年產(chǎn)800噸聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝設(shè)計

1、 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）年產(chǎn)800噸聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝設(shè)計學(xué) 院 輕工化工學(xué)院 專 業(yè) 食品科學(xué)與工程 年級班別 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 年產(chǎn)800噸聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝設(shè)計 廣東工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）教師擬題審批表題目名稱年產(chǎn)800t聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝設(shè)計題目類型工程設(shè)計 理論研究 實驗研究 計算機(jī)軟件研制 綜合 經(jīng)管文 法學(xué) 藝術(shù)題目來源科研項目(請選擇：國家級 部級 省級 廳級 市級 校級）企業(yè)項目 生產(chǎn)實際 實際應(yīng)用 自選 課題內(nèi)容介紹 聚丙烯酰胺在水處理行業(yè)和石油開采等方面具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在市場，聚丙烯酰胺的生產(chǎn)工藝設(shè)計對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有相當(dāng)大的重要性。本課題主要

2、內(nèi)容是對聚丙烯酰胺的生產(chǎn)工藝及工藝流程的設(shè)計和車間設(shè)計等。達(dá)到畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的條件和措施1、必需參考國內(nèi)權(quán)威文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)方法。2、所設(shè)計的方法必需滿足企業(yè)生產(chǎn)要求。3、要考慮成本和環(huán)境保護(hù)，實現(xiàn)最佳經(jīng)濟(jì)效益。4、設(shè)計方案參考國內(nèi)外文獻(xiàn)。指導(dǎo)教師姓名 職 稱副教授日 期 審核意見（題目內(nèi)容是否明確、具體；題目難度、份量是否適中，能否滿足綜合訓(xùn)練要求；做本題目的條件是否滿足、能否達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的要求等等）題目內(nèi)容明確、具體；題目難度、份量適中，能滿足綜合訓(xùn)練要求；做本題目的條件滿足、能達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的要求,同意擬題.基層教學(xué)單位（專業(yè)）責(zé)任人簽章主管院長簽章學(xué)院：_輕工化工學(xué)院_專業(yè)：_食品科學(xué)與工程

3、 _年級： _姓名： _注：1.本表由擬題教師填寫；2.在畢業(yè)設(shè)計開始前（至少提前2周）交基層教學(xué)單位（專業(yè)）供學(xué)生選題。 廣東工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書題目名稱 年產(chǎn)800t聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝設(shè)計學(xué) 院輕工化工學(xué)院專業(yè)班級食品科學(xué)與工程4班姓 名 學(xué) 號 一、畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容與要求 1、探討聚丙烯酰胺的生產(chǎn)與制備過程 2、探討聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝設(shè)備的選擇 3、探討聚丙烯酰胺后處理工段的選擇 4、探討環(huán)保問題以及計算設(shè)計方案的預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益 二、畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)完成的工作 1、查找國內(nèi)外近期文獻(xiàn)，收集并了解聚丙烯酰胺的生產(chǎn)方法，從中選出最切合實際工藝。 2、查找數(shù)據(jù)，計算相關(guān)參

4、數(shù)，如確定需要物料的量、溫度、熱量、轉(zhuǎn)化率等數(shù)據(jù)。 3、根據(jù)求得數(shù)據(jù)對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行選型 4、根據(jù)原料消耗、設(shè)備耗費、員工工資福利等初步估算每年經(jīng)濟(jì)效益三、畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)程安排序號設(shè)計（論文）各階段內(nèi)容起止日期1查閱文獻(xiàn)和研究方案設(shè)計2確定聚丙烯酰胺的制備方法3通過物料衡算、熱量衡算初步確定設(shè)備選型及車間布置4確定干燥、包裝等后處理工段5環(huán)保問題以及概算與技術(shù)經(jīng)濟(jì)的計算6設(shè)計結(jié)果匯總，撰寫論文7答辯6四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)1陳昀聚合物合成工藝設(shè)計M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：13-64 2肖衛(wèi)東，何本橋，何培新聚合物材料用化學(xué)助劑M北京：化工出版社，2003： 209-2583楊

5、基和，蔣培華化工工程設(shè)計概論M北京：中國石化出版社，2005：18-394趙德仁，張慰盛高聚物合成工藝學(xué)M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997：107-1305方道斌，郭睿威，哈潤華.丙烯酰胺聚合物M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006： 17-19 6侯文順化工設(shè)計概論M第5版北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：69-787王延吉有機(jī)化工原料M第4版北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：727-7288鄺生魯化學(xué)工程師技術(shù)全書M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001：1259-12789周達(dá)飛，唐頌超高分子材料成型加工M第2版北京：中國輕工業(yè)出版社， 2005：31-35發(fā)出任務(wù)書日期： 指導(dǎo)教師簽名： 預(yù)計完成日期：

6、專業(yè)負(fù)責(zé)人簽章：主管教學(xué)院長簽章：廣東工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)情況記錄表學(xué)院：_輕化學(xué)院_專業(yè)：_食品科學(xué)與工程_班級：_ _序號日 期學(xué)生簽名教師簽名進(jìn)度情況（提前、按計劃、滯后及原因等）12、28王威崔亦華按計劃23、1王威崔亦華按計劃33、3王威崔亦華按計劃43、4王威崔亦華按計劃53、6王威崔亦華按計劃63、9王威崔亦華按計劃73、13王威崔亦華按計劃83、15王威崔亦華按計劃93、18王威崔亦華按計劃103、21王威崔亦華按計劃113、22王威崔亦華按計劃123、25王威崔亦華按計劃133、28王威崔亦華按計劃144、2王威崔亦華按計劃154、3王威崔亦華按計劃164、5王

7、威崔亦華按計劃174、9王威崔亦華按計劃184、11王威崔亦華按計劃194、18王威崔亦華按計劃204、25王威崔亦華按計劃2122注：本表供指導(dǎo)教師在每次與學(xué)生見面指導(dǎo)時記錄使用。不夠填寫可附紙。 廣東工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表設(shè)計（論文）題目年產(chǎn)800t聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝設(shè)計指導(dǎo)教師姓名： 崔亦華 單位：廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)生姓名 王威設(shè)計（論文）起始時間 2014 年 2 月 28 日學(xué)生班級 10級4班教師填寫部分論文（設(shè)計）進(jìn)度情況： 提前完成正常進(jìn)行 延期滯后（請寫出原因）工作態(tài)度情況（學(xué)生對畢業(yè)論文（設(shè)計）的認(rèn)真程度、紀(jì)律及出勤情況）：認(rèn)真 較認(rèn)真 一般 不認(rèn)真查閱文獻(xiàn)資

