順丁橡膠裝置溶劑降耗分析與對策

楊荀予

摘要：通過歸納總結了我國不同順丁膠生產過程中的溶液使用情況與溶劑走向，分析在順丁橡膠生產工藝中的溶劑損耗情況，從研究中發現其溶劑損耗的情況主要來源于三個方面，其一是裝置中尾氣的排放過程，其二是裝置中的產業排放問題，其三是生產工藝中油罐所排放的水導致的損耗問題，根據所面對的損耗問題來源，需采取有效的應對措施來降低順丁橡膠裝置在生產過程中的溶劑損耗，以達到實現生產過程中的溶劑消耗量，控制在一定范圍內。

關鍵詞：順丁橡膠裝置 溶劑降耗 分析與對策

前言：順丁橡膠的生產裝置在我國已經運行一段時間，已出具規模，現如今我國國內常見的生產裝置主要分為兩類，一類為鎳系的生產工藝裝置，另一類為釹系的生產工藝裝置，這兩類生產工藝裝置在生產過程中所采用的溶劑，多數是以正己烷為溶劑，將其作為溶液的聚合體系，其作用首先是幫助物料融合，其次可稀釋體系，最后可幫助熱量傳遞。但在目前的裝置應用過程中，溶劑的單程消耗較大，如何有效的降低溶劑的損耗問題是目前研究的熱點。

一、生產裝置中的溶劑損耗分析

在順丁橡膠生產裝置中，其中的正己烷溶劑走向是由精溶劑所在罐體，被送入聚合釜中發生化學反應，經反應產生的溶液將被儲存在罐體內，其產生的氣體通過裝置內的堿洗塔被吸收，而留在罐體內的則形成膠體狀態，并在之后通過裝置內的凝聚釜將膠體內的溶劑脫除干凈，后含溶劑的液體流經分層罐經分離后，底部的殘余廢水排掉，而處于上層的油相物質將會被送到濕溶劑罐體內，后再次出現分層情況。濕溶劑會被運輸到粗溶劑罐中，正己烷則由罐車被補充進入粗罐劑罐中，其中的粗溶劑會以原料的形式送入脫水塔，經過脫水塔的脫水、重塑、精制得到精溶液，得到的精制溶液則會被儲存在精制劑罐體內，供之后的聚合反應使用，余下的組分則會被送往運輸車間進行處理。

1.工藝產品的溶劑余量

通過分析可知，在最終得到的產品中仍然會有溶劑的殘留。在進行順丁橡膠最終產品的成分分析的過程中，發現產品中仍舊存在殘留溶劑、水分子等組分，根據網頁的資料顯示，在我國的20萬噸順丁橡膠生產裝置的一年生產產品分析報告匯總上顯示，其中的順丁橡膠產品的成分中，烴類物質的含量大概在0.005%～0.035%之間，而受到溶劑消耗所影響到的大約在0.15～0.45kg/t。

2.尾氣中損耗

其是指在溶液走向中的后尾氣處理排放問題上的損耗。在順丁橡膠裝置生產過程中，裝置的后處理尾氣裝置主要。包含了脫水塔、洗膠灌、膨脹設備、擠壓設備以及物質流化床部位等，該過程的尾氣主要是由于在此過程中膠粒閃蒸而產生的混合蒸汽，在其后處理裝置產生的尾氣中，烴類的物質含量大概在2350～6050mg/m3。若順丁橡膠裝置的產能大概在20萬t/a，則此時對應的后尾氣處理產生的排放量大約在200000m3/h，其中溶劑的損耗大約會超過40kg/t。

3.精制中的損耗

流程中最后的精制過程中的產業排放所造成的溶劑損耗問題。在該產業排放的過程中所造成的容積損耗可分為兩種類型。一種重組分排放中，當重組分所在的系統環境內中組分的量累積到一定程度時，會使得溶劑脫水塔的底部溫度發生變化，使其快速上升。若此時中組分的含量高，則會導致精溶劑在反應過程中發生反應速率下降或不發生反應的危害。另一種輕組分，其主要是由于含碳量較小的烴類物質構成，其需要通過脫輕塔將其排出罐外，從而降低其在溶劑中的積累量。由重組分所引起的溶劑損耗大約在20kg/t，由重組分所引起的溶劑損耗大約在3.4kg/t。

