戔取理工大拳ANHUIUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY本科畢業設計說明書丁苯橡膠乳液聚合的生產工藝THEPRODUCTIONTECHNOLOGYOFTHEEMULSIONPOLYMERIZATIONOFSBR學院（部）： 材料科學與工程學院專業班級：高分子材料與工程2xxx級x班學生姓名：某某某指導教師： xxx助教2xxx年x月x日「苯橡膠乳液聚合的生產工藝摘要本設計為年產5萬噸丁苯橡膠工藝設計，整個設計文件由設計說明書和設計圖紙兩部分組成。在設計說明書中，簡單介紹了丁苯橡膠的生產現狀、發展趨勢、性能和主要用途，也介紹了目前丁苯橡膠的兩種常見的工業聚合生產方法，并進行了比較，最后確定以低溫乳液聚合法作為聚合的工藝生產方法。在設計過程中，根據設計任務書的要求，進行了較為詳細的物料衡算和能量衡算，對設備進行了工藝計算和選型，同時對聚丁苯橡膠生產過程中的安全注意事項及“三廢”治理作了相關說明，對整個裝置進行了簡單的技術經濟評價。繪制了相應的設計圖紙，設計圖紙包括工藝流程圖、主要設備圖的裝配圖。關鍵詞：聚丁苯橡膠，低溫乳液聚合工藝，單體，生產工藝THEPRODUCTIONTECHNOLOGYOFTHEEMULSION

POLYMERIZATIONOFSBRABSTRACTThedesignforanannualoutputof50,000tonsofSBRprocessdesign,thedesigndocumentsfromdesignspecificationanddesigndrawingscomposedoftwoparts.Inthedesignofbrochures,abriefintroductionoftheSBRproductionstatus,trends,performanceandthemainpurposeofthecurrentSBR,alsointroducedthetwocommonindustrialpolymerproductionmethods.Andacomparison,finaldeterminedtolow-temperatureemulsionpolymerizationasapolymerizationtechnologyproductionmethods.Inthedesignprocess,inaccordancewiththerequirementsofthemissiondesign,amoredetailedmaterialbalanceandenergybalance,theequipmentwascalculatedandtheselectionprocess,whiletheproductionofSBRintheprocessofattentiontosafetyissuesand"Threewastes"governancemadenoteoftheentiredevicetoasimpletechnicalandeconomicevaluation.Drawingthecorrespondingdesigndrawings,designdrawings,includingprocessmaps,plantsofmajorequipmentassembly,equipmentlayoutplants.KEYWORDS:suspensionpolymerization,monomer,productivetechnology目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要 IABSTRACT II\o"CurrentDocument"1緒論 1丁苯橡膠的發展史 1丁苯橡膠的簡介 21.2.1名稱及其結構 2丁苯橡膠的性能 3丁苯橡膠的用途 3\o"CurrentDocument"1.2.4單體介紹 4\o"CurrentDocument"2丁苯橡膠聚合生產方法的選擇及工藝流程簡述 5丁苯橡膠生產方法的選擇 52.1.1兩種不同聚合方法生產的橡膠的比較 52.2.2工藝方案選擇依據 52.2.3乳液聚合的特點 6丁苯橡膠的工藝原理 6丁苯橡膠生產工藝流程簡述 72.2.1丁苯橡膠的生產工藝流程圖 72.2.2原料準備過程 82.2.3聚合聚合過程 82.2.4分離過程 8\o"CurrentDocument"物料衡算 103.1原料單體系統 103.2助劑系統 113.3反應后各組分系統 13\o"CurrentDocument"反應釜的物料衡算和熱量衡算 144.1各反應釜的物料衡算 144.2熱量衡算 154.2.1攪拌釜功率的計算 154.2.2熱量恒算 17\o"CurrentDocument"設備計算及選型 195.1聚合釜計算 195.1.1釜體的基礎計算 195.1.2攪拌器的確定 215.1.3內置冷卻管的計算 235.1.4開口直徑的確定 245.1.5終止釜的設計 255.2貯罐確定 255.3汽提塔 27\o"CurrentDocument"6廠址選擇及車間布置 296.1廠址選擇的依據及原則 296.2車間布置要考慮的問題 296.3廠房布置 306.4設備布置的安全距離 306.5車間內輔助室和生活室布置 30\o"CurrentDocument"7安全防火設計 317.1綜合安全防護 317.1.1防火防爆 317.2防毒 33\o"CurrentDocument"7.3安全防護: 33\o"CurrentDocument"8車間照明及采暖措施 34\o"CurrentDocument"9三廢處理 35\o"CurrentDocument"總結 36\o"CurrentDocument"參考文獻 37\o"CurrentDocument"致謝 381緒論丁苯橡膠的發展史國外發展史1912年，得過Bayer公司發表了丁二烯乳液聚合制取聚丁二烯橡膠的第一篇專利，20世紀20年代，該國為改進乳聚丁二烯的性能，選用苯乙烯為第二單體，制的了乳聚丁苯橡膠，并將其命名為Buua-So德國IGFarben公司于1933年發表了Buna-S的第一篇專利，而且于1935年在Schkopau開始建設世界上第一個乳聚丁苯橡膠生產裝置，與1937年建成投產。1943年，得過Buna-S的產量112kt。乳聚丁苯橡膠的生產始于德國，而取得迅速發展則是在美國。20世紀30年代，美國因獲得價格低廉的天然橡膠滿足通用制品的要求，故未重視Buna-S橡膠，而是致力于特種橡膠的開發。直到第二次世界大戰爆發，一是作為戰略物資的橡膠需求量急增；二是天然橡膠的來源被切斷，因而通用合成橡膠逐漸受到美國政府的高度重視和扶持。