8、料的能力： 強(qiáng)較強(qiáng) 一般 差中期質(zhì)量評價（學(xué)生已完成部分的工作質(zhì)量情況）： 好 中 差畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容有無調(diào)整 有 無指導(dǎo)教師對學(xué)生的指導(dǎo)頻率 12 次/周對能否按期完成畢業(yè)設(shè)計（論文）的評估 能 否學(xué)生與指導(dǎo)教師有關(guān)畢業(yè)設(shè)計（論文）的原始材料是否保存齊全 是 否其他:存在問題及解決辦法:1：論文方向相對比較狹窄，文獻(xiàn)查找困難；2：部分設(shè)備型號不清，難以辨認(rèn)；解決的方法：1：加大查找范圍，修改檢索式；2：查詢書籍和上網(wǎng)用照片對照，確認(rèn)型號。指導(dǎo)教師簽字： 崔亦華 2014 年 4 月 26 日基層教學(xué)單位（專業(yè)）審核意見：負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日摘要經(jīng)過對PAM進(jìn)行了研究，對其發(fā)展簡史、

9、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、聚合方法的種類介紹以及在國內(nèi)外研究狀況和應(yīng)用現(xiàn)狀、生產(chǎn)概況、市場需求情況、應(yīng)用發(fā)展前景的進(jìn)行了綜述；在對PAM有了進(jìn)一步的了解之后，結(jié)合實際情況選擇以過硫酸鉀作為引發(fā)劑，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，通過間歇操作的方式，以水溶液聚合法合成產(chǎn)物；緊接著對生產(chǎn)各工序的物料及熱量進(jìn)行了衡算，采用振動流化床的干燥方法進(jìn)行后處理，最后本文還對企業(yè)的效益評估進(jìn)行詳細(xì)的估算。關(guān)鍵詞：聚丙烯酰胺，物料衡算，工藝流程，效益評估AbstractAfter studied the PAM, its development history, structure and properties, the

10、kinds of polymerization methods and the research status at home and abroad and the status quo of the application, production situation, market demand and application prospect are reviewed; After have a further knowledge of PAM, combined with the actual situation to choose with potassium persulfate a

11、s initiator, N, N - methylene bis acrylamide as crosslinking agent, through the way of intermittent operation, in water solution polymerization to synthesize products; Then every process of production material and heat balance, the vibration fluidized bed drying methods for post-processing, finally

12、this article also detailed estimate to enterprises performance evaluation.Keywords: polyacrylamide, material balance, process flow, benefit evaluation目 錄1 概述11.1 聚丙烯酰胺簡介11丙烯酰胺聚合物的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)224781.2 可行性分析91.3 設(shè)計原則1010102 原料、產(chǎn)品的物理及化學(xué)性質(zhì)122.1 原料122.2 PAM物理及化學(xué)性質(zhì)122.2.1 PAM的結(jié)構(gòu)122.2.2 PAM的物理性質(zhì)122.2.3 PAM的性能122.

13、2.4 PAM性能指標(biāo)133 生產(chǎn)流程簡述143.1 工藝路線確2 生產(chǎn)流程簡述143.3 生產(chǎn)制度153.4 安全防護(hù)措施1515164 工藝設(shè)計174.1 物料衡算17174.1.2各設(shè)備、工序變化171818184.1.6計算主要原料（丙烯酰胺）投料量181920204.2 熱量衡算2121225 干燥235.1 工藝流程235.2 干燥方法235.3 干燥計算236 原料主要規(guī)格、供應(yīng)及消耗266.1 原料規(guī)格及用量266.2 原料消耗定額266.3 項目投資估算276.4 產(chǎn)品成本估算276.5 財務(wù)評估286.6 盈虧平衡分析287 環(huán)境保護(hù)、勞動安全與工

14、業(yè)衛(wèi)生307.1 環(huán)境保護(hù)30307.1.2 環(huán)保治理措施307.1.3 預(yù)期效果307.1.4 環(huán)保管理及監(jiān)測317.1.5 綠化概況317.2 勞動安全、工業(yè)衛(wèi)生與消防31總結(jié)32參考文獻(xiàn)33致謝351 概述1.1 聚丙烯酰胺簡介隨著我國丙烯酰胺工業(yè)的迅速發(fā)展，對丙烯酰胺下游產(chǎn)品的研究不斷深入，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。自PAM在1893年由實驗室制得后，于1954年在美國實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，初期得產(chǎn)品僅室單一得非離子型PAM。不久開發(fā)了堿性陰離子型PAM和陽離子型PAM。PAM優(yōu)良的水溶性、增稠性、絮凝性能和化學(xué)反應(yīng)活性的顯示出了巨大的市場潛力和廣闊的應(yīng)用前景。我國PAM產(chǎn)品的開發(fā)始于20世紀(jì)50年

15、代末期。1962年上海珊瑚化工廠建成我國第一套PAM生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)PAM水溶膠產(chǎn)品，用于礦產(chǎn)品處理和石油鉆采工業(yè)。隨后又開發(fā)了輻射聚合法、反相乳液聚合法和水溶液聚合法生產(chǎn)PAM干粉。由于在油氣田開采和三次采油中的大量應(yīng)用，以及在污水處理和造紙等方面的用量增加，我國PAM的生產(chǎn)能力不斷增加。自1995年法國NSF公司5萬噸/年P(guān)AM生產(chǎn)裝置后，我國PAM的產(chǎn)量和質(zhì)量都油了很大的提升。近10年來我國PAM發(fā)展迅速，現(xiàn)成為世界生產(chǎn)大國，產(chǎn)量躍居世界首位，生產(chǎn)規(guī)模已達(dá)國際水平?，F(xiàn)有生產(chǎn)廠200多個，生產(chǎn)能力（含AM）約為23萬噸/年。我國的銷售量約占全球的1/3。產(chǎn)品主要包括HPAM、CPAM、NAM

