丁苯橡胶岗位操作法117.docx
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丁苯橡胶岗位操作法117
丁苯橡胶装置操作规程
范围
本标准规定了橡胶车间丁苯橡胶装置工艺技术规程、岗位操作规程、系统操作规程、仪表系统操作规程及安全环保操作规程。
本标准适用于丁苯橡胶装置各岗位人员。
第一章工艺技术规程
1.1装置概况
1.1.1装置简介
1.1.1.1设计能力；
合成橡胶装置由日本瑞翁公司提供SBR两条生产线的工艺设计、机械制备、原材料、仪表、电气、分析仪器及附件、安装工具、技术条件，并负责安装试车、投料试车。
采用典型的低温乳液的通用流程。
土建设计由兰州化工设计院承担，公用工程和总图设计由吉化设计院承担。
1976年破土动工，1980年6月17日竣工，1982年8月2日正式化工投料试车成功，1988年12月21日双线投产。
丁苯橡胶装置占地面积59790平方米，建筑面积2080平方米，总投资15152万元。
有A、B两条生产线，装置分为单体配制及贮存单元、化学品溶液配制单元、聚合单元、单体回收单元、胶乳贮存与掺和单元、胶乳凝聚单元、胶乳干燥压块包装单元等7个工序，可生产六个牌号；SBR1500、SBR1502、SBR1503、SBR1706—5、SBR1712、SBR1778的丁苯橡胶。
1993年，采用日本瑞翁技术对丁苯橡胶装置B线进行兼产丁腈橡胶10000吨/年。
1.1.1.2装置变动、改造情况；
丁苯橡胶装置在1982年开车后多次根据装置的实际生产情况和市场需求进行改造，提高了装置的生产能力，降低了消耗，提升装置及产品的竞争能力，丁苯装置自建成以来进行的多次技术改造情况，详见下表。
吉林石化丁苯装置技术改造汇总表
序号
项目名称
达到效果
项目完成时间
1
工艺控制系统改造
实现计算机自动化控制
1991年
2
胶乳凝聚使用浓硫酸代替稀硫酸
节约水、电、蒸汽消耗
1993年8月
3
B线兼产丁腈橡胶改造
每年B线可兼产丁腈橡胶1万t填补国内空白
1993年月
4
聚合增产改造；A/B线各增加一台聚合釜
生产负荷由138t/d提高到145t/d，装置物耗能耗下降
1997年9月
5
后处理增产改造：
A/B线各增加一台凝聚釜
改善凝胶效果，年减少碎胶流失20多t
1998年8月
6
计量、包装线改造
提高计量精度，减少故障停车，改善包装质量
2000年6月
7
母液、淡乳清储槽改造
减少碎胶流失
2000年6月
8
聚合转化率由62%增至65%
单体利用率提高，年多产胶3000吨
2001年5月
9
丁腈橡胶（N230S）乳化体系改造
改善环保水平，t胶成本降低300元
2001年10月
10
A线干燥箱更新改造
节省0.9Mpa蒸汽用量
2002年6月
11
装置产能由9万t/a扩产至14万t/a
装置产能增加5万t/a，解决装置瓶颈问题
2004年4月
12
后处理改造
提高产量和质量
2005年9月
2004年4月吉林石化公司进行了丁苯装置C线扩建，本次扩产改造仍采用原装置低温乳聚生产技术，以生产市场销量最大SBR1500、SBR1502牌号丁苯橡胶为主，利用原装置区内的闲置空地在原建筑物扩建一条5万t/a生产线，扩建后的装置总生产能力为14万t/a。
本次改造充分挖掘原装置的潜能，公用工程和辅助设施充分依靠老厂。
对原装置单体配制单元、化学品配制单元、胶乳贮存单元依托老装置填平补齐进行局部技术改造。
对聚合单元、单体回收单元、后处理单元进行整体扩建，各增加一条生产线。
本次改造除国内尚无生产能力的设备和关键计量仪表外，其余设备均国产化。
1.1.1.3装置特点：