在美國RubberReserve公司統籌下，迅速開展了乳聚丁苯橡膠的生產，建立了5個制造和成橡膠所需要的單體和聚合物工廠，這些工廠在第二次世界大戰是和第二次世界大戰后相繼投入生產。開始階段，主要利用德國的Buna-S技術進行生產，以后改進了聚合配方，開發了稱為GR-S乳聚丁苯橡膠的新技術。1942年，美國乳聚丁苯橡膠的生產能力為37kt，1943年增長到182.3kt，到1944年已達673kt。第二次世界大戰結束前，德國和美國都是采用熱法（50°C）乳液聚合工藝生產丁苯橡膠。第二次世界大戰后，由于氧化還原引發體系聚合配方的出現，美國首先采用冷法（51）乳液聚合工藝，使乳聚丁苯橡膠得性能得到顯著改善，因而在大宗用途方面已逐漸為冷法乳聚丁苯橡膠所取代。但是由于熱法乳聚丁苯橡膠也具有獨特的性能和一定的應用領域，所以至今仍有少量生產。其他國家的乳聚丁苯橡膠則發展較晚，包括西歐國家和日本，都是在20世紀50年代以后才實現工業生產的，而且多數是引進美國的生產技術。其中日本發展速度很快，自1996年投產后，到1997年乳聚丁苯橡膠產量已躍居世界第二位，并先后把技術出售給韓國、伊朗和中國。從過硫酸鹽引發系統的熱法聚合轉向氧化還原引發體系得冷法聚合，是生產乳聚丁苯橡膠聚合工藝的突破。目前，聚合工藝和聚合配方基本定型，單體轉化率已從60%提高至70%，甚至更高。為加速聚合反應，減少冷劑消耗，聚合溫度也有所提高。聚合設備趨向大型化，連續聚合已使用30?45m3的聚合釜。在凝聚和后處理方面，以高分子絮凝劑代替氯化鈉，大大減少了氯化鈉的消耗量。聚合工藝自動化水平的提高，改善了產品質量。充油母煉膠、充炭黑母煉膠、充油充炭黑母煉膠的出現也使乳聚丁苯橡膠品種大大增加。國內發展史

中國乳聚丁苯橡膠的生產始于1960年從前蘇聯引進技術在蘭州投產的第一套生產裝置（生產能力13.5kt）。該裝置以前聯邦德國Farben公司技術為基礎，采用拉開粉為乳化劑，對苯二酚-亞硫酸鈉為引發體系的熱法聚合工藝生產高門尼黏度丁苯橡膠。為改造落后的聚合工藝，蘭州石化公司石油化工研究院在1963-1965年間完成了松香歧化及冷法聚合配方的研究。該配方以歧化松香皂為乳化劑，過氧化二異丙苯為引發劑，鐵鹽-乙二胺四乙酸鈉-甲醛次硫酸鈉為還原系統。蘭州石化公司合成橡膠廠采用此項技術完成了由熱法乳液聚合到冷法乳液聚合的轉變。此后又經過一系列的技術改造，使生產能力達到50kt/a，并且既可以生產普通乳聚丁苯橡膠，又可生產充油乳聚丁苯橡膠。該公司石油化工研究所自行開發的經（10±2）h聚合使單體轉化率達（70±2）%的技術也已投入工業應用。蘭州石化公司還計劃將乳聚丁苯橡膠生產能力擴大至160kt/a。為滿足中國對乳聚丁苯橡膠的需求，吉林石化公司和齊魯石化公司先后從日本合成橡膠公司和瑞翁公司各引進一套80kt/a的乳聚丁苯橡膠裝置，分別于1982年和1987年建成投產。經過幾年的改造，兩公司的生產能力已達到130kt/a。1998年，中國臺灣合成橡膠公司在江蘇南通合資建成的100kt/a的乳聚丁苯橡膠裝置（申花化工公司）投產，經改造，到2005年末，產能已達到170kt/a。中國臺灣于20世紀80年代后期引進國外技術開始生產乳聚丁苯橡膠，至21世紀初其生產能力已達100kt/a。1.2丁苯橡膠的簡介1.2.1名稱及其結構名稱：乳聚丁苯橡膠，簡稱ESBR（styrene-butadienerubber）分子式:其中n分子式:其中n為平均聚合度，一般為350—10000c"—chc"—ch2H反式-1,4-結構由于乳聚丁苯橡膠中丁二烯和苯乙烯兩種單體鏈節在共聚物大分子中呈無規分布，又由于丁二烯的加成反應約80%發生在1,4位置，約20%發生在1,2位置，而在1,4位置上的鏈節又有順式和反式兩種區別，所以乳聚丁苯橡膠大分子內存在如下的微觀結構。HHTOC\o"1-5"\h\z\ /C—C/ \一CH2 ch2—順成mPaSt&T構ch—ch9—2ch—ch9—2CHCH21,2-結構此外，亦有少量支化和交聯結構存在，冷法聚合的乳聚丁苯橡膠中丁二烯鏈的主要微觀結構單元70%為反式-1,4-結構。1.2.2丁苯橡膠的性能表1—1乳聚丁苯橡膠的基本性能參數性 能參 數密度，g/cm3比熱容,J/（kg?OC）0.91?0.961820~1920線膨脹系數,10-4。C-1Tg以下0.8?0.9Tg以上2.3?2.5折射率nD20電導率1.534550HZ2.62.65（60。C）106HZ2.352.65（60。C）介電強度，Kv/mm24?36玻璃化溫度Tg（DSC法），。C-55平均分子量Mn（11?26）x1041.2.3丁苯橡膠的用途乳聚丁苯橡膠具有多方面的較好特性，在物理機械性能，加工性能和制品使用性能方面十分接近于天然橡膠，尤其是耐磨、耐熱、耐老化、永久變形和硫化速度方面還優于天然橡膠，并且還可以與天然橡膠及多種橡膠材料并用或改性，這就使其應用范圍得以擴廣，獲得廣泛用途。幾乎所有統計資料顯示乳聚丁苯橡膠的60%以上是用來生產制造輪胎用，其余的主要用途是制作膠管、膠帶、膠板、膠輥、膠鞋、密封件多種橡膠制品，亦有一定量的電絕緣材料，醫療用品和其他工藝制品和民用小制品。近兩年在世界丁苯橡膠消費結構中，用于生產輪胎及汽車制品用橡膠零部件對丁苯橡膠的需求量約占總消費量的54.0%，非汽車用橡膠制品約占總消費量的12.5%，制鞋等其他方面約占總消費量的33.5%。1.2.4單體介紹丁二烯：分子式：c4h6，結構式：CH2=ch一如=如2。3-丁二烯是最簡單的共軛雙烯烴。在常溫、常壓下為無色氣體，有特殊氣味，有麻醉性，特別刺激粘膜。容易液化，易溶于有機溶劑。相對分子質量為54.09，相對密度0.6211，熔點一108.9°C，沸點一4.5°C。性質活潑，容易發生自聚反應，因此在貯存、運輸過程中要加入叔丁鄰苯二酚阻聚劑。與空氣混合形成爆炸性混合物，爆炸極限為2.16%?11.47%（體積）。是合成橡膠、合成樹脂等的原料。1，3-丁二烯主要由丁烷、丁烯脫氫，或碳四餾分分離而得。苯乙烯：分子式：C8H8,結構式：：W—CH=CH2苯乙烯是無色液體，沸點145C，難溶于水，能溶于甲醇、乙醇及乙醚等溶劑中。能自聚生成聚苯乙烯（PS）樹脂，也很容易與其它含雙鍵的不飽和化合物共聚。苯乙烯蒸氣與空氣混合物的爆炸極限1.1%?6.6%（體積），處理苯乙烯時應避免明火、摩擦和靜電。2丁苯橡膠聚合生產方法的選擇及工藝流程簡述丁苯橡膠生產方法的選擇2.1.1兩種不同聚合方法生產的橡膠的比較丁苯橡膠按聚合方法分類可分為乳液聚合丁苯橡膠和溶液聚合丁苯橡膠。乳液聚合丁苯橡膠乳液聚合丁苯橡膠(簡稱乳聚丁苯橡膠)按聚合溫度的不同可分為高溫(50°C)聚合丁苯橡膠和低溫(5°C)聚合丁苯橡膠。