年产10万吨ABS树脂接枝粉料车间工艺设计样本.doc

毕业设计
摘 要
ABS树脂是聚丁二烯橡胶、单体苯乙烯和丙烯晴接枝共聚物，它兼具三种组分共同性能，无毒、无臭、耐冲击、质硬、尺寸稳定、耐化学腐蚀、电性能良好、易于成型加工，表面光洁和轻易着色。ABS树脂是现在产量最大、应用最广热塑性工程塑料。
现在世界上ABS树脂合成仍广泛采取是乳液接枝掺混法。该法是用乳液接枝法生产高胶ABS接枝粉料作为中间品，将中间品于本体AS聚合物进行掺混。挤出造粒生产ABS树脂。该法工艺成熟、步骤短、设备少、生产品种多、适宜大规模生产。
本设计关键完成了ABS接枝粉料段工艺步骤设计、反应釜设计、车间部署设计、编制了设计。

关键词：ABS树脂、工艺、乳液接枝掺混法

Abstract

ABS resin is Polybutadiene Rubber, styrene monomer and acrylonitrile graft copolymer, it combines three components of common, non-toxic, odourless, resistant to shocks, the quality is hard, good dimensional stability, chemical resistance, electrical properties, ease of forming, the surface is smooth and easy coloring. ABS resin is by far the most productive, the most widely used thermoplastic plastics.
Synthesis of world ABS resin emulsion grafted mixing method is widely used. This Act was produced using emulsion grafting grafting of ABS high glue powder as an intermediate product, intermediate in the ontology AS polymer blending. Extrusion granulation production of ABS resin. The Act less short mature technology, process, equipment, production, varieties, suitable for mass production.
This design ABS grafted powder process design, plant layout design, reactor design, preparation of design specifications.
Keyword: ABS , craft , lotion copolymeriztion.

目 录

第一章 概 述 1
第二章 生产配方及原料、辅助原料技术规格 4
2.1 生产ABS粉料配方及工艺条件 4
2.1.1 生产聚丁二烯乳胶配方及工艺条件 4
2.1.2 ABS接枝聚合配方（质量份） 5
2.1.3 生产ABS粉料关键设备 5
2.2 原料规格 6
第三章 工艺步骤简述 9
3.1 简述 9
3.2生产基础原理 9
3.2.1 聚丁二烯乳胶合成 9
3.2.2 ABS接枝共聚反应机理 10
3.3 生产工艺过程 11
3.3.1 简述 11
3.3.2 PBL生产及单体回收工艺过程 12
3.3.3 生产ABS粉料工艺过程 13
3.4 工艺技术特点 13
第四章 工 艺 计 算 14
4.1物料衡算 14
4.1.1工艺步骤示意图 14
4.1.2 化学反应方程式： 14
4.1.3确定计算任务 14
4.1.4 搜集数据 15
4.1.5计算基准 15
4.1.6聚累计算 15
4.2设备工艺计算 18
4.2.1确定计算基准 18
4.2.2确定操作方法 18
4.2.3搜集数据 18
4.2.4反应釜体积计算 18
4.2.5反应釜直径和筒体高和封头几何参数确实定 19
4.2.6 轴封装置 20
第五章 生产控制分析 21
5.1 丁二烯聚合及ABS聚合装置控制系统 21
5.2 中央控制室 21
第六章 车 间 布 置 22
6.1 概述 22
6.2设计依据 22
6.3 车间部署要考虑问题 22
6.4 车间厂房部署 23
6.4.1厂房形式选择 23
6.4.2 厂房轮廓 23
6.5 车间各部分组成 23
6.5.1 工艺生产部门 23
6.5.2 辅助生产部门及生活行政部门 23
6.6 车间设备部署 23
6.6.1 满足生产工艺要求 24
6.6.2 满足设备安装和检修对部署要求 24
6.6.3 符合建筑设计要求 24
6.6.4 符合安全卫生标准 24
第七章 ABS物化特征及改性产品 25
7.1 ABS物化特征 25
7.2 ABS老化及防老方法 26
7.2.1 自然老化对ABS性能影响 26
7.2.2 热氧老化对ABS性能影响 26
7.3 产品改性 26
7.3.1 高抗冲ABS 26
7.3.2 透明ABS 26
7.3.3 耐热ABS 27
第八章 安 全 技 术 28
8.1 安全关键点 28
8.1.1 丁二烯贮罐区 28
8.1.2 聚合系统 28
8.1.3 ABS树脂干燥系统 28
8.1.4 其它部位 28
8.2 贮存和运输 29
8.3 回收 29
8.4 法律方面 30
第九章 环 境 保 护 31
9.1 概述 31
9.2 污染源及组成 31
9.2.1 废气污染源及组成 31
9.2.2组成 31
9.2.3 废渣（液）污染源及组成 31
9.3 污染物治理方法及预期效果 32
9.3.1废气治理方法 32
9.3.2 废水治理方法 32
9.3.3 废渣（液）治理方法 33
9.4 绿化设计 33
9.5 环境管理和监测 33
第十章 人 员 编 制 35
第十一章 技术经济指标 37
11.1 多种生产工艺技术经济指标 37
11.2 乳液接枝ABS粉末/本体AS熔融料掺混关键参数 37
11.2.1 装置组成、生产规模、生产方案 37
11.2.2 原料起源 38
11.3 物耗、能耗、成本 38
11.3.1 原料及助剂消耗 38
11.3.2 公用工程消耗 39
11.3.3 成本 39
11.4 投资 39
第十二章 ABS发展存在问题及提议 42
12.1 中国ABS树脂生产存在问题 42
12.1.1 ABS树脂生产原料 42
12.1.2 产品品种 42
12.1.3 ABS生产环境保护问题 42
12.2 对中国ABS树脂生产提议 42
12.2.1 扩大ABS生产能力 42
12.2.2 开发含有自主知识产权关键技术 42
致谢 43
参考文件 44
附 录 45

