年產(chǎn)800噸聚丙烯酸鈉絮凝劑生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)

年產(chǎn)800噸聚丙烯酸鈉絮凝劑生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)目錄摘要1第一章聚丙烯酸鈉物化性質(zhì)及生產(chǎn)現(xiàn)狀綜述31.1聚丙烯酸鈉物化性質(zhì)31.2聚丙烯酸鈉研究現(xiàn)狀31.3加工或制造方法41.4食品級(jí)聚丙烯酸鈉的用途41.5工業(yè)級(jí)聚丙烯酸鈉的用途5第二章聚丙烯酸鈉生產(chǎn)工藝流程的選擇與論證62.1聚合方法的選擇62.2丙烯酸鈉溶液脫除阻聚劑方法的選擇72.3造粒方法的選擇82.4枯燥方法的選擇92.5粉碎方法的選擇92.6聚丙烯酸鈉生產(chǎn)工藝流程92.7生產(chǎn)過(guò)程主要操作條件及控制10第三章物料衡算與能量衡算113.1物料衡算113.2熱量衡算14第四章主要設(shè)備工藝尺寸的計(jì)算及選型174.1配堿釜174.2中和釜194.3脫阻聚劑釜，丙烯酸鈉溶液貯槽及計(jì)量攪拌槽204.4聚合反響盤204.5造粒及枯燥設(shè)備204.6粉碎篩分設(shè)備214.7循環(huán)水冷卻塔214.8設(shè)備一覽表21第五章原料規(guī)格，供給及消耗定額225.1原料規(guī)格及用量225.2原料，能量消耗定額225.3車間編制及定員23第六章建設(shè)工程及公用、輔助工程說(shuō)明236.1建設(shè)工程說(shuō)明236.2生產(chǎn)車間布置236.3給水、排水系統(tǒng)236.4電力供給及生產(chǎn)控制24第七章概算與技術(shù)經(jīng)濟(jì)247.1工程投資估算247.2產(chǎn)品本錢分析257.3經(jīng)濟(jì)效益分析25各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)計(jì)算25盈虧平衡分析26第八章環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)平安與工業(yè)衛(wèi)生268.1環(huán)境保護(hù)268.2勞動(dòng)平安、工業(yè)衛(wèi)生與消防27第九章設(shè)計(jì)心得體會(huì)27總結(jié)28參考文獻(xiàn)28致謝31摘要本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括:對(duì)高分子量聚丙烯酸鈉的國(guó)內(nèi)外研究狀況、應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用現(xiàn)狀、生產(chǎn)概況、市場(chǎng)需求情況和應(yīng)用前景的綜述;通過(guò)試驗(yàn)對(duì)工藝流程中聚合方法、阻聚劑脫除方法、造粒方法、枯燥和粉碎方法進(jìn)行選擇和論證;對(duì)生產(chǎn)的物料及能量進(jìn)行了衡算:詳細(xì)介紹了生產(chǎn)工藝流程及控制;并簡(jiǎn)要說(shuō)明了主要設(shè)備選型和工藝尺寸的計(jì)算、設(shè)備投資估算、車間的設(shè)備布置、原料的消耗和定額;對(duì)建設(shè)工程、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。關(guān)鍵詞:聚丙烯酸鈉;設(shè)計(jì);工藝流程ABSTRACTThemaincontentsofthisdesignincluded:Summerizationon.thestatusofresearchonpolymericSodiumpolyacrylateinDomesticandAbroad，F(xiàn)ieldandcurrentstatusofApplications，theSituationofProduction，theneedofMarketandApplyingintheFuture:SelectionandDemonstrationonPolymerizationMethod，Eliminatinginhibitor，Granulation，DryingandSmashingintheTechnologicalProcess:TheCalculationofRawMaterialsandEnergy:TechnologicalProcessandcontrolling:TheDesignofMainEquipments:TheCalculationofinvestment:TheArrangementofEquipmentsinWorkgroup:ConsumptionandQuotaofRawMaterials;IllustrationonConstructionEngineering:EconomicAnalysis.Keywords:SodiumPolyacrylate；design；processflows第一章聚丙烯酸鈉物化性質(zhì)及生產(chǎn)現(xiàn)狀綜述1.1聚丙烯酸鈉物化性質(zhì)聚丙烯酸鈉，英文名Sodiumpolyacrylate，縮寫PAAS或簡(jiǎn)稱PAA-Na，結(jié)構(gòu)式為[－CH2－CH(COONa)]n－。是—種水溶性高分子化合物。商品形態(tài)的聚丙烯酸鈉，相對(duì)分子質(zhì)量小到幾百，大到幾千萬(wàn)，外觀為無(wú)色或淡黃色液體、粘稠液體、凝膠、樹脂或固體粉末，易溶于水。因中和程度不同，水溶液的pH一般在6-9。能電離，有或無(wú)腐蝕性。易溶于氫氧化鈉水溶液，但在氫氧化鈣、氫氧化鎂等水溶液中隨堿土金屬離子數(shù)量增加，先溶解后沉淀。無(wú)毒。水溶性直鏈高分子聚合物。小相對(duì)分子質(zhì)量的為液體，大的可為固體。固體的商品為白色粉末或顆粒，無(wú)臭無(wú)味，遇水膨脹，易溶于苛性鈉水溶液。吸濕性極強(qiáng)。具有親水和疏水基團(tuán)的高分子化合物。緩慢溶于水形成極粘稠的透明液體，其0.5%溶液的粘度約Pa?s，粘性并百因吸水膨潤(rùn)〔如CMC，海藻酸鈉〕產(chǎn)生，而是由于分子內(nèi)許多陰離子基團(tuán)的離子現(xiàn)象使分子鏈增長(zhǎng)，表現(xiàn)粘度增大而形成高粘性溶液。其粘度約為CMC、海藻酸鈉的15-20倍。加熱處理、中性鹽類、有機(jī)酸類對(duì)其粘性影響很小，堿性時(shí)那么粘性增大。不溶于乙醇、丙酮等有機(jī)溶劑。強(qiáng)熱至300度不分解。久存粘度變化極小，不易腐敗。因系電解質(zhì)，易受酸及金屬離子的影響，粘度降低。遇足量二價(jià)以上金屬離子〔如鋁、鉛、鐵、鈣、鎂、鋅〕形成其不溶性鹽，引起分子交聯(lián)而凝膠化沉淀。但是二價(jià)金屬離子量少時(shí)仍為溶液，因此可作為洗滌助劑，起到防止污垢再沉積的作用。pH=4.0以下時(shí)可能產(chǎn)生沉淀。隨著相對(duì)分子質(zhì)量增大，聚丙烯酸鈉自無(wú)色稀溶液至透明彈性膠體乃至固體。性質(zhì)、用途也隨相對(duì)分子質(zhì)量不同而有明顯區(qū)別。相對(duì)分子質(zhì)量在1000-10000的，可作為分散劑，應(yīng)用于水處理〔分散劑或阻垢劑〕、造紙、紡織印染、陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域。用作造紙涂布分散劑時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量在2000-4000，涂料濃度在65％～70％時(shí)，仍可有良好流變性和熟化穩(wěn)定性。分子量在1000-3000之間的，用作水質(zhì)穩(wěn)定劑和黑液濃縮時(shí)結(jié)垢控制劑。分子量在10以上的，用作涂料增稠劑和保水劑，可使羧基化丁苯膠乳、丙烯酸酯乳液等合成膠乳黏度增長(zhǎng)，防止水分析出，保持涂料體系穩(wěn)定。分子量在10以上的，用作絮凝劑。還可用作高吸水性樹脂，土壤改進(jìn)劑，以及在食品工業(yè)中作增黏劑、乳化分散劑等。[1-3]1.2聚丙烯酸鈉研究現(xiàn)狀高分子量聚丙烯酸鈉是一類廣泛用于燒堿和純堿行業(yè)鹽水精制、氧化鋁生產(chǎn)的赤泥沉降別離、味精廠廢水中蛋白質(zhì)回收和制糖等行業(yè)的高分子材料。也是丙烯酸使用量很大的一類產(chǎn)品。本文論述了高分子量聚丙烯酸鈉的國(guó)內(nèi)外研究狀況、應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用現(xiàn)狀、生產(chǎn)概況、市場(chǎng)需求情況和應(yīng)用前景，對(duì)促進(jìn)我國(guó)丙烯酸產(chǎn)業(yè)的開(kāi)展，提高我國(guó)高分子量聚丙烯酸鈉的生產(chǎn)水平都具有重要意義。[4]隨著我國(guó)丙烯酸工業(yè)的迅速開(kāi)展，對(duì)丙烯酸下游產(chǎn)品的研究不斷深入，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。聚丙烯酸鈉作為丙烯酸的一種主要下游產(chǎn)品，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外的研究受到重視，生產(chǎn)也不斷增加。聚丙烯酸鈉產(chǎn)品包括水溶性產(chǎn)品和水不溶性產(chǎn)品。水溶性聚丙烯酸鈉產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于食品、紡織造紙、化工等領(lǐng)域。水不溶性聚丙烯酸鈉產(chǎn)品具高吸水性，主要用于農(nóng)林園藝、生理衛(wèi)生等領(lǐng)域。聚丙烯酸鈉的分子量從幾百至幾千萬(wàn)以上，不同分子量的聚丙烯酸鈉各有各的用途。