【正文】 年產(chǎn) 2020 噸聚丙烯酸鈉工藝設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 年產(chǎn) 2020 噸聚丙烯酸鈉的工藝設(shè)計(jì) THE PROCESSING TECHNIQUE DESIGN OF POLYACRYLATE SODIUM WITH 2020 TONS OUTPUT PER YEAR 學(xué)院 (部 ): 專業(yè)班級(jí) : 學(xué)生姓名 : 指導(dǎo)教師 : 年 月日 年產(chǎn) 2020 噸聚丙烯酸鈉的工藝設(shè)計(jì) 摘要 本設(shè)計(jì)對(duì)聚丙烯酸鈉的國內(nèi)外研究狀況和應(yīng)用現(xiàn)狀、生產(chǎn)概況、市場需求情況和應(yīng)用前景的進(jìn)行了綜述 。對(duì)工藝流程中聚合方法、分離方法、干燥方法進(jìn)行選擇 。對(duì)生產(chǎn)的物料及熱量進(jìn)行了衡算。詳細(xì)介紹了生產(chǎn)工藝流程及控制 ,對(duì)主要設(shè)備進(jìn)行了選型和工藝尺寸的計(jì)算。本文還對(duì)生產(chǎn)車間進(jìn)行了設(shè)計(jì) ,對(duì)工藝流程圖 ,廠房布置圖等進(jìn)行了繪制。 關(guān)鍵詞 :聚丙烯酸鈉 ,物料衡算 ,生產(chǎn)工藝 ,工藝流程圖 ,廠房布置圖 THE PROCESSING TECHNIQUE DESIGN OF POLYACRYLATE SODIUM WITH 2020 TONS OUTPUT PER YEAR ABSTRACT Foreign and domestic research and application, production status, market demand and prospect polyacrylate sodium reviewed in this paper. The polymerization, separation and drying method were selected, and material and heat balance were calculated. The processing technique flow and control were introduced in detail。 the main equipments were selected and their dimensions were estimated. In addition, the workshop of production was also designed。 the process flow diagram and plants arrangement drawing were drafted. Keywords: Polyacrylate sodium, material balance, processing technique , process flow digram, plants arrangement 目錄 摘要 I ABSTRACT II 1 概述 1 高分子量聚丙烯酸鈉研究現(xiàn)狀 1 高分子量聚丙烯酸鈉的性質(zhì)和應(yīng)用 2 聚丙烯酸鈉的性質(zhì) 2 聚丙 烯酸鈉的應(yīng)用 2 高分子量聚丙烯酸鈉的需求、生產(chǎn)和應(yīng)用前景 3 項(xiàng)目的設(shè)計(jì)依據(jù) 4 建廠規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格 5 建廠規(guī)模 5 產(chǎn)品規(guī)格 5 2 聚丙烯酸鈉的生產(chǎn)工藝 6 聚丙烯酸鈉聚合的實(shí)施方法 6 反向懸浮聚合工藝條件及其影響因素 7 分散劑及其助分散劑的選擇及其濃度對(duì)分子量的影響 7 引發(fā)體系的選擇及其濃度對(duì)分子量的影響 8 單體濃度對(duì)分子量的影響 8 鏈轉(zhuǎn)移劑對(duì)分子量的影響 9 攪拌轉(zhuǎn) 速的影響 9 后處理工序的選擇 10 分離方法的選擇 10 干燥方法的選擇 10 聚丙烯酸鈉的生產(chǎn)工藝流程 10 生產(chǎn)過程主要操作及控制 11 3 工藝衡算和設(shè)備選型 12 物料衡算與熱量衡算 12 物料衡算 12 熱量衡算 15 主要設(shè)備工藝尺寸的計(jì)算及選型 18 各釜體高度與內(nèi)徑尺寸確定 18 各釜體夾套尺寸的確定 21 分離設(shè)備 22 干燥設(shè)備 23 其他設(shè)備 的選擇 24 設(shè)備一覽表 24 原料主要技術(shù)規(guī)格、供應(yīng)及消耗定額 25 原料規(guī)格及用量 25 原料消耗定額 25 4 車間設(shè)備布置設(shè)計(jì) 26 車間設(shè)備布置的原則 26 車間設(shè)備布置的原則 26 車間設(shè)備平面布置的原則 26 車間設(shè)立面布置的原則 26 車間設(shè)備布置 27 車間設(shè)備平面布置 27 車間設(shè)備立面布置 27 5 建設(shè)工程及公用、輔助工程說明 28 建設(shè)工程說明 28 給水、排水系 統(tǒng) 28 電力供應(yīng)及生產(chǎn)控制 28 6 環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)安全與工業(yè)衛(wèi)生 