关于橡胶促进剂2-巯基苯并噻唑反应釜的理论设计.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第页共NUMPAGES101页第PAGE\*MERGEFORMAT101页共NUMPAGES\*MERGEFORMAT101页1绪论1.1工艺概述1.1.1促进剂的发展促进剂2-巯基苯并噻唑(以下简称)是一种橡胶通用型硫化促进剂，是一种淡黄色粉末或颗粒,具有令人不愉快的气味。熔点在173.0℃以上;相对密度为1.41～1.48;难溶于水和正己烷,易溶于丙酮,可溶于乙醇,微溶于苯。2-巯基苯并噻唑呈酸性,硫化促进性强,硫化曲线比较平坦,且污染性小。该品低毒,刺激皮肤和粘膜,能引起皮炎及难以治疗的皮肤溃疡,可致敏。硫化促进剂是能够加快橡胶与硫化剂反应速率的物质，简称促进剂。促进剂[1]既可提高硫化速率降低硫化温度、减少硫化剂用量，同时也能使硫化橡脏的物理机械性能得到相应的改善,具有硫化促进作用快、硫化平坦性低以及混炼时无早期硫化等特点，广泛用于橡胶加工工业。1.1.2的苯胺法合成工艺1.1.2.1合成方法的合成方法工业上大多采用邻硝基氯苯法、苯胺法、硝基苯和苯胺混合法这3种方法。其中邻硝基氯苯法生产由于原料价格高，生产工艺复杂，故国内大多数助剂生产企业均不采用此法。硝基苯和苯胺混合不但生产成本低，而且可使反应产生的比苯胺法降低1／3，但由于存在着反应难以控制和对反应器材质要求高的问题，目前国内仅南京化工厂一家利用此法生产。苯胺法合成是我国各助剂厂普遍采用的方法。苯胺法生产的特点是原料来源稳定，操作难度小，对反应器材质要求低，其缺点是由于该法生产的粗中的含量较低(85％)，焦油量大，收率较低。因此，如何完善高压合成生产工艺，提高产品收率，综合利用轻组分(主要是苯并噻唑)一直是国内生产企业研究的重要课题。[1]1.1.2.2合成原理苯胺法合成是以苯胺、和硫磺为原料,在200～300℃,9.0～10.0MPa条件下反应,生成的粗再经精制得到成品的生产方法。其原理[2]是苯胺和硫磺先反应生成2,2′-二氨基二苯基二硫,再经酰化作用生成2,2′-二巯基二苯硫脲,最后转化为。也就是反应方程式:原料规格：苯胺含量不小于99.3%,水分含量不大于0.5%。硝基苯含量不大于0.015%,含量不小于98.5%。H2S含量不大于0.9%,残渣含量不大于0.02%。硫磺含量不小于98.5%,水分含量不大于0.3%,灰分含量不大于0.1%。1.2机械设计方案对比1.2.1材料选用针对促进剂的生产，对反应釜的设计，材料选择上应考虑其物料性质对釜体的影响。在反应过程中有生成，同时反应过程压力较大，温度较高，对其进行综合性的考虑。1.2.2搅拌装置选用1.2.2.1驱动方案对比磁力驱动是把机械能转变成磁能，再由磁能转变为机械能的过程，是利用磁体与磁体之间能通过空气或非磁性材料的磁力作用，可非接触地进行力传递。使轴在被密封介质和大气之阀不用连接而形成无密封的搅拌，以达到绝对无泄漏。目前国内已定型的标准釜用机械密封产品,由于其设计压力等参数的限制,已远远不能满足要求;从防止污染及安全、节能等角度出发,对轴封装置的可靠性、寿命、泄漏量和经济性等方面的要求也越来越高。[3]主要技术难点有:1）由于反应器的工艺特点,压力、温度、物料的形态等都随时间而变化,在压力循环和冷热循环的作用下,密封端面易变形,导致密封失效;2）由于反应器操作温度较高,机械密封在运转时,摩擦面发热及釜内的热传导,将使密封腔内温度进一步上升,从而引起摩擦面液膜汽化,产生“干运转”,并加速腐蚀、磨损,加快密封圈老化,致使密封很快失效;3）该反应器操作压力接近10MPa,密封介质压力是引起密封环变形的主要作用力,其变形也是密封失效的主要因素之一;4）反应器搅拌轴的摆动量和振动必然较大,因而容易使摩擦副间隙内流体液膜厚度产生变化,摩擦副之间不能很好地贴合,有时还会将石墨环撞坏;5）间歇操作、频繁启动造成端面比压、摩擦力矩反复变化,易使密封失效,寿命降低。另外,由于用户的维修技术水平不高,安装不良也很容易造成釜用机械密封的失效。所以设计时应从便于安装、检修方面加以考虑。对传统的填料密封[4],虽然可以通过改进各种填料和填料函的结构提高其密封性能,但泄漏是不可避免的。因为搅拌轴都存在一定量的径向跳动和偏心,而起密封作用的润滑油膜不总是处在理想的粘着状态,所以填料只能对泄漏起节流作用而不能完全杜绝泄漏。反应釜使用机械密封可使通过动、静环接触面的泄漏减小到最小,但其制造技术复杂,安装要求高,检修工作量大,影响了釜用机械密封在危险介质中的应用