超低分子量(700以下)的用途還未完全開(kāi)發(fā);低分子量(1000-5000)主要起分散作用;中等分子量(104-106)顯示有增稠性;高分子量(106-107)的那么主要做增稠劑和絮凝劑;超高分子量(107以上)的在水中溶脹，生成水凝膠，主要用作吸水劑。水溶性聚丙烯酸鈉中又包括高分子量和低分子量?jī)深?。[5]目前高分子量聚丙烯酸鈉合成是采用丙烯酸經(jīng)氫氧化鈉中和形成丙烯酸鈉溶液，然后再聚合的工藝路線。在水溶性高分子量聚丙烯酸鈉的合成中，通常是高濃度丙烯酸鈉溶液和低濃度氧化復(fù)原引發(fā)劑在低溫下進(jìn)行水溶液聚合。制備的關(guān)鍵是在聚合前要除去丙烯酸中的阻聚劑。去除阻聚劑的方法有減壓蒸餾或加人活性炭吸附。高分子量聚丙烯酸鈉聚合時(shí)往往因?yàn)樽越宦?lián)作用或聚合速度過(guò)快使產(chǎn)品水溶性降低，因此需參加抗交聯(lián)劑和緩聚合劑。聚丙烯酸鈉是近年來(lái)在各領(lǐng)域廣泛使用的一類功能性高分子材料，高分子量聚丙烯酸鈉在各使用行業(yè)越來(lái)越受重視。但在我國(guó)其研究還不深，生產(chǎn)規(guī)模還小，性能尚不如人意。研究其生產(chǎn)過(guò)程，提高產(chǎn)品應(yīng)用性能，擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域是當(dāng)前的重要任務(wù)。隨著我國(guó)丙烯酸工業(yè)的迅速開(kāi)展,對(duì)丙烯酸下游產(chǎn)品的研究不斷深入,應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。聚丙烯酸鈉作為丙烯酸的一種主要下游產(chǎn)品,所以近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外的研究受到重視,生產(chǎn)也不斷增加。[6]1.3加工或制造方法1、相對(duì)分子質(zhì)量小時(shí)，丙烯酸在引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑存在下聚合，用氫氧化鈉中和即可得到產(chǎn)品?？刂品错憸囟?，引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑的種類和用量，單體濃度、反響時(shí)間和加料方式等條件，可得到不同相對(duì)分子質(zhì)量的產(chǎn)品。2、相對(duì)分子質(zhì)量高時(shí)，丙烯酸與氫氧化鈉中和，精制后，在引發(fā)劑存在下聚合，既得產(chǎn)品。固體形態(tài)的產(chǎn)品可經(jīng)過(guò)枯燥、造?；蚍鬯榈玫健?.4食品級(jí)聚丙烯酸鈉的用途1、增稠劑。在食品中有如下成效：〔1〕增強(qiáng)原料面粉中的蛋白質(zhì)粘結(jié)力?！?〕使淀粉粒子相互結(jié)合，分散滲透至蛋白質(zhì)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。〔3〕形成質(zhì)地致密的面團(tuán)，外表光滑而具有光澤?！?〕形成穩(wěn)定的面團(tuán)膠體，防止可溶性淀粉滲出?！?〕保水性強(qiáng)，使水分均勻保持于面團(tuán)中，防止枯燥?！?〕提高面團(tuán)的延展性?！?〕使原料中的油脂成分穩(wěn)定地分散至面團(tuán)中。2、作為電解質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用，改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)食品的粘彈性，改善組織。3、應(yīng)用舉例：〔1〕面包、蛋糕、面條類、通心面、提高原材料利用率，改善口感和風(fēng)味。用量0.05%?！?〕水產(chǎn)糜狀制品、罐頭食品、紫菜干等，強(qiáng)化組織，保持新鮮味，增強(qiáng)味感〔3〕調(diào)味醬、番茄沙司、蛋黃醬、果醬、稀奶油、醬油，增稠劑及穩(wěn)定劑?！?〕果汁、酒類等，分散劑?！?〕冰淇淋、卡拉蜜爾糖，改善味感及穩(wěn)定性?！?〕冷凍食品、水產(chǎn)加工品，外表膠凍劑〔保鮮〕。4、由于在水中溶解較慢，可預(yù)先與砂糖、粉末淀粉糖漿、乳化劑等混合，以提高溶解速度。5、作糖液、鹽水、飲料等的澄清劑〔高分子凝聚劑〕[7]。食品平安：國(guó)外從上世紀(jì)六十年代就開(kāi)始將聚丙烯酸鈉用于多種食品的增稠、增筋和保鮮等,是美國(guó)FDA、日本厚生省等批準(zhǔn)使用的食品添加劑,2000年中國(guó)衛(wèi)生部也正式批準(zhǔn)為食品級(jí)增稠劑。1.5工業(yè)級(jí)聚丙烯酸鈉的用途水處理劑——分散劑水處理劑——分散劑：小相對(duì)分子質(zhì)量的用于水處理，可在堿性和中濃縮倍數(shù)條件下運(yùn)行而不結(jié)垢。PAAS能將碳酸鈣、硫酸鈣等鹽類的微晶或泥沙分散于水中而不沉淀，從而到達(dá)阻垢目的。PAAS是一種常用的分散劑，除了用于水處理還，還廣泛大量應(yīng)用于造紙、紡織、印染行業(yè)做漿料分散劑，用于陶瓷工業(yè)做碳酸鈣分散劑，用于涂料行業(yè)做顏料分散劑等。聚丙烯酸鈉是成熟工業(yè)產(chǎn)品，有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為：HG/T2838-1997。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定產(chǎn)品外觀為無(wú)色至黃色液體，固含量大于等于30%。高相對(duì)分子質(zhì)量的用于絮凝劑。[8]水處理劑——絮凝劑聚丙烯酸鈉是一種線狀、可溶性的高分子化合物，其分子鏈上的羧基由于靜電相斥作用，使得曲繞的聚合物鏈伸展，促成具有吸附性的功能團(tuán)外露到外表上來(lái)，由于這些活性點(diǎn)吸附在溶液中懸浮粒子上，形成粒子間的架橋，從而加速了懸浮粒子的沉降。作為絮凝劑的聚丙烯酸鈉其相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)幾百萬(wàn)，其商品形態(tài)為黃色粘稠液體，固含量或達(dá)8%許，相應(yīng)特性粘數(shù)η≥3.40。聚丙烯酸鈉絮凝劑是特別適用于燒堿和純堿行業(yè)鹽水精制、氧化鋁生產(chǎn)的赤泥沉降別離、味精廠廢水中蛋白質(zhì)回收和制糖等行業(yè)的高分子材料。造紙化學(xué)品造紙化學(xué)品造紙涂料上作為分散劑。最適宜的相對(duì)分子質(zhì)量是2000-3000。商品形態(tài)一般是30%或42%固含量。粘度小于600mPa.s。外觀無(wú)色透明至琥珀色液體。pH在6-9之間。[9-10]以上分析可見(jiàn)高分子量的聚丙烯酸鈉在很多領(lǐng)域都廣泛使用，但目前在國(guó)內(nèi)企業(yè)使用的多為國(guó)外產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)近兩年已有生產(chǎn)，但廠家不多，生產(chǎn)能力不超過(guò)一千噸，其中還包括膠體產(chǎn)品。由此可見(jiàn)國(guó)內(nèi)高分子量聚丙烯酸鈉的生產(chǎn)缺口還很大，有必要增加生產(chǎn)滿足國(guó)內(nèi)需求。因此建設(shè)高質(zhì)量的使用性能好的聚丙烯酸鈉生產(chǎn)廠非常必要。第二章聚丙烯酸鈉生產(chǎn)工藝流程的選擇與論證2.1聚合方法的選擇工藝流程的選擇原那么是:有一定的科學(xué)先進(jìn)性和一定的科學(xué)水平，能表達(dá)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益以及可操作性強(qiáng)。在兼顧企業(yè).的實(shí)際情況同時(shí)制定出工藝流程簡(jiǎn)短、技術(shù)成熟、投資少、生產(chǎn)本錢低、適應(yīng)生產(chǎn)的連續(xù)化，使整個(gè)生產(chǎn)裝置到達(dá)高水平。工藝流程的選擇和論證是在實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)性試驗(yàn)的根底上進(jìn)行的。[11]高分子量聚丙烯酸鹽的合成方法主要有水溶液聚合法和反相懸浮聚合法。水溶液聚合法是以水為溶劑，將經(jīng)堿局部中和后的丙烯酸，參加有關(guān)助劑、引發(fā)劑，然后在一定的溫度下進(jìn)行聚合、枯燥粉碎而制得的方法。該法以水為溶劑，生產(chǎn)過(guò)程不產(chǎn)生污染;對(duì)主設(shè)備要求低，投資省;操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高;缺點(diǎn)是反響速度快，溫度不易控制;但后處理需增加枯燥、粉碎、篩分工序，有過(guò)細(xì)粉末產(chǎn)生。水溶液聚合法根據(jù)反響器的形式又可分為盤式法、轉(zhuǎn)鼓法。盤式法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資小的特點(diǎn)，轉(zhuǎn)鼓法那么適合于連續(xù)性生產(chǎn)，但設(shè)備較復(fù)雜，國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有類似的商品設(shè)備。水溶液聚合法生產(chǎn)的聚丙烯酸鈉產(chǎn)品因呈不規(guī)那么粉末狀。是高分子量聚丙烯酸鈉生產(chǎn)的主要方法。國(guó)內(nèi)的高分子量聚丙烯酸鈉生產(chǎn)根本采用該法[12]。反相懸浮聚合法是以溶劑(油相)為分散介質(zhì)，經(jīng)堿局部中和的水溶性單體丙烯酸鈉，在懸浮分散劑和攪拌作用下分散成水相液滴，引發(fā)劑和交聯(lián)劑溶解在水相液滴中在加熱的情況下進(jìn)行的聚合方法。該法解決了水溶液聚合法的傳熱，攪拌困難等問(wèn)題;且反響條件溫和，可直接獲得珠狀產(chǎn)品，生產(chǎn)的聚丙烯酸鈉粒徑大小可根據(jù)用途要求調(diào)節(jié)，溶劑容易與聚合物別離，是一種合成聚丙烯酸鈉獨(dú)特的方法。