聚氯乙烯排水管畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是從的發(fā)展經(jīng)過以及現(xiàn)狀來著手的，以生產(chǎn)廠實(shí)際的發(fā)展情況為依據(jù)，按照國家的相關(guān)政策和法規(guī)，明確了設(shè)計(jì)的原則。與此同時(shí)，要遵守國家相關(guān)的法律和法規(guī)，以國內(nèi)為立足點(diǎn)，把從國外引進(jìn)的設(shè)備及工藝吃透和消化，力求先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，合理經(jīng)濟(jì)，可行實(shí)施，可靠安全，以免污染環(huán)境，同時(shí)使生態(tài)平衡得到保護(hù)。</p><p

2、>　　任務(wù)設(shè)計(jì)書是確定設(shè)計(jì)在什么范圍的的主要根據(jù)：從(AM)單體的工藝設(shè)計(jì)工段到研磨篩分工段的工藝設(shè)計(jì)（初步）。選擇了溶液法制備，通過物料以及熱量衡算，最后得到了物料平衡圖，為設(shè)備工藝計(jì)算奠定基礎(chǔ)。同時(shí)也對(duì)裝置的組成和生產(chǎn)的方法進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，以此明確了合理的操作規(guī)程以及工藝參數(shù)。</p><p>　　從AM單體溶液配制工段到研磨篩分工段，按照物料走向，依次對(duì)配制罐、聚合釜、攪拌系統(tǒng)、水解機(jī)、干燥系統(tǒng)做物

3、料及熱量平衡計(jì)算。根據(jù)物料以及熱量衡算的相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行了設(shè)計(jì)部分有關(guān)的工藝設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，計(jì)算出中間罐直徑3.3m，筒體高度4.95m。</p><p>　　以工藝的流程以及控制的方案為依據(jù)，畫出伴有控制點(diǎn)的；編制了2.3×107千克/年兩性聚丙烯酰胺生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)說明書。經(jīng)過最后核算，2.3×107千克/年兩性聚丙烯酰胺生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求，各項(xiàng)參數(shù)均已達(dá)標(biāo)。</p>

4、;<p>　　關(guān)鍵詞：聚丙烯酰胺；中間罐；工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The design from the development process and the current status of polyacryla-</p><p>　　mide approach,

5、in the light of the actual situation of production plants, in accordance with national policies and regulations to determine the design principles: compliance with relevant state laws and regulations, based on domestic,

6、understand and assimilate imported equipment and technology to the production of advanced technology, economic rationality, the implementation of viable, safe, reliable, and the prevention of environmental pollution, the

7、 protection of ecological balance. Accor</p><p>　　From AM Solution prepared section to the grinding section, in accordance with the material move towards, in order for the preparation of cans, polymeriz

8、ation autoclave, stirring system, hydrolysis machine, drying system to do the calculation of materials and heat balance. Use of material balance and heat balance data for the preparation of the thematic part of the proce

9、ss tank design. According to design requirements, Middle tank volume is calculated 45.468m3, diameter is 3.3m,height is 4.95m. </p><p>　　Key words: polyacrylamide; Middle tank; process design</p><

10、;p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 總論1</b></p><p><b>　　1.1 概述1</b>&l

11、t;/p><p>　　1.1.1 聚丙烯酰胺的發(fā)展簡(jiǎn)史1</p><p>　　1.1.2 聚丙烯酰胺的生產(chǎn)現(xiàn)狀1</p><p>　　1.1.3 我國聚丙烯酰胺工業(yè)發(fā)展3</p><p>　　1.1.4 聚丙烯酰胺用途及發(fā)展趨勢(shì)4</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)原則依據(jù)及范圍6</p><p

12、>　　1.2.1 設(shè)計(jì)原則6</p><p>　　1.2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)7</p><p>　　1.2.3 設(shè)計(jì)范圍及深度7</p><p>　　1.3 生產(chǎn)規(guī)模7</p><p>　　1.3.1 本裝置生產(chǎn)規(guī)模7</p><p>　　1.3.2 設(shè)計(jì)的開工時(shí)間7</p><p>

13、;　　1.3.3 生產(chǎn)方式7</p><p>　　1.4 裝置組成7</p><p>　　1.4.1 生產(chǎn)工段7</p><p>　　1.4.2 輔助生產(chǎn)設(shè)施8</p><p>　　1.5 生產(chǎn)制度8</p><p>　　第2章 生產(chǎn)方法及工藝流程9</p><p>　　2.1 生