第一章 概 述

ABS树脂，从组成上来看，能够从3个层次表述：它由碳、氢、氮三种元素组成；它是由丙烯腈，苯乙烯，丁二烯三种单体共聚得到接枝共聚物；它是由苯乙烯丙烯腈在聚丁二烯乳胶上接枝得到接枝橡胶，和游离苯乙烯和丙烯腈共聚物SAN或AS树脂，经过掺混挤压造粒而制得产品。
其英文名Acrylonitrile-butadine-styrene。它综合了丙烯腈( A) 、丁二烯( B) 和苯乙烯( S) 各自聚合物优良性能, 含有抗冲击性能、耐低温性能、绝缘性能, 而且表面光泽性、着色性能良好。丙烯腈使得ABS有良好耐化学腐蚀性和表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好加工性能，其百分比为苯乙烯通常在50%以上，丁二烯占20%左右，剩下是丙烯腈含量。
ABS有几好抗冲击强度，且在低温下也不快速下降。有良好机械强度、硬度、和一定耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性及电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但和烃长久接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品侵蚀会引发应力开裂。ABS有一定硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任意颜色、期缺点是耐热性不高，连续工作温度为70℃左右，热变性温度约为93℃左右。耐气候差，在紫外线作用下易变硬而发脆。因为ABS中三种组分之间百分比不一样，其性质也略有差异，从而适应多种不一样应用。依据应用不一样可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、地冲击型和耐热型等。
ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等。
ABS 树脂生产装置生产规模逐步扩大, 多种性能和专用料开发日趋成熟。现在工业化ABS 树脂生产技术有: 乳液接枝聚正当; 乳液接枝掺混法和连续本体聚正当。其中乳液接枝掺混法又分为: 乳液接枝- 乳液SAN 掺混法; 乳液接枝- 悬浮SAN 掺混法; 乳液接枝- 本体SAN 掺混法。这三种ABS 树脂工业生产技术综合评价见表1。
乳液接枝- 本体SAN 掺混生产技术该技术因为生产技术成熟, 产品牌号多,产品力学性能、外观着色性能、加工性能均良好, 所以是现在ABS 树脂生产关键方法, 有近80 %ABS 树脂生产厂采取该方法乳液接枝- 本体SAN 掺混法因为本体SAN 生产成本比较低, 所以近几年开发关键是生产高性能ABS 粉料。现在ABS 高胶粉关键研究方向是提升胶乳中橡胶相( 乳液聚丁二烯主干或乳液丁苯胶乳主干) 含量, 努力缩短聚丁二烯主干胶乳聚合反应时间和苯乙烯
表1 ABS 树脂工业生产技术综合评价

