【導(dǎo)讀】連云港，西接開封、商丘，南連蚌埠、宿州。鐵路東接京滬線，北連隴海。連霍高速，距高速公路入口只需10分鐘車程。水運(yùn)可直航上海，2小時(shí)車。程可達(dá)連云港入?？?。公司距市中心10公里，距徐州觀音機(jī)場(chǎng)僅60余公。里，交通十分便利。公司占地面積90余畝，注冊(cè)資金2551萬元，固定資產(chǎn)6800多萬元。已達(dá)到萬噸/年。主要產(chǎn)品有丙烯酰胺、陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚。胺、驅(qū)油用聚丙烯酰胺等。2020年，公司已完成銷售收入12050萬元，利。稅總額1928萬元，上繳稅金300萬元，銀行信用等級(jí)AA級(jí)。某化工現(xiàn)有員工210人，其中高、中級(jí)專業(yè)技術(shù)人員50多名。2020年6月建成“某化工－合肥工業(yè)大學(xué)水性高分子。級(jí)新產(chǎn)品和高新技術(shù)產(chǎn)品稱號(hào)。目前該企業(yè)已跨入國(guó)內(nèi)同行業(yè)前10名之。擁有產(chǎn)品自營(yíng)進(jìn)、出口權(quán)單位。2020年公司被XX市公推評(píng)選領(lǐng)導(dǎo)小組評(píng)。為最具成長(zhǎng)性企業(yè)，聚丙烯酰胺產(chǎn)品暢銷于國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。某化工放眼眼未來，以參與國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、爭(zhēng)創(chuàng)名牌產(chǎn)品為目標(biāo)，

　　

【正文】 險(xiǎn)性類別甲類，鋼框架，地上三層。總建筑面積 10944m2，長(zhǎng)96m，寬 36m，建筑物檐口高度 。設(shè)計(jì)使用年限為 50 年。墻 身、屋面采用 彩鋼板圍護(hù)，門窗采用塑鋼門窗，滿足 泄爆面積要求。 設(shè)計(jì)使用年限50 年， 耐火等級(jí)為二級(jí)。 基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。 （ 3） 陽離子 單體車間 生產(chǎn)危險(xiǎn)性類別甲類，鋼 結(jié)構(gòu) ，地上 四 層?？偨ㄖ娣e 4608m2，寬 24m，建筑物檐口高度 12m。設(shè) 計(jì)使用年限為 50 年。 露天鋼結(jié)構(gòu) ，滿足 泄爆面積要求。 設(shè)計(jì)使用年限 50 年， 耐火等級(jí)為二級(jí)。 基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。 （ 4） 動(dòng)力站、 制水車間 、 維修廠房及備品庫(kù) 、研發(fā)樓、 變電所 、 鍋爐房 、 罐區(qū)泵房 、 消防循環(huán)水泵房 、 綜合辦公樓 、 食堂 、 倒班宿舍 生產(chǎn)危險(xiǎn)性類別丁 、戊 類，混凝土框架結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)使用年限 50 年。耐火等級(jí)為二級(jí)。 基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。 （ 5）倉(cāng)庫(kù) 、 干煤棚 生產(chǎn)危險(xiǎn)性類別丙 、丁 類，鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)使用年限為 50年。耐火等級(jí)為二級(jí)。 （ 6）罐區(qū) 生產(chǎn)的危險(xiǎn)性類別為甲類， 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 （ 7）消防循 環(huán)水池 、 一次水池 、 污水處理站 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 聚丙烯酰胺 搬遷擴(kuò)建工程（ 6 萬 t/a） 項(xiàng)目 節(jié)能評(píng)估報(bào)告 36 多層建筑墻體為磚混結(jié)構(gòu)，外貼燃燒性能為 A 級(jí)的外墻保溫材料 無機(jī)?；⒅楸?材料 ，材料為紅磚或多孔磚。 