14、產(chǎn)方法及工藝流程選擇9</p><p>　　2.2 工藝參數(shù)的選擇9</p><p>　　2.3 工藝流程特點(diǎn)10</p><p>　　第3章 生產(chǎn)流程簡(jiǎn)述11</p><p>　　3.1 聚合原理11</p><p>　　3.2 生產(chǎn)流程說明11</p><p>　　3.2.1

15、單體預(yù)聚液配制11</p><p>　　3.2.2 聚合12</p><p>　　3.2.3 初次造粒12</p><p>　　3.2.4 水解12</p><p>　　3.2.5 干燥13</p><p>　　3.2.6 研磨與篩分13</p><p>　　3.2.7 包裝14&

16、lt;/p><p>　　第4章 工藝計(jì)算15</p><p>　　4.1 物料平衡及熱量平衡計(jì)算15</p><p>　　4.1.1 AM配制出的物料衡算15</p><p>　　4.1.2 聚合釜的物料衡算16</p><p>　　4.1.3 水解機(jī)的物料衡算18</p><p>　　

17、4.1.4 干燥物料衡算19</p><p>　　4.1.5 包裝物料衡算20</p><p>　　4.2 熱量衡算21</p><p>　　4.2.1 聚合釜的熱量衡算21</p><p>　　4.2.2 水解機(jī)熱量衡算22</p><p>　　4.2.3 流化床干燥器的熱量衡算23</p>

18、<p>　　第5章 設(shè)備選型計(jì)算27</p><p>　　5.1 設(shè)計(jì)依據(jù)27</p><p>　　5.2 計(jì)算項(xiàng)目27</p><p>　　5. 3 計(jì)算27</p><p>　　5.3.1 配制罐的體積27</p><p>　　5.3.2 攪拌器的選型28</p><p

19、>　　第6章 原材料動(dòng)力消耗定額及消耗量29</p><p>　　6.1 原材料動(dòng)力消耗定額及消耗量29</p><p>　　6.2 公用工程消耗定額及消耗量29</p><p>　　第7章 車間成本估計(jì)31</p><p>　　第8章 環(huán)保及安全措施32</p><p>　　8.1 三廢排放及處

20、理方法32</p><p>　　8.2 安全措施32</p><p><b>　　結(jié) 論33</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)34</b></p><p><b>　　致 謝36</b></p><p><b>

21、;　　附 錄37</b></p><p><b>　?。猎O(shè)備一覽表37</b></p><p><b>　　Ｂ符號(hào)說明38</b></p><p><b>　　C成品指標(biāo)39</b></p><p><b>　　第1章 總論</b&g

22、t;</p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　1.1.1 聚丙烯酰胺的發(fā)展簡(jiǎn)史</p><p>　　，它是一種及其重要的解質(zhì)。在化工領(lǐng)域非常多的應(yīng)用，例如冶金、造紙、水處理、采礦和采油等化工領(lǐng)域都有其很廣泛的應(yīng)用。其能夠提高原油的采收率，因?yàn)樗鼡碛幸环N特性在水溶液中擁有很強(qiáng)的增調(diào)能力，所以廣泛應(yīng)用于采收率的提高。聚

23、丙烯酰胺溶液擁有很多種特性，其中一種為黏彈性，它是其中的一種,在多孔介質(zhì)中流動(dòng)時(shí)所遇到的阻力相比較其他的比較到,波受其影響擴(kuò)大，同時(shí)體積也收到其影像變大。,提高采收率在各種使用場(chǎng)合中，除了考慮聚合物水解體的影響之外，對(duì)其水解度的要求也是不相同的。在石油開采中我們所使用的聚丙烯酰胺，我們對(duì)其性質(zhì)要有一定的要求，例如要求其水解度在15%～50%之間。當(dāng)水解度過低的時(shí)候，低于15%這個(gè)臨界值的時(shí)候，與之相關(guān)的是PAM陰離子濃度，會(huì)導(dǎo)致聚丙烯酰

24、胺的陰離子度過低，而PAM陰離子度過低造成的結(jié)果是其無法通過用高價(jià)金屬離子交聯(lián)，所以形成的膠體強(qiáng)度較??；然而當(dāng)水解度過高的時(shí)時(shí)候，高于50%的時(shí)候，則對(duì)溶液中的金屬離子有過敏反應(yīng)像Ca2+、Mg2+，使聚丙烯酰胺析出因?yàn)樵撨^程中容易發(fā)生沉淀。</p><p>　　作為構(gòu)成部分水解聚丙烯酰胺的聚合物，主體聚合物是聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,簡(jiǎn)稱PAM)，在線性與非線性聚合物中，它是一種線型的聚合物，其