16、和梳型PAM等，以HPAM為主。產(chǎn)品劑型有干粉、水溶膠、油乳液和水乳液等，以干粉為主。生物酶法制丙烯酰胺、梳型PAM和超高分子量PAM等方面已達(dá)到世界先進(jìn)水平。值得一提的是對于PAM的吸水性而言，高吸水性樹脂(SAP)及其凝膠是一類重要的功能高分子材料，具有優(yōu)異的吸水保水性、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)以及無毒無味等特性，近年來得到迅速發(fā)展。在SAP的發(fā)展過程中，人們早就發(fā)現(xiàn)，PAM輕度交聯(lián)后即可成為吸水性樹脂，且吸水后能形成透明水凝膠，但由于丙烯酰胺均聚物交聯(lián)后吸水性能不是很好，所以這類材料最初并未引起人們的關(guān)注。近些年來，隨著水凝膠材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用研究的不斷發(fā)展，以及為了提高SAP的耐鹽性問題，人們加強(qiáng)了

17、對PAM類吸水性樹脂及其凝膠材料的研究，使其種類不斷增加，性能也不斷提高。與同類材料相比，這類材料具有吸水速率快、耐鹽性高、生物相容性好等優(yōu)點，目前這類材料的研究已經(jīng)成為SAP研究領(lǐng)域的熱點之一。但是在總體上，我國的PAM產(chǎn)品與國外相比還存在大的差距，主要表現(xiàn)在（1）產(chǎn)品系列：國外陽離子產(chǎn)品約占總產(chǎn)量的一半，且仍以每年10%的速度增長。而我國陽離子產(chǎn)品僅占10%。國外的陽離子產(chǎn)品的品種、類型十分齊全，大品種的分子量都超過1900萬，干粉占53%，乳液占35%，水溶液僅占2%。而我國的陽離子產(chǎn)品分子量較低，一般在500-800萬之間，產(chǎn)品劑型以水溶液為主，制約了我國水處理和造紙工業(yè)的發(fā)展。在品種

18、系列化上，國外已形成齊全的多品種系列產(chǎn)品，達(dá)到2000多個品種。僅法國NSF公司一家的常規(guī)產(chǎn)品就超過1000種，可以適應(yīng)各行業(yè)不同工藝條件和不同物料性質(zhì)的要求，而用于數(shù)十個行業(yè)。在我國尚缺少系列化產(chǎn)品，因而應(yīng)用單一，這在造紙和不同水質(zhì)的處理種尤為突出；（2）生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)：我國隨有近10家上萬噸級的生產(chǎn)廠，產(chǎn)量占倒90%。但這些規(guī)模大的生產(chǎn)廠主要以滿足石油開采所需的通用化學(xué)助劑為主，其產(chǎn)品單一，主要十陰離子型粉劑，尚無上規(guī)模的乳液型和陽離子型產(chǎn)品。其他上百家的生產(chǎn)廠生產(chǎn)規(guī)模較小，技術(shù)相對落后，產(chǎn)品也比較單一只能滿足污水處理等一般用途的要求，沒有能力去補(bǔ)充通用品種。1.1.2 丙烯酰胺聚合物的結(jié)

19、構(gòu)及性質(zhì)PAM在結(jié)構(gòu)上最基本的特點是：(1)分子鏈具有柔順性和分子形狀（即構(gòu)象）的易變性，如分子量710萬的PAM，其分子鏈伸直后的長徑比高達(dá)10的5次方，相當(dāng)于直徑1mm、長100m的細(xì)絲。可以想象，這樣大長徑比的柔性分子鏈?zhǔn)菢O易卷曲的，分子鏈之間也易發(fā)生纏結(jié)。(2) 分子鏈上具有與丙烯酰胺單元數(shù)相同的側(cè)基酰胺基，而酰胺基具有高極性，易形成氫鍵和高反應(yīng)活性。這些結(jié)構(gòu)特點賦予了PAM許多極有價值的應(yīng)用性能，如酰胺基的高極性使PAM具有良好的親水性和水溶性，其水凝膠親水而不溶于水；柔順的長鏈?zhǔn)筆AM水溶液具有高黏性和良好的流變調(diào)節(jié)性；酰胺基極易與水或含有OH 基團(tuán)的物質(zhì)（天然纖維、蛋白質(zhì)、土壤和

20、礦物等）形成氫鍵，產(chǎn)生很強(qiáng)的吸附作用，酰胺基的高反應(yīng)活性可使PAM衍生出很多變性產(chǎn)物，拓寬了它們的應(yīng)用范圍1.1.3 丙烯酰胺聚合方法介紹丙烯酰胺聚合反應(yīng)屬于自由基引發(fā)體系，引發(fā)方法常用引發(fā)劑引發(fā)和輻射引發(fā)兩種。引發(fā)劑主要是過氧化物和偶氮化合物，輻射引發(fā)常用碳60源的Y射線。PAM及其衍生物都是通過丙烯酰胺的自由基聚合制成的均聚物或共聚物。聚合方法按單體在介質(zhì)中的分散狀態(tài)有：本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合。其中主要有水溶液聚合、反向懸浮聚合和反向乳液聚合。（1） 水溶液聚合:在丙烯酰胺的聚合方法中，采用水溶液聚合的較多，主要涉及到引發(fā)體系、介質(zhì)PH、添加劑和單體濃度等。引發(fā)體系:丙烯酰

21、胺聚合的引發(fā)體系近年研究甚多，其目的在于保持高合速率下能獲得高轉(zhuǎn)化率、高分子量和少支化的產(chǎn)物。有過硫酸錢一亞硫酸氫鈉一偶氮化合物、過硫酸錢一雕白粉一偶氮化合物等復(fù)合引發(fā)體系，以及-胺、特丁基過氧化氫-, 一三(氨基甲酰乙基)胺或疏基乙醇、尿素、硫脈等有機(jī)一無機(jī)物組成的引發(fā)體系。用高價金屬鹽與有機(jī)物組成的體系亦不少。這些體系的特點是反應(yīng)活性高，適于常溫聚合。在此不做過多的說明，結(jié)合實際與效益，本次設(shè)計我們采用了過硫酸鉀與 N，N-亞甲基雙丙烯酰胺。PH值:丙烯酰胺聚合中，介質(zhì)PH值可影響反應(yīng)動力學(xué)及聚合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。在較低PH下(PH2)，聚合易伴生分子內(nèi)和分子間的亞酰胺化反應(yīng)，形成支鏈或交聯(lián)