项目
乳液接枝聚正当
乳液接枝掺混法
连续本体聚正当
乳液SAN 掺混
悬浮SAN 掺混
本体SAN 掺混
技术水平
已落后, 仍生产
效益差, 仍生产
广泛采取
大力发展
尚不完善
投资
中等
较高
较高
中等
最低
反应控制
较轻易
轻易
轻易
轻易
困难
设备要求
聚合简单
聚合简单
后处理复杂
后处理复杂
简单
热交换
轻易
轻易
轻易
较轻易
困难
后处理
复杂
复杂
复杂
复杂
简单
环境保护
差
差
较差
中
最好
发展趋势
淘汰
无发展空间
仍有发展空间
关键方法
景宽广,
有待完善
品种改变
品种可调
品种灵活
品种灵活
品种灵活
品种少
产品质量
含杂质较多
含杂质较多
含一定量杂质
含杂质较少
产品纯净

和丙烯腈在PB 胶乳上接枝聚合反应时间, 严格控制胶乳粒径和粒径分布, 提升ABS 树脂冲击性能和改善外观光泽度。ABS 接枝主干PB 胶乳有聚丁二烯胶乳、丁苯胶乳和丁腈胶乳, 不一样PB 胶乳对ABS 树脂性能有一定影响, 聚丁二烯PB 胶乳可使树脂有很好耐寒性; 丁苯PB 胶乳可改善ABS 树脂加工流变性; 丁腈PB 胶乳能够提升树脂耐油性。PB 胶乳粒径、粒径分布、凝胶含量对ABS 树脂影响比较大, 为了确保ABS 有足够冲击强度,要求PB 胶乳平均粒径要达成250～300 nm, 凝胶含量控制在60 %～80 %。粒径分布控制在一定范围内有利于ABS 树脂加工流动性和外着色性能PB 胶乳大粒径合成有2 种方法: 1 种方法是在聚合过程中直接合成大粒径胶乳, 称1 步法; 另1 种方法是先合成小粒径胶乳, 再将小粒径附聚成大粒径, 故称2 步法。因为1 步法直接合成大粒径胶乳时间长, 通常为25～40 h, 设备利用率低、装置生产能力小, 所以现在PB 胶乳聚合工艺发展关键是2 步法。生产80～100 nm 小粒径PB 胶乳反应速度快,通常在8～12 h 内完成。小粒径PB 胶乳附聚增大粒径有冷冻附聚、压力附聚和强力搅拌附聚等物理附聚法在乳液接枝- 本体SAN 掺混法生产ABS 技术中, 因为ABS 接枝粉生产工艺复杂, 成本高, 所以在和本体SAN 掺混生产ABS 过程中全部努力在不降低ABS 树脂性能基础上, 降低ABS 接枝粉掺混百分比。所以开发生产高胶含量ABS 接枝粉成为关键步骤。要使ABS 接枝粉有较高质量, 就要控制ABS 接枝聚合接枝度和接枝效率, 经过选择适宜引发剂( 如BZ2O2) 即可确保接枝反应有较高反应速率和最终转化率, 又能确保聚合反应有较高接枝效率。
在国际，日本帝人企业开发出无卤阻燃PC/ABS 合金MultilonTN- 7000 系列新产品, 和以前无卤阻燃合金TN- 3800 系列产品比, 成型时放出气体少,附着模具残余量大为降低, 阻燃性有所提升, 并含有良好流动性, 尤其适适用于大型办公室自动化设备机架、台板等薄壁化设计。日本帝人企业Multilon RN- 3120 是PC/ABS合金, 适适用于掌上电脑等袖珍设备薄层外壳。三菱工程塑料企业(MEP)已将一系列非溴化物型阻燃牌号PC/ABS 合金- IupilonMB1800、MB1700、MB8300 和MB1600 投放市场, 适适用于笔记本电脑、掌上电脑和办公室设备。
中国ABS 树脂关键应用于汽车、通讯器材、计算机、日用具、体育用具等, ABS 树脂产品出口量不停增加, 为了确保ABS 树脂产品适应欧美国家对环境保护方面要求, 中国ABS 树脂厂家要努力开发专用料, 满足不一样领域需求, 提升产品竞争力。中国需求数量比较大专用料有阻燃、冰箱板材、耐热级、透明级、高光泽、抗静电、电镀级和PA/ABS、PC/ABS、PVC/ABS 等多种ABS 合金树脂。
伴随中国外经济快速发展, 合成ABS原料全部存在不一样程度短缺。现在国际上ABS 树脂全部向着高性能专用料、塑料“合金”方向发展, 中国市场因为改性PP、高冲PP 发展, 对ABS 市场产生较大影响。中国关键ABS 生产企业多生产通用牌号产品, 产品价格低, 盈利能力低。所以, 提升产品品质, ABS 生产企业加紧开发专用牌号、共混合金牌号是中国ABS 树脂发展关键。中国部分民营厂家ABS 树脂改性发展很快。这些厂家近靠市场, 以聚丙烯、ABS、聚苯乙烯共混改性为主, 部分满足了中国ABS 市场专用料需求。但这些树脂改性厂家关键问题是缺乏高胶ABS接枝粉, 技术力量、检测手段还有一定不足。
本装置系引进日本合成橡胶株式会社工艺技术，为乳液接枝—本体SAN掺混法，含有技术成熟可靠，工艺步骤短，设备台数少，产品质量好，可生产ABS品种多，废物排放少优点、是现在世界上比较优异工艺技术。本ABS项目有日本窒素工程总承包，由日本株式会社提够外汇贷款。
本初步设计所采取图纸、资料、数据以协议附件和总图会议书为基础。鉴于卖方工艺包、基础设计还未完成、所给数据仅是初步，所以伴随卖方工作深入，部分内容将会有修改。