高溫聚合因所得產品丁苯橡膠約分子量較低、文化度較大，分子量分布較寬，在質量、加工性能等方面都不如低溫聚合丁苯橡膠，因此目前很少采用。乳聚丁苯橡膠品種較多，美國在l953年進行了分類，日本等國的主要丁苯橡膠品種也直接使用了這種牌號，我國丁苯橡膠目前也采用了這一分類。乳液聚合膠已具有50年工業生產的歷史，通過長期的研究和生產經驗的積累，已成為一種具有綜合性能的合成橡膠。但因其分子結構不同于天然橡膠，故其部分性能如耐磨、耐老化、氣密性、加工性等接近或超過天然橡膠，而抗撕裂強度、耐寒性和回彈性等較天然橡膠差，所以丁苯橡膠不能完全取代天然橡膠，但能彌補天然橡膠需用量的不足。乳液丁苯橡膠屬于無定形非結晶聚合物，分子量M在(1.5~4)x103范圍內，玻璃n化溫度為-52?-56°C。溶液聚合丁苯橡膠溶液聚合丁苯橡膠簡稱溶聚丁苯橡膠，以苯乙烯、丁二烯單體力原料，在有機溶劑(環己烷)中，以烷塞鋰作為催化劑進行共聚而制得。乳聚丁苯橡膠的分子是苯乙烯和丁二烯的無規結構，其丁二烯部分的結構是不規則的，特別是順式一1，4結構少。與乳聚丁苯橡膠不同，溶聚丁苯橡膠根據丁二烯和苯乙烯的結合方式不同又可生成嵌段共聚物和無規共聚物，且丁二烯部分的微觀結構以順式-1，4結構較多。無規溶聚丁苯橡膠與乳聚丁苯橡膠性能相當，主要用于制作輪胎。其耐磨性、回彈件、耐寒性能等與順丁橡膠相似，而加工性和強度則接近乳聚丁苯橡膠。嵌段共榮物只有一般橡膠所沒有的熱可塑性，具有優良的擠出加工性及成型性，故可制擠出成型制品。2.2.2工藝方案選擇依據工藝流程方面就四種聚合工藝而言，本體法工藝流程簡單，裝置占地面積小，同時基本上無廢液排放，排氣可達到最低程度，環境污染少，而且產品質量好、純度高，特別使用透明包裝材料和電纜料。懸浮法是一種相對最成熟的工藝，在目前世界上聚氯乙烯生產中占有絕對的分額，且產品轉化率最高，產品品種最多，容易適應市場。乳液法是生產糊樹脂的方法，工藝復雜、成本較高且樹脂質量較差。而微懸浮法也是生產糊樹脂的方法，但僅用于特殊用途。反應速率控制方對于本體聚合，當自由基聚合進行到一定轉化率后，體系黏度增大，自動加速效應顯著，散熱困難。大規模生產時，即使降低引發劑濃度以減慢速率，有時還是不能很好的控制。改用溶液聚合可以克服這一困難，但聚合速率和產物分子量均有所降低；此外，脫除溶劑困難，成本較高。而懸浮聚合可以克服本體聚合和溶液聚合的上述缺點。經濟方面從經濟角度分析，乳液聚合是最合理的聚合方法。乳聚丁苯橡膠由于開發、生產、加工、歷史悠久，其生產和加工工藝成熟，尤其以它良好的綜合性能，被世界各國廣泛生產和應用，其生產能力、產量及消耗量在合成橡膠諸膠膠種中一直居世界合成橡膠中的首位。因此，乳聚丁苯橡膠的生產經濟價值很高。2.2.3乳液聚合的特點丁二烯、苯乙烯共聚反應制取丁苯橡膠采用乳液聚合法的優點是：乳液聚合是游離基聚合機理，因此共聚反應比較容易進行。聚合速度快，聚合物分子量高。同時，乳液聚合可以不需要采用提高溫度和增加引發劑用量來提高反應速率，而是用提高乳化劑濃度來同時提高聚合速率和聚合分子量。聚合反應溫度低，去除反應熱容易，反應溫度容易控制。乳液聚合在由乳化劑分子保護的獨立膠乳欽子中進行反應，因此反應后期乳液粘度仍很低，不同于溶液聚合和本體聚合系統粘度隨系統中轉化率和分子量的增大而增大，影響反應熱的移出和造成輸送的困難。乳液聚合的聚合物顆粒為膠乳狀且較穩定，因此可使反應連續化。乳液聚合的缺點是從乳液中回收未反應單體較因難，為制取成品橡膠需要進行膠乳的凝聚、干燥等工序，使流程復雜化。通過以上的各種方案的對比，結合吉林化學工業公司實際生產中的狀況，本設計選用低溫乳聚制取丁苯橡膠。2.2.4丁苯橡膠的工藝原理乳聚丁苯橡膠的屬于乳液法鏈式自由基聚合機理。整個聚合過程分為鏈引發、鏈增長、鏈轉移和鏈終止四個步驟。一.鏈引發這是形成單體自由基活性種的反應，首先由氧化還原引發體系在水相中產生初級自由基。2+ 3+R一COOH+Fe一R一CO?+Fe第二步是初級自由基與單體加成，形成單體自由基。CH2=CH+R-CO?一 CH2-[?xChemPaster x二.鏈增長在鏈引發階段形成的單體自由基，活性很高，如無阻聚物質與之作用，就能進攻第二個單體分子的n鍵，重新雜化結合，形成新的自由基，如此循環下去。R一CH^CH?+nCH2=CH也X XR—也一砰―CH2—CH.一ChemPasterX該反應過程放熱，鏈增長速率極快（0.01-ns間），其相關的速率方程為:R=k[E]2吐[M] （2—1）ppIkJt式中Rp—鏈增長速率，L/（mol，s）[I]一引發劑濃度,mol/lf一引發劑引發效率，%;kd一引發劑分解速率常數；kp—鏈增長速率常數；kt一鏈終止速率常數。鏈終止乳聚丁苯橡膠聚合過程的終止主要是雙基結合終止。CH^CH?+?CH——CH2—一——CH2—CH—CH—CH2—XXXX此時的聚合體系中，除水相外，主要是表面層為乳化劑覆蓋的聚合膠乳粒子。丁苯橡膠生產工藝流程簡述2.2.1丁苯橡膠的生產工藝流程圖圖2-1低溫乳液聚合丁苯橡膠的生產工藝流程簡圖2.2.2原料準備過程用計量泵將規定數量的相對分子質量調節劑與苯乙烯在管路中混合溶解，再在管路中與處理好的丁二烯混合。然后與乳化劑混合液（乳化劑、去離子水等）等在管路中混合后進入冷卻器，冷卻至10。C。在與活化劑溶液（還原劑、螯合劑等）混合，從第一個釜的底部進入聚合系統，氧化劑直接從第一個釜的底部直接進入。2.2.3聚合聚合過程系統由8?12臺聚合釜組成，采用串聯操作方式。當聚合到規定轉化率后，在終止釜前加入終止劑終止反應。聚合反應的終點主要根據門尼粘度和單體轉化率來控制，轉化率是根據取樣測定固體含量來計算，門尼粘度由取樣測定來確定。雖然生產中轉化率控制在60%左右，但當所測定的門尼粘度達到規定指標要求，而轉化率未達到要求時，也就加終止齊終止反應，以確保產物門粘度尼合格。2.2.4分離過程丁二烯分離從終止釜流出的終止后的膠乳液進入緩沖罐。然后經過兩個不同真空度的閃蒸器回收未反應的丁二烯。第一個閃蒸器的操作條件是22?28°C，壓力0.04MPa，在第一個閃蒸器中蒸出大部分丁二烯；再在第二個閃蒸器中（溫度27。C，壓力0.01MPa）蒸出殘存的丁二烯?；厥盏亩《┙泬嚎s液化，再冷凝除去惰性氣體后循環使用。苯乙烯分離脫除丁二烯的乳膠進入苯乙烯汽提塔（高約10m，內有十余塊塔盤）上部，塔底用0.1MPa的蒸汽直接加熱，塔頂壓力為12.9kPa，塔頂溫度50°C，苯乙烯與水蒸汽由塔頂出來，經冷凝后，水和苯乙烯分開，苯乙烯循環使用。塔底得到含膠20%左右的膠乳，苯乙烯含量V0.1%。經減壓脫出苯乙烯的塔底膠乳進入混合槽，在此與規定數量的防老劑乳液進行混合，必要時加入充油乳液，經攪拌混合均勻后，送入后處理工段。