22、型產(chǎn)物。在較高PH下，單體或聚合物分子中的酰胺基會發(fā)生水解反應(yīng)，使均聚物變成含丙烯酸鏈節(jié)的共聚物。（2）反向乳液聚合：水溶性單體丙烯酰胺的反相乳液聚合是乳液聚合研究領(lǐng)域中新開拓的一個分支，多采用非離子型的低分子或高分子乳化劑形成油包水型乳液體系而進(jìn)行乳液聚合。乳膠粒是通過乳化劑吸附膜的阻隔或高聚物的位阻作用而穩(wěn)定的，有人認(rèn)為這種乳膠粒也是通過膠束成長起來的。近十年來的研究豐富了乳液聚合理論，獲得了有實際價值的膠乳型產(chǎn)品，其具有速溶等顯著特點。（3）反向懸浮聚合：采用反相懸浮法制備丙烯酰胺聚合物與反相乳液聚合有許多相似之處，關(guān)鍵在于分散相粒子尺寸的控制。決定粒子尺寸的因素主要是攪拌、分散穩(wěn)定劑和

23、相比，反相懸浮聚合可采用熱引發(fā)或氧化還原體系引發(fā)，有人認(rèn)為聚合物的分子量與的濃度無關(guān)，分子量較水溶液聚合為低。最近的一份報告指出，采用環(huán)己烷和一種非離子表面活性劑作為乳化劑，以作為引發(fā)劑，在30-40及濃度50%條件下可得到分子量大于1000萬的速溶型粉狀PAM。（4）水溶液聚合展望：水溶液聚合是丙烯酰胺最常用的聚合方法，對于水溶液聚合法制造PAM的工藝，人們研究的熱點是選擇新型聚合、造粒、干燥及粉碎技術(shù)與設(shè)備，開發(fā)更先進(jìn)的連續(xù)化、自動化聚合工藝，改進(jìn)和提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。具體為：提高產(chǎn)品分子量和溶解性能：為提高產(chǎn)品分子量和溶解性能，應(yīng)采用高純單體。這是獲得超高分子量PAM產(chǎn)品的基礎(chǔ)。還要掌

24、握好聚合反應(yīng)規(guī)律優(yōu)選聚合工藝、聚合引發(fā)體系，適當(dāng)增大單體濃度、減少引發(fā)劑濃度和降低聚合反應(yīng)溫度，使反應(yīng)平穩(wěn)。提高產(chǎn)品的耐溫抗鹽和抗剪切性能：在聚合物分子主鏈段上引入不同的基團(tuán)可以改善其性能。降低PAM產(chǎn)品中殘余單體的含量：高聚物PAM本身基本無毒，PAM的毒性來自殘余的丙烯酰胺單體。制備用于生態(tài)建設(shè)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)的PAM產(chǎn)品。選擇適宜的技術(shù)和設(shè)備，開發(fā)更先進(jìn)的連續(xù)化、自動化的聚合工藝。1.1.4 生產(chǎn)和消費情況（1） 國外生產(chǎn)和消費據(jù)美國咨詢公司TranTech公司分析，2004年全球PAM能力為9l萬噸年，美國、f本、歐洲是PAM主要的生產(chǎn)和消費地，生產(chǎn)能力約占世界總能力的85。其中25在西歐。

25、表l.1列出世界PAM生產(chǎn)能力分析。表列出2005年2月統(tǒng)計的世界各地區(qū)PAM主要生產(chǎn)能)。亞太地區(qū)為最大的PAM 生產(chǎn)地，2005年生產(chǎn)照(除日本外)為23萬噸年，其次為西歐2l萬噸年。亞太地區(qū)也是最大的PAM消費地區(qū)，其次是西歐和美國。表1.1 世界PAM生產(chǎn)能力分析（萬噸/年）乳液和分散體微 小粉 末溶 液非 離 子陰 離 子陽 離 子表1.2 2005年2月統(tǒng)計的世界各地區(qū)PAM主要生產(chǎn)能力（萬噸/年）公司地點生產(chǎn)能力西歐汽巴精化氰特納爾料SNF斯托豪森三F英國布拉布拉福德英國布拉布拉福德法國法蘭克福法國安德烈津克德國克雷菲爾德意大利美國汽巴精化氰特納爾料SNF弗吉尼亞州薩?？税⒗R

26、州莫比爾路易斯安那州加利維爾喬治亞州賴斯波羅日本荒川化工Da-Nnx橘磨化工日本大阪日本新瀉日本亞太中國石油中國石化SNF大慶，恒聚勝利泰興，3.0國外PAM的生產(chǎn)商主要有美國的陶氏化學(xué)公司、氰胺公司、聯(lián)合膠體公司、納爾科公司 日本的日東化學(xué)公司、三井東壓公司，法國SNF圣泰公司德國的斯托豪森公司、巴斯夫公司和英國的聯(lián)合膠體公司等。上個世紀(jì)90年代后期美國、西歐和日本的PAM年消費量分別為l2萬噸、8,6萬噸和6，3萬噸。預(yù)計2005年這三大市場的消費量將分別增長到l9萬噸、l3萬噸和8萬噸。加上亞洲市場(日本除外)及其他地區(qū)2005年25萬噸左右的需求量，預(yù)時2005年全球PAM總需求量為6

27、0萬噸左右。經(jīng)過2001年需求低迷期后，2002年起PAM需求又較快增長，預(yù)計到2010年全球需求年增長率為54，增長率最高的地區(qū)為：拉美(年增長率為6)、亞洲和中東(63)、亞太(91)。作為PAM市場的領(lǐng)先者SNF公司近期將有不少新建裝鼉投產(chǎn)，SNF公司新建的PAM 裝置(在澳大利亞、印度尼西亞、印度、俄羅斯、瑞典和美國)將于2005年投產(chǎn)，新建最大裝置建在印度(能力為2萬噸年)。德固薩公司在印度尼西亞的PAM新裝置也將于2O05年開工。然而，盡管2005年有一些新增電力開工，如果以后尚無新增能力建設(shè)的話，預(yù)計今后5年內(nèi)PAM供應(yīng)仍將會感到短缺。（2） 國內(nèi)生產(chǎn)和消費 生產(chǎn)我國PAM產(chǎn)品的

