(一)裝置發(fā)展及類型
1．裝置發(fā)展
丁基橡膠在1940年6月問(wèn)世，1943年投產(chǎn)，是美國(guó)的Exxon公司。在世界丁基橡膠生產(chǎn)行業(yè)中，Exxon、Bayer公司的丁基橡膠生產(chǎn)技術(shù)成熟可靠、水平較高，但從不轉(zhuǎn)讓技術(shù)，企圖長(zhǎng)期壟斷丁基橡膠生產(chǎn)技術(shù)和市場(chǎng)。Exxon公司聯(lián)合Bayer公司成立了子公司與北京燕化公司進(jìn)行合作談判，由于條件苛刻、技術(shù)費(fèi)用很高，因而未有結(jié)果。
意大利的Pressindustria公司(以下簡(jiǎn)稱n公司)從1971年開始對(duì)丁基橡膠理論開始研究1973年為Exxon公司提供攪拌器，1975年開始與前蘇聯(lián)合作進(jìn)行新型丁基橡膠聚合反應(yīng)器的研究，1976年取得成功。1983年P(guān)I公司對(duì)前蘇聯(lián)的下卡姆斯丁基橡膠廠的聚合反應(yīng)器和聚合工藝進(jìn)行改造，使其生產(chǎn)水平大大提高。1986年P(guān)I公司開始投入大量資金，完善了聚合反應(yīng)器和聚合工藝技術(shù)，開發(fā)了聚合反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)引進(jìn)專家掌握了丁基橡膠成套生產(chǎn)技術(shù)。
北京燕化公司同俄羅斯及PI公司進(jìn)行了技術(shù)交流，并于1995年12月15日由中國(guó)石化總公司召開“關(guān)于引進(jìn)意大利PI公司技術(shù)建設(shè)丁基橡膠生產(chǎn)裝置論證會(huì)”，進(jìn)而確定引進(jìn)公司的技術(shù)建設(shè)在中國(guó)大陸建設(shè)一套3X104t／a的丁基橡膠裝置。1997年10月14日，丁基橡膠裝置在北京燕山石油化工股份有限公司合成橡膠事業(yè)部開始動(dòng)工，于1999年12月28日正式投產(chǎn)。
2。裝置類型
丁基橡膠裝置是以高純度異丁烯和異戊二烯為原料，用高純度三氯化鋁加微量水為催化劑，氯甲烷為稀釋劑，采用淤漿法生產(chǎn)丁基橡膠的石油化工裝置。是制造子午胎內(nèi)胎和無(wú)內(nèi)胎輪胎不可代替的材料，在包括電子、機(jī)械、醫(yī)療和食品等行業(yè)中有著非常廣泛的用途。
(二)單元組成與工藝流程
1．單元組成
丁基橡膠裝置主要由乙烯制冷單元、丙烯制冷單元、配料及催化劑配制單元、聚合和脯氣單元、氯甲烷回收單元、氧化鋁干燥再生單元、異丁烯和異戊二烯精制單元、中間罐區(qū)公用工程系統(tǒng)和后處理生產(chǎn)線等10個(gè)單元組成。
2．工藝流程概述
丁基橡膠是在極低的操作溫度和半連續(xù)生產(chǎn)的條件下用異丁烯和異戊二烯聚合得到。催化劑為用氯甲烷作溶劑配制成的無(wú)水三氯化鋁溶液，該催化劑溶液經(jīng)過(guò)深冷進(jìn)入到反應(yīng)器。精制后的異丁烯和異戊二烯也用氯甲烷按一定比例配制成溶液，經(jīng)過(guò)深冷后進(jìn)人聚合反應(yīng)器，在反應(yīng)器中異丁烯和異戊二烯在催化劑存在下瞬時(shí)完成聚合反應(yīng)，生成丁基橡膠膠粒。膠粒和未反應(yīng)的單體和氯甲烷自聚合反應(yīng)器頂部溢出進(jìn)入到脫氣釜用熱水脫氣，蒸出未反應(yīng)的大部分單體和氯甲烷。在脫氣釜中加入分散劑和抗氧劑，并加入燒堿溶液中和三氯化鋁水解生成的鹽酸。經(jīng)脫氣后的膠粒和水再經(jīng)第一汽提釜和第二汽提釜進(jìn)一步蒸出未反應(yīng)的單體氯甲烷。
未反應(yīng)的單體和氯甲烷再經(jīng)壓縮、干燥和精制后循環(huán)使用。不含氯甲烷的膠粒和水從第二汽提釜底部出來(lái)送到后處理，經(jīng)后處理生產(chǎn)線，膠粒經(jīng)脫水，分離的水返回汽提釜。
膠粒經(jīng)過(guò)擠壓干燥機(jī)和熱風(fēng)干燥箱，進(jìn)一步干燥，再經(jīng)壓塊和薄膜包裝后得到成品膠，裝箱后送人膠庫(kù)碼垛、儲(chǔ)存和運(yùn)出。
丁基橡膠生產(chǎn)工藝不僅要求純凈的原料和氯甲烷，還要保持極低的反應(yīng)溫度和控制反應(yīng)物料的水分。工藝上所需要的低溫是由乙烯和丙烯深冷系統(tǒng)提供。乙烯和丙烯深冷系統(tǒng)給工藝物流提供冷卻所需的不同溫度，液體乙烯和丙烯分別在二種壓力下閃蒸，閃蒸后的氣體乙烯和丙烯返回壓縮機(jī)壓縮、冷凝，丙烯用循環(huán)卻水冷凝、乙烯用丙烯冷凝。
溶解在高純度氯甲烷中的AlCl3溶液儲(chǔ)存在容器中，AlCl3的飽和溶液送到反應(yīng)器前在管道混合器中用高純度氯甲烷稀釋到需要的濃度，冷卻后進(jìn)人儲(chǔ)罐。根據(jù)產(chǎn)品要求，按一定配比進(jìn)入到反應(yīng)器中。
聚合反應(yīng)在特殊設(shè)計(jì)的反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)器操作時(shí)間不少于60h，清洗反應(yīng)釜掛膠的時(shí)間不超過(guò)15h。聚合反應(yīng)器生成的丁基橡膠膠粒不溶于氯甲烷中，在氯甲烷中呈淤漿狀態(tài)離開反應(yīng)器。反應(yīng)器工作60多小時(shí)后，由于換熱表面掛膠需要清洗，必須停止進(jìn)料，當(dāng)一臺(tái)反應(yīng)器切換清洗時(shí)，另一臺(tái)清洗完畢處于備用狀態(tài)的反應(yīng)器必須立．Bp啟動(dòng)，以便給下游設(shè)備提供連續(xù)進(jìn)料。