缺點(diǎn)是反響過(guò)程較不穩(wěn)定，工業(yè)放大困難;主設(shè)備材質(zhì)要求高，設(shè)備投資較大;采用易燃的有機(jī)溶劑，需要溶劑回收裝置，存在消防隱患和產(chǎn)生污染;只能進(jìn)行間歇生產(chǎn)，設(shè)備利用率低，通常產(chǎn)量為設(shè)備容量的10∽15%，生產(chǎn)效率低。通常的水溶液聚合法是以單一的引發(fā)劑，在加熱的情況下引發(fā)反響，即反響要在專門的加熱室內(nèi)進(jìn)行，需建一套加熱室，會(huì)使投資增加，同時(shí)加熱也造成能耗的增大。并且由于反響時(shí)最高溫度到達(dá)115℃以上，反響劇烈。得到的聚丙烯酸鈉分子量不大，水溶性較差，后處理造粒和枯燥十分困難?？菰锬芎囊苍黾印ａ槍?duì)以上問(wèn)題，我們經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)，開(kāi)發(fā)出用復(fù)合引發(fā)劑在常溫下引發(fā)丙烯酸溶液的聚合反響的聚合工藝。聚合反響在常溫下進(jìn)行，反響時(shí)最高溫度約75℃，反響較緩和。得到的聚丙烯酸鈉分子量較大，水溶解性能較好，聚合后的膠體外觀較硬、粘性很小，有利于后處理的造粒和枯燥。膠體枯燥時(shí)間也明顯縮短。經(jīng)過(guò)前期試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果令人滿意[13-16]表2-1不同引發(fā)劑對(duì)聚合反響的影響引發(fā)型式反響溫度〔℃〕開(kāi)始反響間〔min〕物料最高溫度〔℃〕反響情況產(chǎn)物外觀分子量單一引發(fā)劑6060≥100劇烈軟而粘800復(fù)合引發(fā)劑常溫30~75緩和硬而韌2560另外在聚合過(guò)程中參加少量有機(jī)胺和有機(jī)酸鹽等聚合助劑，可提高產(chǎn)物的分子量，增加水溶解性能，縮短溶解時(shí)間，聚合助劑影響的生產(chǎn)性試驗(yàn)[17-18].結(jié)果見(jiàn)表2-2:表2-2聚合助劑對(duì)產(chǎn)物性能的影響試驗(yàn)分子量〔萬(wàn)〕水溶解情況溶解時(shí)間〔min〕不加聚合助劑1540有少量凝膠約60加聚合助劑1540無(wú)凝膠＜30由表2-2可見(jiàn)加人聚合助劑可使產(chǎn)物的分子量大大提高，并且分析試驗(yàn)說(shuō)明，在采用粘度法測(cè)定分子量時(shí)，不加聚合助劑的樣品，在過(guò)濾時(shí)有一定量的不溶凝膠，使得濾液中的物質(zhì)量減少，導(dǎo)致計(jì)算的分子量降低。根據(jù)上述分析、試驗(yàn)結(jié)果和企業(yè)資金情況，聚丙烯酸鈉的生產(chǎn)選用水溶液聚合法的盤式法。由于聚合反響后聚合物膠體對(duì)通常材料的盛裝器具具有很大粘性，采用常規(guī)的盤式反響器時(shí)，得到的大塊膠體后處理很困難。根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)和試驗(yàn)，我們?cè)O(shè)計(jì)出采用噴涂不粘涂料的不銹鋼盤作為聚合反響盤。并且反響盤設(shè)計(jì)成帶條形格的結(jié)構(gòu)，使反響生成的聚合物膠體可方便地整條取出，不需切成條或塊狀即可直接進(jìn)人后續(xù)造粒工序的肉類絞碎機(jī)，節(jié)省了人工和粗切碎裝置。2.2丙烯酸鈉溶液脫除阻聚劑方法的選擇由于丙烯酸在貯運(yùn)過(guò)程中為了防止發(fā)生聚合通常加人約20Ppm的酚類化合物作為阻聚劑，在聚合以前要除去。否那么會(huì)使聚合反響難以進(jìn)行，或因要多加引發(fā)劑并加熱到較高溫度才能引發(fā)反響。除去阻聚劑常用的方法是減壓蒸餾丙烯酸，此種方法需加熱減壓進(jìn)行，但其丙烯酸的損失較大，而且需要專門的蒸餾設(shè)備。也有使用活性炭來(lái)脫除，但直接參加丙烯酸內(nèi)，由于酸性較大脫除效果不明顯，丙烯酸因活性炭吸附造成的損失也稍大。我們采用丙烯酸先經(jīng)中和后再加人細(xì)粉狀活性炭，攪拌后過(guò)濾除去阻聚劑。這種方法丙烯酸的損失相對(duì)較少。各種方法去除阻聚劑的試驗(yàn)效果見(jiàn)表2-3[35]。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，可知采用丙烯酸先經(jīng)氫氧化鈉溶液中和后，再加人細(xì)粉狀活性炭，攪拌后過(guò)濾的方法對(duì)阻聚劑的脫除效果較好，處理時(shí)不需加熱，丙烯酸損失也較輕。所以選用其作為生產(chǎn)時(shí)去除阻聚劑使用的方法。[19]表2-3各種方法去除阻聚劑的效果比擬脫除方法處理后阻聚劑含量〔ppm〕丙烯酸損失情況減壓蒸餾＜110活性炭直接脫除121∽2中和后脫除3∽4＜12.3造粒方法的選擇丙烯酸鈉聚合后物性為高含水(60%-65%)膠體物及彈性粘性大的特點(diǎn)，由不同大小的顆粒做的枯燥曲線說(shuō)明，同等條件下粒徑和枯燥時(shí)間呈非線性關(guān)系，相差幾百倍。不同粒徑與枯燥時(shí)間的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2-4。表2-4聚丙烯酸鈉膠體粒徑對(duì)枯燥時(shí)間的影響粒徑2-3mm4-5mm7-8mm10mm30mm枯燥時(shí)間40分60分5-6小時(shí)2-3天1-2月要使其成為含水量約5%的細(xì)小顆粒，就必須大大提高物料的外表積，在枯燥前細(xì)化物料。并且聚合反響后的高吸水性樹脂膠體從反響器上剝落后，如整塊進(jìn)行枯燥，會(huì)使搬運(yùn)操作困難，而且由于膠體厚會(huì)使枯燥時(shí)受熱不均勻，水分?jǐn)U散慢，枯燥時(shí)間大大增加，對(duì)后續(xù)破碎工序也有影響。聚合物膠體經(jīng)造粒后進(jìn)入后續(xù)枯燥工.序，由于其具有一定的粘性，應(yīng)選用適宜的造粒設(shè)備進(jìn)行造粒。用普通切片機(jī)難以得到顆粒狀膠體，并且會(huì)造成分子量的降解，現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝是采用捏合機(jī)進(jìn)行初破碎，但在捏合過(guò)程中分子量將顯著降低，大大降低產(chǎn)品質(zhì)量。據(jù)了解國(guó)內(nèi)有廠家生產(chǎn)聚丙烯酰胺解碎造粒機(jī)，但其價(jià)格昂貴，尚不見(jiàn)有聚丙烯酸鈉膠體用的解碎造粒機(jī)。經(jīng)多種造粒試驗(yàn)比擬決定選用肉類絞碎機(jī)，其擠壓行程短，可快速有效地解碎膠體，得到顆粒粒徑≤5mm的均勻膠粒，使枯燥過(guò)程時(shí)間大大縮短、能耗降低、產(chǎn)品質(zhì)量能保持不變，而且適合后續(xù)工序的連續(xù)性生產(chǎn)。我們選用的肉類絞碎機(jī)還具有價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，1臺(tái)處理量為200kg/h的肉類絞碎機(jī)價(jià)格僅為3000元。[20-21]2.4枯燥方法的選擇對(duì)造粒后的聚丙烯酸鈉膠粒進(jìn)行枯燥可采用箱式、回轉(zhuǎn)窯、紅外等枯燥方式。箱式枯燥是化工行業(yè)廣泛使用的枯燥方式，具有投資小、使用方便，采用煙氣加熱時(shí)本錢低的特點(diǎn);回轉(zhuǎn)窯設(shè)備適應(yīng)于連續(xù)生產(chǎn)，但是投資大、占地面積大，且對(duì)具有一定粘性的聚丙烯酸鈉膠粒不適應(yīng)該種枯燥方式;生產(chǎn)試驗(yàn)的前期采用紅外線加熱，但是枯燥本錢高(每噸產(chǎn)品的枯燥費(fèi)用近5000元)，而且設(shè)備維護(hù)費(fèi)用大會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品本錢顯著增加，后改為煙氣枯燥。用煙氣加熱的箱式枯燥方法每噸產(chǎn)品枯燥費(fèi)用不超過(guò)1000元。根據(jù)企業(yè)的投資情況和生產(chǎn)能力，選用煙氣加熱的箱式枯燥方法。[22-23]2.5粉碎方法的選擇枯燥后的聚丙烯酸鈉成相對(duì)疏松顆粒間相連的塊狀物，生產(chǎn)性試驗(yàn)是采用人工敲碎后粉碎，考慮到設(shè)計(jì)后產(chǎn)量較大和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，采用先經(jīng)鄂式破碎機(jī)壓散，然后萬(wàn)能粉碎機(jī)粉碎。這些都為常用的工業(yè)處理手段。根據(jù)以上選擇本工程采用的技術(shù)路線為以丙烯酸為原料，經(jīng)氫氧化鈉中和，用活性炭脫除其中的阻聚劑，加人聚合助劑和引發(fā)劑，在常溫下反響得到聚丙烯酸鈉膠體。然后將膠體造粒、枯燥、粉碎篩分得到聚丙烯酸鈉產(chǎn)品[24-25]。2.6聚丙烯酸鈉生產(chǎn)工藝流程(l)丙烯酸鈉溶液的制取:將經(jīng)計(jì)量的丙烯酸與經(jīng)溶解、冷卻、計(jì)量的燒堿溶液進(jìn)行局部中和，中和后的丙烯酸鈉水溶液經(jīng)冷卻至室溫。丙烯酸鈉溶液經(jīng)活性炭脫阻聚劑，然后經(jīng)抽濾缸抽濾，脫除阻聚劑。(2)丙烯酸鈉的聚合:在中和后脫除阻聚劑的丙烯酸鈉水溶液中，參加計(jì)量量的助劑和引發(fā)劑，放入盤式反響器中進(jìn)行常溫聚合。(3)聚合物膠體的造?？菰?聚合生成的聚合物膠條經(jīng)造粒機(jī)造粒，置于箱式枯燥器枯燥。(4)干膠體的粉碎篩分:枯燥后的聚丙烯酸鈉經(jīng)顆式破碎機(jī)壓散、粉碎機(jī)細(xì)碎、振動(dòng)篩篩分、計(jì)量包裝，得到聚丙烯酸鈉產(chǎn)品。