a．本装置采用低温乳液聚合方法，这是最长用工艺技术，世界上约90%的乳聚丁苯装置是用此法生产。
该方法引发剂、活性剂使用效率高、聚合反应温度低、凝胶含量少，能生产出大分子量、机械性能较好的橡胶，已大部分替代了高温乳聚聚合法。
b．低温乳液聚合法是在乳液聚合釜中将苯乙烯、丁二烯及水混合，加入引发剂、乳化剂分子量调节剂。
许多低温乳液聚合法中使用补助还原剂，例如，次硫酸盐作为氧化还原组分还原三价铁。
通过加入链终止剂使反应中止。
常用二硫代氨甲酸盐作终止剂，替代了传统的对苯二酚。
因为它具有颜色浅和高效的链终止的作用并能较低的温度下破坏过氧化物。
c反应速度快，在5℃，大约需8～12h，转化率为60%。
如果在10℃，使用低温的反应温度。
最有效的方法是直接蒸发氨。
单体转化率高达70%，转化率在60～65%时形成凝胶量最少。
一般反应时间为8～15h。
d丁二烯和通过闪蒸或汽提法与胶乳分离，纯化后，再循环使用。
e在凝聚之前，加如防老剂。
f加入高分子凝聚剂或电解质，再加上稀硫酸，使胶乳凝聚，聚电解质能很好的控制粒状形态，并且污染少，很受欢迎。
g凝聚的胶粒运装之前，要经过洗涤、挤压脱水、干燥、压块、打包，最初设计除水方法是真空滤除，现在用机械排汽机代替了此技术。
胶粒在经过干燥步骤之前，温度要小于10%。
自从采用低温乳液聚合方法合成丁苯橡胶以来，工艺技术没有重大的发展，大多数工厂都沿用以前的工艺流程进行生产。
1.1.1.4原料及产品
主要原料是丁二烯（BD）、苯乙烯（ST）单体，主要产品是采用乳液聚合方法，用高分子凝聚剂（CA）和硫酸（SULFAC）做凝聚剂所制的丁苯橡胶，牌号为SBR1500，SBR1502，SBR1503，SBR1706—5，SBR1712，SBR1778。
1.1.2工艺原理
1.1.2.1生产基本原理
聚合体系以水为介质，油水两相在乳化剂作用下，部分单体浸入胶束中发生增溶溶解，其它单体成为被皂包覆着的液滴而悬浮着，在水相中氧化—还原体系提供最初自由基，进入增溶溶解的胶束中使单体发生反应，并进行聚合物的连增长，并用链转移调节剂调节聚合物的分子量，当单体转化率达到标值时，中止聚合反应。
胶乳经闪蒸、压缩、冷凝、分离，回收苯乙烯。
根据丁苯橡胶的门尼加合性，用加权平均的方法将不同门尼的脱气胶乳调配成要求门尼值的脱气胶乳，再加入防老剂或填充油，然后用高分子凝聚剂溶液和硫酸作凝聚剂，在pH为3.0～4.0温度为50～60℃的条件下进行凝聚，使橡胶自胶乳中分离出来，在经洗涤、脱水、干燥、称重后，压制成产品胶块。
1.1.2.2主要化学反应方程式
Ⅰ初级自由基的反应
Ⅱ引发单体反应
Ⅲ聚合的主要反应
Ⅳ反应温度
首釜：
6～8℃
其它釜：
3.5℃～9.0℃
Ⅴ反应压力：
200～450Kpa
Ⅵ反应热：
1225.2KJ/Kg（SBR）
Ⅶ链转移反应
Ⅷ链终止反应
成分
SBR1500
SBR1502
SBR1712
SBR1706-5
SBR1778
SBR1503
备注
单体
丁二烯/苯乙烯
BD/ST
70.25/29.75
70.25/29.75
70.00/30.00
结合苯乙烯DST%为23.5%
乳
化
剂
软水
松香酸钾
皂溶液
脂肪酸皂
溶液
WT
K-15
WTH
FAD
SODA
176.022
4.620
160.272
2.37
15.612
2.082
0.306
190.000
4.5
脂肪酸钾皂
电解质溶液
保险粉
WT
POTASH
PPA
EDTA
TAMOL-N
WT
SHS
2.058
0.396
0.231
0.030
0.13
0.54
0.04
2.058
0.396
0.231
0.030
0.13
0.54
0.04
2.058
0.396
0.231
0.030
