抚顺石化公司环保型充油胶SBR1712E 工业化生产探讨

段瑞军，张轶婷，胡 玮

（1. 中国石油抚顺石化分公司，辽宁 抚顺 113004； 2. 北京化工大学 材料科学与工程学院, 北京 100029）

抚顺石化公司环保型充油胶SBR1712E 工业化生产探讨

段瑞军1，张轶婷2，胡 玮1

（1. 中国石油抚顺石化分公司，辽宁 抚顺 113004； 2. 北京化工大学 材料科学与工程学院, 北京 100029）

按原设计，抚顺石化丁苯橡胶装置可以生产非环保型充油胶SBR1712、SBR1778，而不具备生产环保型充油胶SBR1712E的能力。考虑到丁苯环保充油胶市场较好，抚顺石化丁苯橡胶装置在原装置基础上，探讨开发SBR1712E环保充油胶，以增强抚顺石化橡胶市场的竞争力。

丁苯橡胶；环保型充油胶；SBR1712E

乳聚丁苯橡胶是全球产量最高、消费量最大的通用合成橡胶品种，主要应用于汽车轮胎、工业传输带、胶带等领域[1]。充油丁苯橡胶可以降低成本、提高产品产量；改善橡胶的加工性能；增加橡胶制品的耐磨性；用做轮胎时，还可以延长使用寿命[2]。但传统充油胶所使用的高芳烃填充油中含有致癌的蒽、菲等稠环芳烃化合物，轮胎在使用过程中会释放出这些对人体及环境有害的物质，使制品无法满足环保要求[3]。

抚顺石化20万t/a丁苯橡胶装置采用吉林石化公司低温乳液聚合丁苯橡胶专有技术，由中国石油东北炼化工程有限公司吉林设计院提供工艺设计、土建设计、公用工程和总图设计，并负责建筑施工、安装试车和投料试车。抚顺石化丁苯橡胶装置设有4条生产线，单线生产能力5万t/a，可生产SBR1500、SBR1500E、SBR1502、SBR1712、SBR1778五种牌号的丁苯橡胶[4]。因生产传统充油胶SBR1712所填充的高芳烃油中含 10%～15%的稠环芳烃（PCA）。研究表明这种稠环芳烃（PCA）有致癌性，对人体及环境有极大危害。随着世界各国环保意识的增强，一些国家和地区限制在橡胶制品中使用稠环芳烃化合物（PAHs）含量较高的高芳烃油及填充该类油的橡胶。欧盟关于在轮胎生产中禁用含过量PAHs的芳烃油等有毒橡胶填充油的指令（2005/69/EC）要求于2010年1月1日起在轮胎生产中全面禁止使用有毒橡胶油。指令规定投入市场的填充油及用于制造轮胎的填充油中PAHs质量分数小于3%，8种致癌的芳烃总质量浓度小于10 mg/L[5]。为了提升橡胶质量，抚顺石化打算利用 SBR1712现有流程及工艺，试开发生产环保型充油胶SBR1712E。

1 生产SBR1712E的方案选定

1.1 生产方案比选

目前国内生产充油丁苯橡胶中，大致有以下三种方案。

第一方案是“罐体直接掺混法”，该方案工艺简单，但抚顺石化胶乳掺混单元中间罐体容积较大（540 m3），很难掺混均匀，难于保证质量。

第二方案是“在线混合器掺混法”，该方案优点是可精确调控掺混质量，易于平稳控制充油胶质量。工艺先进可靠，油的适应性宽，操作弹性宽，牌号切换灵活，不污染大型贮罐。

第三方案是“多级在线静态混合器掺混法”，该方案优点是工艺简单，但参数难于调整和控制，对于抚顺丁苯橡胶装置来讲，由于前部和后部距离较远，需要在胶乳凝聚单元新增设泵，还需要铺设较远的乳化油管线（约1 000 m），工程实施难度较大。

结合抚顺丁苯橡胶装置现状，选择采用第二种生产方案，并对该方案进一步优化，在原有方案基础上增设胶浆和乳化油静态混合器，该方案称为：“在线中间罐加静态混合器掺混法”，该方案的优势为大部分设备为装置原有设备，只有个别设备需要进行改动或新建。“在线中间罐加静态混合器掺混法”工艺流程见图1。

图1 在线中间罐加静态混合器掺混法工艺流程图Fig.1 Process chart for the continuous blending method with intermediate tank and static mixer