二、裝置中有效的降耗措施

1.凝聚工藝的優化

在目前我國的橡膠工藝生產流程中，采用的凝聚工藝是三釜凝聚，且目前已經成為了合成橡膠工藝過程中的主要凝聚工藝。而在生產順丁橡膠的過程中，采用三幅凝聚工藝作為其凝聚的方式，可使得在此過程中產生的氣體物質的損耗量減少30%以上，并使得在后邊的后處理尾氣中的烴類含量也大大的減小。使得最終生產的產品橡膠中的溶劑殘留量減少了45%以上。在三釜凝聚工藝中，生產過程中所產生的混合氣體，容積與水的混合物是從反應釜的頂端擴散出去，后再經過收集與冷凝，將其加以回收利用，進而可以提升整個系統的溶劑回收利用率。而相對于最終產品中的溶劑殘留情況與尾氣中烴類的含量情況，則是與反應釜中的膠粒情況有直接關系，因此，在生產工藝流程中，通常會通過提高凝聚過程中的凝聚溫度，或者降低凝聚過程中的凝聚壓力，來使得焦慮在閃蒸過程中以及脫除過程中的效果。但是溫度的升高與壓力的變化將使得此過程中產生的蒸汽量增加，因此為了保持所產生的蒸汽的量與溶劑的損耗之間的動態平衡關系，三釜凝聚工藝中的反應釜分別要保持（89℃，42kPa）、（103℃，84kPa）、（101℃，9.5kPa），其可上下浮動2個單位。

2.改進凝聚釜的攪拌

在順丁橡膠生產過程中凝聚工藝是其整個工藝的關鍵，而在凝聚工藝中，凝聚釜中的攪拌操作，是其工藝成敗的關鍵，更是凝聚工藝中的核心操作，凝聚工藝中的攪拌，可直接影響到在釜內的膠粒的分散狀況，若在凝聚工藝流程中凝聚攪拌的操作不到位，使得釜內膠粒分散的不夠均勻分布，進而會使得膠粒在釜內發生聚合結塊的現象，這種結塊兒結團的現象會使得溶劑的脫除受到了限制，嚴重的狀況下會導致整個生產流程的暫停，嚴重影響了整個工藝流程，在進行三釜凝聚工藝的設計過程中，其生產效率，生產狀況都得到了有效的改善，但在攪拌工藝上的改良卻沒有得到有效的提升。以三釜凝聚工藝中的2號凝聚釜為例，假設此時的釜內控制液位在75%，而傳統的凝聚釜內，用于參與攪拌反應的漿葉葉片只有4層，而位于最頂層的漿液葉片，在釜內所對應的膠液液位，大約在55%的釜內位置，由于受其位置所制約，使其在攪拌的過程中無法達到最佳的效果，進而導致在2號凝聚釜內，常常會出現液面上漂浮著一層膠粒物質，經過相關的調查研究發現，在凝聚釜內70%的液位上，在增添一層槳葉葉片，則會使得凝聚釜內的攪拌效果極大的改善，進而可以使得順丁橡膠的生產運作周期加以延長，從之前的6個月延長至之前的三倍，從而使得順丁橡膠的生產更加的穩定，而在此過程中所產生的溶劑損耗和蒸汽損耗得以改善。

3.濕溶劑罐的優化

在順丁橡膠生產工藝中，所使用的濕溶劑罐在使用中并沒有設置脫水的裝置，緊緊依靠于人工的操作，在使用的過程中，通過人力的操控，間斷式的打開濕溶劑罐的底部閥門，進行脫水處理。這樣式的操作方式存在很大的不利，其一，會導致無法在精準判斷監控罐內的油水界面位置，因為要求在此過程中的界面需要嚴格控制在液位變送的零位以下位置上;其二，由于排放的不精確，可能會導致排水過程中的過度排放，進而會引起溶劑更大的損耗問題，同時對于排放出來的污水中的油含量難以把控，很容易出現水油含量超標的問題;其三，由于是人工控制，很容易出現脫水不及時快速的情況，使得產生的粗溶劑中會含有一定的游離水，直接影響后邊的精制過程。因此需要在濕溶劑罐體中增加一項脫水裝置的設置，首先是要。在其罐體中設立一個帶界面變送器的脫水裝置，可加強罐體中的監控精密度，同時為了保證控制的力度，需要再在其內部增設一個脫水調節閥來嚴格控制，以達到裝置的精密高效性。

結束語

綜上所述可知，在順丁橡膠裝置的生產過程中，溶劑損耗問題主要會集中在尾氣殘液的排放問題中，可通過一定的技術手段，對其進行技術上的升級與操作上的優化，比如可通過對其凝聚工藝的優化、凝聚釜內的操作改進以及優化濕溶劑罐內裝置等進行實際的改善，以確保最終的產品質量與生產效率可在一定程度內得以最大化改進。

參考文獻

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1972501705296