0.13
0.27
0.02
活化剂溶液
WT
EDTA
PES
SFS
11.253
0.025
0.01
0.04
11.253
0.025
0.01
0.04
21.156
0.047
0.0188
0.075
调节剂
TDDM
0.158
0.158
0.198
成分
SBR1500
SBR1502
SBR1712
SBR1706-5
SBR1778
SBR1503
备注
氧化剂
PMH
0.06
0.06
0.06
终止剂
WT
EDHA
SOD
SDN
5.001
0.007
0.110
0.036
5.001
0.007
0.110
0.036
5.001
0.007
0.110
0.036
不同品种的SBR产品其聚合反应过程体系的标准加料水平见下表。
序号
溶液名称
SBR1500
SBR1502
SBR1702
SBR1706-5
SBR1503
SBR1778
1
2
3
4
5
6
7
8
9
乳化剂（%）
活化剂（%）
氧化剂（%）
调节剂（PHM）
终止剂（%）
PPDB或8PPD（PHR）
STP-TNP（PHR）
SOIL（PHR）
NOIL（PHR）
100
100
100
0.162
185-220
0.3-0.7
95.0
100
100
0.153
170-220
0.8-1.2
95.0
100
100
0.103
200-230
0.3-0.7
36.5-38.5
95.0
100
100
0.103
200-230
0.3-0.7
13.5-19.5
95.0
100
100
0.198
170-210
0.8-1.2
92.5
100
100
0.080
175-1900
.
0.8-1.2
36.5-38.5
注1：
PHM是相对于100份纯单体的助剂的加入量
注2：
PHR是相对于100份纯干胶的助剂的加入量
注3：
根据生产实际情况，活化剂、氧化剂、调节剂的加料水平可在原标准上进行调整。
范围为：
氧化剂加料水平80-145%。
活化剂加料水平80-145%，调节剂加料水平0.158-0.180。
1.1.3.1生产工序
SBR生产工序如下：
100#：
单体贮存与配制
200#：
化学品溶液配制
300#：
聚合
400#：
单体回收
500#：
胶乳贮存与掺和
600#：
湿区：
胶乳凝聚
干区：
干燥、称重、包装
835：
冷冻岗位
1.1.3.2生产工艺过程简述
工艺流程叙述
装置由三条生产线组成：
一条是污染型系列，另两条是非污染/污染系列，污染型系列生产SBR1500、SBR1712、SBR1706-5。
非污染/污染系列生产SBR1502、SBR1778、SBR1503、SBR1500。
Ⅰ单体配制
（1）丁二烯（BD）的接收与贮存
含有定量阻聚剂（TBC）的新鲜用带温度补偿的流量计（FQ110）计量，由丁二烯车间833#）和805#、839#A灌区送至新鲜BD贮罐（T—
）
在单体回收岗位回收的未反应的丁二烯（BD）经回收丁二烯输送泵（P—403a、b）送至回收贮罐（T—10
）。
新鲜F—BD贮罐的操作压力为50～400Kpa。
操作温度为常温（控制范围5～40℃）。
新鲜BD、混合BD和回收BD贮罐设有热水加人系统，供天气寒冷时使用。
热水加热系统由热水罐（V-108）、热水循环泵（P-116a、b）、BD循环泵（P-117a、b）和丁二烯加热器（E-103a、b）组成，使用时在热水罐（V-108中加生产新鲜水（WC），用低压蒸汽（SLP）直接加热，靠TIC118控制热水温度为50～70℃。
用热水将BD在BD加热器（E-103a、b）加热到10℃以上。
