1. 研究目的与意义
顺丁橡胶是1，3-丁二烯采用定向溶液聚合方法得到的高顺式1，4结构含量的聚丁二烯，称为聚丁二烯橡胶，是有规立构橡胶，简称BR。高分子量的顺丁橡胶分子量为(80～120)×104；中高分子量的顺丁橡胶分子量为(25～40)×104。分子量分布较窄。玻璃化温度Tg为-110℃，具有弹性高、低温性能好、耐磨性优异、耐曲挠性良好、动负荷下发热小等优点。顺丁橡胶的缺点是拉伸强度、撕裂强度较低，抗湿滑性差，冷流性大，加工性能稍差。但是这些缺点可以通过与丁腈橡胶，丁苯橡胶，天然橡胶的混合使用来改善。顺丁橡胶特别适用于制造汽车轮胎和耐寒制品，还可制造缓冲材料及各种胶鞋、胶布、胶带和海绵胶等。顺丁橡胶可采用溶液聚合的方法，该工艺包括反应活性中心的形成过程，特殊引发剂组分的安全防护，溶剂的回收、循环、再利用，反应的终止方式，产品防老化处理等。操作方式选择连续操作，使丁二烯、溶剂、引发剂等在连续釜式反应器中进行配位聚合，制得粘稠胶液，再通过水蒸气凝聚、洗胶、干燥、压块等过程获得最终产品—顺丁橡胶。本课题研究是顺丁橡胶生产聚合工段，聚合工段流程主要是由罐区、计量、聚合、配制、粘度五个主要岗位所组成。罐区部分主要负责贮存、收送丁二烯溶液和溶剂油。计量岗主要负责为聚合反应过程输送各种各样的引发剂、终止剂。配制岗的负责主要为聚合反应配制各种引发剂和终止剂，同时还负责接收从铝剂车间配制好的三异丁基铝溶剂。粘度岗主要对生产的结果进行检测，测试产物的门尼粘度和转化率。
通过本课题的研究，不断提高现有镍系顺丁橡胶的生产技术水平，用好现有装置，提高产品市场竞争力，加大顺丁橡胶加工应用的开发力度，不断开辟顺丁橡胶在非轮胎制品中的应用。合理配置原料和市场，促进产品结构合理化，满足用户对产品质量的要求，共同促进我国顺丁橡胶行业的发展。
2. 研究内容和预期目标
主要内容：查找国内外顺丁橡胶的有关资料，了解顺丁橡胶的性能、用途、市场情况，学习顺丁橡胶现有的各种生产、聚合及精制的方法，从中进行比较分析，选择并确定本设计采用的方法，并对所选定的设计方案进行工艺设计。
预期目标：完成顺丁橡胶的生产方法的文献综述；对确定的设计方案予以叙述和说明；完成过程及设备的工艺计算；制定聚合车间设备的自控方案；对车间及设备布置进行工艺设计，并绘制工程图纸。
3. 研究的方法与步骤
| 研究方法、步骤：通过查阅文献资料，了解顺丁橡胶的生产方法。利用对比分析的方法，确定设计工艺方案。利用物料衡算、热量衡算、管路计算及设备选型及设计计算等方法，确定所需设备的尺寸和类型，连接管路的直径、安装高度和安装位置以及车间和厂房的建筑尺寸等。根据工艺操作条件确定单元设备的自控方案。依据设备及管路的布置要求确定车间及管道的布置方案。依据工艺计算的结果，通过CAD及手绘画出物料流程图、带控制点的工艺流程图、设备设计条件图、设备平面及立面布置图以及管道布置图等。
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4. 参考文献
| [1]张洋.高聚物合成工艺设计基础.第1版.北京：化学工业出版社，1983. [2]赵德仁.高聚物合成工艺学.第1版.北京：化学工业出版社，1983. [3]国家医药管理局上海医药设计院.化工工艺设计手册.第1版.北京：化学工业出版社，1992. [4]时均，汪家鼎，余国琮.化学工程手册.第2版.北京：化学工业出版社，1996. [5]陈己棠.化工设备设计全书.搅拌设备设计.第1版.上海：上海科学出版社，1985. [6]马瑞兰，金玲.化工制图.第1版.上海：上海科学技术文献出版社，2002. [7]朱有庭，曲文海，广浦义.化工设备设计手册.第10版.北京：化学工业出版社，2005. [8]谭蔚.化工设备机械基础.天津：天津大学出版社，2000年. [9]董大勤.化工设备机械基础.北京：化学工业出版社，1987年. [10]姜连升.顺丁橡胶的高性能化[J].合成橡胶工业，1997，20(4)：253-256． [11]刘军，王志勇，张洪林等．填充油对顺丁橡胶性能影响的研究[J]．弹性体，2002，12(3)：78-82． [12]李迎，高明献，张允武等．聚合温度对镍系合成顺丁橡胶的影响［J］．齐鲁石油化工,1992，20(2)：45-46． [13]伯文．顺丁橡胶技术开发现状与方向[J]．中国橡胶，2010，26（17）：11-13． [14]王贵恒．高分子材料成型加工原理[M]．北京:化学工业出版社，1982． [15]吴鑫干，帅正权．合成橡胶工业[J]．1981，4(2)：82．
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5. 计划与进度安排
| （1）2022年1月6日-2022年3月5日:收集并整理顺丁橡胶聚合的有关文献资料，进行文献综述，按照指导教师的要求，认真完成开题报告； （2）2022年3月6日-2022年3月19日：继续查阅顺丁橡胶聚合生产的相关方法，综合比较，选择最佳方案，确定顺丁橡胶产品的生产方法及工艺流程； （3）2022年3月20日-2022年4月16日：按照已确定的顺丁橡胶产品聚合生产方法和工艺流程，进行工艺计算及设备选型； （4）2022年4月17日-2022年4月30日：按照化工工艺流程及要求，确定顺丁橡胶聚合车间设备及管道布置； （5）2022年5月1日-2022年5月21日：按照已制定的方案，绘制物料流程图、带控制点的工艺流程图、设备设计条件图、设备布置图、管道布置图、工艺设备一览表等图纸； （6）2022年5月22日-2022年6月4日：编写顺丁橡胶聚合车间工艺设计说明书；整理各项资料，准备答辩。 |
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