工藝流程簡(jiǎn)圖如下[26]：反響反響配堿中和脫阻聚劑造粒堿液計(jì)量粉碎分級(jí)粗碎枯燥篩分包裝成品丙烯酸計(jì)量純水、燒堿活性炭聚合助劑、引發(fā)劑丙烯酸2.7生產(chǎn)過(guò)程主要操作條件及控制(l)配堿按NaOH:H20=l:2.12的質(zhì)量比配制堿液，其濃度約為25%(w/w)。將稱量好的燒堿緩慢倒人裝有定量純水的配堿釜中，同時(shí)開(kāi)動(dòng)攪拌，并在夾套通冷卻水冷卻，控制最終堿液溫度≤40℃。用堿液泵泵人貯堿槽。(2)丙烯酸中和按丙烯酸:NaOH=l:0.56的質(zhì)量比在中和釜中加人丙烯酸，開(kāi)攪拌并在夾套通冷卻水，同時(shí)緩慢參加已冷卻的堿液，堿液量為丙烯酸:堿液=l:1.74質(zhì)量比，相當(dāng)中和度100%(mol比)?？刂谱罱K丙烯酸中和液溫度≤35℃(3)丙烯酸中和液脫阻聚劑在中和釜的丙烯酸中和液中按丙烯酸質(zhì)量的1%加人粉狀活性炭，開(kāi)動(dòng)攪拌，攪拌30-60min(視中和液溫度而定，冬季中和液溫度低時(shí)需30min，溫度高時(shí)需60min)。然后經(jīng)陶瓷過(guò)濾槽抽濾。放人中和液槽[27]。(4)聚合反響將中和液釜中的丙烯酸中和液放150kg人計(jì)量攪拌釜中，開(kāi)動(dòng)攪拌后參加助劑，參加量為丙烯酸質(zhì)量的0.2%攪拌使其溶解，然后加人丙烯酸量0.25%的復(fù)合引發(fā)劑，攪拌使其在10min內(nèi)溶解。隨即放入反響盤中，時(shí)間控制在15min內(nèi)，約30-40min開(kāi)始反響，3h后反響結(jié)束。(5)造粒枯燥將聚合物膠條從反響盤中取出，逐條喂入造粒機(jī)，絞切成5mm粒徑的聚合物膠粒，均勻堆放枯燥器推車網(wǎng)架上，送人箱式枯燥器內(nèi)進(jìn)行枯燥?？菰飼r(shí)間約48h?？菰餃囟纫钥菰餀C(jī)內(nèi)物料溫度≤130℃為宜，枯燥后產(chǎn)物的含水量≤5%[28](6)粉碎分級(jí)、包裝將枯燥后的產(chǎn)物喂人顆式破碎機(jī)壓散，經(jīng)傳送帶輸送到粉碎機(jī)粉碎，將不同粒徑分別包裝，包裝袋為內(nèi)套塑料薄膜的塑料編織袋，每袋重量25kg。同時(shí)抽取樣品送化驗(yàn)室檢驗(yàn)。第三章物料衡算與能量衡算3.1物料衡算(l)計(jì)算條件生產(chǎn)能力:年產(chǎn)800噸聚丙烯酸鈉，年工作日330天，2.42t/d，每日三班。(2)計(jì)算基準(zhǔn)以生產(chǎn)1噸聚丙烯酸鈉為基準(zhǔn)。(3)分子量:丙烯酸=72.06,氫氧化鈉＝40，丙烯酸鈉＝94.06，水＝18(4)生產(chǎn)原理丙烯酸中和:CH=CHCOOH+NaOH→CH=HCOONa+H2O丙烯酸鈉的聚合：n(CHCOOCNa)→〔CH-CH〕nCOONa(5)各工序物料衡算:由于聚丙烯酸鈉的生產(chǎn)要經(jīng)過(guò)配堿，中和，脫阻聚劑，抽濾，反響，枯燥，粉碎，包裝等多個(gè)工序，同時(shí)在每個(gè)工序中都有一定量的物料耗損，故采用反推法來(lái)計(jì)算每個(gè)工序的物料輸送。l)破碎分級(jí)包裝工序由于粉塵等因素，在該工序中，枯燥膠體約有1.1%的損耗，因此要生產(chǎn)1噸聚丙烯酸鈉。輸人的枯燥膠體的質(zhì)量為:1000/(1-1.1%)=1011.12(kg)膠體損失:1011.12×1.1%=11.12(kg)2)枯燥工序在該工序中，經(jīng)聚合反響生成聚丙烯酸鈉濕膠體，再通過(guò)枯燥器脫除其中水分，經(jīng)分析濕膠體固含量為44.61%，整個(gè)工序樹脂損失為0.6%。損失的濕膠體質(zhì)量為:1011.12×0.6%=6.07(kg)要得到1011.12公斤的枯燥膠體需固含量為44.61%的濕膠體為:(1011.12+6.07)/44.61%=2280.18(kg)枯燥過(guò)程須除掉的水分:2280.18×(l一44.61%)=1262.99(kg)3)聚合反響工序在聚合反響過(guò)程中，脫除阻聚劑的中和液與引發(fā)劑，助劑在一定條件下發(fā)生聚合反響而生成絮凝劑濕膠體，在整個(gè)工序中濕膠體損失約占膠體的0.8%，反響前添加的引發(fā)劑占干膠體的0.0072%，助劑約占干膠體的0.0005%，中和液中丙烯酸鈉的含量約為40.10%。[29]可以推算出:生成的濕膠體的總量:2280.18×(l-0.8%)=2298.57(kg)損失的濕膠體的質(zhì)量:2298.57-2280.18=18.39(kg)添加的引發(fā)劑:2298.57×0.0072%=0.16(kg)添加的助劑:2298.57×0.0005%=0.01(kg)丙烯酸鈉中和液量：(2298.57×44.61%-0.16-0.01)/141.10%=2494.46(kg)聚合過(guò)程中水分蒸發(fā):2494.46-2298.57=195.89(kg)4)脫阻聚劑，抽濾工序采用活性炭脫除丙烯酸鈉中和液中的微量阻聚劑，在此工序中，當(dāng)活性炭添加量為中和液的0.69%時(shí)有較好的效果，在此工序中過(guò)濾損耗及濾渣約占中和液總量的1.1%。設(shè)輸入的中和液為X:那么X+0.69%X=2494.46+1.1%X解得X=2504.73(kg)添加的活性炭為:2504.73×0.69%=17.28(kg)過(guò)濾損耗為及濾渣:2504.73×1.1%=27.55(kg)中和液中丙烯酸鈉的總量為:2504.73×41.10%=1029.44(kg)5)中和工序在中和工序中采用氫氧化鈉完全中和的丙烯酸，中和度為100%，設(shè)1噸產(chǎn)品需丙烯酸的質(zhì)量為W，由方程式可以推算如下:反響需丙烯酸的質(zhì)量為W;需氫氧化鈉的質(zhì)量(40/72.06)×W;生成的丙烯酸鈉的質(zhì)量(94.06/72.06)×W;生成的水分質(zhì)量為(l8/72.06)×W。那么可得:(94.06/72.06)×W=1029.44W=788.66(kg)生成水的質(zhì)量:18/72.06×788.66=197.00(kg)中和反響需純氫氧化鈉的質(zhì)量:40/72.06×788.66=437.78(kg)折算為25%的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量:437.78/25%=1751.12(kg)此過(guò)程水分蒸發(fā)量：1751.12+788.66-2504.73=35.05〔kg〕6)配堿工序在裝有水冷裝置的配堿釜中參加一定量的水，然后在不斷攪拌下加人96%的氫氧化鈉的質(zhì)量為:437.78/96%=456.02(kg)需純水1751.12-456.02=1295.10(kg)7)生成聚丙烯酸鈉各工序物料衡算的數(shù)據(jù)整理如下見(jiàn)表3-1，物料衡算圖見(jiàn)圖3-1。表3－1生產(chǎn)聚丙烯酸鈉各工序物料衡算結(jié)果工序名稱輸入輸出原料Kg產(chǎn)品Kg配堿中和脫阻聚劑、抽濾聚合反響枯燥粉碎包裝96％配堿純水25％氫氧化鈉溶液中和液其中：丙稀酸鈉溶解水活性碳丙烯酸中和液98％引發(fā)劑助劑濕膠體干膠體456.021295.101751.12788.662504.731029.441475.2917.282494.460.160.012280.181011.1225％氫氧化鈉溶液中和液其中：丙稀酸鈉溶解水水分蒸發(fā)濾液〔中和液〕濾渣及消耗生成濕膠體水分蒸發(fā)濕膠體損耗干膠體干膠體損耗枯燥除水聚丙烯酸鈉產(chǎn)品粉塵耗損1751.122504.731029.441475.2935.052477.1827.552298.57195.8918.391011.126.071262.99100011.12產(chǎn)品粉塵損耗產(chǎn)品粉塵損耗11.12kg產(chǎn)品1000kg枯燥除水1262.99kg樹脂損耗6.07kg干樹脂1011.12kg樹脂凝膠2280.18kg損耗27.55kg濾液2477.18kg水分蒸發(fā)35.05kg中和液2504.73kg丙烯酸788.66kg25%堿液1751.12kg配堿枯燥中和粉碎分級(jí)反響脫阻聚劑助劑0.01kg引發(fā)劑0.16kg活性炭17.28kg純水1295.10kg燒堿456.02kg水分蒸發(fā)195.89kg凝膠損耗18.39kg物料衡算圖3.2熱量衡算聚丙烯酸鈉的生產(chǎn)可分為多個(gè)工序，每一個(gè)生產(chǎn)工序都有一定的能量變化，脫阻聚劑工序和粉碎包裝工序只需要一定的動(dòng)力損耗，因此不計(jì)算這兩個(gè)工序的能量平衡，其它工序分別計(jì)算。整個(gè)過(guò)程均采用25℃作為基準(zhǔn)溫度，生產(chǎn)1噸聚丙烯酸鈉產(chǎn)品各工序的原料需求情況按物料衡算表中計(jì)。[30(l)配堿工序由物料衡算可知，在配堿工序中，需純氫氧化鈉437.78公斤，溶解用水1259.42公斤，氫氧化鈉的質(zhì)量百分比濃度為25%，折算為物質(zhì)的量為分別為氫氧化鈉:437.78×1000/40=10944.5(摩爾)水:1295.10×l000/18==71950(摩爾)水/氫氧化鈉(mol比):71950/10944.5=6.57查表可知?dú)溲趸c在此濃度下的溶解熱為37.16kJ/molNaOH，此濃度下液的平均比熱為3.587KJ/kg.℃，水的比熱為4.18KJ/kg·℃，片堿和純水的進(jìn)料溫度為25℃，氫氧化鈉溶液的出料的溫度為30℃，配堿過(guò)程最大溫升65℃，冷卻水出入平均溫差為10℃。