25、性質(zhì)的一種為水溶性，是聚丙烯酰胺的名稱，同時(shí)也是其及衍生物的一種統(tǒng)稱，在高分子中應(yīng)用非常的廣泛特別是水溶性高分子，其廣泛應(yīng)用的品種有很多，這只是廣泛應(yīng)用品種之一，它在工業(yè)生產(chǎn)中具有很多的作用，以下我們將列舉幾個(gè)其工業(yè)中的作用像增稠、絮凝和對(duì)流體、流變體有調(diào)節(jié)作用，通常的在工業(yè)生產(chǎn)過程中，如果是含有50%以上的丙烯酰胺單體的聚合物，我們將這種聚合物泛稱做聚丙烯酰胺。聚合物聚丙烯酰胺的衍生物種類劃分為很多不同類型的衍生物，分為很多種，例如其

26、衍生物有兩種離子型的衍生物，有陰離子PAM、陽離子PAM，另外還有一種非離子型衍生物為兩性型PAM。聚丙烯酰胺的用途的種類也有很多，以下我們列舉了其一些聚丙酰胺的用途，PAM可以用做絮凝劑、增稠劑、紙張?jiān)鰪?qiáng)劑和液體的減阻劑等[7]，在工業(yè)生產(chǎn)中在很多行業(yè)我們也用到聚丙烯酰胺，例如石油開采、水處理、造紙、煤炭、礦冶、輕紡、地質(zhì)、醫(yī)藥、建筑等行業(yè)都有其應(yīng)用，因此PAM有"百業(yè)助劑"、"萬能產(chǎn)品"之稱。

27、其系列產(chǎn)</p><p>　　1.1.2 聚丙烯酰胺的生產(chǎn)現(xiàn)狀</p><p>　　現(xiàn)在國際上聚丙烯酰胺的生產(chǎn)能力很高，國際上PAM總生產(chǎn)能力在1.875×106kg/h左右，其中以美國、歐洲、日本為最，因?yàn)槠浼夹g(shù)相比較比較先進(jìn)，所以占據(jù)了很大一部分的市場(chǎng)，這三個(gè)國家是聚丙烯酰胺主要生產(chǎn)的國家，當(dāng)然也是聚丙烯酰胺的主要消費(fèi)國家。在全球范圍內(nèi)其實(shí)聚丙烯酰胺的生產(chǎn)企業(yè)有很多，以很高的

28、比例多于了單體生產(chǎn)企業(yè)，所以很多的企業(yè)通過外購PAM單體來進(jìn)行其企業(yè)自己的工業(yè)生產(chǎn)。1997年據(jù)統(tǒng)計(jì)在全球范圍內(nèi)聚丙烯酰胺一年的總產(chǎn)量約為4.0×107kg。因?yàn)閲H上美國、歐洲、日本這些國家的生成能力很強(qiáng)，多以PAM的主要生產(chǎn)公司為美國、歐洲、日本的一些國家，以下我們將列舉幾個(gè)國家的公司，例如美國納爾科，塞思（美國氰氨），陶氏化學(xué)公司，法國SNF，日本三菱化學(xué)，三井化學(xué)等；；在日本生產(chǎn)大約有12家企業(yè)生產(chǎn)聚丙烯酰胺，其醋在的

29、問題只是企業(yè)比較分散。美國、西歐、日本這些國家的生產(chǎn)能力很強(qiáng)，占領(lǐng)了世界的絕大部分份額，約占世界總能力的85%左右。</p><p>　　國外PAM的消費(fèi)分很多，我們將列舉其中幾個(gè)重要的消費(fèi)種類，其中主要的是水處理和造紙，PAM的消費(fèi)種類大概分為：廢水處理，造紙，飲用水處理，采礦，石油開采，與種類相對(duì)應(yīng)的它們所占的比例分別為26%，20%，18%，14%，13%，其他9%。各個(gè)國家的消費(fèi)我們可以劃分為很多種類，當(dāng)

30、然消費(fèi)結(jié)構(gòu)也有所不同，聚丙烯酰胺在美國和西歐最大消費(fèi)領(lǐng)域?yàn)樗幚硭嫉谋壤艽螅c水處理占領(lǐng)最大的消費(fèi)領(lǐng)域不同的是消費(fèi)較少的領(lǐng)域造紙工業(yè)，在造紙方面所消費(fèi)的比例較其他相對(duì)較小，與之不同的是日本，造紙工業(yè)在日本與美國和歐美是兩個(gè)極端，造紙工業(yè)是聚丙烯酰胺的最大用戶。1997年美國聚丙烯酰胺產(chǎn)量，消費(fèi)量，出口量分別為1.318×109kg，1.21×109kg，1.18×108kg。聚丙烯酰胺在石油開采工業(yè)可以