不凝气体，特别是空气，可能在丁二烯（BD）贮罐中积累，致使气相中氧含量超标，为排除这些冷凝气体，各罐内设有不凝气体排除管线，将不凝气体排至单体回收岗位。
各贮罐不凝气体排除，分别用手控阀控制。
（2）丁二烯（BD）的混合和输送
新鲜BD自新鲜BD贮罐（T—
）底部，用新鲜BD贮罐（T—
）送出，由FRC102控制流量，回收BD自回收BD贮罐T—10
）底部，用回收BD混合泵（P-103a、b）将回收BD送出由FRC103按混合比控制流量，混合后的BD送至BD贮罐（T-101）中，混合操作可连续操作。
连续混合时，定期在（T-101）底部取样，间断混合时，在混合完成后，进行取样分析。
（3）过量的回收丁二烯（BD）返回
装置开车后一段时间，回收BD将逐渐积累，超过混合需用量时，将这些回收丁二烯（BD）返回丁二烯车间，重新精制。
返回操作可间断进行也可连续进行。
返回BD时，用返送BD输送泵（P-104a、b）由流量计FQ101计量后送至丁二烯车间。
（4）苯乙烯（ST）接收和贮存
含有定量阻聚剂（TBC）的新鲜苯乙烯有苯乙烯车间（843#）或由油品车间（845#）灌区，通过管线输送，由带有温度补偿器的流量计FQ109计量，自罐顶插管送至新鲜ST贮罐（T-10
）底部。
由单体回收岗位加入定量组聚剂（TBC）的回收苯乙烯通过回收苯乙烯回收泵（P-104Aa.b、B）从笔洗器（V-411A.B.C）经管线送至回收苯乙烯贮罐（T-104）。
要定期把回收苯乙烯贮罐底部的水放掉。
新鲜苯乙烯和回收苯乙烯须定期取样分析。
（5）苯乙烯（ST）的混合和输送
新鲜ST自（T-105）底部，用新鲜ST混合泵（P-105A、B）送出。
用FRC105控制流量，回收ST自（T-104）底部，用回收ST混合泵（P-107a、b）送出，用FRC106按混合比控制流量。
新鲜ST与回收ST在线混合后送如混合ST贮罐（T-103、1.2）苯乙烯混合是间断进行的，交替使用两个混合罐。
混合完成后取样分析，合格后用输送泵（P-106a、b）将混合苯乙烯送往聚合岗位。
（6）过量回收苯乙烯（ST）的收集处理
在装置运行一定时期后，通过输送泵（P-107a、b）出口的临时接头，用胶管引至室外装桶后，由厂统一处理。
（7）氧化剂的贮存与输送
桶装的氧化剂（PMH）仓库。
当需要时从贮存间将PMH送至加料间，用罐提升机（X-101-1）从贮罐底部将PMH加料PMH贮罐（V-101）内。
需要时用输送泵（P—108）把其送往聚合岗位。
输送过程可由（LS325）自动控制，其贮存温度由TA-112指示，应小于30℃℃。
（8）调化剂的贮存与输送
桶装调节剂（PMH）存放于TDDM仓库。
当需要时从贮存间将TDDM送至TDDM加料间，用罐提升机（X-101-2）从贮罐顶部TDDM加到调节贮罐（V-102）内需要时用输送泵（P-109）把其送往聚合岗位。
输送过程可由LS324自动控制。
Ⅱ化学品溶液的配制
乳化剂分为单一皂型和混合皂型两种，单一皂型是由松香酸钾液，电解质溶液，除氧剂溶液和软水在线混合配制而成，混合皂则包括脂肪酸皂液。
（1）歧化松香
可由管线直接接收龙山化工厂送来的15±0.5%溶液，皂液检测：
亦可由80%皂膏在松香酸皂配制槽（V-260）配制15±0.5%皂液，配制槽中加水量由FQ-260计量，加水后加入定量皂膏，搅拌溶解。
配制合格的皂液，由液下泵（P-260a、b）输送至松香酸钾皂液贮槽（V-203）中存放，输送与停止受（LS202）液面连锁控制，贮存温度为70±5℃。
松香酸皂贮罐（V-203）中的皂液由泵（P-203Aa.b、B）输送至混合管线及防老剂配罐（V-246）中。
（2）脂肪酸皂
桶装脂肪酸经暖房贮存预热后直接倒入（V-270）中，槽内温度由TC270调节蒸汽进量控制，保持在60～70℃。