第二章 生产配方及原料、辅助原料技术规格
2.1 生产ABS粉料配方及工艺条件
2.1.1 生产聚丁二烯乳胶配方及工艺条件
物料名称
质量分数％
丁二烯
氢氧化钠
歧化松香酸钾皂
氢氧化钾
脂肪酸皂
叔十二碳硫醇
磷酸钾
过硫酸钾
过硫酸钠
表面活性剂
软水
100
变量
2-3
变量
3-2
0.2-0.6
0.3-0.5
0.15-0.4
0.2-0.4
0.2-0.3
120-190

工艺条件
聚合温度/℃
低温聚合
高温聚合
5±1
50-80
聚合时间
8-10
8-14
单体转化率/%
>95
>95

2.1.2 ABS接枝聚合配方（质量份）
物 料 名 称
配 比（质量分数）
聚丁二烯乳胶
丙烯腈
苯乙烯
叔12碳硫醇
歧化松香酸钾
焦磷酸钠
葡萄糖
硫酸亚铁
过氧化氢异丙苯
工艺水
100
30
10
0-1
5
0.4
0.8
0.01-0.016
0.8
280
2.1.3 生产ABS粉料关键设备
2.1.3.1 聚丁二烯胶乳生产单元
1、聚合釜，夹套，设计温度120℃，压力1.2MPa。
2、乳胶排放槽，设计温度5.65℃，压力1.2MPa。
3、回收丁二烯压缩机，水循式真空泵，防爆型。
2.1.3.2 乳液接枝单元
1、接枝聚合釜，搪瓷，设计温度160℃，压力0.7MPa。
2、凝聚槽，三级，衬瓷砖，设计温度120℃，常压。
3、离心机，注意排量、转速、电机功率等参数。
4、干燥器，（对万吨装置而言）沸腾床干燥器，排量为550-700kg/h，气流干燥器和之串联使用，排量也为550-700kg/h。

