汽，的增压蒸汽。安全生产要求该车间为顺丁橡胶聚合车间，故应防火防爆。发生火灾的原因明火电火花静电放火雷击等。工艺设计的防火防爆选择合适的工艺操作条件，使用热源尽量不用明火，而用蒸汽。建筑设计的防火防爆考虑。方面是合理地布置厂房的平面和空间，消防爆炸可能产生的因素缩小极限爆炸的范围，保证工人的安全疏散。另方面是从建筑结构和建筑材料上保证建筑物的安全，减轻建筑物在爆炸时所受的伤害。选用相应等级的电气设备照明灯具和仪表，防止静电放电现象的发生，设置避雷针。通风上要保证易燃易爆气体的迅速排除。设备布置上要避免车间中形成死角。三废排放及处理设计时要根据国家最新规定卫生标准进行，要防止大气污染水质污染，把生产过程中的副产品加以回收利用。根据国家卫生标准及要求,生产的三废排放及处理如下表表主要污染物排放情况和排放的主要物料组成表废物名称排放点排放物组成三废处理方法废水聚合总下水管挤压机排水洗胶罐排水油水分层罐排水脱水塔回流罐分层水硼氟镍硼氟镍硼氟镍硼溶剂油溶剂油排放集中，防止滴漏在设备上，强化碱洗工艺减轻酸值，充分回收溶剂油，控制油水分层罐的液位高度减少油进入废水，排污水处理后方能排放入长江废气脱水塔回流罐成品油水分离罐切割塔回流罐液罐排气丁二烯溶剂油油气丁二烯油气丁二烯油气丁二烯油气丁二烯气体和溶剂油气体经冷凝后回收，残存少量气体排入大气废渣自聚物废胶丁二烯自聚物网状结构胶和塑化胶焚烧或坑埋丁二烯自聚物易燃，回收或焚烧塑化胶。参考文献张晓琳，李建军顺丁橡胶生产工艺及展望化学工程师,,吉林化学工业公司设计室院编化工单元操作北京化学工业出版社，,,李克友，张菊华，向褔如高分子合成原理及工艺学北京科学出版社，田春云有机化工工艺学北京中国石化出版社，安智珠电容法测定汽油中丁二烯不同含量的工业试验合成橡胶工业,,,,,,唐小恒，郭楷，周绪美化学反应工程北京化学工业出版社，,胶产品质量指标表项目单位指标试验方法优级品级品合格品挥发份热混法总灰份方法生胶门尼混炼胶门尼定伸应力法混炼拉伸强度法混炼伸长率法混炼防老剂非污染非污染非污染原料方案原料主要丁二烯分子式结构式纯度水值乙腈二聚物总炔烃其中乙烯基乙炔含氧化合物溶剂油沸程碘值水值无游离水硫化物无水溶液中性环烷酸镍分子式简写含镍量含水量机械杂质苯不溶物微量不皂化物无外观绿色透明稠状物三氟化硼乙醚络合物分子式或比重沸点油溶性在倍油中全溶,三小时后无沉淀含水量外观无色透明,无沉淀物三异丁基铝分子式浓度悬浮铝无外观无色透明液体活性铝含量二异丁基氢化铝铁含量,二叔丁基甲基苯酚防老剂分子式熔点游离甲酚灰份外观白色或浅黄色晶体质量控制方法催化剂配制滴定法聚合反应门尼机卡尔费休法和色谱分析法生产方式该生产方式为四班三倒，每班小时连续生产。工艺路线及流程图设计聚合车间工艺流程方框图从首釜侧加入硼催化剂防老剂催化剂混合胶液罐反应末釜后三釜反应首釜第釜混合预冷器丁二烯油溶剂图聚合车间工艺示意图聚合车间工艺流程简述该聚合车间工艺流程包括丁二烯原料预处理催化剂的配制和聚合反应三部分。丁二烯原料预处理丁二烯自单体车间送入丁二烯贮罐经分析合格，用丁二烯泵送到聚合工序不合格则用丁二烯泵送回单体车间。催化剂配制环烷酸镍溶液在浓镍配制釜中先加入精溶剂油，然后人工加入膏状环烷酸镍进行溶解并分离杂质，配制，溶好的浓镍溶液用氮气压送到稀镍配制釜中加入精溶剂油配制浓度的稀镍溶液。三氟化硼乙醚络合物用氮气将硼蒸气压入硼高位槽，按计量指标供后续工段使用。三异丁基铝溶液将铝催化剂送到铝剂贮罐，配制浓度为，按计量指标供后续工段使用。防老剂在配制釜中先加入定量的精溶剂油，人工加入适量的防老剂，二叔丁基甲基苯酚。补加溶剂至规定量，启动搅拌配制所需浓度防老剂供后续工段使用。催化剂系统将已配制好的环烷酸镍溶液和三异丁基铝溶液计量后，经各自的泵送入文式混合器后与预冷的丁油混合从底部进入聚合釜。稀硼系统三氟化硼乙醚络合物经泵送到油硼文式管，用精溶剂油稀释从首釜侧进入。工艺指标催化剂工段表催化剂车间工艺指标表序号项目单位指标备注三异丁基铝溶液浓度浓镍溶液浓度稀镍溶液浓度防老剂溶液浓度防老剂丁二烯重硼稀释油体积比倍聚合反应工序预处理好的丁二烯和熔剂油分两条生产线经丁油预冷器预冷到定温度后与经文式混合器混合的催化剂混合后从首釜底部进入，由油硼系统送来的三氟化硼乙醚络合物催化剂从首釜的下侧壁进料入釜，在搅拌和定温度下进行连续聚合反应，并控制最终转化率为以上。在聚合反应的末釜后的出胶管线里加入防老剂溶液，经静态混合器混合送至胶液贮罐配胶。工艺指标聚合工段表聚合车间工艺指标表序号项目名称单位指标备注丁二烯单线进料量丁二烯浓度进料温度首釜下部温度二三四釜温度聚合釜压力末釜门尼末釜门尼合格率工艺生产环境工艺状况系统含氧含水量要尽量低聚合反应是单体丁二烯在催化剂作用下聚合成高分子化合物丁二烯橡胶的化学过程。本工艺采用镍体系催化剂，即环烷酸镍三异丁基铝三氟化硼乙醚络合物。催化剂加料方法混合，稀硼单独加的连续加料方式。