物料衡算3.1原料單體系統（1） 計算采用的基礎數據年產量：5x104t年開工時間：336d成品中聚合物含量為：92.5%聚合物在單體回收工序損失：0.06%聚合物在后處理工序損失:0.6%聚合加料用混合丁二烯濃度：94%聚合加料用混合苯乙烯濃度：93%聚合轉化率：60%（2） 聚合釜出料流量（kg/h）聚合釜流出的聚合物量為Wp5x104x103 1 1W=—^^^~24-x1~°06%x1_06%x92.5%=5773.45kg/h(3)單體流量(kg/h)單體進料配比為丁二烯/苯乙烯=72/28純單體總量 W=W一烯+W苯烯5773.45W= =9622.42kg/hM60%W丁一烯=9622.42x72%=6928.14kg/hW苯乙烯=9622.42x28%=2694.28kg/h混合丁二烯進料=6928.14=7370.36kg/h94%混合苯乙烯=2694.28=2897.08kg/h93%在混合丁二烯進料中，其中丁二烯6928.14kg/h，雜質為442.22kg/h；在混合苯乙烯進料中，其中苯乙烯2694.28kg/h，雜質為202.80kg/h.。混合丁二烯、混合苯乙烯總進料W=7370.36+2897.08=10267.44kg/h整理上述計算結果列下表表3—1原料組份組分Kg/h濃度（%）純物質量（kg/h）雜質量（kg/h）混合丁二烯7370.36946928.14442.42混合苯乙烯2897.08932694.28202.80合計10267.449622.423.2助劑系統表3~2配方組份配方%松香酸鉀皂4.6FeSO40.01EDTA0.04雕白塊0.04調節劑0.16氧化劑0.06終止劑0.16電解質0.6水200乳化劑乳化劑為濃度為20%的松香皂溶液。W乳/W=4.6%每小時需要松香皂的量：9622.42x4.6%=442.63kg44263每小時需要水的量:一一x80%=1770.52kg20%活化劑活化劑組成：(1)硫酸亞鐵：Wfso/Wm=0.01%雕白塊：W雕/Wm=0.04%EDTA:W /W=0.04%每小時需要硫酸亞鐵的量：9622.42x0.01%=0.96kg每小時需要雕白塊的量：9622.42x0.04%=3.84kg每小時需要EDTA的量：9622.42x0.04%=3.84kg每小時需要水的量：0.96+3.84x2x(1-10%)=77.76kg

10%氧化劑氧化劑組成：過氧化氫對蓋烷0.06%x9622.42=5.77kg/h調節劑調節劑的組成：十二碳硫醇WJWm=0.16%每小時需要調節劑的量：0.16%x9622.42=15.40kg電解質電解質的組成為15%的氯化鉀溶液；W/W=0.6%每小時需要氯化鉀的量：0.6%x9622.42=57.73kg5773每小時需要水的量：15%-X(1-15%)=327.16kg終止劑終止劑的組成為2%的福美鈉的水溶液，其中W『Wm=0.16%每小時需要福美鈉的量：0.16%x9622.42=15.40kg每小時需要水的量：岑0x98%=754.60kg水WJWm=200%,W水=200%x9622.42=19244.84kg助劑系統計算整理如下：表3~3助劑系統序號溶液名稱配方加入量Kg/h溶液濃度%溶液加入量Kg/h固體、水、液體加入量Kg/h1乳化劑202213.15松香皂442.63442.63水1770.521770.522活化劑1086.4硫酸亞鐵0.96100固體8.64雕白酸3.849577.76EDTA3.84100水77.763調節劑十二碳硫醇15.4010015.4015.404氧化劑過氧化氫蓋烷5.775211.1011.105終止劑15.402754.60福美鈉754.6077015.40水6電解質15384.89氯化鉀57.7357.73水327.16327.16

續表3—3助劑系統序號 溶液名稱 配方加入量 溶液濃度 溶液加入量1-固體、水、液Kg/h % Kg/h體加入量Kg/h7 水 17069.4017069.403.3反應后各組分系統（1）反應總進料量表3—4反應各進料量名稱 純單體（kg/h） 雜質（kg/h）總重（kg/h）苯乙烯 2694.28 202.802897.08丁二烯 6928.14 442.227370.36水19244.84固體535.50總計：30047.78（2）反應后出料（加入終止劑前）轉化率為60%，聚合物中結合苯乙烯28%。W=5773.45kg/hW;二烯T6928.14-5773.45x（「28%）-2771.26kg/hW”=2694.28-5773.45x28%=1077.71kg/h整理如烯下：表3—5反應后出料量（加終止劑前）名稱 純料（kg/h） 雜質（kg/h）總重（kg/h）聚合物 5773.455773.45苯乙烯 1077.71 202.801280.51丁二烯 2771.26 442.223213.48水19244.84固體535.50總計:30047.78（3）反應后出料（加入終止劑后）表3—6反應后出料的量（加入終止劑后）名稱 純料（kg/h） 雜質（kg/h）總重（kg/h）聚合物 5773.455773.45苯乙烯 1077.71 202.801280.51丁二烯 2771.26 442.223213.48水19244.84固體550.90總計:30063.18

反應釜的物料衡算和熱量衡算4.1各反應釜的物料衡算由8臺聚合反應釜組成一條生產線，反應時間為8?12小時（取8小時），反應的轉化率為60%。聚合釜的操作壓力為0.4?0.6Mp,溫度T=5°C,PH=4?5,聚合帶有攪拌器，并用液氨作為冷凍介質。根據《基本有機化工工廠裝備》知，對于一級反應，連續釜式反應器的反應轉化率與反應速度常數之間的關系如下：(4—1)x=1-C,an(4—(4—2)A0式中CAN—第N臺釜內反應物的濃度；mol/LCA0—反應物初始濃度；mol/Lx：—第N臺釜內反應物轉化率；k—聚合反應表觀速度常數；min-1-一平均停留時間；minN—連續槽式反應器的臺數；為了便于計算，按等溫等容處理，取總轉化率60%；8釜串聯；平均停留時間60min；反應溫5°C。將上式進一步整理得表4—1各釜純轉化率與累積轉化率第一釜第二釜第三釜第四釜純X(%)累積X(%)純X(%)累積X(%)純X(%)累積X(%)純X(%)累積X(%)10.8210.829.6520.478.6129.087.6736.75第五釜第六釜第七釜純X(%)累積X(%)純X(%)累積X(%)純X(%)累積X(%)6.8543.606.1049.705.4555.15第八釜純X累積X(%) (^4.85 60