2.2 原料规格
1、丁二烯（BD）（实施GB13291-91技术标准）
控制项目
单位
技术指标
外观

无色透明无悬浮物
纯度
%
≥99.0
丁二烯二聚物
PPm
10月~5月≤1000；6月~9月≤
阻聚剂（TBC）
PPm
40~150

2、苯乙烯（ST）
控制项目
单位
技术指标
外观

无色透明液体，无机械杂质
纯度
%
≥99.6
聚合物含量
PPm
≤10
阻聚剂（TBC）
PPm
10~30

3、丙烯腈（AN）
控制项目
单位
技术指标
外观

清澈透明无悬浮物
水
%（wt）
≤0.45
过氧化物
PPm
≤0.2
阻聚剂（MEHQ）
PPm
35~45

4、氢氧化钠（SODA）
控制项目
单位
技术指标
纯度
%
≥42.0

5、氢氧化钾（POTASH）
控制项目
单位
技术指标
纯度
%
≥20.0（液） ≥95.0（固）
碳酸钾
%
≤0.63（液） ≤3.0（固）
杂质

无

6、歧化松香（ROSIN）
控制项目
单位
技术指标
颜色

无色或微色
酸值
%
150~165
脱氢松香酸

≥48
松香酸
%
≤0.5
不皂化物
%
≤12
皂化悬浮物

无
性能评价

合格

7、脂肪酸 （FAD）
控制项目
单位
技术指标
颜色（Gardner）

≤2
中和值

202~207
不皂化物
%
≤1.5
湿度
%
≤0.3
碘值

38～46
性能评价

合格

8、碳酸钾（KCB）
控制项目
单位
技术指标
外观

白色小颗粒状粉末
纯度
%
≥99.0
氯化钾
％
≤0.01
硫酸钾
％
≤0.01
三氧化二铁
％
≤0.001
灼烧失重

≤0.6
水不溶物

≤0.01
性能评价

合格

9、过硫酸钾（KPS）
控制项目
单位
技术指标
外观

溶解后溶液清澈
氯
％
≤0.005
铁
％
≤0.001
纯度
%
≥98.0

10、叔十二烷基硫醇（TDDM）
控制项目
单位
技术指标
外观

油状透明液体
折光指数（25°）

1.457～1.465
在苯乙烯中溶解度

全溶
硫含量
%
≥15.6
比重

0.852~0.868
纯度
%
≥98.5
色度

≤30
性能评价

合格

第三章 工艺步骤简述
3.1 简述
先用乳液聚正当将丁二烯（以下用BD）制成聚丁二烯胶乳（以下用PBL）；再用乳液接枝法实现丙烯腈（以下用AN）和苯乙烯（以下用ST）在PBL分子链上接枝制得接枝乳胶，凝聚、洗涤、干燥得ABS粉料。
3.2生产基础原理
3.2.1 聚丁二烯乳胶合成
CH2=CH—CH=CH2
K2S2O4
[ CH2—CH=CH—CH2 ]
n
BD聚合反应方程式：
CH2=CH—CH=CH2
K2S2O4
[ CH2—CH—CH2= CH ]
n
n Ⅰ
n -1 Ⅱ
CH=CH2 CH=CH2
实际上，上面两种大分子全部存在，而且Ⅱ含量还要多部分。
PBL经过乳液聚正当制备，采取自由基引发聚合，其工艺原理醉熏引发剂分解并进行链引发，链增加链终止规律，也服从乳液聚合通常规律。
以过硫酸钾或过氧化氢异丙苯为引发剂。乳胶粒径能够经过分批加入乳化剂，改变单体/水比，调整聚合反应温度。分子量和交联度可经过加入分子量调整剂进行调整。通常转化率控制在90%以上，以确保橡胶充足交联（结构凝胶含量大于70%为宜）。采取间歇乳液聚合方法，使丁二烯聚合生成聚丁二烯胶乳。
依据Hapking对乳液聚合反应历程定性描述，该理论关键是聚合反应在胶束中发生：
1、乳化剂在水中浓度大于临界胶束浓度时形成胶束，每个乳化剂离子端指向外围水相，烃端指向胶束中心。
2、在搅拌下，单体侵入胶束中心亲油部分，在胶束内发生增溶溶解，但单体量超出增溶溶解量时，过剩单体就为非胶束乳化剂稳定，成为单体液滴。少许单体溶解于水相中，成为分散于水相单体分子。