與 傳統(tǒng)建筑相比，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)有較大的改善 ， 傳統(tǒng)的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)往往是承重功能與保溫隔熱功能相結(jié)合，構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，單純用磚石、混凝土或木材構(gòu)成， 本項(xiàng)目采用空心磚等新型墻體材料， 保溫隔熱功能較 好。 本項(xiàng)目建筑通過控制建筑體形系數(shù)，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用保溫性能良好的墻體保溫系統(tǒng)；層面保溫隔熱系統(tǒng)；外門窗采用斷橋隔熱鋁窗和三層中空玻璃等措施，減少了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱，改善了建筑熱 環(huán)境的質(zhì)量，提高了供熱系統(tǒng)的熱效率，達(dá)到了降低能耗節(jié)約能源的目的。 建筑的體形系數(shù)、各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、外門窗的各朝向平均窗墻面積比、傳熱系數(shù)、綜合遮陽系數(shù)、建筑材料的選擇等各項(xiàng)指標(biāo)均符合或優(yōu)于《 安徽省 公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定性指標(biāo)，可判定項(xiàng)目設(shè)計(jì)建筑為節(jié)能建筑。 設(shè)備選擇原則及對(duì)比評(píng)價(jià) 設(shè)備選擇原則 （ 一 ）技術(shù)先進(jìn)、操作簡(jiǎn)單、維修方便、高效低耗 、 運(yùn)行可靠。 （ 二 ）各設(shè)備間相互適應(yīng)、能力匹配、運(yùn)輸暢通，避免環(huán)節(jié)中出現(xiàn)“瓶頸”現(xiàn)象。 （ 三 ）盡量選用相同型號(hào)、規(guī)格的設(shè)備，以便于備品、配 件的互換，減少其備用量。 （四）以國(guó)產(chǎn)的技術(shù)先進(jìn)，性能可靠的設(shè)備為主。 聚丙烯酰胺 搬遷擴(kuò)建工程（ 6 萬 t/a） 項(xiàng)目 節(jié)能評(píng)估報(bào)告 37 主要生產(chǎn)工藝 聚丙烯酰胺是丙烯酰胺及其衍生的均聚物和共聚物的統(tǒng)稱。因其結(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，可通過接枝、交聯(lián)等反應(yīng)得到多種衍生物。本項(xiàng)目在 總結(jié)和消化吸收國(guó)內(nèi)外丙烯酰胺、聚丙烯酰胺裝置先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，以丙烯腈為原料采用生物催化法生產(chǎn)丙烯酰胺單體 ；陽離子單體采用 以丙烯酸 乙 酯和二甲基氨基乙醇的酯交換 產(chǎn)物為原料，進(jìn)一步與一氯甲烷的季胺化工藝； 陰離子聚丙烯酰胺采用均聚、共聚、后水解三 線合一的柔性生產(chǎn)線新工藝。 該方法不僅開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)生物法生產(chǎn)大宗化工產(chǎn)品、材料的先河，突破了國(guó)內(nèi)高相對(duì)分子質(zhì)量、超高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺的生產(chǎn)技術(shù)，而且拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。該法生產(chǎn)的聚丙烯酰胺，彌補(bǔ)了化學(xué)法中丙烯酰胺中含有微量銅離子和其他金屬離子，反應(yīng)活性受到影響的問題，產(chǎn)品純度高、聚合度高。 總結(jié)和消化吸收國(guó)內(nèi)外丙烯酰胺、聚丙烯酰胺裝置的先進(jìn)技術(shù)，采用先進(jìn)工藝流程以節(jié)約投資。 原料路線確定的原則和依據(jù) 生化法制取丙烯酰胺，系將丙烯腈、原料水和生物催化劑調(diào)配成水合溶液。該生產(chǎn)工藝不僅成熟、穩(wěn)定、 丙 烯腈單程轉(zhuǎn)化率 與 酶的選擇性極高 ，無需分離 、純化等優(yōu)點(diǎn)，且 整個(gè)過程操作簡(jiǎn)便，設(shè)備投資少，生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益高。