29 環(huán)境保護(hù) 29 該項(xiàng)目環(huán)保設(shè)計(jì)依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn) 29 環(huán)保治理措施 29 預(yù)期效果 29 環(huán)保管理及監(jiān)測 29 綠化概況 30 勞動(dòng)安全、工業(yè)衛(wèi)生與消防 30 7 概算與技術(shù)經(jīng)濟(jì) 31 項(xiàng)目投資估算 31 產(chǎn)品成本估算 31 財(cái)務(wù)評(píng)估 32 各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)計(jì)算 32 盈虧平衡分析 32 總結(jié) 33 參考文獻(xiàn) 34 致謝 36 1 概述 隨著我國丙烯酸工業(yè)的迅速發(fā)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。聚丙烯酸鈉鹽是丙烯酸鹽類中最重要、應(yīng)用最廣、最有代表性的產(chǎn)物 ,由于聚丙酸鈉鹽中含有大量親水基團(tuán) ,它易溶于水 ,形成的水溶液是一種高分子電解質(zhì)。 聚丙烯酸鈉水溶液具有良好的離解性、較理想的潤濕性、保水性和成膜性浸漬或涂布時(shí) ,同時(shí)還具有耐溫性強(qiáng)、凍融穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性、以及經(jīng)長期貯存后其粘度無明顯變化等特點(diǎn)。不同聚合度的產(chǎn)物親水性、硬度、強(qiáng)度、附著力等性能差別很大 ,這些差異以及它們本身具有的許多優(yōu)異的物理和化 學(xué)性能使這類聚合物獲得廣泛應(yīng)用 [1]。 聚丙烯酸鈉的分子量從幾百至幾千萬以上 ,變化幅度很大 ,不同分子量的聚丙烯酸鈉可以用作各種各樣的目的和用途。超低分子量 700 以下的用途還未完全開發(fā)出來 。低分子量 10005000 時(shí) ,主要起分散作用 。中等分子量 104106 顯示有增稠性 。高分子量 106107 的聚丙烯酸鈉主要做增稠劑和絮凝劑 。超高分子量107 的聚丙烯酸鈉不再溶于水 ,在水中溶脹 ,生成水凝膠 ,主要用作吸水劑 [2]。水溶性聚丙烯酸鈉中又包括高分子量和低分子量兩大類。本論文主要涉及水溶性高分子量聚丙烯酸鈉生產(chǎn) 線的工藝設(shè)計(jì)。 高分子量聚丙烯酸鈉研究現(xiàn)狀 目前國內(nèi)市場上的聚丙烯酸鈉主要是水溶液聚合法制備 ,采用丙烯酸經(jīng)氫氧化鈉中和形成丙烯酸鈉溶液 ,然后用高濃度丙烯酸鈉溶液、低濃度氧化還原引發(fā)劑在低溫條件下進(jìn)行水溶液聚合而成。其原理為 : 一般而言 ,水溶液聚合時(shí) ,聚合組分較少 ,工藝實(shí)施較容易。但由于攪拌和傳熱的原因 ,聚合水溶液中要求單體濃度很低 ,而且產(chǎn)物成塊狀 ,出料困難。需要經(jīng)過切割、粉碎、篩分、烘干等后續(xù)工藝。 反相懸浮法聚合法是近年發(fā)展起來的制備水溶性高分子新方法 ,這方面的研究性文章最早由 Dimonie 等人于 1982 年發(fā)表。它是將丙烯酸鈉水溶液分散在油溶性連續(xù)相中 ,在攪拌和分散劑的作用下 ,分散成微小的液滴 ,在水溶性引發(fā)劑的作用下聚合反應(yīng)。 其生產(chǎn)工藝簡單、成本低 ,便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化 ,產(chǎn)品分子量可達(dá)千萬以上 ,產(chǎn)品溶解性能比水溶液聚合產(chǎn)品好 ,而且克服了水溶液聚合中的高粘和傳熱困難的工藝難點(diǎn) ,并且可以得到粉狀或者粒狀的聚合物 ,產(chǎn)物的后處理工藝、儲(chǔ)運(yùn)和使用上也較容易。 高分子量聚丙烯酸鈉的性質(zhì)和應(yīng)用 聚丙烯酸鈉的性質(zhì) 聚丙烯酸鈉 [3],英文名 Sodium polyacrylate,縮寫 PAAS 或簡稱 PAANa,結(jié)構(gòu)式為 [CH2CHCOONa]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 ,外觀為無色或淡黃色液體、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 69。能電離 ,有或無腐蝕性 。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 。無毒。 1 穩(wěn)定性 1 熱穩(wěn)定性 :聚丙烯酸鈉熱穩(wěn)定性好 ,海藻酸鈉、梭甲基纖維素鈉等天然粘稠液 ,經(jīng)熱處理 ,其粘度降到初始的 1/10 以 下 ,但聚丙烯酸鈉的水溶液僅降低3/10。聚丙烯酸鈉用于分離鋁廠紅泥 ,就是基于丙烯酸鈉具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性。 2 冷凍穩(wěn)定性 :聚丙烯酸鈉水溶液即使經(jīng)過凍結(jié) ,其粘度也不變。 3 機(jī)械穩(wěn)定性 :聚丙烯酸鈉水溶液在室溫下以 10000r/min 高速攪拌 3min,粘度無顯著變化。 4 儲(chǔ)存穩(wěn)定性 :聚丙烯酸鈉水溶液長期貯存 ,粘度變化很小