3、游离基在水相中借引发剂分解而形成，和单体分子胶束相撞，并在胶束内引发聚合，开始出现乳胶粒子。因为胶束内单体分子还未被全部聚合，所以胶乳粒子实际是被单体包围聚合物粒子，称为单体聚合物粒子。
由胶束变为单体—聚合物粒子过程，称为“成核”过程。
胶束成核后，不能再称为胶束，而称为乳胶粒。
4、成核后，聚合反应在单体聚合物粒子中继续进行，粒子体积快速增大，此时单体液滴经过扩散方法不停将单体补充给单体聚合物粒子。伴随乳胶粒表面积不停增大，水相中乳化剂不停被粒子吸附，使溶解在水中乳化剂不停降低，从而破坏了溶解在水相中乳化剂和还未成核胶束乳化剂之间平衡。没有成核胶束中乳化剂就分裂出来补充到水相中去。
5、转化达一定程度后，水相中乳化剂浓度下降到临界胶束浓度以下。于是系统中不再有胶束存在。（对于PBL反应，转化率为15%）此时全部乳化剂全部吸附在粒子表面，系统表面张力提升。因为没有多出胶束存在，所以不能再产生新胶乳粒子，乳胶粒子数目也确定下来。在通常聚合条件下，转化率15%时，乳胶粒子数已固定，而到转化率80%时，乳胶粒子数目也几乎不再改变。
6、深入聚合反应只在乳胶粒子内进行，在此期间，单体溶液仍然经过水相扩散方法把单体源源不停地补充给乳胶粒子直到转化率60%时，单体液滴最终消失，乳胶粒子中单体也继之逐步消耗掉，反应速度也快速下降。当反应转化率为88%~92%时加入快速终止剂终止反应，含有10%未反应单体胶乳进入单体回收单元，回收未反应单体。
注： 影响胶乳粒径大小原因
1、 乳化剂用量
在确保乳胶体系稳定性前提下，能够降低其用量。
能够使用复合乳化剂或补加乳化剂。
2、 提升转化率（干物质）
3、 水比影响
在确保传热和良好传质前提下，应尽可能降低水用量。
4、 电解质影响
只要用量合适，电解质在乳液聚合中可起稳定胶乳增大粒径作用。不过，假如用量太大，会降低反应速度并使最终转化率上不去。
5、 温控方法影响
温度提升，转化率升高，不过不利于粒径增加。所以设计成阶梯升温方法，确保后期转化率提升，从而既确保胶乳粒径，又确保凝胶量。
3.2.2 ABS接枝共聚反应机理
3.2.2.1 PBL接枝聚合机理
PBL链节中有双键存在，也有α-氢存在，全部轻易被自由基攻击形成活泼接枝点。这些活泼性接枝点实际上是大分子链自由基，能够引发ST,AN进行接枝反应，产生接枝橡胶。和通常自由基聚合一样，接枝共聚也经历了引发剂分解，大分子链自由基形成，接枝反应发生和、及链增加，链终止等四步反应。
3.2.2.2 接枝胶乳凝聚机理
这是ABS接枝粉料生产中关键一步工序。接枝聚合所得到胶乳是稳定，胶粒直径在0.01-5um之间，粒子表面吸附了一层乳化剂，分布在乳胶粒子和水介质界面之间，亲油基团向内附于胶乳粒子表面，亲水基团向外和水介质渗透形成水化层。胶乳粒子对水作相对运动，滑动面不在胶乳粒子表面而在水化层表面。同时乳胶粒子向水介质扩散过程中，形成扩散层，其电势逐步以指数速度下降。滑动面电位为ε电位，也叫动电电位。胶乳粒子电荷越多，ε电位越大，胶乳越稳定。ε电位大小决定着胶乳体系稳定性。
凝聚过程就是用相反电荷降低ε电位，破坏胶乳稳定性，使胶乳凝聚出聚合物。通常经过三种路径：
① 电荷中和
② 高分子絮凝剂吸附架桥
③ 表面吸附
良好凝聚标志是：凝聚粒子大，均一而不结块。干粉假相相对密度在0.4以上，干粉呈白色，离心洗涤进料比较大，洗涤工序通常。
3.2.2.3 干燥
离心洗涤后湿粉含水量通常在35%左右。假如采取湿粉挤压造粒机造粒，那么就不用干燥了。假如用干粉挤压造粒机，则必需干燥至含水量≤1%。
3.3 生产工艺过程
3.3.1 简述
ABS粉料生产工艺过程通常分为三步：
① 基材橡胶PB胶乳生产，所胶乳微粒应含有要求粒径大小和大小分布（50-600nm）。
② 使ST和AN混合单体向所得橡胶粒子上接枝。
③ 将接枝后胶乳进行后处理。
ABS粉料

