王威年產(chǎn)噸聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝設(shè)計-預(yù)覽頁

　

【正文】 ............................................................. 23 干燥方法 .................................................................................................................... 23 干燥計算 .................................................................................................................... 23 6 原料主要規(guī)格、供應(yīng)及消耗 .............................................................................................. 26 原料規(guī)格及用量 ........................................................................................................ 26 原料消耗定額 ............................................................................................................ 26 項目投資估算 ............................................................................................................ 27 產(chǎn)品成本估算 ............................................................................................................ 27 財務(wù)評估 .................................................................................................................... 28 盈虧平衡分 析 ............................................................................................................ 28 7 環(huán)境保護(hù)、勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生 ...................................................................................... 30 環(huán)境保護(hù) .................................................................................................................... 30 12 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 總結(jié) .......................................................................................................................................... 32 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 33 致謝 .......................................................................................................................................... 35 1 1 概述 聚丙烯酰胺簡介 丙烯酰胺聚合物的發(fā)展 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。 我國 PAM產(chǎn)品的開發(fā)始于 20世紀(jì) 50年代末期。 自 1995年法國 NSF公司 5萬噸 /年 PAM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。產(chǎn)品主要包括 HPAM、 CPAM、 NAM和梳型 PAM等，以 HPAM為主。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。而我國陽離子產(chǎn)品僅占 10%。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)。 丙烯酰胺聚合物的結(jié)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。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。 （ 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。這些體系的特點是反應(yīng)活性高，適于常溫聚合。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。 （ 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。具體為： ① 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。 ③ 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。其中 25％在西歐。亞太地區(qū)也是最大的 PAM消費地區(qū)，其次是西歐和美國。加上亞洲市場 (日本除外 )及其他地區(qū) 2020年 25萬噸左右的需求量，預(yù)時 2020年全球 PAM總需求量為 60萬噸左右。德固薩公司在印度尼西亞的 PAM新裝置也將于 2O05年開工。 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。根據(jù)石油行業(yè)的整體規(guī)劃 , 2020 年國內(nèi) PAM 在石油開采方面的用量已達(dá)到 11 萬 t。 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。 (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。 (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)揮了重大作用。 8(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。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。胡三清等以丙烯酸、丙烯臘、丙烯酞胺及乙烯基有機硅交聯(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。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? (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、抗剪切的聚合物驅(qū)油劑。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。 ③ 進(jìn)行物料衡算、熱量衡算以及后處理工序的干燥計算。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。器總反應(yīng)式為： nCH2=CH－ C(=O)－ NH2 ????引 發(fā) 劑 [CH2—CH（ 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。這些雜質(zhì)含對引發(fā)劑活性、聚合速度等產(chǎn)生 影響，還有一定毒性，因此要控制在一定指標(biāo)以下。 ④ 交聯(lián)劑（ N， N’亞甲基雙丙烯酰胺）： N,N亞甲基雙丙烯酰胺，白色粉末狀結(jié)晶。密度為 kg/L PAM 物理及化學(xué)性質(zhì) 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。 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（ mPa 溶劑的選擇 因選擇水溶液聚合法，故溶劑為水。 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（ 0—50℃ ）引發(fā)聚合，引發(fā)速率快，對溫度依賴性小。 全裝置采用三班倒制，每班 8 小時工作制。 ② 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)。 ⑥ 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。 ⑩ 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)。所有電器設(shè)備在運轉(zhuǎn)中禁止用手亂動。 17 4 工藝 設(shè)計 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。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)。 確定計算順序 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。 聚合反應(yīng)工序 已知丙烯酰胺單體溶液（混有交聯(lián)劑）進(jìn)料溫度為 25℃ ，并且丙烯酰胺的聚合熱為(kg? K),水的比熱容為 (kg? K)，聚合物混合物出料溫度為 55℃ ，聚合物平均比熱容為 (kg? K)