【正文】 ... 26 4 車間設(shè)備布置設(shè)計 .................................................................................................. 27 車間設(shè)備布置的原則 ....................................................................................... 27 車間設(shè)備布置的原則 ................................................................................. 27 車間設(shè)備平面布置的原則 ......................................................................... 27 車間設(shè)立面布置的原則 ............................................................................. 27 車間設(shè)備布置 ................................................................................................... 28 車間設(shè)備平面布置 ...................................................................................... 28 車間設(shè)備立面布置 ...................................................................................... 28 5 建設(shè)工程及公用、輔助工程說明 .......................................................................... 29 建設(shè)工程說明 .................................................................................................... 29 給水、排水系統(tǒng) ................................................................................................ 29 電力供應(yīng)及生產(chǎn)控制 ........................................................................................ 29 環(huán)境保護(hù) ............................................................................................................ 30 該項目環(huán)保設(shè)計依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn) ...................................................................... 30 環(huán)保治理措施 .............................................................................................. 30 預(yù)期效果 ...................................................................................................... 30 環(huán)保管理及監(jiān)測 .......................................................................................... 31 綠化概況 ...................................................................................................... 31 勞動安全、工業(yè)衛(wèi)生與消防 ............................................................................ 31 7 概算與技術(shù)經(jīng)濟 ...................................................................................................... 32 項目投資估算 ................................................................................................... 32 產(chǎn)品成本估算 .................................................................................................... 32 財務(wù)評估 ......................................................................................................... 33 各項經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)計算 ............................................................................. 33 盈虧平衡分析 ............................................................................................. 33 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 目錄 iii 總結(jié) .............................................................................................................................. 34 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 35 致謝 .............................................................................................................................. 37 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 1 概述 1 1 概 述 隨著我國丙烯酸工業(yè)的迅速發(fā)展，對丙烯酸下游產(chǎn)品的研究不斷深入，應(yīng)用范圍不斷擴大。 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。 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。 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。商品形態(tài)的聚丙烯酸鈉，相對分子質(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。 3) 機械穩(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。但可用浸漬或涂布方法在表面上制成透明均一的膜。 1) 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外露到表面上河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 1 概述 3 來，由于這些活性點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。目前內(nèi)許多廠家加入 %的聚丙烯酸鈉故作為保護(hù)膠。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，從而達(dá)到阻垢目的。燒堿大量用于造紙、合成洗滌劑、紡織、醫(yī)藥、冶金、食品等領(lǐng)域。 由于 用 PAM 存在鹽水質(zhì)量上不去的缺點，隨著聚丙烯酸鈉應(yīng)用的推廣，越來越多的企業(yè)傾向于使用聚丙烯酸鈉。 2020 年商品味精產(chǎn)量為 萬噸，按生產(chǎn)每噸味精消耗聚丙烯酸鈉 計，每年需用的聚丙烯酸鈉 約 4 000 噸。因此建設(shè)高質(zhì)量的使用性能好的聚丙烯酸鈉生產(chǎn)廠是非常必要的。在兼顧企業(yè)的實際情況同時制定出工藝流程簡短、技術(shù)成熟、投資少、生產(chǎn)成本低、適應(yīng)生產(chǎn)的連續(xù)化，使整個生產(chǎn)裝置達(dá)到高水平。該法以水為溶劑，生產(chǎn)過程不產(chǎn)生污染；對主設(shè)備要求低，投資??；操作簡單，生產(chǎn)效率高；缺點是反應(yīng)速度快，溫度不易控制；但后處理需增加干燥、粉碎、篩分工序，有過細(xì)粉末產(chǎn)生。該法解決了水溶液聚合法的傳熱，攪拌困難等問題；且反應(yīng)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)，溶劑容易與聚合物分離，是一種合成聚丙烯酸鈉獨特的方法。 根據(jù)上述分析、試驗結(jié)果和企業(yè)資金情況，本設(shè)計的聚丙烯酸鈉生產(chǎn)使用反相懸浮聚合法，單釜間歇聚合工藝，以 Span 60 為分散劑、復(fù)合引發(fā)劑和相應(yīng)的助劑加入反應(yīng)釜中，控 制溫度 40℃ 恒溫 1h、 50℃ 恒溫 1h、 60℃ 恒溫 1h 后升溫至共沸溫度。 分散劑及其助分散劑的選擇及其濃度對分子量的影響 丙烯酸鈉反相懸浮聚合中，單體水溶液需借助油溶性分散劑，使之分散在非極性有機溶劑中形成 “ 油包水 ” 型 (W/O)懸浮液，山梨糖醇脂肪 酸酐 (Span 類 )和其環(huán)氧乙烷加成物 (Tween 類 )是兩種最常用的非離子型表面活性劑。表 22 為助分散劑對分子量的影響，發(fā)現(xiàn)在單體、引發(fā)劑加入量相同的情況下，隨助分散劑的加入，產(chǎn)品的分子量降低、顆粒也變細(xì)。 表 引發(fā)劑對分子量的影響 編號 AA（ g） NaOH（ g） 引發(fā)劑加入次序 引發(fā)劑（ w%） M（萬） 形態(tài) 1 先 1084 粒狀 2 后 679 粉狀 3 先 595 粉狀 4 先 866 細(xì)粉狀 過硫酸鹽引發(fā)劑是最常用的水溶性引發(fā)劑。研究發(fā)現(xiàn)，氧化劑用量主要決定聚合反應(yīng)總速率 ， 還原劑用量僅改變了反應(yīng)速率分布。加入適量的 AA 不僅能增加聚合物的絮凝效果，同時可以提高聚合物的分子量。攪拌的另一個作用是加速反應(yīng)熱的傳遞，防止溫度過高而發(fā)生爆聚，保證反應(yīng)的正常進(jìn)行。 這可能是由于攪拌轉(zhuǎn)速太快，使單體液滴粒徑過小，相對于轉(zhuǎn)速小的體系，它需要更多的分散劑才能使液滴分散不聚并；同時高轉(zhuǎn)速容易使發(fā)粘粒子聚并，因此，攪拌轉(zhuǎn)速太快對于體系的穩(wěn)定性并無益處。根據(jù)產(chǎn)品的顆粒直徑大小選擇螺旋沉降式離心機除溶劑。 聚丙烯酸鈉的生產(chǎn)工藝流程 工藝流程如圖 21 所示： 圖 21 反相懸浮聚合制備聚丙烯酸鈉流程示意圖 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 2 聚丙烯酸鈉的生產(chǎn)工藝 11 (1)丙烯酸鈉溶 液的制取 ： 將經(jīng)計量的丙烯酸、適量的助劑與經(jīng)溶解、冷卻、計量的燒堿溶液進(jìn)行部分中和，中和后的丙烯酸鈉，加入適量水，得到濃度為45%單體溶液即丙烯酸鈉水溶液。 生產(chǎn)過程主要操作及控制 (1)配堿 按 NaOH： H2O=l： 的質(zhì)量比配制堿液，其濃度約為 30%(w/w)。 (3)聚合反應(yīng) 將中和的 45%丙烯酸鈉單體水溶液、分散劑 Span 60、 2%單體質(zhì)量的復(fù)合引發(fā)劑和相應(yīng)的助劑加入反應(yīng)釜中攪拌，控制溫度 40℃ 恒溫 1h、 50℃ 恒溫 1h、 60℃恒溫 1h 后升溫至共沸溫度。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 3 工藝衡算和設(shè)備選型 12 3 工藝衡算和設(shè)備選型