3.3.2 PBL生产及单体回收工艺过程
3.3.2.1 PBL生产工艺过程
自界区外来NaOH溶液经卸料泵AP-113输送至NaOH贮槽AV112中，经NaOH输送泵AP-114输送到AV-105碱液配制罐，在AV-105中配制好要求浓度NaOH溶液，配制好NaOH溶液经NaOH溶液进料泵AP-107间歇输送至AV106碱倾析槽中。
将AV-111A/B储罐中BD输送到AV-106中，因为NaOH溶液较丁二烯重，倾析分层后NaOH溶液沉降在AV-106底部，经NaOH溶液循环泵AP-106A/B，打入AX101前循环使用，使用一定时间（通常为1~2个月左右）。除去阻聚剂丁二烯在倾析槽和NaOH溶液分层后由倾析槽上部出料至丁二烯缓冲罐AV-108。
将丁二烯自丁二烯缓冲罐AV108经丁二烯加料泵AP108由流量计计量;活化剂和AV208中KOH溶液一同输送至AV209A/B并混合，经加料泵PA209A/B由流量计；抗氧剂和水一同输送至AV206配制罐并混合，经加料泵AP206由流量计；水和自界区外来KOH一同输送到AV207配制罐中，按一定百分比稀释，配制好KOH溶液输送至AV208贮藏罐，经进料泵AP208打入AV202中和松香皂反应生成歧化松香酸钾皂经泵AP202打入AV203储罐，再经进料泵AP203分别输送至AV205，AV206；乳化剂由乳化剂缓冲罐AV205A/B经乳化剂加料泵AP205由流量计计量，TDDM由TDDM缓冲罐AV211经TDDM加料泵AP211由流量计计量后，按要求配方量控制加入到丁二烯聚合釜AR-301（三釜并联）中，开启搅拌器AAR301，随立即要求量引发剂KPS溶液自PB胶乳引发剂配制罐AV210、2AV-210经AP210由流量计计量后加入到AR301中，然后将WT经脱盐水增压水泵AP310由流量计计量后加到AR301中，向聚合釜内加入SHP使釜内温度达成反应开始温度时，聚合反应开始，并由自动控制系统进行控制。
反应时间达成16.5小时，进行增量丁二烯反应，AV-108内丁二烯经AP-109由流量计计量后，按要求流速加入到AR-301中。丁二烯补加结束后，进行补加一次引发剂，要求量引发剂KPS溶液自PB胶乳引发剂配制罐AV210、2AV-210经AP210由流量计计量后加入到AR301中。
反应时间达成21.0小时，进行补加二次引发剂，要求量引发剂KPS自PB胶乳引发剂配制罐AV210、2AV-210经AP210由流量计计量后加入到AR301中。
当反应达成预期转化率时，来自终止剂配制罐AV215快速终止剂DEHA经终止剂输送泵（AP-217）由FQC-1305计量后经终止剂贮罐加入AR301。
PB胶乳经胶乳过滤器粗滤后由胶乳出料泵AP-303A/B、AP-303C/D）输送至胶乳卸料罐（AV305）中，从AV-305中出来PB胶乳经PB胶乳粗滤器（AS302A/B）粗滤后，借助压力进入脱气塔AC401中部；BD蒸汽也进入脱气塔AC401中部。
在脱气塔中，经分离纯PBL经进料泵AP401输送至AV412分离器，再由泵AP412输送至AR501。
丁二烯聚合反应是在聚丁二烯反应器中（AR301A/B、2AR-301C/D）间歇地进行，单体、多种助剂按恒定配方加入到反应器中，经搅拌器充足搅拌后，在引发剂引发下，进行乳液均聚反应，反应热由夹套中液氨汽化移走，当反应达成预期转化率90％后，加入终止剂终止聚合反应。反应温度是经过调整反应器夹套冷却介质液氨液位来控制。
3.3.2.2 BD回收
在脱气塔AC401中，未参与反应BD以蒸汽形式进入AV401泡沫捕集中，和配置好消泡剂充足混合后输送至AV-403真空分离罐，再经AV-404压缩机分离罐进行分离，分离后产物输送至AE405部分冷凝器。经回收BD冷凝器抵达BD接收器回收BD单体，其它输送至AV413废BD贮罐中。
3.3.3 生产ABS粉料工艺过程
将AV101A/B缓冲罐中AN经进料泵AP101A/B由流量计，AV102A/B缓冲罐中ST经进料泵AP102A/B由流量计，AV103缓冲罐中α-甲基苯乙烯经进料泵AP103由流量计一同加入AV502单体混合贮备罐中，经泵AP502由流量计输送至AX-503A/B/C ABS反应器中。
将AV105罐中NAOH溶液经泵PA106由流量计，AV 204罐中乳化剂经泵AP204由流量计， AV209罐中活化剂经泵AP209由流量计， AV412罐中PBL经进料泵AP412由流量计，AV104A/B罐中丁苯胶乳由流量计一同和水由流量计经过AX501管道混合器输送至AX-503A/B/C ABS反应器，发生接枝乳液聚合。
在搅拌下升温至70℃，反应3小时，期间，输送引发剂4次，，步骤同上。继续反应1小时，即得ABS接枝共聚物乳液，再经凝聚脱水和干燥，最终得到ABS 粉料。
3.4 工艺技术特点
(1) 可生产较多品种牌号A B S 树脂, 产品性能和质量较差, 更换品种较麻烦, 不灵活, 受到一定限制。
(2) 间歇聚合比连续聚合单位容积生产能力小, 步骤长, 设备多, 占地面积大, 投资多, 污水量大, 需有一级污水处理设施。
(3) 可生产耐热性A S 乳液和接枝A B S 乳液混合凝聚生产耐热性A B S 树脂。
(4) 孚L液法接枝A BS 乳液和乳液法A S 乳液混合后化学助剂含量多, 残留在A B S 树脂中影响产品质量及色泽。