輸入的熱量Ql人包括氫氧化鈉帶人的熱量Qll，純水帶入的熱量Q12，氫氧化鈉帶入的溶解熱Q13，由于氫氧化鈉帶人的熱量Q所以Ql人=Q13=37.16×10944.5＝406697〔kJ〕輸出的熱量QI出包括氫氧化鈉溶液由25℃升到30℃所需的熱量Q的熱量Q15，其中Q14=3.587×1751.12×(30-25)=31406(kJ)因?yàn)镼l人-1出=0Q15=QI人-14=406697-31406=375291(kJ)需冷卻水的質(zhì)量：ml水=375291/4.18=89782(kg)(2)中和工序條件:丙烯酸的進(jìn)料溫度為25℃，比熱為2.76kJ噸·℃，氫氧化鈉水溶液的進(jìn)料溫度為30℃，平均比熱為3.587KJ/kg·℃，中和液的平均比熱為3.28KJ/Kg·℃，水的比熱為4.18KJ/Kg·℃，100℃時(shí)水的蒸發(fā)熱為2587KJ/kg，丙烯酸與氫氧化鈉的中和熱為55.67kJ/molH2O，中和液輸出溫度為30中和工序的輸人熱量Q2入包括:氫氧化鈉水溶引人的熱量Q21，丙烯酸引人的熱量Q22，丙烯酸中和熱Q23，其計(jì)算結(jié)果如下:氫氧化鈉水溶液引人的熱量:Q21=3.587×1751.12×(30－25)=31406(kJ)丙烯酸引人的熱量為零Q22:=0在中和工序中，中和度為100%，因此發(fā)生中和反響的丙烯酸為:788.66×1000/72.06=10944.5(mol)生成的水為l0044.5mol那么丙烯酸中和熱為:Q23=55.67×10944.5=609280(kJ)輸人熱量:Q2入=Q21+Q22+Q23=31406+0+609280=640686(kJ)輸出的熱量Q2出包括中和液移走的熱量Q24，水分蒸發(fā)吸收的熱量Q26，以及冷卻水帶走的熱量Q26.其計(jì)算結(jié)果如下:中和液移走的熱量:Q24=3.28×(30－25)×2504.79＝41078〔kg〕Q25=35.05×4.18×〔100－25〕＋35.05×2587＝101662〔kJ〕因?yàn)镼2入-Q2出=0，所以Q26=640686－41078-101662=497946(kJ)冷卻水用量:m2=497946/4.18=119126(kg)(3)聚合反響工序在這個(gè)工序中，丙烯酸中和液與引發(fā)劑，助劑充分混合，溫度會(huì)上升很大幅度，反響加劇，同時(shí)蒸發(fā)大量水分.此過(guò)程的熱損失很大，同時(shí)還要防止暴聚。丙烯酸中和液的平均比熱為3.28KJ/Kg·℃，中和液進(jìn)料溫度為30℃，丙烯酸鈉的聚合熱為77.7kJ/mol，水的比熱為4.18KJ/Kg·℃，l00℃水的蒸發(fā)熱為2587KJ/Kg，樹脂凝膠的出料溫度為60℃，樹脂平均比熱為2.53kJ/kg·℃，由于助劑和引發(fā)劑的量很少，在計(jì)算時(shí)可以忽略其帶人的熱量.輸人的熱量Q3人包括:丙烯酸中和液引入的熱量Q31丙烯酸中和液引人的熱量:Q31=3.28×2494.46×(30-25)=40909(kJ)聚合反響放熱:Q32=77.7×10944.5=850387(kJ)那么輸人熱量:Q3人=Q31+Q32=40909+850387=891296(kJ)輸出的熱量Q3出包括生成的膠體從25℃升溫到60℃，所需的熱量Q33，水分從25℃到蒸發(fā)變成水氣帶走的熱量Q34膠體帶走的熱量:Q33=2.53×(2280.18+18.39)×(60-25)=203538(kJ)水氣帶走熱量:Q34=195.89×4.18×(100-25)+195.89×2587=568179(kJ)聚合體系熱量損耗:Q35=Q3人-Q33-Q34=891296-203538-568179=119579(kJ)(4)枯燥工序從盤式反響器中出來(lái)的濕膠體經(jīng)切碎后放入箱式枯燥器枯燥，濕膠體的進(jìn)入溫度為50℃，膠體的平均比熱為2.53kJ/kg.℃，枯燥物料出口溫度為150℃，聚丙烯酸鈉的平均比熱為1.47KJ/Kg.℃，水的比熱為4.18KJ/Kg·℃，輸人的熱量Q4人包括濕膠體帶入的熱量Q41，枯燥器提供給膠體的熱量Q42:其中:膠體帶入的熱量:Q41=2.53×2280.18×(50-25)=144221.4(kJ)輸出的熱量Q4出包括干膠體帶走的熱量Q43，水分從25℃到蒸發(fā)變成水氣帶走的熱量Q44，枯燥體系熱量損耗Q45。其中干膠體帶走的熱量Q43為:Q43=1.47×(1011.12+6.07)×(150-25)=186909(kJ)水氣帶走的熱量:Q44=1262.99×4.18×(100-25)+1266.99×2587=3673650.5(kJ)因?yàn)镼4人—Q4出=0，且Q45=(l一85%)Q42144221.4+Q4242=0枯燥器提供給膠體的熱量:Q42:=4372162(kJ)枯燥體系熱量損耗:Q45=0.15×4372162=655824(kJ)(5)生產(chǎn)聚丙烯酸鈉各工序熱量衡算結(jié)果如表3-2。表3-2生產(chǎn)聚丙烯酸鈉各工序熱量衡算表〔以噸計(jì)〕工序名稱輸入KJ輸出KJQ110Q1431406配堿Q12Q13Q1入0406697406697Q15Q1出37529131406406697中和Q21Q22Q23總Q2入314060609280640686Q24Q25Q2出41078101662497946640686聚合Q31Q32Q3入40909850387891296Q33Q34Q35Q3出203538568179119579891296枯燥Q41Q42總計(jì)Q4入144221.443721624516383.4Q43Q44Q45Q4出1869093673650.56558244516383.5第四章主要設(shè)備工藝尺寸的計(jì)算及選型4.1配堿釜(l)釜體容積，形式及材料日產(chǎn)聚丙烯酸鈉2.42噸，需配堿液2.42×1751.12=4237.7(kg);溶堿時(shí)最高溫度為50℃，查得25%堿液的比重為1.26g/cm3;那么4.237t堿液的體積為4.237/1.26=3.36(m3);按裝料系數(shù)0.8計(jì)，需配堿釜容積為3.36/0.8=4.2(m3);可選用5m3的配堿釜。[31生產(chǎn)工藝條件為:所處理的為堿性溶液，釜體內(nèi)為常壓，溫度為50℃，夾套為循環(huán)冷卻水，夾套內(nèi)表壓為0.3MPa，溫度小于50℃，故可確定該釜屬于帶攪拌裝置的低壓反響釜。本設(shè)計(jì)采用圓筒形殼體和(2)釜體的主要尺寸確實(shí)定l)筒體直徑所處理的物料為液-固相，其筒體高度Ht于筒體直徑D之比為1～1.3。由于容積不大，化學(xué)反響平衡，暫選1.2，又因反響過(guò)程中不產(chǎn)生泡沫，無(wú)沸騰現(xiàn)象，故裝料系數(shù)為0.8。那么釜體內(nèi)徑可按下式估算。Di=(4V/3.14(Ht/D))1/3=(4×3.36/3.14×1.2)1/3=1.52式中V為操作容積，m3，v=3.36m3。取Di=1.5m2)封頭尺寸標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭與筒體匹配，其內(nèi)徑應(yīng)與筒體相同。假設(shè)假定封頭壁厚為8mm下表可得公稱直徑DN=1500mm的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭直邊高度為H0=40表4-1標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭直邊的高度封頭材料、厚度與其直邊高度的關(guān)系封頭材料碳素鋼，普低鋼不銹鋼，耐酸鋼封頭厚度4~810~18203~910~1820直邊高度254050254050公稱直徑與其直邊高度的關(guān)系公稱直徑200400500~26002800~32003400~4000直邊高度2525,4025,40,5040,50603〕筒體高度當(dāng)D=1500mm，H=40mm，可得標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭容積Vt=3.14/18*Di3=0.6m3，筒體每一米高度的容積Vm=3.36/1.8Ht=V+Vt/Vm=()/1.87=1.6取Ht=1.5m，那么Ht=1.6/1.5=1.07與初選值H/D=1.2相符。4)筒體容積釜體總?cè)莘e為1.87×1.8+0.6×1.5=4.266m3釜體有效體積:4.266×0.85=3.62>3.36(符合要求)配用120r/min減速箱，6kw的三相攪拌電機(jī)。〔查圖9-3攪拌過(guò)程求攪拌功率的算圖〕[41-42]5)配堿釜夾套尺寸Di=1500mm時(shí)，夾套直徑為DJ=Di+D=1500+200=夾套封頭，選用直徑為1700mm的橢圓形封頭。夾套高度Hi可按下式計(jì)算:Hj≥〔gV一V)/Vm=(0.85×3.36-0.6)/1.87=1.21m6)校核傳熱面積與確定夾套結(jié)構(gòu)高度DN=1500，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的外表積為Af=0.35*3.14Di2=0.35*3.14*1.72=3.18m2，每米筒體的外表積Am為3.14*d=3.14*1.5=4.71m2，釜體的傳熱局部面積為:Ar＝Af＋At=Af＋Am(Hj-0.05)=3.18+4.17×此傳熱面積大于3.4m2，符合要求，不需要其它的傳熱裝置。7)釜體壁厚，釜體下封頭壁厚，夾套壁厚，夾套下封頭壁厚1〕按0.3MPa內(nèi)壓計(jì)算。配堿釜的釜體采用雙面對(duì)接焊，焊縫進(jìn)行局部無(wú)損檢驗(yàn)，材料采用Q235-A鋼，那么壁厚按下式計(jì)算[32]St1=P*Di/(2[6]t?-P)+C=1.1*0.3*1500/〔2*113*0.85—1.1*0.3〕=2.6式中P為設(shè)計(jì)壓力P=1.1*0.3MPa[δ]t為設(shè)計(jì)溫度下的許用壓力[δ]t為111MPa，?為焊縫系數(shù)，?=0.85，C為壁厚附加量C=C1+C2=0.8+2=2.8其中C1為鋼板負(fù)偏差，C2為腐蝕裕量2〕按釜體承受0.33MPa外壓進(jìn)行計(jì)算，釜體下局部和下封頭有時(shí)承受0.33MPa的內(nèi)壓，有時(shí)承受0.33MPa的外壓，可能出現(xiàn)的最大的外壓差為0.3MPa。設(shè)計(jì)應(yīng)以最惡劣的工作條件考慮，故該釜體設(shè)計(jì)壓力外。