Производство бутилкаучука сополимеризацией бутадиена и стирола

3. Практическая часть

3.1 Материальный баланс

каучук бутадиен стирол полимеризация

Задание: Составить материальный баланс установки производства бутадиен-стирольного каучука методом эмульсионной полимеризации(кг/час) производительностью 30 тыс. тонн в год. На реакцию поступает смесь: стирол, бутадиен, вода, стоппер. Бутадиен 98%-ной чистоты, стирол -99%-ной чистоты. Для приготовления эмульсии мономеров используется вода. Соотношение: вода : мономеры = 1,25 : 1. Степень конверсии мономеров - 60%. Для приготовления 1%-го раствора стоппера (диметилдитиокарбамата натрия) используется вода в соотношении: вода : мономеры = 2 : 1.

В основу расчета принять реакцию, протекающую в реакторе:

Исходные данные:

1) Рассчитаем молярные массы компонентов реакции:

М() = 54 кг/кмоль

М(

М(бутадиен-стирольный каучук) = 172 кг/кмоль

Проверка правильности расчета:

54 + 118 = 172

2) Рассчитаем производительность установки по каучуку, в кг/ч:

где производительность установки по каучуку в т/сут

3) Рассчитаем стехиометрическое количество бутадиена (, необходимое для получения продукта массой :

4) Найдем массу чистого бутадиена с учетом его конверсии:

5) Рассчитаем массу непревращенного остатка бутадиена:

6) Рассчитаем массу бутадиена с учетом его состава:

7) Рассчитаем массу примесей бутадиена(

Аналогичный расчет проводим для стирола.

8) Найдем массу стирола по стехиометрии реакции, необходимую для получения каучука:

9) Масса чистого стирола с учетом его конверсии:

10) Масса непревращенного остатка стирола после окончания процесса:

11) Масса стирола) с учетом его состава:

12) Масса примесей стирола:

13) Общее количество мономеров:

14) Количество воды, необходимое для приготовления эмульсии с учетом соотношения(вода:мономеры ? 1,25:1), кг/ч:

15) Количество стоппера, с учетом соотношения(вода:мономеры ? 2:1), используемое для его приготовления:

Заключение

Проанализировав литературные источники, я пришел к выводу, что синтетические каучуки широко используются в промышленности и в быту. Наиболее массовое применение каучуков -- это производство резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин. Из каучуков изготавливаются специальные резины огромного разнообразия уплотнений для целей тепло-, звуко-, воздухо- гидроизоляции разъёмных элементов зданий, в санитарной и вентиляционной технике, в гидравлической, пневматической и вакуумной технике. Бутадиен-стирольный каучук является одним из самых распространенных промышленно выпускаемых каучуков общего назначения и выпускается в широком ассортименте и большом объеме. Производство бутадиен-стирольных каучуков может проводиться как в растворе, так и в эмульсии.

Рассмотрены технологии производства эмульсионных и растворных бутадиен-стирольных каучуков. По ним, можно сделать вывод. Каучуки, получаемые полимеризацией в растворе, наиболее выгодны с точки зрения, качества и свойств получаемой продукции. По сравнению с эмульсионной полимеризацией достигается практически полная конверсия мономеров, небольшое количество сточных вод или даже полное отсутствие, растворные каучуки не подвергаются деструкции, смешиваются очень хорошо с другими каучуками и др. Но не смотря на все эти плюсы, есть один большой минус, это огромные энерго- и капиталозатраты на производство. Поэтому бутадиен-стирольные каучуки, получаемые в эмульсии, остаются актуальными по сей день, в виду их дешевизны.

Список использованной литературы

1. Платэ Н.А., Сливинский Е.В. Основы химии и технологии мономеров. - М.: Наука, 2002.

2. Литвин О.Б. Основы технологии синтеза каучуков. - М., 1972.

3. Башкатов Т.В., Жигалин Я.Л. Технология синтетических каучуков. - М.: Химия, 1980.

4. Чернышев Е.А., Таланов В.Н. Химия элементоорганических мономеров и полимеров. - М.: КолосС, 2011.

5. Юкельсон И.И. Технология основного органического синтеза. М.: «Химия», 2008, 846 с.

6. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия, 1969, 670 с.

Размещено на Allbest.ru