摘要：顺丁橡胶在我国的生产量很大，全国有许多的分工厂，但是在顺丁橡胶生产过程中存在着诸多问题，如生产设备装置出现性能退化，生产工艺耗能较大等问题，造成了大量的浪费。既增加了生产成本，影响了企业的效益又浪费时间和精力，因此优化顺丁橡胶生产装置，进行生产工艺节能十分必要。
关键词：工艺流程；原理；效果
顺丁橡胶简称顺式-聚1,3丁二稀橡胶，它在代号在国际上BR9000，顺丁橡胶的产量仅次于丁苯橡胶，是名副其实的第二橡胶，它有着良好的弹性以及超强的耐磨性，并且在耐低温方面也有着特殊的性能，在实际生产中有着广泛的应用。蒸汽生产能耗在顺丁橡胶生产中占据主要位置，整个顺丁橡胶装置蒸汽消耗又集中在凝聚单元上，占有全装置的大部分。由于顺丁橡胶装置中的凝聚单元耗能量高，因此优化改进顺丁橡胶凝聚工艺是节能的一大方向，具有很深的前景。
一、顺丁橡胶装置生产工艺流程
顺丁橡胶出现在20世纪60年代，它是一种高分子弹性体，通过丁二稀单体经溶解催化聚合制作而成。它的化学名称为：顺式-聚1,3丁二稀橡胶。顺丁橡胶的生产时将丁二稀、溶剂、引发剂在连续釜式反应器中进行配位聚合，用到的原理是溶液聚合的方式，制成粘稠胶液，通过蒸汽凝聚、洗胶、等过程获得。顺丁橡胶的装置包括了聚合系统、凝聚系统、后处理系统、回收系统等。
（一）聚合工艺
聚合工艺是采用的镍系三元催化体系，丁二烯和溶剂油相互混合成一定的丁浓，加上混合成的铝、镍催化剂进入聚合釜，用溶剂油稀释后硼催化剂直接加进去聚合釜，多个聚合釜串联组成的连续生产线，得到的胶液利用压力表差进入胶液罐中的。
（二）凝聚工艺
凝聚工艺是将胶液混合，利用的是水析凝聚方法，利用蒸汽加热凝聚釜内的水，溶剂油、未反应的丁二稀等与橡胶颗粒在凝聚釜内分离，进一步加工橡胶颗粒送成品，溶剂油以及未反应完丁二稀冷却后送罐再次利用。利用回收的预热加热循环热水。胶液罐气相集中进入碱洗塔，将酸碱进行中和，减少了残余催化剂带来的酸性腐蚀。
（三）回收工艺
回收工艺是为聚合提供合格的丁二烯和溶剂油，丁二烯和溶剂油里含有各种杂质，要先把它们除去。通过多组的分精馏过程回收溶剂油、丁二烯，利用混合液各组成成分的会发程度不同，在一定的压力和温度下经过多次冷凝蒸发，最终实现了个各种成分分离。溶剂油、丁二烯采用非均相共沸脱水。水、溶剂油或丁二烯达到一定的压力后就会产生共沸现象从塔顶部蒸出来，之后会经过冷凝器冷凝，水和物料在回流的罐子中分层后排掉水分，从而达到脱水的目的。
（四）成品工艺
成品工艺指的是经过凝聚后的胶粒用水洗涤，除去表面的杂质和分散剂，通过调节胶粒的温度，控制胶粒的密度和流量，之后在挤压机里面完成脱水，经过干燥机的高压高温和膨胀闪蒸，脱水工作会更加的彻底，等干燥程度达到要求，压块成型包装成品就可以了。
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（五）灌区工艺
灌区工艺是根据相关的要求接受储存丁二烯、溶剂油，进行送回到之前的的区域，避免了浪费。
二、凝聚工艺改进