第四章 工 艺 计 算
4.1物料衡算
4.1.1工艺步骤示意图

单体回收

火炬
不合格丁二烯排至热油加热炉系统

废水排至配套水处理单元

重组分排至热

脱气塔

丁二烯聚合
乳化剂
丁二烯胶乳去ABS单元
引发剂
丁二烯
水

CH2=CH—CH=CH2
K2S2O4
[ CH2—CH=CH—CH2 ]
n
4.1.2 化学反应方程式：
CH2=CH—CH=CH2
K2S2O4
[ CH2—CH—CH2—CH ]
n
n n
CH=CH2 CH=CH2
4.1.3确定计算任务
在生产任务已定前提下，依据消耗定额和工艺指标能够求得聚合工序各项进料，然后按步骤次序以前往后计算。
聚合过程是间歇操作过程，需要建立时间平衡，由设计任务和生产现场可知生产规模、生产时间、消耗定额、各步聚损失和聚合配方工艺操作条件，可依据上述展开计算。
4.1.4 搜集数据
4.1.4.1 全装置工艺数据
（1）生产规模：生产ABS树脂10万吨
（2）生产时间：8000小时/年
（3）消耗定额：1.06 （生产1吨PB需要1.06吨丁二烯）
（4）全装置总收率按93.5%计，损耗（包含工艺损耗和机械损耗）为6.5%。
4.1.4.2 聚合工序
（1）聚合反应转化率＞80%，以90%进行计算。
4.1.5计算基准
此过程属于间歇操作过程、发生化学反应，故用千克/釜作为基准。
4.1.6聚累计算
4.1.6.1丁二烯进料量
（1）操作周期：
聚合釜—进料
BD—15分钟
搅拌—15分钟
升温—15分钟
反应—25.5小时
出料—20分钟
清釜置换等—40分钟 水—15分钟
共 计—27小时30分钟（取操作周期为27.5小时）
（2）丁二烯生产统计数字：
ABS中PB含量为13.2%
生产次数：8000÷27.5＝290次
平均每次产量：100000×0.132÷290=45.517吨／次
丁二烯单体到PB转化率为90%
平均每次需要丁二烯单体为：45.517÷0.9=50.574吨／次
一次丁二烯单体体积：50.57÷0.621=81.439m3
一次投料水体积：81.439×180×0.621÷100÷1=91.033m3
一次加料总体积为：81.439+91.033=172.472m3（其它抗氧剂