根據各釜純轉化率計算各釜的物料組成如表9-12。表4—2各釜出料口物料組成物第一釜第二釜第三釜第四釜料kg/hW(%)kg/hW(%)kg/hW(%)kg/hW(%)水相19244.8466.6719244.8466.6719244.8466.6719244.8466.67苯乙烯2402.758.322142.767.421910.786.621704.135.90丁二烯6178.5121.405509.9519.094913.4417.024382.0515.18聚合物1041.163.611969.746.822798.379.693536.4512.25水相苯乙烯丁二烯聚合物第五釜kg/h19244.841519.573907.474195.63W(%)66.675.2613.5414.53第六釜kg/h19244.841355.223484.854782.63W(%)66.674.6912.0716.57第七釜kg/h19244.841208.383107.275307.08W(%)66.674.1910.7618.38第八釜kg/h19244.841077.712771.265773.45W(%)66.673.739.6020.00水相苯乙烯丁二烯聚合物第五釜kg/h19244.841519.573907.474195.63W(%)66.675.2613.5414.53第六釜kg/h19244.841355.223484.854782.63W(%)66.674.6912.0716.57第七釜kg/h19244.841208.383107.275307.08W(%)66.674.1910.7618.38第八釜kg/h19244.841077.712771.265773.45W(%)66.673.739.6020.004.2熱量衡算4.2.1攪拌釜功率的計算本反應為乳液聚合其反應過程描述為用表面活性劑將單體乳化在水中，因此攪拌的作用有混合和攪動雙重作用，由于表面活性劑是影響顆粒大小的主因，本設計的槳葉端轉速為100質/min，取這樣一個轉速，主要是防止破壞乳液的穩定性。在這樣的一個前提下，再根據《聚合物合成工藝設計》表6-4攪拌槳葉的結構型式及設計參數，選擇漿式攪拌器。同時查《聚合物合成工藝設計》表6-4攪拌漿葉的結構型式及設計參數知，槳式攪拌器的幾何參數為：d/D=1/3~1/2；b/d=1/10~1/4；u=1.5?3m/s，同時根據《化工設備設計全書，’攪拌設備全書設計》P51式（2-33）槳式攪拌器在層流區操作時，其功率準數為：（4—3）Np（4—3）（4—4）式中d一攪拌葉輪直徑，m；

n—攪拌轉數，r/s；D—聚合釜內徑，m。設計中?。篋=3.00m；d=1/3D=1.00m；n=100r/min;P=0.8715x103kg/m3,u=1.5m/sd12x100x0.8715x103Re=-^nP= 60 =968.3<2000處于層流H 1.5N=36Re-1.0=0.04P(4—5)P=—」-p-n3(4—5)102g i查《攪拌設備設計》P161知，電機功率為:((4—6)采用機械密封時：P=P填(10%?15%)式中D—聚合釜筒體內徑，m；h—攪拌器攪拌葉總高度，m；di—攪拌葉外徑，m；b—攪拌葉寬度，m；Re—攪拌雷諾準數；Np—攪拌功率準數；P—攪拌功率，KW；p—液體密度，kg：M3；n—攪拌轉速，r/s；g—重力加速度，m：s2；Pa—電機功率，KW；Pm—軸密封系統摩擦損失功率，KW；門一機械傳動效率，KW；(一般門=0.95?0.98)P填一填料密封系統摩擦損失功率，KW；設計中取一=2.4；P填設計中取一=2.4；P填=0.1P；Pm=0.15P填；門=0.95。則:ldj3x3x35=39.23KWP= x871.5x102x9.8

=41.92KW. 39.23x1.015=41.92KW尸工= 填0.95考慮1.19的備用系數，則實際電機功率為50KW。(4—(4—7)Q1+7Q3+%=Q4+Q5+Q6其中Q一所處理的物料帶到設備中去的熱量(KJ)；1Q2一由加熱劑(或冷卻劑)傳給設備和所處理的物料之熱量(kJ)Q—過程的熱效應(kJ)；3Q一反應產物由設備中帶出的熱量(kJ)；4Q一消耗在加熱設備各個部件上的熱量(KJ)；5Q—設備向四周散失的熱量(kJ)。6Q一攪拌中產生的熱量攪經查有關資料可知：表4—3相關物質具體數據名稱相對分子質量密度kg/m3比熱容kj/(kg.C)汽化熱kj/kg丁二烯54621.11.597苯乙烯104919.81.636水1810004.191液氨17631.7—1663.25膠乳液M?10X1049501.97注：丁苯橡膠的聚合熱為：9588KJ/kg以1小時的產量為基準，設進料溫度為15°C，反應溫度為恒溫5°C,則物料帶入聚合釜的熱量為：Q=EG-C-1(KJ)Q1=(19244.84x4.191+2402.75x1.636+6178.51x1.597)x15=1.42x106KJQ2=0Q=1.041.16x9588=1.0x107KJQ攪=50x0.7x3600=1.26x105KJ/hQ=(19244.84x4.191+2402.75x1.636+6178.51x1.597)x5=4.73x105KJQ5=0,Q6=MAH汽化加液氨的量從而達到降溫的目的。液氨進口溫度為-4°C,出口溫度為5°C,冷凝劑只進行氣化，從而達到降溫的目的。M=Q1+Q3+Q攪-Q4AHM9.47X105+1.26X105+1.0X107 n1663.25M= =6657.45kg/h1663.25設備計算及選型5.1聚合釜計算5.1.1釜體的基礎計算設計溫度：釜內5。C，釜外5。C；設計壓力：釜內0.6MPa，釜外0.1MPa；工藝要求容積：45~60m3操作形式：滿釜連續操作；材質：0Cr18Ni9其它數據同前。根據年產量確定每小時進料量：W=30047.78kg/h由于反應物和介質水的量很大，因此，一些添加的溶劑和反應過程的體積變化不加考慮。同時由于該反應是多釜串聯進行，在此主要是對第一個反應釜的計算。(1)反應器的體積計算苯乙烯密度p1=0.912x103kg/m3丁二烯的密度p2=0.6211x103kg/m3聚丁苯橡膠的密度p3=0.95x103kg/m3水的密度pm=1.00x103kg/m3通過質量分數算得pm=0.8715x103kg/m3V=WL=30047.78X1=34.48m3Rp 0.8715x103mu V 34.48V=—r= =57.47m3T 中0.6其中Pm 反應液混合密度，kg/m3wd——根據年產量確定每小時處理物料量，kg/hT——物料停留的時間，hVR——反應液體積(反應液體積變化時，按反應液最大體積計算)，m3Vt——反應器實際體積，m3J——裝料系數(攪拌釜反應器，甲取0.7?0.8，有氣泡或沸騰，甲取0.4?0.6)(2)反應釜的筒體計算因反應為放熱反應，所以解決好傳熱問題非常重要。查《聚合物合成設計基礎》P78知，一般釜的高徑比在1?3之間，高徑比大有利于傳熱，但不利于攪拌。設計中綜合考慮取高徑比為2.4，