因此， 本項(xiàng)目 擬采用 應(yīng)用膜技術(shù)的 生化法進(jìn)行 單體 丙烯酰胺的合成。 本項(xiàng)目陽離子單體（ DAC）的合成是 以丙烯酸乙酯 (EA)和二甲基氨基乙醇為原料，在催化劑和阻聚劑存在下，通過酯交換工藝制備丙烯酸二甲基氨基乙酯（ DA） ，然后以 DA 和一氯甲烷在水相條件下發(fā)生季胺化反應(yīng)制取 丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（ DAC） 。此 生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，聚丙烯酰胺 搬遷擴(kuò)建工程（ 6 萬 t/a） 項(xiàng)目 節(jié)能評(píng)估報(bào)告 38 “ 三廢 ” 問題少，可直接用于均聚或共聚反應(yīng)。 本項(xiàng)目 采用丙烯酰胺和丙烯酸兩種聚合單體在 較低的引發(fā)溫度條件下，由引發(fā)體系作用，進(jìn)行共聚合反應(yīng)， 得到共聚陰離子聚丙烯酰胺；聚丙烯酰胺通過后水解得到后水解陰離子聚丙烯酰胺。 將丙烯酰胺、陽離子單體（ DAC）通過引發(fā)劑聚合反應(yīng)，得到陽離子聚丙烯酰胺。 根據(jù) 某 化工現(xiàn)有的工藝流程， 結(jié)合單體丙烯酰胺、陽離子單體 （ DAC）與目標(biāo)產(chǎn)物聚丙烯酰胺的生產(chǎn)方法， 本項(xiàng)目 以丙烯腈 、丙烯酸、丙烯酸乙酯、燒堿 為 主要的 原 、輔材 料， 進(jìn)行聚丙烯酰胺的工業(yè)化生產(chǎn) 。 國(guó)外工藝技術(shù)概況 . 單體丙烯酰胺工藝技術(shù) 丙烯酰胺工業(yè)化生產(chǎn)的方法主要有兩種：一種是化 學(xué)法，即用骨架銅作催化劑生產(chǎn)；另一種是生化法，即用生物水和酶作催化劑生產(chǎn)丙烯酰胺。 （ 1）化學(xué)法 目前國(guó)外主要采用化學(xué)法生產(chǎn)丙烯酰胺。早在 20 世紀(jì) 60 年代，美國(guó)氰胺公司和日本三菱化成公司先后開發(fā)硫酸水合法生產(chǎn)丙烯酰胺的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了丙烯酰胺的工業(yè)化生產(chǎn)。到了 20 世紀(jì) 70 年代中期，日本和美國(guó)同時(shí)開發(fā)了以銅為主的催化劑體系，建成直接水合法生產(chǎn)丙烯酰胺單體生產(chǎn)裝置，取代了硫酸水合法，被稱為丙烯酰胺第二代生產(chǎn)技術(shù)。 國(guó)外化學(xué)法生產(chǎn)丙烯酰胺兩個(gè)比較有代表性的技術(shù)：一是三菱公司懸浮床連續(xù)催化生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品為 50%的丙烯酰 胺水溶液；二是美國(guó) Dow 化學(xué)公司為代表的固定床連續(xù)催化工藝技術(shù)，產(chǎn)品為 25%～ 30%丙烯酰胺水溶液。這兩種生產(chǎn)工藝的共同特點(diǎn)是采用丙烯腈催化水合法生產(chǎn)丙烯酰胺，聚丙烯酰胺 搬遷擴(kuò)建工程（ 6 萬 t/a） 項(xiàng)目 節(jié)能評(píng)估報(bào)告 39 丙烯腈轉(zhuǎn)化率高，無副產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量好，催化劑和原材料的消耗指標(biāo)都較低， “ 三廢 ” 排放量少。 （ 2）生化法 生化法采用生物酶作催化劑，將丙烯腈、水和生物催化劑調(diào)配成水合溶液，在催化反應(yīng)后分離出廢催化劑就可得到丙烯酰胺產(chǎn)品。到目前為止，生化法已經(jīng)發(fā)展出以下三種具體工藝技術(shù)。 1）應(yīng)用膜技術(shù)的微生物法 包含的工序有微生物菌體培養(yǎng)、菌體重懸液的制備、用游離菌體 作生物催化劑進(jìn)行丙烯腈水合反應(yīng)、分離反應(yīng)所得的丙烯酰胺水合液。其特征是用微濾膜來洗滌凈化發(fā)酵液中的菌體以制備菌體重懸液，用超濾膜來分離丙烯酰胺水合液及生物雜質(zhì)。采用該工藝生產(chǎn)丙烯酰胺可以明顯提高生產(chǎn)效率和菌體利用率，同時(shí)水合液產(chǎn)品中的生物雜質(zhì)含量降低，得到的丙烯酰胺質(zhì)量好、純度高。 2）微生物連續(xù)催化法 通過發(fā)酵生產(chǎn)含有腈水合酶的丙酸棒桿菌或其誘變株細(xì)胞，然后用游離細(xì)胞法或固定化細(xì)胞法催化丙烯腈水合成丙烯酰胺，然后處理得到高純度的丙烯酰胺。 