CAROM 1500

Prezentul proiect urmareste proiectarea unei instalatii de obtinere a polimerului butadien-stirenic tip CAROM 1500 prin copolimerizare in emulsie la rece, cu o capacitate de 6.000 t/an.

Pentru elaborarea proiectului s-au studiat tehnologiile de obtinere a cauciucului butadien-stirenic prin diferite procedee care sunt prezentate in capitolul 3.2. Dintre tehnologiile prezentate, am ales tehnologia de obtinere a cauciucului butadien-stirenic a cauciucului butadien-stirenic, CAROM 1500, prin copolimerizare in emulsie, sistem continuu la 50C, datorita avantajelor sale:

Cu scaderea temperaturii de polimerizare creste si uniformitatea pozitiei stirenului in lantul de polimer si prin aceasta se imbuntatesc proprietatile tehnice ale cauciucului;

O capacitate mai buna de prelucrare la operatiile de extrudere si calandrare;

O mai buna capacitate de adeziune, rezistenta mai buna la abraziune, rezistenta la rupere

In capitolul 3.4.4 s-a elabirat schema tehnologica si s-a descris in detaliu procesul tehnologic adoptat.

Materiile prime necesare sunt butadiena si ?MS. Se foloseste o gama larga de materiale auxiliare: emulgatori(sapun de colofoniu, leucanol), initiatorii(hidroperoxid de izopropilenbenzen), regulatori ai masei moleculare(mercaptani, S, fosfine substituite), inhibitori(dimetil-ditiocarbamatul de K si combinatia sa cu polisulfura de Na), antioxidanti(nezon D), anticongelanti(glicerina, EG, metanol), regulator de pH, materiale de umplutura(materiale de plastifiere: negru de fum, uleiuri minerale).

Caracteristicile materialelor auxiliare sunt prezentate in capitolul 3.4.1

In continuare s-a prezentat mecanismul de reactie, cinetica copolimerizarii, factorii de influenta ai procesului in capitolul 3.4.2.

Copolimerizarea are loc intr-o baterie de autoclave formata din 9 reactoare, din care 8 functioneaza si unul se tine de rezerva.

Temperatura de regim se mentine cu ajutorul solei de -150C care circula prin manta. Operatia se condude pina la o conversie de 61%.

Din bilantul de materiale(capitolul 3.5) s-au calculat cantitatile de materii prime si materialele auxiliare necesare pentru realizarea productiei. In calcul s-a tinut cont de reteta de preparare a cauciuclui butadien-stirenic prin copolirmerizare in emulsie.

Din bilantul termic(capitolul 4) s-a calculat necesaul de sola pentru mentinerea constanta a temperaturii de 50C in autoclava de copolimerizare.

In capitolul 4 s-a realizat proiectarea utilajelor: auoclava de copolimerizare, vasul de preparare a fazei apoase, schimbatorul de caldura tip teava in teava, rezervorul de latex si vas de emulsionare.

In proiectarea utilajelor s-a tinut cont de debitele componentilor, conform bilantului de materiale si s-a urmarit?

Calculul dimensiunilor geometrice

Calcule hidrodinamice

Calculul suprafetei de schimb

Calcule de rezistenta mecanica

S-au intocmit fisele tehnice pentru utilajele proiectate.

In capitolul 5.1 s-au prezentat metode pentru controlul de calitate si pe faze de fabricatie.

In acest capitol se indica si posibilitatile de reglare si automatizare a procesului tehnologic, avand in vedere ca mentinerea variabilelor care influenteaza procesul, la valorile prescrise, este o conditie esentiala pentru desfasurarea procesului la randament optim si pentru obtinerea unui produs cu caracteristici superioare.

In capitolul 7 s-a prezentat studiul de fezabilitate care cuprinde? date generale privind institutiile, valoare investitiei, necesarul de forta de munca, fondul de salarii.

Instalatia proiectata respecta normele de protectia muncii si stingerea incendiilor prezentata in capitolul 8.

Datorita proprietatilor deosebite asociate cu materiile prime relativ accesibile, cu tehnologia deja cunoscuta si pretul relativ scazut, cauciucul butadien-stirenic are ponderea cea mai mare in producerea de cauciucuri sintetice.

Principalul consumator este industria anvelopelor (60%), dar cantitati importante de cauciuc butadien-stirenic se folosesc la fabricarea benzilor transportoare, izolarea cablurilor electrice, material de etansare fata de produsele petroliere, amortizoare, garnituri, placi pentru pardoseli.

-

Cap.3

Tehnologia fabricatiei

-

3.1 Definitii, proprietati si domenii de utilizare

3.1.1. Scurt istoric

Cauciucul butadien-stirenic codificat conform normelor ISO 1629 sub abrevierea de SBR, este cel mai important cauciuc sintetic in special datorita unei excelente echilibrari a aspectelor legate de pret-performanta-proprietati de prelucrabilitate. Pe baza acestor proprietati cauciucul butadien -stirenic, tip E-SBR, are dupa 50 de ani cea mai larga piata de desfacere comparat cu oricare alt elastomer sintetic. Capacitatea mondiala de productie este estimata la cca. 6 mil t/an din care 4 mil obtinute in emulsie.

Copolimerizare butadienei cu stirenul s-a realizat prima data de W.Back si E.Tschunkur, in 1929, care au constat ca prin aparitia unitatii stirenice in catena macromoleculara butadienica, se obtin cauciucuri cu rezistenta sporita la abraziune. Acest efect a fost confirmat prin incercarile efective realizate pe anvelope in 1931. Dupa terminarea probelor pe statii pilot si punerea la punct a parametrilor tehnologici, s-a procedat in 1935 in cadrul firmei I.G. Farbenindustrie Bayer la realizarea acestui copolimer la scara industriala s-a atins o productivitate de 25 tone/luna.

Copolimerul SBR s-a obtinut prin initiere cu persulfat potasiu in sistem emulsie la o temperatura de 500C si foloseste emulgator linoleatul de sodiu care functiona si ca agent dde transfer de lant. Cauciucul obtinut astfel se prezinta ca un material tare consistent si era cunoscut sub denumirea de "cauciuc cald"

In anii 1940-1950 guvernul SUA de atunci a activat un programde cercetare in vederea realizarii cauciului sintetic butadien-stirenic. Astefl au fost realizate o serie de uzine care au fost privatzate dupa cel de al doilea razboi mondial.

Prin 1945 productia SUA si Canada atingea nivelul a 850.000 t/an valoare ce depasea usor nivelul productiei oricarui al cauciuc sintetic , iar acest SBR a pus bazele industriei moderne de cauciucuri sintetice.

3.1.2 Structura

Formula elastomerului metil-stiren butadienic este :

Comonomerii pentru obtinerea cauciucului butadien-?-metil stirenic sunt obtinuti din petrol. Butadiena se obtine din alcool etilic, acetilena sau din fractiunile petroliere prin cracarea termica a hidrocarburilor(dehidrogenarea butanului si a butenelor) si dehidrogenarea oxidativa a butanului si butenelor.

Indiferent de varianta aleasa pentru obtinerea monomerului acesta trebuie neaparat purificat ceea ce duce la un pret de cost ridicat al butadienei.

Formula

Stirenul este produs in doua trepte avand ca intermediar etil benzenul.

Etena si benzenul reactioneaza