28、開發(fā)起步較晚,1962 年上海天原化工廠建成第一套PAM生產(chǎn)裝置, 生產(chǎn)水溶膠產(chǎn)品。1995 年, 國內(nèi)PAM生產(chǎn)廠家有60 多家, 其中多數(shù)為規(guī)模較小的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè), 技術(shù)水平低, 產(chǎn)品分子量低, 一般為500800 萬, 難以滿足消費者對高分子量產(chǎn)品的需要。1995 年底, 大慶石油管理局從法國SNF 公司引進(jìn)的5萬t/aPAM生產(chǎn)裝置投產(chǎn), 生產(chǎn)高分子量產(chǎn)品( 分子量為1500 萬) , 特別是近幾年, 勝利油田以及法國SNF 公司在我國泰興所建企業(yè)相繼建成投產(chǎn),使我國PAM的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)水平有了大幅度提高, 產(chǎn)品質(zhì)量符合油田注入聚合物驅(qū)采技術(shù)的要求。表1.3 國內(nèi)主要PAM生產(chǎn)廠家情況序

29、號生產(chǎn)廠家生產(chǎn)能力（萬噸/年）1大慶油田化工總廠52勝利油田長安實業(yè)集團(tuán)公司23SNF公司泰興分公司24廣東李壇精細(xì)化工廠25北京恒聚油田化學(xué)品16太原重工集團(tuán)祁縣聚合物1 消費1998 年, 我國PAM的生產(chǎn)能力為6.5 萬t, 產(chǎn)品約為5.5 萬t, 當(dāng)年實際消費量為7.39 萬t, 不足部分依靠進(jìn)口解決。國內(nèi)消費中, 81%用于石油開采, 是國內(nèi)PAM應(yīng)用的最大市場。由于我國東部油田如大慶、勝利、中原、華北、遼河、大港、河南等油田已進(jìn)入開采中后期, 采油綜合含水已達(dá)80%以上, 為提高原油采收率, 結(jié)合油田特殊的地質(zhì)條件, 推廣以PAM為主要聚合物驅(qū)油技術(shù)的應(yīng)用, 已成為東部油田穩(wěn)產(chǎn)的重

30、要舉措。根據(jù)石油行業(yè)的整體規(guī)劃, 2005 年國內(nèi)PAM 在石油開采方面的用量已達(dá)到11 萬t。而在國外作為一種環(huán)保產(chǎn)品, PAM已被廣泛用于各種水處理中, PAM應(yīng)用的最大領(lǐng)域為水處理行業(yè), 我國水處理技術(shù)和水處理劑的應(yīng)用水平與國外有很大差距, 這也說明PAM在水處理行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展?jié)摿薮?。PAM在造紙行業(yè)的應(yīng)用起步于70 年代, 主要用作助留劑、干增強(qiáng)劑和廢水處理的絮凝劑; 隨著大型合資造紙企業(yè)的不斷建成投產(chǎn)和人們對紙張質(zhì)量要求的提高, PAM在造紙行業(yè)的應(yīng)用必將有一個大發(fā)展。1.1.5 應(yīng)用研究現(xiàn)狀由于PAM結(jié)構(gòu)單元中含有酰胺基、易形成氫鍵，使其具有良好的水溶性和很高的化學(xué)活性，易通過接

31、枝或交聯(lián)得到支鏈或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多種改性物質(zhì)，PAM及其衍生物可作為增粘劑、增稠劑、絮凝劑、油水分離劑、紙張增強(qiáng)劑和液體的減阻劑等，并且廣泛應(yīng)用于石油開采、水處理、造紙、紡織、印染、選礦、洗煤、醫(yī)藥、制糖、建材、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域之中。其主要用途已發(fā)展到約27個領(lǐng)域，享有“工業(yè)味精”、“酉業(yè)助劑”之美譽(yù)。國外目前主要應(yīng)用在水處理、造紙、礦山、冶金等；國內(nèi)目前用量最大的是采油領(lǐng)域，用量增長最快的是水處理領(lǐng)域和造紙領(lǐng)域。本文評述已報道的PAM研究成果較為成熟的應(yīng)用情況。(1) PAM在防治水土流失提高土壤保肥能力的應(yīng)用：在土壤中添加PAM，在一定的條件下其能夠很好的改良土壤的物理性能、提高土壤的導(dǎo)水性能和土壤

32、表層的抗蝕能力及抗沖性，從而達(dá)到防治水土流失的目的。此法對于防治土壤流失具有見效快、成本低的特點，特別是對防止無植被或少植被覆蓋裸土的水蝕和減小徑流等具有重要的應(yīng)用價值。目前在研究黃土高原的水土流失治理中有多個課題正研究對土壤入滲問題，有望在不久就會取得重大進(jìn)展。除此之外其還有提高土壤保肥能力的作用，王輝等通過試驗發(fā)現(xiàn)：PAM處理可減少泥沙中硝態(tài)氮、速效磷和速效鉀的流失量，分別為78、95和95之處后土壤侵蝕量降低，因此養(yǎng)分隨土壤的流失量也大大降低。(2)PAM造紙行業(yè)中的應(yīng)用：近年來，PAM作為一種能在水中溶解形成溶液的高分子，具有性能優(yōu)異、使用方便、有利于環(huán)保等諸多優(yōu)點，已在造紙工業(yè)中發(fā)揮

33、了重大作用。其中一個重要作用便是作為紙張的增強(qiáng)劑；此外，還被大量用作助留劑、助濾劑、處理造紙廢水用的絮凝劑、纖維分散劑等。目前，用于造紙工業(yè)中的PAM其分子量范圍一般在12000萬數(shù)量級，而作為紙張增強(qiáng)劑的適當(dāng)分子量一般在10萬100萬之間。這是由于PAM使用時，其結(jié)構(gòu)中所帶的酰胺基極易與漿料纖維素結(jié)構(gòu)中的羥基之間形成大量氫鍵而使紙頁強(qiáng)度得到提高。(3)PAM凝膠在納米粉體制備中的應(yīng)用：納米粉體材料的發(fā)展非常迅速，其應(yīng)用也日漸廣泛，潛在的發(fā)展能力不可估量。制備粒徑均勻可控的粉體對于納米材料的研究就顯得至關(guān)重要。使用PAM凝膠法制備粉體材料可以控制粉體粒徑，并可進(jìn)行有選擇摻雜而且原料還廉價易得。