P=0.3*1.1=0.33MPa假設(shè)S0=12mm由于夾套頂部到釜體法蘭面的距離為150mm，其計(jì)算長(zhǎng)度為：L=H-150+1/3h0=1800-150+40+1/3〔600+5〕=1891.67D0=Di+2S0=1500+2*12=15L/D0=1891.67/1800=1.05D0/S0=169由L/D0=1.05，D0/S0=169查外壓圓筒設(shè)計(jì)用算圖，可得系數(shù)A=0.00015，再由A=0.00015和溫度150℃[P]=B/(D0/Se)=65/109=0.385MPa>P因此，計(jì)算壁厚S0=12mm時(shí)筒體受外壓[p]能滿足外壓的設(shè)計(jì)要求，其實(shí)際壁厚為：St0=S0+C=12+2.8=14.8mm3〕釜體壁厚因筒體受內(nèi)壓，而按內(nèi)壓設(shè)計(jì)，需壁厚為3.4mm又因筒體受外壓而按外壓設(shè)計(jì)，那么需14.8mm。本釜筒體最后確定取15mm的Q235-A鋼板制造。4〕同理我們也可按上述方法計(jì)算夾套的壁厚Sj=P*Di/(2[δ]t?-P)+C=〔1.1*0.3*1700〕/2*113*0.85-1.1*0.3)+0.5+2=6.28mmSt1=P*Di/(2[δ]t?-0.5p)+C=726/(2*113*0.85-0.5*1.1*0.3)+2.5=6.28mm為了制造方便，一般夾套封頭與筒體取同一壁厚7mm經(jīng)計(jì)算釜體厚度為15mm，釜體下封頭壁厚為15mm，夾套壁厚和夾套下封頭壁厚為7mm。(8)攪拌軸功率及轉(zhuǎn)速查表大致確定攪拌型式為推進(jìn)式，攪拌電機(jī)功率為6kw，轉(zhuǎn)速為120r/min。4.2中和釜中和釜用于對(duì)丙烯酸進(jìn)行完全中和，日產(chǎn)聚丙烯酸鈉2.42噸需中和液2.42×(1751.12+788.66)=6146.2〔kg)在中和液60℃時(shí)，測(cè)得其比重為1.33g/m，，6146.2kg的中和液的體積為6146.2/1000×1.33=8.17m按裝料系數(shù)0.75計(jì)，需中和釜的容積為8.17/0.75=10.9〔m3按每日三班計(jì)，可選用3.6m3的中和釜，材質(zhì)為帶夾套的搪瓷釜，配用120r/min的減速箱，三相攪拌電機(jī)6kw的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。4.3脫阻聚劑釜，丙烯酸鈉溶液貯槽及計(jì)量攪拌槽(l)對(duì)上述中和液.8.17m3用活性炭在常溫下脫除其中的阻聚劑，因無(wú)需換熱，其裝料系數(shù)取0.8，那么脫阻聚劑釜的容積為8.17/0.8=10.21〔m按每日三班計(jì)，可選用3.5m3的脫阻聚劑釜，該釜為普通溶液混合攪拌設(shè)備無(wú)需換熱。(2)丙烯酸鈉溶液貯槽用來(lái)臨時(shí)盛裝脫除阻聚劑的丙烯酸鈉溶液，其容積為3.5m3?？刹捎?5(3)因加人引發(fā)劑后的聚丙烯酸鈉溶液約在30min后開(kāi)始反響，需盡快放入聚合反響盤，防止放料時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而在貯槽中發(fā)生反響。因此需要分批加引發(fā)劑等，計(jì)量攪拌釜是用來(lái)對(duì)脫除阻聚劑的聚丙烯酸鈉溶液進(jìn)行分批計(jì)量，參加交聯(lián)劑和引發(fā)劑并攪拌均勻，然后放入聚合反響盤進(jìn)行反響的容器。經(jīng)試驗(yàn)150kg料液可在15分鐘加完引發(fā)劑和助劑，并攪拌均勻，然后在15min內(nèi)放完，30℃時(shí)料液的比重為1.35g/cm，，其體積為o.15/1.35=0.11(m3)，裝料系數(shù)為0.80，那么計(jì)量攪拌槽的容積為0.11/0.80=0.137(m3)，因此取其容積為0.15m3，一班的料液分為9批操作，約4小時(shí)完成操作?？刹捎弥睆?.5lm，高1.5m，150錐型底的，材質(zhì)為A3鋼，內(nèi)襯PVC塑料，配用60r/min減速箱，1.5kw三相攪拌電機(jī)，非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。4.4聚合反響盤聚合反響在聚合反響盤中進(jìn)行，每日加引發(fā)劑后的丙烯酸鈉溶液其體積為2.82m3，聚合反響盤設(shè)計(jì)為容積為3000x3000x60=0.54m3，裝料厚度為40mm，實(shí)際容積為0.36m聚合反響盤材質(zhì)為不銹鋼，為使聚丙烯酸鈉濕膠體易取出，并易于下一工序的造粒，可設(shè)計(jì)成盤內(nèi)間隔100mm的條型，即一個(gè)盤有10格。盤內(nèi)噴涂不粘涂料。4.5造粒及枯燥設(shè)備(l)反響后生成的聚丙烯酸鈉濕膠體需造粒后枯燥，每日所有濕膠體需除去的水分為2.42×1262.99＝3056.4〔kg)。(2)每日需要處理的凝膠的質(zhì)量為2.42×2280.18=5518.03〔kg)，每班處理1.8噸，即每小時(shí)處理230公斤，那么可以配300kg/h的絞肉機(jī)，其出料孔直徑為5mm(3)聚丙烯酸鈉濕膠體采用烘房式枯燥器進(jìn)行枯燥?？菰镌O(shè)備條件:1)燒無(wú)煙白煤塊，耗煤量每噸產(chǎn)品≤2t。2)枯燥溫度120-150℃，煙氣排放要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)(GBJ4-73)。4.6粉碎篩分設(shè)備每日有2.42×1011.12=2446.9〔kg)干膠體生成，需經(jīng)壓散后粉碎篩分得到聚丙烯酸鈉產(chǎn)品。選用300kg/h處理量的顎式破碎機(jī)(功率4kw)壓散，屬標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。300kg/h處理量的萬(wàn)能粉碎機(jī)(功率5.5kw)進(jìn)行粉碎，配80目不銹鋼篩，材質(zhì)為不銹鋼，屬標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。4.7循環(huán)水冷卻塔在配堿工序中和工序中均有熱量放出，每天需要用冷卻水其體積為92912/997.69=93.12m3冷卻時(shí)間為21小時(shí)，相當(dāng)于循環(huán)水量93.12/21=4.43m根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定冷卻塔的設(shè)計(jì)工況為:進(jìn)水溫度為37℃，出口溫度為31℃，設(shè)計(jì)溫差為6℃，濕球溫度為28℃，干球溫度為30.5℃4.8設(shè)備一覽表表4-2設(shè)備及設(shè)備投資一覽表設(shè)備名稱規(guī)格數(shù)量金額備注配堿釜4.2m12.5非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備中和釜3.4m12.0標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備脫阻聚劑釜3.5m11.0非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備攪拌計(jì)量槽0.15m310.5非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備丙烯酸鈉貯槽.4m310.5非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備聚和反響盤3000X3000X60，б=1.5不銹鋼300.96非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備酸泵10m310.3標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備堿泵15m310.3標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備抽濾槽550L陶瓷10.8標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備真空系統(tǒng)10L/S3kw10.5標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備純水裝置?300X2500X3PVC200L/h純水12非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備反響盤架1150X1150X2110不銹鋼101.2非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備肉類絞碎機(jī)300kg10.2非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備箱式枯燥器14顎式破碎機(jī)30010.3標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備萬(wàn)能粉碎機(jī)300kg/和，5.5kw，不銹鋼10.8標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備皮帶輸送機(jī)2.0kw20.6標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備抽濕機(jī)匹一臺(tái)，兩匹一臺(tái)21標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備操作平臺(tái)12000x6000x200011非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備包裝機(jī)組100kg/h0.5kw10.15非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備冷卻塔玻璃鋼，5m310.6標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備管路系統(tǒng)鍍鋅管、不銹鋼管、PVC管，各種管閥等11構(gòu)架耗材0.5儀器儀表1其他0.8設(shè)備改造防腐等合計(jì)〔萬(wàn)元〕24.51第五章原料規(guī)格，供給及消耗定額5.1原料規(guī)格及用量[34](l)丙烯酸:工業(yè)級(jí)，含量99.5%，年需求量1577.35t;(2)氫氧化鈉:工業(yè)級(jí)，含量大于99.5%，年需求量912.04t;(3)復(fù)合引發(fā)劑，工業(yè)級(jí)，含量大于98%，年需求量382kg;(4)聚合助劑，工業(yè)級(jí)，含量大于98%，年需求量20kg;(5)活性炭，粉狀，工業(yè)級(jí)，年需求量34.56t。