熔化的脂肪酸由泵（P-270）送至脂肪酸贮槽（V-271）中，在60～70℃下贮存并定期由槽内下部向地沟排放冷凝水。
脂肪酸由泵（P-270）送至脂肪酸皂配制槽（V-202）中。
脂肪酸皂液配制实在配制槽（V-202）中间断进行的。
一次配制量见下表
成分
纯度%
重量Kg
计量（M~3）
一次水
16640
16.928
FAD
100
3464.45
4.001
SODA
20
2545.95
2.008
二次水
7301.63
7.428
各组分根据所在温度下密度折算成体积，分别由FQC201、FQCB235、FQCB234控制加入热软水（WTH）、脂肪酸（FAD）碱（SODA）的量。
首先手控加入一部分热软水，控制温度在50～60℃，再搅拌下，接收碱液，继而接收脂肪酸，搅拌至溶液澄清（完全皂化）。
然后补加热水，搅拌30分钟后取样分析。
合格的脂肪酸皂液，由LS204联锁控制，由泵（P-202）输送至脂肪酸皂液贮罐（V-204）中，贮存温度为50～60℃，皂液再由泵（P-204Aa.b、B）送至乳化剂混合管线和防老剂配料中。
（1）电解质
电解质溶液是在配制槽（V-205）内间断配制的。
成分
纯度%
重量Kg
计量
WT
288.2
0.289
POTASH
20
4712.4
3.968
PPA
75
733
461.6
TAMOL-N
32
966.28
830.1
EDTA
100
71.4
40Kg*1桶+31.4Kg
首先由FQCB202控制接收软水，打开冷凝水，再搅拌和冷却下用FQCB240加入规定量的氢氧化钾溶液，待温度降到35℃以下在加入磷酸（PPA），PPA是从缓冲槽（V-236）通过泵（P-224）送入计量槽（V-237）中，在加入至电解质配制罐（V-205）中，然后用FQ-254计量从扩散剂（TAMOL-N），最后倒入称量好的EDTA，搅拌30分钟后取样分析，配制合格的电解质溶液由LS208联锁控制，由泵（P-205）输送至电解质溶液贮罐V-206中，再由泵（P-205Aa.b、B）送往乳化剂混合管线。
（2）除氧剂（SHS）
除氧剂（SHS）溶液是在除氧剂配制槽（V-207）中间断配制的：
成分
纯度%
重量Kg
计量
WT
650
0.65
SHS
87
50
50Kg*1桶
由批量表FQCB203控制加入定量的水，在氮封和搅拌下，加入规定量保险粉，搅拌由计时器控制自动10min后停止搅拌。
取样合格的除氧剂溶液由LS211联锁控制，依靠液位差放至V-208中，再由泵（P-207Aa.b、B）输送至乳化剂混合管线。
由于保险粉溶液贮存有效期只有12h，因此配制量要根据需要，且注意N2保护。
（3）乳化剂在线混合
乳化剂在线混合配制是以水流量为主线，向管线内同时输入皂液、ELE溶液、SHS溶液，按比例混合送入乳化剂（EM）缓冲罐（V-306A、B）中。
首先确定皂型由选择开关选定配制混合型皂或单一型皂。
根据聚合需要，计算水流量，并由POE人员确定各种溶液的体积百分比，并在FCQA209、FFCQA211、FCQA213、FCQA215、FCQA217比例调节器上分别设定（WT）松香酸皂溶液、脂肪酸皂液、电解质溶液、保险粉溶液的加料百分比。
系统启动后，由计算机程序自动控制。
乳化剂的溶液配制和输送乳化剂溶液缓冲槽（V-306A、B）的液面联锁控制。
每小时在取样点（AP-221）取样分析一次。
（4）活化剂
活化剂溶液配制是在配制槽（V-210）内间断进行的。
成分
纯度%
重量Kg
计量
WT
27664
27.664
EDTA
100
61.3
40*1+21.3Kg
FES
60
24.5