31、提高采收率，所以為了提高石油的采收率的聚丙酰胺的需求量有很大的提高，其中聚丙烯酰胺在美國70年代至80年代之間的有了很大的需求。</p><p>　　美國馬拉松石油公司，針對(duì)提高石油采收率工程所需聚合物要求，在80年代初獨(dú)自研發(fā)了一種生產(chǎn)聚合物的工藝技術(shù)為低濃度均聚法，并相繼建成了四個(gè)擁有相同工藝的聚合物生產(chǎn)裝置，總生產(chǎn)能力為2.7t/a，其工藝特點(diǎn)是生產(chǎn)的聚合物經(jīng)過連續(xù)稀釋后可直接注入地下，消除了粉劑產(chǎn)品由于生

32、產(chǎn)干燥致使聚合物質(zhì)量變差，所用的能耗和所需的設(shè)備較多和可能出現(xiàn)不溶物等弊端，該工藝很適合于聚合或短途運(yùn)輸聚合。</p><p>　　水溶液聚合是PAM的聚合方法，起聚合粉狀聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝有兩種聚合方法，分別為低濃度聚合和高濃度聚合，其是按照單體濃度來劃分的。美國的一家公司道化學(xué)公司報(bào)道，通過低濃度水溶液聚合粉狀的膠體，然后粉狀的PAM流涎到通過蒸汽而加熱的轉(zhuǎn)鼓，在被加熱的轉(zhuǎn)股上慢慢形成薄片，然后隨著蒸汽加熱的

33、轉(zhuǎn)鼓慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)加熱，在其上面的聚丙烯酰胺被加熱，通過這個(gè)過程進(jìn)行干燥。我們需要將干聚丙烯酰胺進(jìn)行處理，將干聚丙烯酰胺從滾筒上刮下后，再通過粉碎等一系列步驟之后，就可以得到粉狀產(chǎn)品。美國的一家公司納爾科公司報(bào)道，我們需要將30%的丙烯酰胺水溶液與其他物質(zhì)相互混合之后進(jìn)行下雨不，這里我們將30/%的丙烯酰胺水溶液與氧化還原引發(fā)劑相互混合后，然后灌入到以61cm/min而運(yùn)行的一條傳送帶上，在鋪成薄層的氮?dú)夥障碌臈l件之下來進(jìn)行混合混合，然后進(jìn)行

34、連續(xù)薄片聚合反應(yīng)，隨后進(jìn)行干燥粉碎，通過干燥粉碎后得粉狀產(chǎn)品。日本三井氰胺千葉工廠所用的聚合工藝與美國內(nèi)爾科有所不同，其粉狀聚丙烯酰胺生產(chǎn)車間采用的方法，是丙烯酰胺與丙烯酸鹽共聚片狀聚合工藝。</p><p>　　陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）是聚丙烯酰胺的一種，我們觀察其外觀的特征，CPAM為白色粉粒，CPAM分子量大約一個(gè)區(qū)間內(nèi)約為800~1500萬之間。陽離子聚丙烯酰胺的離子度大約在20%~55%之間，CPA

35、M的水溶解性非常好，其性質(zhì)體現(xiàn)在CPAM能以任意比例溶解于水，但是CPAM不能溶解于有機(jī)溶劑。PH值對(duì)CPAM影響不大，因?yàn)槠溆行У腜H值在1~14之間，因?yàn)镃PAM是聚丙烯酰胺的一種所以擁有高聚合物的特性，高聚合物電解質(zhì)的特性為其中的一種，其適用于帶負(fù)電荷以及富含有機(jī)物的廢水處理。</p><p>　　陰離子聚丙烯酰胺（APAM）外觀為白色粉粒與CPAM外觀相同是聚丙烯酰胺分類的一種，陰離子聚丙烯酰胺的分子量大

36、約在600萬~2500萬直接。APAM與陽離子聚丙烯酰胺相同擁有的水溶解性好，所以陰離子聚丙烯酰胺能以任意比例溶解于水，但是同樣的與陽離子聚丙烯酰胺相同，陰離子聚丙烯酰胺不溶于有機(jī)溶劑。堿性物質(zhì)有利于陰離子聚丙烯酰胺，所以APAM的有效的PH值在7到14之間呈堿性，APAM在中性堿性介質(zhì)中擁有高聚合物的特性，其中有擁有高聚物電解質(zhì)的特性，同時(shí)APAM與鹽類電解質(zhì)之間十分的敏感，所以與高價(jià)金屬離子之間能反應(yīng)，能夠發(fā)生交聯(lián)，交聯(lián)成不溶性凝膠