34、但在面對其優(yōu)點的同時，我們應(yīng)高度重視該方法采用原料有毒性的缺點。故在采用該方法制備粉體時應(yīng)注意安全(4)PAM在開采石油中的應(yīng)用：高分子量大的部分水解的PAM可以提高油田注入液的黏度、調(diào)整水油流度比、改善油藏的非均質(zhì)性、提高注人液的波及系數(shù)，因此其被廣泛用作三次采油中的聚合物驅(qū)油劑。但部分水解PAM在實際應(yīng)用中也存在一些問題，如耐溫抗鹽性能差等。(5)PAM類吸水樹脂及其凝膠材料因具有同類材料所不具備的特性，從研究情況來看，國外對該類材料的應(yīng)用研究比較全面、深人，而國內(nèi)的研究工作基本處于起步階段。姜紹通等將甘薯淀粉接枝丙烯酰胺吸水樹脂用于玉米種子發(fā)芽試驗，試驗結(jié)果表明，用樹脂包衣的玉米種子比未

35、包衣的玉米種子的發(fā)芽率提高10% 以上。胡三清等以丙烯酸、丙烯臘、丙烯酞胺及乙烯基有機(jī)硅交聯(lián)劑等合成了一種新型吸水性樹脂，該樹脂用于石油開采過程封堵高滲層大孔道水層，取得了很好的應(yīng)用效果。此外，PAM水凝膠作為醫(yī)用軟組織填充材料，已經(jīng)獲得了臨床應(yīng)用，目前該領(lǐng)域的研究仍在發(fā)展，B.B.JIonaTHH等的研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過I射線輻照和熱處理的聚丙烯酞胺水凝膠植入動物機(jī)體內(nèi)可長時間保持自身形態(tài)，且植入這種凝膠后，組織反應(yīng)極其微小。1.1.6 發(fā)展方向目前國內(nèi)關(guān)于PAM及其凝膠材料的研究雖然取得了一些進(jìn)展，也有大量文獻(xiàn)報道，根據(jù)國內(nèi)外材料工作者在PAM及其凝膠材料方面所做的大量工作以及研究的進(jìn)一步深人，

36、國內(nèi)專家建議該類材料的研究將側(cè)重于以下幾個方向:(1) 結(jié)合現(xiàn)狀，由于我國特別是西北地區(qū)水土流失舉世矚目，并且許多地方出現(xiàn)了不同程度的沙漠化。要建立山川秀美的大西北首先必須保水保土保肥，特別是在無植被條件下采取短期有效的工程措施和化學(xué)措施尤為重要。國內(nèi)外在使用PAM防治土壤水土流失方面取得了一定的成果，但現(xiàn)在還處于實驗階段沒有大面積的推廣應(yīng)用，相信在不久的將來它會得到廣泛的應(yīng)用的，能夠更好的造福于我們?nèi)祟悺?2) 利用PAM改良土壤也有很大的發(fā)展?jié)摿?，該技術(shù)不僅操作簡單，成本收益較高，而且生態(tài)環(huán)境效益良好。但是，當(dāng)前關(guān)于PAM重復(fù)利用效率，以及其與PC、麥秸等混合施用時的效益，PAM與肥料、殺

37、蟲劑等混合施用后防止農(nóng)用化學(xué)肥料、殺蟲劑等流失的效果，以及對不同作物質(zhì)量和產(chǎn)量的影響等實用研究尚不全面，故對于PAM作用機(jī)理等的研究還有待進(jìn)一步深入了解。我國疆域遼闊，在不同的地區(qū)其地形地貌、土質(zhì)、植被、氣候條件有顯著的差異，這就需要在不同地區(qū)開展PAM來改良土壤的針對性實用試驗，建立一套規(guī)范體系，以便為大范圍推廣應(yīng)用PAM改良土壤提供完善的技術(shù)指導(dǎo)，使其潛能的到充分的利用。(3) PAM在石油開采中的應(yīng)用也有巨大的發(fā)展?jié)摿?，針對目前我國的大部分油田開采已經(jīng)進(jìn)入了中后期，綜合含水率高，高溫和高鹽油藏多，但是目前的聚合物產(chǎn)品還不能適用于三類以上油藏，為更好的發(fā)展，故迫切需要新型的耐溫抗鹽、抗剪切

38、的聚合物驅(qū)油劑。此外，由于采油成本的制約，新型聚合物的成本還要經(jīng)濟(jì)合理，因此PAM單體應(yīng)參與新型聚合物的共聚，以降低新型聚合物的生產(chǎn)成本，并且超高相對分子質(zhì)量PAM的耐溫耐鹽單體共聚物和梳形辮狀聚合物又具有良好的耐高溫抗鹽的性能，因此極有可能成為高溫、高鹽油藏的驅(qū)油劑。此外，國內(nèi)關(guān)于PAM類吸水性樹脂及其凝膠材料的研究雖然取得了一些進(jìn)展，也有大量文獻(xiàn)報道，雖然大部分工作都側(cè)重于工藝的研究以及提高產(chǎn)品的吸水性及耐鹽性上，且多為實驗室成果，與國外相比，在理論研究、應(yīng)用研究及工業(yè)化生產(chǎn)等方面還有很大差距，但這也意味著隨著研究的不斷深入，PAM吸水性樹脂的應(yīng)用很有可能將成為新的發(fā)展方向之一。1.2 可

39、行性分析石油工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保證之一。我國石油資源相對較少，而三次采油是我國保證石油供應(yīng)的重要措施，因此進(jìn)行PAM生產(chǎn)工藝設(shè)計的研究，使我國PAM生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)規(guī)模均提升到一個較高水平以滿足三次采油對PAM質(zhì)和量的要求就顯得很有必要了，此外PAM在水處理行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在市場，綜上所述PAM的生產(chǎn)工藝設(shè)計對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有相當(dāng)大的重要性。1.3 設(shè)計原則1.3.1 設(shè)計依據(jù)（1）課程設(shè)計的內(nèi)容年產(chǎn)800tPAM生產(chǎn)工藝設(shè)計：聚合工段的工藝設(shè)計，含：聚合工序、造粒工序、干燥工序。 對該項目的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及前景（產(chǎn)品、工藝等）進(jìn)行綜述。 聚合

