顺丁橡胶聚合车间工艺设计

BF3含量：?46％；沸点：124.5～126℃。 ⒍终止剂

纯度：95％；含水：5％；恒沸点：78.2℃；密度：810Kgm。 ⒎防老剂

熔点：69～71℃；游离甲酚：?0.04％；灰分：?0.03％；油溶性：合格。

3（二）生成物 顺丁橡胶的物理化学性质及技术指标

顺丁橡胶的物理化学性质与其结构的直接关系。这种结构又分为分子内结构和分子间结构(聚集态结构)。

⒈顺丁橡胶的结构

H H C C CH2 CH2 CH2 CH2 C C H H 顺式1.4结构

0.86nm 还有反式1.4结构和1.2位加成产物。利用环烷酸镍－三异丁基铝－三氟化硼乙醚络合物引发体系使丁二烯聚合后的产物中含96％～98％的顺式1.4结构，含1％～2％反式1.4结构和1％～2％的1.2结构加成物。这种以顺式1.4结构为主的聚合物具有分子链长，自然状态下为无规线团状；分子内存在独立双键使大分子链的柔性大，同时易于硫化处理的特点。

由于顺式1.4结构含量大，使得大分子的规整性好，同时又由于分子链无取代基，造成对称性好，但因其重复结构单元之间距离大，而使顺式1.4结构聚丁二烯比反式1.4结构聚丁二烯更难于结晶。即便能结晶，其熔点也低(顺式1.4含量为98.5％的产物，熔点为0℃)，因此，在常温下无结晶态，只以无定形形态存在。相反，反式结构产物易结晶。故此，前者是高弹性体，后者无弹性。

⒉顺丁橡胶的性能

通过与天然橡胶相比，顺丁橡胶具有弹性高、耐低温性好、耐磨性佳、滞后损失和生热

性小、耐挠曲性及动态性能好以及耐老化、而永久性好等特点。被广泛用于轮胎加工行业。但它也有加工性欠佳、强度较差、抗湿滑性不好、有冷流性倾向等不足。

顺丁橡胶的性能一看生胶的性能(可塑性、加工性、外观、颜色等)好坏，影响它因素有聚合方法、引发剂系统、生胶的分子结构、门尼粘度、平均分子量、分子量分布、凝胶含量、灰分、挥发份等。二看硫化后的硫化胶性能(抗张强度、300％定拉伸强力、伸长率、硬度、回弹性、生成热、永久变形、磨耗量等)，影响硫化胶的因素有门尼粘度、凝胶含量、加工用的配合剂(种类、用量、配方)加工方法等。上述这些可以用表格列出数据对常见橡胶胶进行比较显示。

⒊顺丁橡胶的用途

主要用于轮胎加工行业，另外，还用于输送带、传动带、模压制品、鞋底、胶鞋及海绵胶等方面。

⒋生产中成品胶质量指标

生产中成品胶质量指标如表9-1所示。

表9-1 成品胶质量指标 项目 挥发份 灰分 生胶门尼粘度 混炼胶门尼粘度 300％定伸应力 拉伸强度 伸长率

％ ％ 100M1?4100M1?4?优级品 ?0.75 ?0.30 CC一级品 ?1.00 ?0.30 45?5 ?73 6.2～10.7 6.7～11.2 6.5～11.0 ?13.7 ?430 合格品 ?1.30 ?0.30 45?7 ?73 6.0～11.0 6.5～11.5 6.3～11.3 ?13.2 ?430 45?5 ?68 6.5～10.5 7.0～11.0 6.8～10.8 ?14.2 ?450 ? MPa MPa ％ 25min 35min 50min 35min 35min 三、车间危险性物料主要物性表

该车间危险性物料主要包括丁二烯、三异丁基铝、溶剂油、乙醇等，其主要物性如表9-2所示。

表9-2 车间危险物料主要物性

序号 名称 丁二烯 三异丁基分子量 熔点 沸点 ℃ ℃ 6 -4.4 86 78.4 142.5～126闪点 ℃ 燃点 爆炸极限（Vd%） ℃ 上限 下限 国家 标准 备注 56 198 86 46 142 溶剂油 铝乙醇 三氟化硼乙醚络合物 四、生产流程简述