3）使用經(jīng)丙烯酸水溶液洗滌的微生物催化劑 先用丙烯酸水溶液洗滌微生 物催化劑，然后將經(jīng)洗滌的微生物催化劑用于轉(zhuǎn)化反應(yīng)來制備丙烯酰胺。國(guó)外生化法技術(shù)是首先由日本日東公司開發(fā)的。該公司于 1984 年在日本橫濱建成一套 4000 噸 /年生化法丙烯酰胺生產(chǎn)裝置， 1992 年將裝置的生產(chǎn)能力提高到 2 萬噸 /年。日東生化法生產(chǎn)丙烯酰胺技術(shù)仍以丙烯腈為原料，在多級(jí)連續(xù)平流型反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行水合反應(yīng)，聚丙烯酰胺 搬遷擴(kuò)建工程（ 6 萬 t/a） 項(xiàng)目 節(jié)能評(píng)估報(bào)告 40 反應(yīng)物經(jīng)泡沫分離和過濾直接得到 50%的丙烯酰胺單體溶液，其技術(shù)的先進(jìn)性表現(xiàn)在腈水合酶催化劑選擇性好，收率高，產(chǎn)品雜質(zhì)少，副產(chǎn)物少，反應(yīng)在常溫、常壓下進(jìn)行，省去了產(chǎn)品提濃和丙烯腈回收等工段，使工藝過程得到簡(jiǎn)化 。另外，法國(guó) SNF 公司采用生化法丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)在美國(guó)和法國(guó)建設(shè) 2 套萬噸級(jí)生產(chǎn)裝置，并在我國(guó)泰州獨(dú)資建設(shè) 2 萬噸 /年生化法丙烯酰胺單體裝置和配套聚合物生產(chǎn)裝置。 目前，國(guó)外丙烯酰胺單體生產(chǎn)裝置以化學(xué)法為主，技術(shù)覆蓋率在 90%以上，其它為生化法技術(shù)。國(guó)內(nèi)化學(xué)法生產(chǎn)丙烯酰胺工藝起步晚，且近年沒有很大的發(fā)展，仍限于采用銅系催化劑，固定床工藝路線，最大生產(chǎn)能力為 2020 噸 /年，與國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)相比，規(guī)模小，能耗高，而且產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，達(dá)不到生產(chǎn)高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺的原料要求。上述限制條件給生化法在國(guó)內(nèi)的發(fā)展創(chuàng)造 了廣闊的空間。近年來，生化法生產(chǎn)丙烯酰胺技術(shù)得到了較快的發(fā)展。 聚丙烯酰胺工藝 國(guó)外工業(yè)化聚丙烯酰胺的聚合工藝技術(shù)主要有如下 5 種。乳液聚合、均聚現(xiàn)場(chǎng)水解、均聚后水解三種工藝均可以通過調(diào)整引發(fā)體系，生產(chǎn)不同分子量的聚丙烯酰胺產(chǎn)品。前加堿共水解聚合工藝、均聚后水解工藝為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)三次采油用陰離子聚丙烯酰胺的主流技術(shù)。 （ 1）乳液聚合工藝 將單體水溶液按一定比例加入到油相中，在乳化劑的作用下形成油包水型乳液，丙烯酰胺單體在此環(huán)境中進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 20%以上的乳液聚合物產(chǎn)品，其產(chǎn)品相對(duì)分子質(zhì) 量能達(dá)到 2400 萬以上，粘度在70mPas 以上。美國(guó) CYTEC 公司、法國(guó) SNF 公司均采用此項(xiàng)技術(shù)。 聚丙烯酰胺 搬遷擴(kuò)建工程（ 6 萬 t/a） 項(xiàng)目 節(jié)能評(píng)估報(bào)告 41 （ 2）均聚現(xiàn)場(chǎng)水解工藝 將在化工廠內(nèi)聚合得到的非離子聚丙烯酰胺干粉運(yùn)至聚合物注入現(xiàn)場(chǎng)溶解后，再加入氫氧化鈉進(jìn)行水解得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %的陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品，最終產(chǎn)品的相對(duì)分子質(zhì)量最高能達(dá)到 2400 萬以上，粘度能達(dá)到70mPas 以上，其它各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求。