24.5Kg
SFS
98
100
50Kg*2桶
配制活化剂2h，用FQCB203向刁白块（SFS）溶解罐（V-225）加软水0.9立方米，倒入规定的刁白块将其溶解，通过FQCB208向话化剂配制槽（V-210）加入计量的软水，在搅拌下加入计量EDTA和FES，搅拌15min之后，从刁白块配制罐（V-255）向V-210加入溶解好的SFS溶液，再搅拌60min后停止搅拌。
取样分析后，用输送泵（P-209）向话化剂缓冲罐（V-307）输送，V-307液面由联锁LS215控制。
（5）终止剂溶液配制
终止剂是在配制槽（V-212）内间断配制的。
成分
纯度%
重量Kg
计量
WT
13935.6
13.935
SDD
20
1681
1596L
DEHA
85
28
28Kg
SDN
100
93.1
25Kg*4袋
用批量累计器FQCB208控制向终止剂配制槽（V-212）加入计量的软水，开动搅拌，用泵（P-232）从福美钠贮槽（Z-201）通过FQCA201向V-212加入规定量的福美钠（SDD），然后加入称量后EDTA和雅硝酸钠（SDN）搅拌30min后取样分析。
合格的终止剂（S.S）溶液由泵（P-210）送至聚合岗位终止剂缓冲槽（V-308）输送操作由联锁LS218控制。
（6）雅硝酸钠（SDN）溶液的配制
SDN溶液的配制是在SDN配制罐（V-219）乃间断进行的，由FQCB202控制向V-219加入4.95立方米软水，开动搅拌，加入50KgSDN搅拌30min后，取样分析合格的溶液有输送泵（P-215）送至缓冲罐（V-426）中，输送由液面由联锁LS229控制。
（7）消泡剂溶液的配制
消泡剂溶液是在配制槽（V-220）内间断配制的。
第一次配料如下表
成分
纯度%
重量Kg
计量
一次水WTH
14.232
14.48
DEF
100
120
20Kg*6箱
输送至40%止
二次水
3.07
用FQCA224控制加入14.48立方米热软水（WTH），开动搅拌，加入消泡剂（DEF）120Kg并用低压蒸汽SLP加热至60～70℃充分溶解，取样分析合格后由泵（P-216）输送至缓冲罐（V-418）中，输送至一半后，加入WTH冲洗管线。
成分
纯度%
重量Kg
计量
一次水WTH
7116
7.14
DEF
100
60
20Kg*3箱
输送至40%止
1.8
二次水
1.8
污染防老剂的配制
防老剂PPD-B乳液在V-246中间断进行
成分
纯度%
重量Kg
计量
K-ROSIN
15
3700
3.7
PPD-B
100
800
200Kg*4桶
TAMOL-N
33
50
50Kg
WTH
300
0.3
防老剂8PPD的配制
成分
纯度%
重量Kg
计量
WTH
800
0.8
K-ROSIN
15
1600
1.6
8-PPD
1000
1600
200Kg*4桶
用FQCA227批量控制向污染型防老剂控制罐（V-246）中加入计量的松香酸钾皂（K015）溶液，开动搅拌，加入TAMOL-N和防老剂后，通过FACB328控制加入WTH保持V-246温度50～60℃。
配制好的防老剂通过乳化泵（D-203）乳化，送入污染型防老剂贮罐（V-247）中贮存，乳化30min后，停止V-247搅拌，待输送前10min开动搅拌，配制温度控制在50～60℃。
分析合格的防老剂溶液，由液面连锁LS245控制由泵（P-227）向防老剂贮罐（V-512）输送。
（9）非染防老剂的配制
三壬基苯基亚磷酸脂（TNP）、苯乙烯化苯酚（STP）的混合乳液是在配制槽9V-216）内间断配制的。
成
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