高徑比y=牛。i(3)聚合釜筒體直徑確定設計中初選V封=2m3,按下式估算聚合釜的筒體直徑:,'4(V-V)(5—1(5—1)i兀?y式中Di—聚合釜直徑，m；V—聚合釜容積，m3;V封一聚合釜封頭容積，m3；n—圓周率；Y—高徑比；；4x(57.49-2)D=/ 牝3.09mi33.14x2.4園整取3.00m。封頭容積及直邊高度確定封頭選用橢園形封頭，根據筒體直徑查《化工設備設計基礎》附表5得有關數據如下:下:曲面高度h1=750mm；直邊高度h0=40mm；容積VA=3.82m3,內表面積A=10.15m2筒體高度確定由Di=3000mm查《化工設備設計基礎》附表4得:V1米=7.030m3；A1米=9.43m2；當S^=10mm時，G1米=742kg。,,,, V—V,根據公式H= 得1m57.49-57.49-3.827.030=7.63m取H=7.6m，則:實=竺機2.53Y玉3.0聚合釜壁厚的計算計算厚度：(5(5—2)S= c_i+C+C2好］巾一P 1 2C式中S—聚合釜的壁厚，mm；Di—封頭內直徑，mm；C—封頭壁厚附加量，mm；C1—鋼板負偏差，mm；C2—腐蝕余量，mm；S0—計算壁厚，mm；°'—設計溫度時的許用應力，MPa；6一焊縫系數；取Pc=0.6MPa；Di=3000mm；^=0.95；設計溫度為5°C,查得0Cr18Ni9在5°C的[b=122MPa,C1取0.8mm,C2取2mm。S=°，\3°°。+0.8+2=10.5mm，圓整取S=12mm2x0.95x122-0.6表5—1反應釜各主要項目參數項目 參數釜內釜外設計壓力，MPa0.60.1設計溫度,°C55焊接系數0.95腐蝕余量,mm2容積,m357.47筒體直徑,mm3000封頭高度,mm750直邊高度,mm40筒體高度,m7.6釜壁厚度,mm125.1.2攪拌器的確定攪拌器形式采用槳式攪拌器，依據與結構參數見熱量衡算部分。依據《聚合物合成工藝設計》表6-4攪拌槳葉的結構型式及設計參數，取Z=2,d/D=1/4?1/2取1/3, b/d=1/10~1/4取1/5,C/D=0.5?0.75取0.6。槳的直徑：d=-x3000=1000mm3

槳葉的寬度：b=5x1000=200mm攪拌葉距釜底的距離：C=0.6x3000=1800mm本設計中槳葉的層數為3層，那么每層槳葉間的距離為：7.6+（0.04+0.75）x2-1.8x2-0.2x3仁“ =2.49m2設計中槳葉的轉速為：100r/min其中D—釜體直徑，mm；d—攪拌槳葉直徑，mm;b一攪拌槳葉寬度，mm;Z一攪拌槳葉的葉數；C—攪拌葉距釜底距離，mm;攪拌器軸徑確定攪拌軸的材料常用45鋼，本設計中的攪拌軸也是這個材料。1.攪拌軸的強度計算軸的扭轉強度條件：cmax=M<[t] （5—3）P式中tmax一軸橫截面上的最大剪應力，MPa;M；一軸所傳遞的扭矩，N?mm；W一軸的抗扭截面模量，mm3；TOC\o"1-5"\h\z[t]一降低后的材料的許用應力，45鋼取30?40MPa,MPa；P , 、\o"CurrentDocument"Mt=9.55x106- （5—4）對于實心軸Wp=m63 （5—5）P得，d>3653 3n[T]式中：d—攪拌軸直徑，mm;P一攪拌軸傳遞的功率，KW；n—攪拌軸的轉速，r/min；50d>3653 =84.7mm3100x402.攪拌軸的剛度計算從而在運轉中引起震動，影響正常工作，應工程上以單位長度的扭轉角。從而在運轉中引起震動，影響正常工作，應工程上以單位長度的扭轉角。不得超過許用扭轉角b］作為的剛度條件，即6=竺x103x甄弗］ (5-6)GJ? 兀式中：6—軸扭轉變形的扭轉角，。/m；G—攪拌軸材料的剪切彈性模量，MPa,對于碳鋼及合金鋼為8.1x104MPa;Jp—軸截面的極慣性距，mm4,對于實心軸J土6］—許用扭轉角，。/m，對于一般傳動，如攪拌軸，取0.5。/m?1.0。/m。P由上式可導出實心軸的直徑d>1537、：g~^: 50d>15374 =76.6mm48.1x104x100x1則d取84.7mm,圓整取d=86mm表5—2攪拌器各主要項目參數攪拌項目參數攪拌葉葉數2槳葉直徑，mm1000槳葉寬度，mm200槳葉間的距離，mm2490槳葉層數3槳葉距釜底距離，mm1800攪拌轉速，r/min100攪拌軸徑，mm865.1.3內置冷卻管的計算此過程為冷卻過程，故熱負荷應取熱流體的放熱量。又因為對該工程而言，熱損失越大越有利于冷卻，所以在確定冷卻液氨用量時可不考慮熱損失。Q1=EG-C-At(KJ)Q1=(19244.84x4.191+2402.75x1.636+6178.51x1.597)x(15-5)=9.47x105KJ由前面計算，得需要液氨的量為6657.45kg/h平均溫度差的計算：A七里^=(15-5世-"=10。Cln—ln At 9計算R和PR=二二L=1.11

七-t2 5-(-4)P==5-(-4)=0.47

T-" 15-(-4)由R和P查化工原理上冊圖4-9，中攵=0.81At=9At'=0.81x10=8.1。C本設計中冷卻管的材料為①25mmx2mm無縫鋼管（X=46.5W/（m2?。C）），傳熱壁內側液氨流體的傳熱膜系數為ai=10000W/（m2?。C），傳熱壁外側原料流體的傳熱膜系數為a0=400W/（m2?。C）。K=一1——-= ———-1 378.4W/(m2?。C)18 1 1 0.002 1 * /一+=+頂400+46.5+10000ia人0傳熱面積的計算：cQS=KAtm管子根數的確定:MX105X103=85.82m2378.4x8.1x360085.82S