5.2原料，能量消耗定額(l)噸產(chǎn)品原料消耗額見(jiàn)表5-1原料消耗定額(以噸產(chǎn)品計(jì))名稱單耗單價(jià)金額丙烯酸7886695007492氫氧化鈉456.0222001003引發(fā)劑0.1646000.74助劑0.01250000.25活性炭18.28440076純水1259.422025.2合計(jì)859702(2)單位產(chǎn)品能源消消耗用為:生產(chǎn)用電350元，枯燥用煤10(X)元，生產(chǎn)用水100元。合1450元/t。5.3車間編制及定員生產(chǎn)工人實(shí)行三班工作制，管理效勞人員實(shí)行一班工作制，管理效勞人員按生產(chǎn)人員的10%配備。車間總定員20人，其中生產(chǎn)工人18人，管理效勞人員2人。全員勞動(dòng)生產(chǎn)率為:40噸/人·年。表5-2崗位定員情況表操作工序配堿中和反響枯燥粉碎包裝質(zhì)檢、管理合計(jì)人數(shù)3363520第六章建設(shè)工程及公用、輔助工程說(shuō)明6.1建設(shè)工程說(shuō)明該生產(chǎn)線擬建在建設(shè)單位內(nèi)原有的閑置的生產(chǎn)車間內(nèi)，有建筑面積約500m26.2生產(chǎn)車間布置生產(chǎn)車間的布置，從原料經(jīng)中間產(chǎn)品到產(chǎn)品的各個(gè)工序，按生產(chǎn)流程排列;用設(shè)施和倉(cāng)庫(kù)盡量靠近相關(guān)工序，以縮短物料運(yùn)送距離，防止運(yùn)輸線上發(fā)生阻礙。原料庫(kù)的丙烯酸，過(guò)硫酸鈉和氫氧化鈉應(yīng)分開(kāi)放置，庫(kù)房保持陰涼、枯燥和通風(fēng)。原料和成品庫(kù)應(yīng)靠近運(yùn)輸線布置，便于車輛進(jìn)出方便。6.3給水、排水系統(tǒng)生產(chǎn)用水主要為配堿和中和工序的冷卻用水、配堿水和少量的生產(chǎn)沖洗用水。生產(chǎn)線日用水量360噸。其中循環(huán)水量為324噸(進(jìn)水溫度30℃，回水溫度37℃)。新鮮水進(jìn)水溫度給水系統(tǒng)包括新鮮水輸水管、管網(wǎng)、輸水管道的兩條分支，一分支專門為循環(huán)水池，和生產(chǎn)清洗供水。另一支為純水裝置供水，消防用水管網(wǎng)另設(shè)。室內(nèi)給水系統(tǒng)由人戶管、主管、支管配水頭(或用水設(shè)備)等組成。給水的水平干管敷設(shè)在建筑物的下部，由下至上供水。生產(chǎn)用配堿水為純水，由生產(chǎn)線裝備的純水裝置供給。純水最小用量3.2t/d平均用量4～6t/d，最大用量6t/d。生產(chǎn)用水中的冷卻水經(jīng)貯水池自然冷卻或用冷卻塔冷卻后循環(huán)使用，少量的生產(chǎn)沖洗用水屬根本無(wú)污染水，可經(jīng)澄清后排放。生產(chǎn)線的排水系統(tǒng)由排水管網(wǎng)組成，排水管道把廢水從產(chǎn)生地點(diǎn)收集和輸送到總排水管，最后由總排水管輸送到污水澄清池。[35]6.4電力供給及生產(chǎn)控制(1)電力供給本工程耗電不大電力由企業(yè)原電網(wǎng)提供，本生產(chǎn)線耗電缺乏8萬(wàn)kw/a，企業(yè)電網(wǎng)能滿足生產(chǎn)用電要求。(2)貯運(yùn)根據(jù)本工程原料、產(chǎn)品特點(diǎn)按不同要求進(jìn)行貯運(yùn)，以滿足生產(chǎn)需要。需原料庫(kù)房面積320m2，產(chǎn)品庫(kù)房面積400m2。庫(kù)房應(yīng)陰涼、通風(fēng)、防水、防潮、遠(yuǎn)離火種、熱源，原料中易燃、易爆物品，原料、產(chǎn)品應(yīng)隔離存放。原料和產(chǎn)品運(yùn)輸以陸路運(yùn)輸為主。(3)分析檢驗(yàn)室、維修室本工程進(jìn)出工廠的原料、產(chǎn)品由化驗(yàn)室提供分析，包括丙烯酸、氫氧化鈉、引發(fā)劑、助劑、活性炭等原料和聚丙烯酸鈉產(chǎn)品。生產(chǎn)過(guò)程檢驗(yàn)由生產(chǎn)線配備的分析檢驗(yàn)工進(jìn)行。共設(shè)分析檢驗(yàn)工3人。廠內(nèi)配有維修工，可負(fù)責(zé)日常設(shè)備的維護(hù)和維修。第七章概算與技術(shù)經(jīng)濟(jì)7.1工程投資估算編制估算依據(jù)(l)根據(jù)年產(chǎn)800噸聚丙烯酸鈉生產(chǎn)線編制;(2)設(shè)備均參照1999年現(xiàn)行價(jià)確定;(3)設(shè)備安裝參照1995年價(jià);(4)其他費(fèi)用按現(xiàn)行價(jià)確定;(5)建筑工程采用《廣東省建筑工程預(yù)算定額》工程指標(biāo)確定。投資估算情況見(jiàn)表7-1表7-l投資估算表序號(hào)工程名稱數(shù)量金額萬(wàn)元〕備注1廠房整改32設(shè)備見(jiàn)設(shè)備表24.913配套及公用設(shè)備配套24電力設(shè)備變壓器等45安裝56工業(yè)衛(wèi)生27環(huán)保消防18流動(dòng)資金509不可預(yù)見(jiàn)5合計(jì)960917.2產(chǎn)品本錢分析[36]本錢分析依據(jù)如下:(l)生產(chǎn)所需原料、動(dòng)力價(jià)格參照現(xiàn)行價(jià)格確定。(2)設(shè)備綜合折舊按10年采用直線法計(jì)提;年均固定本錢=96.91/10=9.691萬(wàn)(3)根據(jù)工藝設(shè)計(jì)確定的各項(xiàng)單耗指標(biāo)計(jì)算產(chǎn)品的單位本錢;(4)工資按1000元人·月計(jì)提;(5)管理費(fèi)按銷售收人的1%計(jì)提;(6)增值稅以17%計(jì);(7)銷售費(fèi)用以銷售收入的1.8%計(jì)提。表7－2單位本錢構(gòu)成表〔按噸產(chǎn)品計(jì)〕工程金額備注原料消耗8597.2能耗1450工資100033元/人·日包裝150管理250維修折舊150銷售400稅收260合計(jì)44457.2年均單位變動(dòng)本錢=l.14572萬(wàn)7.3經(jīng)濟(jì)效益分析7.3.1各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)計(jì)算產(chǎn)品按每年生產(chǎn)聚丙烯酸鈉800噸，含稅價(jià)25000元/噸，不含稅價(jià)11537.7元/噸。(l)年產(chǎn)值:按售價(jià)計(jì)800×2.5=2000(萬(wàn)元)(2)年銷售收入:含稅銷售收入800×2.5=2000(萬(wàn)元)(里面已經(jīng)包含增殖稅)(3)年利潤(rùn)總額:2000(總銷售額)-572.86(總本錢)=1427.14(萬(wàn)元)(4)所得稅:1427.14×33%=470.96(萬(wàn)元)(5)稅后凈利潤(rùn):1427.14-470.96=956.18(萬(wàn)元)(6)投資回收期:本工程固定資產(chǎn)總投資:96.91萬(wàn)元，其貸款利息按月利率5%。，預(yù)計(jì)從貸款的第二年開(kāi)始四年內(nèi)還清，建設(shè)期利息15萬(wàn)元，以局部?jī)衾麧?rùn)歸還貸款。年凈利潤(rùn)為:1427.14-470.96=956.18(萬(wàn)元)投資回收期=1+(96.91+15)/956.18=1+0.12=1.12(年)工程建成后第一年滿負(fù)荷達(dá)產(chǎn)，可在一年零43天收回投資。(7)投資利潤(rùn)率:〔956.18/96.91)×100%=987%(8)投資利稅率:[〔956.18+96.91〕/96.91]×100%=1087%(9)內(nèi)部收益率:IRR=(工資十折舊+純利)一總投資×100%=(200+150+956.18)/96.91×l00%=1348%7.3.2盈虧平衡分析正常年度總本錢1.14572×800=916.576萬(wàn)元，其中年均固定本錢9.691萬(wàn)元單位變動(dòng)本錢1.14572萬(wàn)元.盈虧臨界產(chǎn)量=年均固定本錢/(單位銷售收入一單位變動(dòng)本錢)(l)盈虧平衡量=96910/(25000-11457.2)=7.156(噸)(2)盈虧平衡點(diǎn)時(shí)的產(chǎn)值=7.156×2.5=17.89(萬(wàn)元)即年產(chǎn)量達(dá)7.156噸，銷售收入達(dá)17.89萬(wàn)元時(shí)可保不虧本。由以上分析可見(jiàn)，建設(shè)800t/y聚丙烯酸鈉生產(chǎn)線具有投資小(不到100萬(wàn))，達(dá)產(chǎn)后利潤(rùn)高(超過(guò)400萬(wàn))，上繳稅收大(超過(guò)200萬(wàn))，投資回收期短(一年零43天)，可以為企業(yè)帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)效益。而且聚丙烯酸鈉產(chǎn)品屬環(huán)保產(chǎn)品，還會(huì)為社會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)和環(huán)境效益。