40、的工藝條件和生產(chǎn)方法的選擇。 進(jìn)行物料衡算、熱量衡算以及后處理工序的干燥計算。 經(jīng)濟(jì)效益計算以及相關(guān)的環(huán)保問題（2）課程設(shè)計的要求與依據(jù)課程設(shè)計是高等學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的最后一個極其重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，在課程設(shè)計中培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力，不斷提高學(xué)生制圖、運算、計算機(jī)應(yīng)用、查閱文獻(xiàn)資料、編寫說明書等技能。通過該途徑，使學(xué)生具有一定的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題以及工廠主要車間的初步設(shè)計能力。具體要求學(xué)生掌握本課程的工藝設(shè)計原理、步驟和方法。通過設(shè)計圖紙和說明書能對所設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行闡述和論證。設(shè)計有關(guān)資料和圖紙應(yīng)保證計算準(zhǔn)確、字體端正、圖面清潔、設(shè)計合理，所有計算部分都應(yīng)有完整的計算過程，以達(dá)到全面

41、訓(xùn)練的目的。1.3.2 聚合反應(yīng)機(jī)理及影響因素(1) 聚合機(jī)理丙烯酰胺聚合反應(yīng)機(jī)理屬于自由基反應(yīng)，符合自由基連鎖聚合反應(yīng)機(jī)理的一般機(jī)理，由鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止等基元反應(yīng)組成。此外還常伴有鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。器總反應(yīng)式為：nCH2=CHC(=O)NH2 CH2CH（C(=O)NH2 ）n(2) 影響反應(yīng)影響聚合反應(yīng)的因素主要有溶劑、引發(fā)劑、PH值、聚合溫度等因素。 單體濃度：根據(jù)水溶液聚合工藝要求和綜合考慮傳熱、攪拌、物料輸送等因素，聚合時單體濃度控制在12%以內(nèi)。 溫度：輸送到聚合釜聚合，聚合溫度達(dá)55左右。 雜質(zhì)：體系中雜質(zhì)主要有未反應(yīng)單體、水、空氣中的氧等。這些雜質(zhì)含對引發(fā)劑活性、聚合速度等產(chǎn)生

42、影響，還有一定毒性，因此要控制在一定指標(biāo)以下。2 原料、產(chǎn)品的物理及化學(xué)性質(zhì)21 原料主要有丙烯酰胺、純水、引發(fā)劑、交聯(lián)劑；沸點：125；蒸汽壓：Pa；蒸汽密度：2.46（空氣=1）；聚合熱：81.51kj/mol；閃點138；平衡含水量：1.7(g水/kg干PAM)。 水：密度：998.1kg/m；比焓：209.3kj/mol；比熱容：4.74103j/()；熱導(dǎo)率：64.8102w/()；黏度：549.4106Pa.s；表面張力：676.9104N/m。 引發(fā)劑（過硫酸鉀）：無色或白色結(jié)晶，無氣味，在約100時全部分解，可溶于水，不溶于乙醇，水溶液呈酸性；相對密度2.477，有強(qiáng)氧化性，與

43、有機(jī)物摩擦或撞擊能引起燃燒，有強(qiáng)刺激性。 交聯(lián)劑（ kg/L2.2 PAM物理及化學(xué)性質(zhì)2.2.1 PAM的結(jié)構(gòu)PAM在結(jié)構(gòu)上最基本的特點是：（1）分子鏈具有柔順性和分子形狀的易變性。（2）分子鏈上有與PAM單元數(shù)目相同的側(cè)基酰胺基，而酰胺基具有極高的極性、易形成氫鍵和高反應(yīng)活性。2.2.2 PAM的物理性質(zhì)3；臨界表面張力：3540mN/m；玻璃化溫度：188；軟化溫度：210。2.2.3 PAM的性能PAM具有良好的親水性和水溶性，其水凝膠親水而不溶于水；高黏性和良好的流變調(diào)節(jié)性；酰胺基極易與水或含有OH基團(tuán)的物質(zhì)形成氫鍵，產(chǎn)生很強(qiáng)的吸附作用；酰胺基的高反應(yīng)活性可使PAM衍生出很多變性產(chǎn)物

44、。2.2.4 PAM性能指標(biāo)查閱文獻(xiàn)可知，PAM性能指標(biāo)為，固含量：，最小顆粒（）：，不溶物%：，黏度（mPaS）：，分子量：2107，水解度%：，濾過比：，篩網(wǎng)系數(shù)：，溶解時間h：2，分布寬度：12。3 生產(chǎn)流程簡述31 工藝路線確定3.1.1 聚合方法的確定根據(jù)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，從自由基聚合、陰離子聚合、陽離子聚合、配位聚合等反應(yīng)機(jī)理中確定選擇出自由基聚合，同時考慮自由基聚合所用原料、引發(fā)劑、交聯(lián)劑、傳熱、物料輸送、產(chǎn)物溶解、操作方式等方面綜合考慮選擇水溶液聚合實施方法。該工藝路線包括了自由基形成、鏈增長過程和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)，以及考慮水分的干燥，對于操作方式則定為間歇操作。3.1.2 溶劑的選擇因

45、選擇水溶液聚合法，故溶劑為水。3.1.3 引發(fā)劑的選擇工業(yè)最常采用的丙烯酰胺聚合引發(fā)劑使氧化還原引發(fā)體系。該體系大概有兩種：一是無機(jī)過氧化物與氧化劑組成；二是有機(jī)組成的氧化還原引發(fā)體系。因為溶劑為水和聚合反應(yīng)活化能考慮，選擇過硫酸鉀。3.1.4 自由基反應(yīng)方式引發(fā)劑在較低溫度下即可產(chǎn)生自由基，反應(yīng)活化能低，在較低溫度（050）引發(fā)聚合，引發(fā)速率快，對溫度依賴性小。3.2 生產(chǎn)流程簡述聚合工段主要由計量配料、聚合、干燥、研磨、輸送包裝等崗位組成。具體流程為：先按照計算結(jié)果進(jìn)行各原料的配置，然后進(jìn)行聚合反應(yīng)工序，采用間歇操作：將部分溶劑先加入聚合釜中，隨后將溶有交聯(lián)劑的單體溶液按一定速度連續(xù)加入釜