n= = =102.74根兀d0L3.14x25x10-3x7.6圓整為110根反應釜內共設10組，每組11根換熱管。這11個管子倆頭與倆個封頭似的管箱焊接，管箱與管子采用焊接連接。5.1.4開口直徑的確定1.釜底、釜頂進出料管直徑確定根據5-1式進行計算，由物料衡算知V=34.50m3..?h；參照《化工工藝設計手冊》第二版P3-38表15-17，并綜合考慮系統粘度情況，取u=0.2ms。則：, : 4x34.50 —d=., =0.247mi\3600x3.14x0.2圓整取250mm，材質1Cr18Ni9Ti。氨氣進出口直徑取100mm，材質1Cr18Ni9Ti。人孔、視鏡、溫度計口等直徑的確定參照有關資料分別確定為：人孔：350X500mm視鏡：150mm溫度計口：125mm表5—3各開口直徑一覽表名稱直徑大小進料口，mm250出料口，mm250人孔，mm500視鏡，mm150進氣口，mm100出氣口，mm100溫度計口，mm1255.1.5終止釜的設計按停留時間1小時考慮，選用與聚合釜相同結構、相同尺寸的釜1臺。5.2貯罐確定（1）原料用罐丁二烯原料貯罐(5—7)W]=w-T(5—7)其中W,一貯罐中物料的質量，kg;W一物料流量，kg/h；t一停留時間，取一個班次的時間8h,h;貯罐體積計算：=111.69m3W_WT_7370.36x8p甲p甲621.1x0.85=111.69m3其中匕一貯罐中物料的體積，m3中一裝料系數，0.75?0.85；P一物料的密度，kg/m3選63000X6100X16；封頭厚度為18mm,V=63.0m3臥式橢圓型封頭貯罐2個苯乙烯原料貯罐選62400X6200X12；封頭厚度為14mm,V=32.03m3臥式橢圓型封頭貯罐1個乳化劑貯罐選62800X1785X4000；壁厚8mm,V=20.0m3，平頂平底貯罐1個。活化劑貯罐選6800X825X1600；壁厚5mm,V=0.8m3，平頂平底貯罐1個。調節劑貯罐選6500X525X700；壁厚5mm,V=0.14m3，平頂平底貯罐1個。電解質貯罐選61600X1640X2200；壁厚6mm,V=4m3，平頂平底貯罐1個。氧化劑貯罐選6500X525X700；壁厚5mm,V=0.14m3，平頂平底貯罐1個。終止劑貯罐選62000X2050X2600；壁厚8mm,V=7.2m3，平頂平底貯罐1個。水貯罐選66550mm；h7250mm,V=200.0m3，立式圓筒固定頂貯罐1個。反應過程中用罐丁二烯分離罐選61600X5600X8；總長度為6466mm,V=12.0m3臥式橢圓型封頭貯罐1個。緩沖罐選62200X3400X8；總高度為5500mm,V=16.0m3立式橢圓型封頭貯罐1個。閃蒸器選61800X5600X6；總長度為6600mm。苯乙烯貯罐選61800X5600X6；總長度為6600mm,V=16.0m3，臥式橢圓型封頭貯罐1個。丁苯橡膠貯罐2800X9400X8；總長度為10904mm,V=63.0m3，臥式橢圓型封頭貯罐1個。表5—4各貯罐一覽表名稱類型直徑筒體長總長容積個數丁二烯原料貯罐臥式橢圓型封頭貯罐300061008000632苯乙烯原料貯罐臥式橢圓型封頭貯罐24006200750432.031乳化劑貯罐平頂平底貯罐280040004000201活化劑貯槽平頂平底貯罐800160016000.81

續表5—4各貯罐一覽表名稱類型直徑筒體長總長容積個數調節劑平頂平底貯罐5007007000.141電解質貯槽平頂平底貯罐16002200220041氧化劑貯槽平頂平底貯罐5007007000.141終止劑貯槽平頂平底貯罐2000260026007.21去離子水貯槽立式圓筒固定頂貯罐6550725072502001丁二烯分離罐臥式橢圓型封頭160056006466121緩沖罐立式圓筒固定頂220034005500161閃蒸器臥式橢圓型封頭180056006600161分離后苯乙烯貯槽臥式橢圓型封頭貯罐180056006600161丁苯橡膠貯槽臥式橢圓型封頭貯罐28009400109046315.3汽提塔塔形：穿流式無溢流管的篩板塔（1）塔尺寸及塔特性參數塔徑：2750mm塔高：11505mm塔板數：12塊板間距:800mm（采用大間距便于清理）孔間距：50mm（篩孔呈三角形排列）人孔：每層設一人孔塔板開孔率：5%操作工藝條件塔頂溫度：50°C塔底溫度：60C塔底壓力范圍：13.3—20kpa漿料流量：21m3/h6廠址選擇及車間布置車間布置是設計工作中很重要的一環，車間布置的好壞直接關系到車間建成后是否符合工藝要求，能否有良好的操作條件，使生產正常安全地進行，設備的維修檢修方便可行，以及對建設投資、經濟效益等都有著極大的影響。所以在進行車間布置時必須充分掌握有關生產、安全、衛生等資料，在布置時做到深思熟慮，仔細推敲，以取得一個最佳方案。車間布置設計是以工藝為主導，并在其他專業、流程圖、土建、自控、設備、安裝、電力、冷凍、暖風、外管等密切配合之下完成的。因此，在進行車間布置設計時，要集中各方面的意見，最后由工藝人員匯總完成。車間有大有小，但基本上由生產、輔助、生活設施三部分組成。精細化工及一般中小型化工生產布置在一棟廠房內，就是一個車間布置。6.1廠址選擇的依據及原則生產能力：本設計為年產聚氯乙烯5萬噸。交通運輸：該廠屬于聚氯乙烯生產的大型企業，需要有便利的交通運輸條件，因而選擇水陸運輸比較方便的地方建廠，且原料供應充足。地形地貌：地勢較平緩、地帶平闊的丘陵地，保證建廠的土石運用量不大。廠區的面積、形式和其他流程合乎需要，廠區要留有發展的余地。氣候條件：主導風向要求較穩定，場地應選擇在城鎮常年空氣下風側，河流下游，盡量遠離居民區。水文地質：裝置需水量大，故廠址應靠近水源充足和水質良好的地域，以滿足裝置生產和生活用水及排水，靠近河流但避開洪水地段。能源：保證電網供電充足，燃料油供應方便充足。6.2車間布置要考慮的問題（1） 最大限度地滿足工藝生產包括維修的要求。（2） 有效地利用車間建筑面積（包括空間）和土地（設備能露天布置的盡量露天布置，建筑物能合并的盡量合并）。（3） 要為車間的技術經濟指標，先進合理以及節能等要求創造條件。（4） 了解其他專業對本車間布置的要求。（5） 要考慮車間的發展和廠房的擴建。（6） 車間所采用的勞動保護、防腐蝕措施是否符合要求。（7） 力求車間各設備之間輸送管線最短，聯系最方便。6.3廠房布置（1） 廠房平面布置（2） 為便于車間內設備布置和節約占地面積，廠房輪廓選定為矩形。（3） 柱網間距根據各設備的大小，設定為6-6型。（4） 廠房長度設定為54m。（5） 廠房寬度設定為36m。（6） 廠房高度設定為8m。（7） 廠房設定為一層。6.4設備布置的安全距離在設備安裝中，設備間應留有余地，以便操作和維修。查《化工設計》，表19表6—1設備的安全距離序號項目凈安全距離/m序凈安全距離/m號項目1泵與泵間的距離0.79反應釜與墻間距0.72泉離墻的距離1.210反應罐蓋上傳動裝置離天花板距離0.83泵列間的距離2.011反應罐底部與人行通道距離1.8?2.04計量槽間的距離0.4?0.612反應罐卸料口至離心機的距離1.0?2.55換熱器間的距離1.013通廊、操作臺通行部分的最小凈空高度2.0?2.56離心機周圍通道1.514不常通行的地方的最小凈空高度1.97過濾機周圍通道1.0?1.815操作臺梯子的斜度45°?60°8反應釜間距1.0?2.016工藝設備與道路間距1.06.5車間內輔助室和生活室布置（1） 生活規模較小的車間，多數是將輔助室、生活室集中布置在車間的一個區域內。