[37]第八章環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)平安與工業(yè)衛(wèi)生8.1環(huán)境保護(hù)(l)該工程環(huán)保設(shè)計(jì)依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)A.《化工建設(shè)工程環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)定》EGJ6一86B.((化工企業(yè)環(huán)境保護(hù)檢測(cè)站設(shè)計(jì)規(guī)定》EGZO501一91C.((工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GBJ87一85D.((污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978一88(2)排放污染物成分、排放量及治理方案本工程工藝中在產(chǎn)品枯燥工序中有大量的水蒸氣凝出，廢水量約6t/d集中在貯水池，屬無(wú)污染水。生產(chǎn)性清洗水排放量為8t/d水中主要含有少量懸浮物、和酸、堿，pH值接近中性。由總排水管送至廢水澄清池澄清后，可達(dá)標(biāo)排放。本工程枯燥工序使用燃煤煙氣進(jìn)行枯燥，由于使用無(wú)煙白煤，含硫量低，并且配合煙氣處理裝置，可使排放的煙氣達(dá)標(biāo)?？菰镞€產(chǎn)生煤渣每天約0.64t，其中不含有害物質(zhì)，可集中運(yùn)到垃圾場(chǎng)或其他需填土的工地。[38]本工程裝置無(wú)大的噪聲源，實(shí)施后根本無(wú)噪聲污染。8.2勞動(dòng)平安、工業(yè)衛(wèi)生與消防(l)編制依據(jù)A.((建筑設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GBJ16一87B.《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》TJ36一79(2)不平安因素及職業(yè)危害主要原料:助劑、活性炭為無(wú)毒物品，過(guò)硫酸鈉為易燃易爆危險(xiǎn)品，丙烯酸為腐蝕品。產(chǎn)品為無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)危險(xiǎn)品。粉碎、篩分操作崗位有少量產(chǎn)品粉塵產(chǎn)生。(3)平安及措施A.工藝設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)要執(zhí)行國(guó)家防火標(biāo)準(zhǔn)及其有關(guān)規(guī)定。B.易燃、易爆崗位采用防爆型電機(jī)和儀表。C.腐蝕性物品操作時(shí)應(yīng)戴橡膠手套，小合操作。D.過(guò)硫酸鈉、亞硫酸鹽、丙烯酸、氫氧化鈉等應(yīng)當(dāng)分開(kāi)存放。E.產(chǎn)生粉塵的崗位，工人操作時(shí)應(yīng)戴口罩，電源開(kāi)關(guān)應(yīng)采用防爆型。F所有設(shè)備、管道應(yīng)密封好，防止跑、冒、滴、漏現(xiàn)象產(chǎn)生。G.車間要通風(fēng)，有足夠的防護(hù)用品。H.消防設(shè)施要齊全(配備消防栓和足夠的泡沫消防裝置，滅火器等)。第九章設(shè)計(jì)心得體會(huì)通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)自己存在許多問(wèn)題。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)所學(xué)課程的一次總結(jié)和實(shí)踐的鍛煉，能充分表達(dá)出專業(yè)課知識(shí)的利用情況，有許多專業(yè)知識(shí)不能系統(tǒng)的連貫起來(lái)，從設(shè)計(jì)相關(guān)的題目到去圖書館查閱資料，就是一個(gè)對(duì)課程的一次總的復(fù)習(xí)。我們所學(xué)的各門功課在這次設(shè)計(jì)中充分表達(dá)出它們的作用，在《化工原理》中復(fù)習(xí)了塔的設(shè)計(jì)，在《化學(xué)工藝學(xué)》中復(fù)習(xí)了工藝流程圖的設(shè)計(jì)，在《化工熱力學(xué)》中復(fù)習(xí)了物料衡算和能量衡算綜合運(yùn)用的知識(shí)，這讓我收獲很多。設(shè)計(jì)中所設(shè)計(jì)的環(huán)境保護(hù)和平安措施的實(shí)施那么是從化工廠每次大教訓(xùn)中總結(jié)出來(lái)的，不但解決生產(chǎn)上的平安問(wèn)題，對(duì)于其他相關(guān)的化工產(chǎn)業(yè)同樣實(shí)用。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們作圖用到了AutoCAD這個(gè)作圖軟件，發(fā)現(xiàn)它是一個(gè)操作快捷而又準(zhǔn)確的作圖工具，這就是理論與實(shí)際的結(jié)合，鍛煉了自己的動(dòng)手能力。當(dāng)然還有腦的鍛煉，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，使我們更進(jìn)一步的穩(wěn)固加深了所學(xué)的根底理論、根本技能和專業(yè)知識(shí)，是指系統(tǒng)綜合化。同時(shí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)也加強(qiáng)了我們計(jì)算、繪圖、編輯設(shè)計(jì)文件、使用標(biāo)準(zhǔn)化手冊(cè)等最根本的工作實(shí)際能力，這對(duì)我以后走上工作崗位有極大的幫助?？偨Y(jié)聚丙烯酸鈉是近年來(lái)在各個(gè)領(lǐng)域廣泛使用的一類功能性高分子材料，高分子量聚丙烯酸鈉在氯堿行業(yè)鹽水精制、氧化鋁冶煉赤泥沉降和味精廢水回收蛋白質(zhì)等行業(yè)越來(lái)越受到重視。但是在我國(guó)其研究還不深人，生產(chǎn)規(guī)模還小，性能尚不如人意。對(duì)其生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行研究;提高產(chǎn)品的應(yīng)用性能;擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域是我們當(dāng)前的重要任務(wù)。本論文設(shè)計(jì)的特點(diǎn)在于:(l)根據(jù)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料及實(shí)際考查，選擇了丙烯酸鈉原料的合成路線。通過(guò)聚合、造粒、枯燥和粉碎方法的各項(xiàng)試驗(yàn)，選擇與論證了合理的工藝流程。(2)本論文在聚丙烯酸鈉生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新點(diǎn)為:在工業(yè)生產(chǎn)的聚合反響中采用復(fù)合引發(fā)劑結(jié)合有機(jī)胺聚合助劑;在自行設(shè)計(jì)的，帶條形格的反響器中，在常溫下進(jìn)行聚合;膠體采用絞碎機(jī)造粒。(3)論文還對(duì)生產(chǎn)工藝過(guò)程的物料及能量進(jìn)行了衡算;詳細(xì)說(shuō)明了生產(chǎn)工藝流程及控制;對(duì)主要設(shè)備的選型和工藝尺寸的計(jì)算、設(shè)備投資估算;對(duì)車間的設(shè)備布置，原料的消耗和定額，建設(shè)工程進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明，對(duì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析。(4)根據(jù)本論文設(shè)計(jì)建廠能生產(chǎn)出的聚丙烯酸鈉具有分子量高、水溶解性能好、溶解時(shí)間短，在使用上具有用量少、沉降速度快的特點(diǎn)。生產(chǎn)線還具有投資少、建設(shè)周期短、操作可靠等特點(diǎn)。按本設(shè)計(jì)建立的這套800噸高分子量聚丙烯酸鈉生產(chǎn)裝置，可填補(bǔ)山東省該產(chǎn)品的空白，并對(duì)該產(chǎn)品建廠設(shè)計(jì)具有參考價(jià)值。參考文獻(xiàn)[l]大森英三(日).丙烯酸酯及其聚合物[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1995.[2]曾之平，趙紅坤，白永康，等.聚丙烯酸鹽的制備及應(yīng)用[J].河南化工[J]，1997，(5):8-9.[3]嚴(yán)瑞煊.水溶性高分子[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1998，196-222.[4]G.F.Fanta，R.C.Burr，C.R.Russell，et，al.Graftcopolymersofstarch.ICopolymerizationofgelatinizedwheatstarehwithacrylonitrile.Formationofcopolymerandeffectofsolventoncopolymercomposition.[J]APPl.PolymerSei.1966，10(5):929-937[5]G.F.Fanta，R.C.Burr，C.R.Russell，et，al.Graftcopolymersofstarch.Ⅱcopolymerizationofgelatinizedwheatstarchwithacrylonitrile.Influenceofreactionconditionsoncopolymercompounds[J]PolymerSci.P