1.2 环保型乳化油的配制

从界区外来的环保型填充油进入化学品配制单元污染油贮槽V-2024（现有），经过污染油输送泵P-2024进入污染油乳液配制槽V-2025（现有），乳化剂、水、油在此进行乳化，分析合格后通过污染油乳液输送泵P-2025A/B进入乳化油贮槽V-2025（现有，利用“非污染油乳液配制槽”改名），通过油乳液输送泵P-2027C（新增），经计量表进入胶乳掺混单元静态混合器。

1.3 胶浆和乳化油的掺混

从混合胶乳贮槽T-5102A/B的胶浆经过混合胶乳输送泵P-5102A/B（现有），与化学品配制单元来的乳化油一起进入 “静态混合器”（新增）后，进入中间罐混合器V-5001（现有，利用“污染油乳液贮槽”改名并且进行适当改造），在中间罐进行动态掺混，按填充系数0.5计算，停留时间大约在1 h左右，掺混后进行取样分析（每4 h时取样分析一次），掺混合格的胶乳通过泵胶乳输送泵P-5009（新增）输送至凝聚岗位。

1.4 混合好的含油胶乳输送问题

抚顺丁苯橡胶装置受地形地貌分布所限，胶乳掺混单元距离胶乳凝聚单元管道有1 000 m远，垂直落差18 m。在胶乳掺混单元混合好的含油胶乳管输至乳凝聚单元是否会重新分层，需要在实际试生产过程中进行验证。

1.5 本生产方案优缺点

采用“在线中间罐加静态混合器掺混法”，油乳液和胶浆经过在线静态混合器混合后，进入“在线中间罐混合器”，相当于二次进行掺混，混合效果好，防止胶乳出现分层及破乳现象；可精确调控掺混质量，易于平稳控制充油胶质量；不污染混合胶乳大罐，产品牌号切换灵活，提高胶乳贮罐的利用率；工艺先进可靠，油的适应性宽，操作弹性宽。本方案缺点：现有部分机泵及管线需要重新设计改造。

2 环保型高芳烃油源的初步确定

因辽河石化公司距离抚顺石化较近，客观上有利于降低运输成本，初步确定使用辽河石化生产的环保型高芳烃油AP19。

具体AP19的技术指标如稠环芳烃含量、粘度、芳烃含量等需要进一步做入厂前的分析化验，以达到环保胶的要求。

3 生产SBR1712E的整改工程量

本方案的大部分设备为原有设备，所利用的原有设备如表1。

表1 充油胶生产设备现状Table 1 The present situation of oil-extended rubber production equipments

生产SBR1712E所需新增的设备如表2。

表2 新增设备及费用Table 2 The new equipments and costs

4 结 论

抚顺石化丁苯橡胶在原有设计基础上，通过技术改造相关机泵、搅拌器、贮罐等设备；同时掌握相关工艺条件及生产操作标准配方下，可以生产环保充油胶 SBR1712E。抚顺石化积极开发新产品对于提升抚顺石化丁苯橡胶的市场竞争力，扩大市场份额具有重要意义。

［1］王凤菊.国内外充油丁苯橡胶生产及应用现状[J].中国橡胶，2005，21（2）:5-6.

［2］王锡玉，焦永红.合成橡胶生产工[M].北京：北京化工出版社，2005:23-24.

［3］王凤菊.国内外充油丁苯橡胶生产及应用现状[J].中国橡胶，2005，21（2）:5-6.

［4］张文静，王淮，段瑞军,等.丁苯橡胶装置操作规程[R].2013:1.

［5］李迎，于晓霞.国内外丁苯橡胶市场及技术发展[J].当代石油化工，2008，16（2）：35-40.

Industrial Production of Oil-extended Styrene-butadiene Rubber SBR1712E in Fushun Petrochemical Company

DUAN Rui-jun1，ZHANG Yi-ting2，HU Wei1
（1. PetroChina Fushun Petrochemical Company, Liaoning Fushun 113004，China; 2. College of Materials Science and Engineering,Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029，China）

Styrene-butadiene rubber; Environmental friendly; SBR1712E

According to the original design, the SBR department of Fushun Petrochemical Company could produce non-environmentally friendly oil-filled rubber SBR1712 and SBR1778, couldn’t produce environmentally friendly oil-filled rubber SBR1712E. As the environmental oil-filled SBR rubber market is better, Fushun Petrochemical Company started exploring the industrial production of environmental friendly oil-filled plastic SBR1712E, so as to enhance the competitiveness in rubber market.

2015-05-29

段瑞军（1982-），男，河南开封人，工程师，2005年毕业于河南科技大学化学与工艺专业，研究方向：从事丁苯橡胶生产工作。E-mail：duanruijun@petrochina.com.cn。

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1671-0460（2015）08-1945-03