（2） 考慮到通風和采光效果，一般將生產區集中放在北面，輔助室、生活室放在南面。（3） 輔助室、生活室應盡量接近安全通道。（4） 輔助室、生活室和生產區間應考慮用防火防爆墻隔離。（5） 輔助室、生活室的門都應朝外開，以便人員的撤離。7安全防火設計在工業生產的整個過程中，都要涉及到安全問題。安全工程同時也是一項系統工程。不論是哪一種生產行業，從科學研究開始，經過小型試驗，中間試驗和擴大試驗，再經過設計，建設和壓力測試，無時無刻不涉及到安全問題。安全設計是完成設計工作中的一個重要環節。安全問題要由每個設計人員具體考慮。在設計工作中安排所需的安全措施，同時還要由專業安全設計人員進行集中管理，通盤考慮方能達到總體安全的目的。提高化工行業的安全性主要從兩方面著手：在硬件方面，提高設備的可靠性；在軟件方面，加強現代化的安全管理。對于小型化工企業，應加速技術改造，在設備操作上加強密閉化，機械化和集中控制，增強防護措施，使操作人員脫離不良的勞動環境。實踐證明，只有通過有效的管理才能對危險性進行有效的控制。近年來，隨著化學工業技術的進步，安全管理方式也有很大的發展，其中最主要的是引入系統工程的方法，解決危險性的辨識和評價問題。從生產的角度看，工業安全有兩個側面。一個是以防火、防爆為主要的安全措施；另一個側面是防止污染擴散形成的暴露源對人身造成的健康危害。火災和爆炸是化工行業最大的威脅，但是由于化工行業人員吸取過去的經驗教訓和在安全方面所做的不懈努力，在生產中的不安全因素正在逐漸克服。有害和有毒物質對于人身健康的危害有時雖然是急性的，但大多數是屬于慢性的。急性健康危害容易引起人們的重視，慢性健康危害卻常常被人們忽視。7.1綜合安全防護7.1.1防火防爆（1） 根據中華人民共和國國家標準（GBJ16-87）建筑設計防火規范，本廠屬于甲級防火防爆單位，各工序崗位的管理均應符合規范要求。（2） 在廠范圍內，30米以內嚴禁煙火，嚴禁攜帶易燃、易爆品和穿釘鞋進入生產區域，生產所用的易燃品（棉紗、油類等）應放在指定地點，并妥善保管。（3） 盛裝和輸送易燃易爆物料的設備，管道應該嚴密無泄露，發現泄露應及時檢修，若開車無法檢修，又嚴重威脅安全生產，應立即停車檢修。（4） 所有盛裝易燃易爆物料的設備和運輸管道，均應有良好的靜電接地裝置，接地總電阻不得大于4歐姆，廠房和裝置的避雷裝置應保持良好，不得損壞，每年要檢測校驗一次，接地線的測試由動力廠負責，檢測記錄應報生產單位和生產機動部、安環質檢部各一份，以備待查。（5） 所有的電動機和電器設備均應有良好的接地裝置，機械傳動設備應有完整的安全防護罩。（6） 當班工人，不得任意脫離工作崗位，傳動設備合閘前，要按操作法規定，嚴格細致檢查，注意設備內外是否有人工作。（7） 下釜、下槽和進入其他設備容器工作應做到：切斷電源，拿下保險，并掛上嚴禁合閘的警示牌。物料管道等斷開并堵盲板，切斷物料等。容器內用N2或水置換，進行取樣分析，易燃易爆或有毒物質含量小于規定范圍，含氧量在18?21%，并保持良好通風，方可進行操作。如需動火處理，應按規定辦理動火手續。進缸工作，應戴好安全帶和安全帽等防護用具，并按規定辦好票證。外面應留一人監護，監護人應高度負責，不得隨意離開崗位。（8） 登高作業2米以上，應帶好安全帶和安全帽，并攜帶好材料、工具、切勿落下傷人。（9） 安全閥、防爆膜、壓力表要經常保持靈活好用，均應按照受壓容器管理規范要求，按期進行核驗，并作好記錄，打好鉛封，記錄上應有檢驗人簽字存檔備查，如遇特殊情況，例如安全閥誤操作跳開，低改高型號樹脂生產，要隨時調校安全閥。（10） 砂封、阻火器等安全裝置每半年清理檢查一次。（11） 系統設備管道停車檢修，必須將物料處理干凈，排N2置換。經分析化驗合格，辦理動火證后，方可動火檢查。（12） 系統設備，管道開車，應用N2置換，分析含氧在3%以下，方可進行開車。（13） 盛裝和輸送丁二烯的管道，設備嚴禁用鐵器敲打，以免發生火花。（14） 盛裝和輸送丁二烯的設備及其附件、管道和管件、閥門等，不得采用銅、銀、汞等金屬材質，防止產生爆炸物，如需采用銅材，其含量不得超過70%，如需采用汞做壓力計時，要加甘油等做隔離液。（15） 原料庫應保持干燥、通風良好，排塵裝置完善，盛裝固體原料的吊斗和加料貯斗等的襯里應完整。發生器加料前，貯斗應按照操作法排N「?2分鐘。（16） 苯乙烯單體貯槽、計量槽的苯乙烯填充系數不大于?85%。（17） 凡來廠的新工人或外來實習培訓人員在進崗前必須進行三級安全教育并經考試合格，方能進崗工作。（18） 凡本廠職工及外來實習參觀人員都必須嚴格執行。（19） 凡廠馬路及消防通道上，不得堆放任何妨礙交通的物質，確保馬路及消防通道暢通無阻。7.2防毒生產中所用的反應物品大多對人身有健康危害，化學物品經吸入、食入、經皮吸收等途徑向人體侵入。防護措施：（1） 皮膚防護嚴禁直接接觸劇毒物品。在生產崗位工作的職工根據有毒物的性質穿戴工作帽、工作服、防護面具、防護鏡、手套、工作鞋、口罩等勞動保護用品以及在外露的皮膚上涂抹皮膚防護劑。（2） 呼吸防護進入有毒物料的設備內作業或有毒物質濃度超標區域，應戴防毒面具及防護用品。呼吸防護面具包括防毒面具、氧氣呼吸器等。（3） 個人衛生保健不準在被污染的環境中存放食品及就餐、飲水。飯前應洗手、漱口。正確穿戴防護用品，下班后應洗澡。工作服不應與非工作服混放。增加保健食品，增加營養，增強體質、增強身體抗毒害能力。定期檢查身體健康情況。應備有一定數量的應急解毒藥品。中毒后應采取急救措施，有以下四個要領：（1） 安全進入毒物污染區（2） 迅速搶救生命（3） 徹底清除毒物污染，防止繼續吸收（4） 送醫院治療7.3安全防護：（1） 丁二烯儲罐、聚合倆個工序屬于甲級防爆單位；（2） 為了防止丁二烯等氣體、液體在設備管道中高速流動摩擦產生靜電積蓄而起火爆炸的可能，一般液體的流速不超過4?5m/s，氣體流速不超過10?15m/s，同時所有設備管道應設有消除靜電裝置，以使靜電較快地導至地下。由于各工序都有可燃性氣體向空氣中排放，故在房頂均應設置防雷裝置，各易燃氣體放空管應裝阻火器，以防雷擊起火倒抽入設備內。（3） 加強崗位操作的安全責任感，生產實踐證明，操作不當，巡回檢查不及時或誤操作均會造成重大事故。（4） 發生火警時，首先應力求鎮靜，看清火源及著火相關物質的性質，采用不同的滅火材料，并立即報告有關