（一）生产流程简述

⒈聚合工段

聚合工段主要由罐区、计量、聚合、配制、配制、粘度五个岗位组成。

罐区岗位负责贮存、收送丁二烯和溶剂油。聚合岗开车，罐区连续给聚合送溶剂油；单体丁二烯由后乙腈直接送聚合，聚合停产时，丁二烯直接送罐区。

计量岗负责为聚合输送各种引发剂、终止剂。

配制岗负责为聚合配制引发剂和终止剂，此外，还负责接收铝剂车间配好的三异丁基铝。 粘度岗负责检测生产的结果，测试门尼粘度和转化率。

由乙腈来的丁二烯经流量控制阀控制合适流量，入文氏管与溶剂油溶剂进行混合，再进入丁油预热器(预冷器)进行换热，控制一定入釜温度。

镍组分和铝组分分别由镍计量泵和铝计量泵送出，经铝－镍文氏管混合后，与出丁油预热器(预冷器)的丁油溶液混合。

硼组分由硼计量泵送出与稀释油经文氏管混合后，在釜底与丁油混合进入首釜。 丁油溶液在聚合釜中，在一定温度和压力下，受到引发剂的作用，发生丁二烯聚合反应，生成高分子量的丁二烯聚合产物—聚丁二烯。

首釜胶液自釜项出口出来，由第二釜釜底进入第二釜继续进行反应；再由第二釜的釜项

出口出来，由第三釜釜底进入第三釜继续进行反应；由第三釜的釜项出口出来，进入第四釜继续进行反应；当达到一定粘度和转化率后，在第四釜的出口管线(终止釜的入口管线)与终止剂一起由终止釜釜底进入终止釜进行终止处理；最后，胶液由终止釜项出口出来，经胶液过滤器和压力控制阀入成品工段凝聚岗的胶液罐。

反应中换热用的冷溶剂油视情况从不同釜的项部加入。 ⒉后处理工段

后处理工段包括混胶岗、凝聚岗、洗胶岗、干燥岗、压块岗、薄膜岗、纸袋岗。 混胶岗负责接收聚合来的胶液，并将门尼粘度不同的胶液混配成优级品指标内的胶液；在胶液罐定期回收一部分丁二烯；合格胶液送往凝聚岗。

凝聚岗负责将终止后进入胶液罐混合的门尼粘度合格的胶液进行凝聚，胶粒送洗胶岗，溶剂油送回收工段。

洗胶岗负责用水洗掉胶粒表面的杂质，降低胶的温度，并胶粒送往干燥岗。

干燥岗负责将含水40～60％的胶粒，通过挤压脱水机、膨胀干燥机和干燥箱降到0.75％以下，并呈海绵状，直径为10mm小胶条送至压块岗。

压块岗负责称量压块。 薄膜岗负责薄膜包装。 纸袋岗负责封袋、入库。

被终止后的胶液进入胶液罐后，将部分未转化的丁二烯经罐项压控调节阀，盐水冷凝冷却器，进入丁二烯贮罐，再送至丁二烯回收罐区。胶液在罐中根据门尼粘度值高低进行相互混配合格后，经过胶液泵送往凝聚岗。

合格胶液被喷到凝聚釜内，在热水、机械搅拌和蒸汽加热的作用下，进行充分凝聚形成颗粒，并蒸出溶剂油溶剂和少量丁二烯。釜项被蒸发的气体有水蒸汽、部分丁二 烯和绝大部分溶剂油溶剂，气体经过两个并联的循环水冷凝冷却器，冷凝物进入油水分离器进行油水分离，溶剂油用油泵送往溶剂回收罐区，水经油水分离罐底部由液面调节阀控制排出，经二次净化分离罐排入地沟。釜底胶粒和循环热水经颗粒泵送入洗胶岗的缓冲罐，再经1号振动