处于气液平衡态时溶剂气化溶剂组分的压力与实际操作时气相分压之差决定溶剂气化速度,差值增加，气化速度也就越快。凝聚釜中的压力之差是气化推动力，凝聚工艺优化后使得凝聚操作靠近气—液平衡态，此时的蒸汽耗量有所下降。溶剂气化产生的动力应用使得水析法凝聚技术凝聚节能的理论基础，提供了优化凝聚工艺的依据，形成了能耗、物耗和凝聚温度、操作压力之间模型，并能通过理论计算论证差压凝聚的科学合理性。
凝聚过程中能量损耗和物耗是以溶剂气化动力为纽带的，彼此之间相互制约。提高溶剂气化速率需要通过在水析法中提高凝聚时的温度降低操作压力，此时物耗减小，能耗增多；相反之物耗较多，能耗较小。预凝聚技术是降低物质消耗的重要途径且不增加能量消耗，由绝热闪蒸来完成大部分溶剂的气化，从而化解了凝聚能耗和物耗之间的矛盾[1]。
三、改进凝聚工艺
实际的装置加上预凝聚技术的理论再对顺丁橡胶装置预凝聚工艺进行研究而确定新的方案。预凝聚工艺在凝聚釜增设预凝聚系统，根据预凝聚的研究成果，我们可以设定预凝技术的可控条件，改变分散剂和碱液的添加方法。由原来的直接加入到凝聚釜内，转变为加入到预凝聚系统的过热水管线上。
根据差压工艺理论再结合上生产装置进行改进，凝聚工艺改造凝聚线，增设颗粒泵，之前的釜间溢流过料的输送方式改为颗粒泵输送，凝聚釜气相流程进行转变，将生产线凝聚釜气相直接进冷凝器。
四、干燥生产工艺改进方案
顺丁橡胶进行丁二稀聚合需要在镍系催化剂的作用下。凝聚后的胶粒中此时带有少量的催化剂，在凝聚过程中加入少量的碱和分散剂，洗胶是利用脱盐水洗去胶中的催化剂以及水溶性杂质，从而保证了产品的合格。进入挤压脱水机胶粒含水量较大，经过挤压后含水量大大降低。进入到干燥剂的橡胶颗粒受到摩擦、螺杆挤压升温，在高压作用下挤出模头膨胀闪蒸脱水，使得胶粒中的含水量低于百分之一，然后再经过干燥箱，提升机进行脱水，含水量会近一步减小。
洗胶流程中，进料量和出料量不平衡是一大问题。洗涤水泵是离心泵，当送料量超过每小时30立方时，离心泵循环量依然保持，因为它的频率是固定的[2]。因为产量的不断增多，胶粒中所含有的催化剂、溶剂油以及其他杂质洗涤的时候不够彻底，干燥剂的温度和洗胶罐就呈现直线上升，容易引起干燥剂下料口返料。若在洗胶罐的水泵补水上加流量气动调节阀门。通过阀门的信息反馈，使得气动遥控板输出的信号，从而实现正确的定位，如此可按照产量变化及时对脱盐水流量作出调整，使胶粒充分洗涤脱出杂质。循环的调节阀门根据生产的需求进行高精准的控制。
通过研究和改进对凝聚节能降耗理论和提升预凝聚技术，顺丁橡胶生产水平得到了不小的提升，生产速率大大的加快。最主要的是有效的减少了能耗，节省了许多资源，取得了较大的经济成功。洗胶工艺的优化，大大提高了工作的效率，保证了生产能更加有序，同时也方便了许多。，从而减小了能源消耗。
参考文献：
[1]刘潇,李澍强,朱效利.顺丁橡胶装置设备腐蚀原因分析及防腐蚀措施[J].化工管理,2015(21):144.
[2]李俊日.顺丁橡胶洗胶干燥生产工艺及设备改良[J].广州化工,2013,41(07):166-167+179.
论文作者:龚贞栋,邢君
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/11/13
标签：顺丁橡胶论文; 工艺论文; 胶粒论文; 装置论文; 溶剂论文; 物耗论文; 溶剂油论文; 《基层建设》2018年第27期论文;