英國(guó)汽巴公司、法國(guó) SNF 公司擁有此項(xiàng)技術(shù)。但這種工藝技術(shù)需要在油田注入現(xiàn)場(chǎng)，建設(shè)多個(gè)水解非離子聚丙烯酰胺的小化工廠，具有一定的局限性。 （ 3）前加堿 共水解聚合工藝 采用丙烯酰胺和碳酸鈉兩種主要原料。這種工藝技術(shù)與其它工藝的主要區(qū)別是在聚合溶液制備過程中加入碳酸鈉，在進(jìn)行聚合反應(yīng)的同時(shí)進(jìn)行水解反應(yīng)，聚合和水解在同一反應(yīng)釜內(nèi)完成，在熟化過程中使水解反應(yīng)更加完全。法國(guó) SNF 公司擁有此項(xiàng)技術(shù)。聚合反應(yīng)可根據(jù)所需產(chǎn)品的相對(duì)分子質(zhì)量，既可在較低的引發(fā)溫度條件下開始，生產(chǎn)較高相對(duì)分子質(zhì)量的產(chǎn)品，也可采用在較高的溫度下引發(fā)，生產(chǎn)中低相對(duì)分子質(zhì)量產(chǎn)品。經(jīng)聚合反應(yīng)和熟化過程得到聚丙烯酰胺膠體，經(jīng)切割、造粒、干燥等過程得到粉狀陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品。 近幾年，這種技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng) 用較為廣泛，大慶煉化公司引進(jìn)的 萬噸 /年聚丙烯酰胺裝置、勝利油田寶莫生物化工有限公司、遼河油田聚合物廠等均采用了這種技術(shù)，其產(chǎn)品相對(duì)分子質(zhì)量最高能達(dá)到 2200 萬，粘度達(dá)到 50mPas 以上。此項(xiàng)技術(shù)可根據(jù)需要生產(chǎn)相對(duì)分子質(zhì)量 500～ 2400 萬的產(chǎn)品。但此項(xiàng)技術(shù)在采用低溫引發(fā)生產(chǎn)高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺時(shí)，存在后加熱水解不均勻等問題，一定程度上影響了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。 （ 4）共聚合工藝 聚丙烯酰胺 搬遷擴(kuò)建工程（ 6 萬 t/a） 項(xiàng)目 節(jié)能評(píng)估報(bào)告 42 采用丙烯酰胺和丙烯酸兩種聚合單體在較低的引發(fā)溫度條件下，由引發(fā)體系作用，進(jìn)行共聚合反應(yīng)，聚合得到的膠體經(jīng)切割、造粒、干燥等過程得到粉狀陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品。這種技術(shù)在國(guó)外已應(yīng)用多年，世界上大多數(shù)聚丙烯酰胺產(chǎn)品為共聚物，陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品的相對(duì)分子質(zhì)量能達(dá)到 2020 萬，粘度可達(dá) 50mPas 以上。該工藝的特點(diǎn)是可以根據(jù)不同的用途生產(chǎn)不同水解度的產(chǎn)品，產(chǎn)品的水解度可在 0～ 70%的范圍內(nèi)調(diào)整。 （ 5）均聚后水解工藝 主要由日本三菱化學(xué)公司開發(fā)。其工藝過程是先均聚成非離子聚丙烯酰胺，在造粒后加入氫氧化鈉水解，最后通過干燥得到粉狀聚合物產(chǎn)品。產(chǎn)品的相對(duì)分子質(zhì)量能達(dá)到 2200 萬以上，粘度能達(dá)到 50mPas 以上。這種工藝技術(shù)的特點(diǎn)是較其它 干粉生產(chǎn)工藝得到的產(chǎn)品相對(duì)分子質(zhì)量高，對(duì)產(chǎn)品類型可進(jìn)行靈活調(diào)整。 國(guó)內(nèi)工藝技術(shù)概況 丙烯酰胺工藝比較 國(guó)內(nèi)化學(xué)法生產(chǎn)丙烯酰胺工藝起步晚，且近年沒有很大的發(fā)展，仍限于采用銅系催化劑，固定床工藝路線，與國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)相比，規(guī)模小，能耗高，而且產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，達(dá)不到生產(chǎn)高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺的原料要求。