46、中，最后調(diào)配濃度至12；將事先調(diào)配好的引發(fā)劑溶液加入反應(yīng)釜中； 待溶液攪拌均勻后，控制溫度在55左右，恒溫反應(yīng)3h；反應(yīng)完全后，取出聚合產(chǎn)物，破碎、干燥、包裝成品3.3 生產(chǎn)制度考慮裝置的大修，采用年工作日300d/a（24h/d）。全裝置主要采用間歇操作方式，局部采用連續(xù)操作方式。全裝置采用三班倒制，每班8小時工作制。3.4 安全防護(hù)措施341 聚合工段該工段使用的原料有丙烯酰胺、純水以及過硫酸鉀和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺等，根據(jù)這些原料的性質(zhì)，查閱化工工藝設(shè)計手冊、化工生產(chǎn)安全與防護(hù)等確定車間火災(zāi)危險等級為乙級；車間建筑屬于一類工業(yè)建筑。設(shè)計中電氣設(shè)備一律選用隔爆式電氣設(shè)備；各設(shè)備均有接地

47、線、跨接線等防靜電設(shè)施及防雷設(shè)施；各崗位設(shè)有排風(fēng)系統(tǒng)。此外，還應(yīng)注意以下問題： 車間內(nèi)禁止使用明火；禁止穿帶釘子鞋進(jìn)入裝置現(xiàn)場；禁止吸煙；禁止隨意使用鐵器碰擊設(shè)備；機(jī)動車未經(jīng)許可不的進(jìn)入廠區(qū)。 生產(chǎn)人員必須熟悉相關(guān)崗位消防設(shè)施的種類及存放位置，并能熟練正確使用，了解現(xiàn)場物料的性質(zhì)。 生產(chǎn)人員上崗必須佩帶好勞動保護(hù)用品，在接觸丙烯線胺等有毒化合物時必須帶好手套、面具及其他防護(hù)用品。 生產(chǎn)人員在生產(chǎn)過程中要即使檢查，消除漏點。 設(shè)備跑料、儲罐冒頂應(yīng)立即采取緊急措施，切斷物料來源，控制現(xiàn)場，及時回收流失物料，消除危險。 生產(chǎn)設(shè)備超壓時應(yīng)采取緊急排空措施，必須有專人監(jiān)護(hù)現(xiàn)場。 在生產(chǎn)裝置檢修敲打設(shè)備的

48、時候，必須使用銅制工具或在鐵制工具上涂上黃油，以免引起火花。 生產(chǎn)現(xiàn)場禁止存放大量易燃易爆物品。 設(shè)備開車前必須使用氮氣置換，聚合系統(tǒng)內(nèi)氧含量必須小于0.2%。 各儲罐裝料不得超過規(guī)定裝料系數(shù)，而且要有氮氣保護(hù)。常壓罐保壓不超過0.05MPa，受壓罐保壓0.4MPa。3.4.2 后處理工段聚合反應(yīng)完全后，合成產(chǎn)物為“肉片”類膠裝，結(jié)合實際情況后處理工段的注意事項如下：干燥裝置在清理前要切斷外接管線，切斷電機(jī)，并分析可燃物濃度含氧量等，合格后人員方可入內(nèi)。 后處理的電器、轉(zhuǎn)動設(shè)備多，生產(chǎn)人員上崗必須穿好工作服戴好安全冒。所有電器設(shè)備在運轉(zhuǎn)中禁止用手亂動。 生產(chǎn)工作服內(nèi)禁止帶東西，防止落入設(shè)備內(nèi)影

49、響生產(chǎn)。 設(shè)備檢修要有動火票，并有專人監(jiān)護(hù)，切斷電源，嚴(yán)禁啟動。 成品倉庫禁止吸煙、使用明火，非崗位人員禁止入內(nèi)，庫內(nèi)要經(jīng)常保持衛(wèi)生。4 工藝設(shè)計4.1 物料衡算本次設(shè)計為年產(chǎn)量800t；年開工時間300d/a（24h/d）；單體總轉(zhuǎn)化率視為100%；原料在調(diào)配罐中AM溶液濃度60%，聚合反應(yīng)釜中AM濃度12%；聚合釜反應(yīng)溫度為55，每批反應(yīng)時間為3h。經(jīng)過查閱文獻(xiàn)和結(jié)合實際，最終得出了此次設(shè)計的工藝流程草圖如圖4.1：圖 丙烯酰胺水溶液聚合間歇操作工藝流程草圖T101-丙烯酰胺調(diào)配罐 V101-交聯(lián)劑調(diào)配罐V102-引發(fā)劑調(diào)配罐 R101-聚合反應(yīng)箱P101、P102-液體輸送泵4.1.2各

50、設(shè)備、工序變化(1）V101、V102中為物料混合配制，無相變化和化學(xué)變化(2）R101中單體在引發(fā)劑、交聯(lián)劑作用下發(fā)生反應(yīng)：nCH2=CH-CO-NH2 過硫酸鉀 CH2CH(CONH2)n N,N-亞甲基雙丙烯酰胺 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚合中單體相對分子質(zhì)量與聚合物結(jié)構(gòu)單元相對分子質(zhì)量無化學(xué)計量上的變化，引發(fā)劑、交聯(lián)劑會結(jié)合到聚合物分子鏈上。（1）結(jié)合實際情況，我們采用間歇操作，T101、V101、R101每天3批，V102由于引發(fā)劑用量很少，故每天配制一批即可，其原料的技術(shù)指標(biāo)如表4.2：表4.2 原料技術(shù)指標(biāo)項目內(nèi)容技術(shù)指標(biāo)單體水溶液濃度60%（質(zhì)量）引發(fā)劑用量0.25%單體質(zhì)量引發(fā)劑水溶液濃度5

51、0%（質(zhì)量）交聯(lián)劑用量0.2%單體質(zhì)量聚合物后處理損失率2%聚合質(zhì)量（2）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：原料均視為純物質(zhì)。由于只對聚合工序做物料衡算，所以不考慮產(chǎn)品的其他質(zhì)量指標(biāo)。由于所選取的是間歇操作過程，所以基準(zhǔn)為“批”，單位為B/d，絕大部分設(shè)備的操作周期為3B/d，只有V102（引發(fā)劑調(diào)配罐）是1B/d。由于引發(fā)劑向R101進(jìn)料周期仍與其他設(shè)備相同，故物料衡算時，物料的數(shù)量仍以3B/d計算。在設(shè)備工藝計算時，V102的體積大小應(yīng)按1B/d處理量進(jìn)行計算。由于產(chǎn)物與原料間的化學(xué)計量關(guān)系，整個工藝過程都比較簡單，容易得到產(chǎn)量與單體原料投料量間比例關(guān)系，故采用順流程的計算順序。料（丙烯酰胺）投料量該生產(chǎn)裝置年產(chǎn)量