丁苯橡胶装置单体回收单元长周期运行模式研究

丁苯橡胶装置单体回收单元长周期运行模式研究

史珺

南京扬子石化橡胶有限公司 江苏省南京市 211500

摘 要

目的：研究丁苯橡胶装置单体回收单元长周期运行模式，以达到连续平稳生产节能降耗的目的。方法：梳理2019年国内乳聚丁苯橡胶装置动态，深挖丁苯橡胶装置单体回收单元长周期运行模式调整原因、相关操作工艺、具体改造重点、基于运行模式调整展望有绿色环保等具有未来发展方向的创新技术的推广。结果：2019年丁苯橡胶行业产能利用率在50-60%，大多企业环保质量达标，企业稳定性明显；丁苯装置恢复生产中，解决单体回收系统运行周期问题，以延长其周期运行效率的尝试，值得一用。结论：鉴于丁苯橡胶装置传统工艺弊端分析的现代创新技术运用，通过优化工艺操作条件、技术改造、规范操作等诸多手段以延长单体回收系统运行周期，推广前景广阔。

关键词： 丁苯橡胶装置 单体回收单元 长周期 运行模式

引 言

据《2019-2020中国丁苯橡胶市场年度报告》报告的结果显示，2015-2019年国内乳聚丁苯橡胶产能维持在170万吨/年，同比波动为0，产能增速放缓；2019年丁苯橡胶行业产能利用率维持在50%-60%间。同比2015年以前国内丁苯橡胶产能10%的增速，2015-2019年国内乳聚丁苯橡胶产能增速缓步推进，究其原因，在于丁苯橡胶装置单体回收单元长周期运行模式尚未形成，行业同质化竞争激烈、产能相对过剩、行业低估出现等多因素制约，导致成本压力增大^[1-2]。在此发展背景下，丁苯企业环保多数达标，企业生产稳定性明显好转；以2018年某石化企业在丁苯橡胶装置安全及环保性上的改造，丁苯橡胶行业内整体开工率和生产趋于稳定，二者年度产量同比增加分别为67%、15.5%；二者改造完成后对丁苯橡胶行业产量、长周期运行模式大有裨益。现就丁苯橡胶装置单体回收单元长周期运行模式研究分析如下：

第一章 丁苯橡胶装置单体回收单元概述

丁苯橡胶（SBR) ，即聚苯乙烯丁二烯共聚物（Polystyrene butadiene copolymer）。与天然橡胶相比，在耐磨性、耐热性、耐老化性及硫化速度上更具比较优势；在应用领域，适用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品等环节，为工业化生产中的杰出代表。丁苯橡胶装置单体回收单元作为其开工率衡量的关键，受单体回收单元生产工艺流程环节堵聚现象影响，物耗能耗较大^[3-5]。具体单体回收单元流程如下图1所示：

图1 丁苯橡胶装置单体回收单元生产流程图

聚合单元改造具体流程如下分析：

1. 流程阐释

从丁苯橡胶装置单体回收单元聚合单元来看，具体流程为聚合胶乳闪蒸槽（以压力和真空方式）——分离丁二烯从胶乳——压缩冷凝液化——返送到单体储存和配置单位。

2. 聚合单元关键部位

丁苯橡胶生产后中，对闪蒸槽、胶乳泵入口的过滤装置、脱气塔、乳胶管线阀门、流量计等关键部位进行堵聚处理，对提高单体回收单元的运行周期效率，稳定聚合乳胶性能至关重要。

3. 稳定性分析

聚合乳胶的稳定性，可成功实现乳胶聚合，得到所需聚合乳胶粒子。通过运用聚合门尼、乳胶TSC工艺指标避免聚合反应波动过大，导致聚合门尼和乳胶TSC固含量变异常不稳。乳胶稳定性作为决定凝胶的关键性影响因素、稳定性越好，越能在生产工艺中减少凝胶产生，越能延长单体回收单元运行周期；而稳定聚合乳胶，才能让聚合反应达到相对平稳的状态。

第二章 丁苯橡胶装置单体回收系统周期运行现状

丁苯橡胶装置单体回收单元主要工作原理为：以低压蒸汽聚合单元聚合胶乳利用闪蒸槽，通过压力和真空方式，将丁二烯从胶乳中分离后再通过压缩冷凝方式让其液化，返送到单体储存和配置单位的过程。

丁苯橡胶生产中，单体回收单元工艺实施中，受堵聚现象影响，周期运行效率较短。究其原因，在于生产中丁苯橡胶装置受闪蒸槽、胶乳泵入口过滤装置、脱气塔、乳胶管线阀门、流量计等构件影响，导致回收运行效率下降。基于此，从聚合乳胶稳定性视角出发，来达到乳胶粒子聚合效果。

第三章 改造重点

基于装置的特点分析来看，具体改造内容如下所示：

（1）工艺技术和设备选型

工艺技术中，装置与胶粉、软化剂、脱硫压力等类别相关，并需要在后期机械加工条件、用户要求等多因素需求中综合考虑。其软化剂种类选择和用量考究，受油种类、品质、物性要求、生产成本等。相关。脱硫工艺中，就脱硫压力(温度)和时间调整。脱硫装置设备选择主要经历：开机自启动，胶粉确定，选择软化剂、填充剂、活化剂及其水等的 配方比；炼胶工艺中，严格施工工序，即捏、精、滤、出片等工序。生产相关联动设备装置线还包括以开炼机(510)、精炼机、250(或300)滤胶机为主。高温常压塑化法以螺旋外壁加热装置，脱硫过程的完成，受各种助剂胶料在主机螺旋内的运动方向，热升温对料量、主机温度、主机转速的调节，最终回收胶料，完成脱硫。

（2）装置改进重点

为提升苯乙烯的汽提效果，将磁力泵改为旋涡泵。是提升丁苯橡胶装置单体回收单元长周期运行效能，确保消泡剂加入效果的体现。通过改进工作液密封水罐，为解决密封水系统堵聚现象，通过在密封水罐内排水管上增加向上弯曲的排油副线以减少密封水罐中油层的停留时间。在废水配置中增设闪蒸槽，将管线链接到了二级真空泵出口。改造苯乙烯脱气塔，新增加XV阀门改进装置将塔顶泡沫往下冲，解决堵聚问题。

（3）改进后的装置构造

构筑丁苯橡胶装置单体回收单元长周期运行模式，以延长单体回收单元的运行周期，需在工艺流程及其加工工艺整体上加以提升和改进。除了泄料槽，包括改造消泡剂加料泵等来稳定聚合乳胶，具体工艺指标需在聚合门尼、乳胶TSC工艺（具体参考泡孔薄膜孔径或纤维直径<1500nm的平均泡孔尺寸介于20-500μm内的泡孔热塑性粒子泡沫结构）；凝胶的关键影响因素正是靠乳胶的稳定性，即固含量变的稳定性来实现。

结束语

丁苯橡胶装置单体回收单元长周期的运行模式的建立，通过延长脱气塔、闪蒸槽等关键设备运行周期，改进丁苯橡胶装置、规范操作等措施加以实现。在未来发展中展望有绿色环保等具有未来发展方向的创新技术，成为丁苯橡胶装置加工企业的新出路，也为丁苯橡胶装置企业稳定性及其单体回收单元长周期的运行模式的可行性提供了技术参考。

参考文献：

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