37、體。</p><p>　　兩性離子聚丙烯酰胺（ACPAM）外觀與陰離子、陽離子聚丙烯酰胺的外觀相同，所以同為白色粉狀。產(chǎn)品特點(diǎn):兩性離子聚丙烯酰胺因分子內(nèi)含有兩種不同的基團(tuán)，一種基團(tuán)為陽離子基，另一種基團(tuán)是陰離子基，同時(shí)含有這兩種基團(tuán)，ACPAM與陽離子聚丙烯酰胺相比，具備除一般CPAM絮凝劑的使用特點(diǎn)外，同時(shí)其性能表現(xiàn)的更加的優(yōu)異表。此類絮凝劑在可一定的PH值內(nèi)使用，PH的范圍一般可以取的比較大，其具有很多的特

38、性比如比較其他的，CPAM有更高濾水量，與此同時(shí)CPAM的濾餅含水率比其他的相比較低，兩性離子聚丙烯酰胺的用途也有很多，例如它可用于從強(qiáng)酸中浸提礦石，在含金屬的酸性催化劑中CPAM也可以用來回收有價(jià)值的金屬。</p><p>　　兩性離子型不是單純的兩種離子型聚丙烯酰胺的混合，所以它不是陰離子型與陽離子型的混合之后得到的產(chǎn)物。假使我們把陽離子聚丙烯酰胺與陰離子聚丙烯酰胺想混混合，讓后進(jìn)行配合使用之后，兩者之間不能

39、形成兩性離子型的聚丙烯酰胺，相反的兩者之間會(huì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。所以兩性離子產(chǎn)品為最理想。</p><p>　　1.1.3 我國聚丙烯酰胺工業(yè)發(fā)展</p><p>　　我國生產(chǎn)丙烯酰胺的方法為化學(xué)，我們國家的化學(xué)法生產(chǎn)丙烯酰胺的工藝相比較其他國家而言起步相對(duì)的比較晚，最近這一些年也沒有很大的進(jìn)步與發(fā)展，銅系催化劑仍舊是我過首選的催化劑，我國采用的工藝路線為固定床工藝路線，我國能夠生產(chǎn)的最大生

40、產(chǎn)能力為2000t／a，與國外相比較，特別是國外的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)相比，我過的生產(chǎn)規(guī)模小，但是我們所消耗的能源能耗很高，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量與其他國家相比不穩(wěn)定，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到生產(chǎn)要求，無法生產(chǎn)出高相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酰胺，達(dá)不到高相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酰胺的原料要求。同時(shí)，在市政供水系統(tǒng)，技術(shù)的需求越來越高的要求定制的解決方案，它增加了一個(gè)額外的利潤空間的產(chǎn)品。在工業(yè)生產(chǎn)中所造成的廢水以及工業(yè)廢水的處理方面，當(dāng)然還有其他的方面例如煤炭開采和與煤

41、炭開采息息相關(guān)的熱電站等方面提供了巨大的交易空間。隨著技術(shù)的重用日益關(guān)注也是一個(gè)市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)因素。在聚丙烯酰胺的工業(yè)發(fā)展中水處理領(lǐng)域也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，比如工業(yè)生產(chǎn)中所造成的污水其污水處理的問題就是聚丙烯酰胺所面臨的一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。隨著工廠技術(shù)的不斷的先進(jìn)，在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，造成的工業(yè)廢水處理系統(tǒng)已經(jīng)趨于完善，這對(duì)于聚丙烯酰胺的法杖造</p><p>　　目前在我國聚丙烯酰胺有著重大的市場(chǎng)，石油產(chǎn)業(yè)是當(dāng)前我們聚丙烯

42、酰胺最大的用戶，其消耗的聚丙烯酰胺量占國內(nèi)總消費(fèi)量的很大比例，大概約為81％。大型石油領(lǐng)域在中國包括大慶，生力，中原，華北，大港，遼河，所以在后期進(jìn)入開采，以確保穩(wěn)定的油田，大慶油田已應(yīng)用于聚合物驅(qū)油技術(shù)，，勝利、遼河油田為了提高采油量也進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，其中的聚合物驅(qū)油試驗(yàn)，獲得非常顯著的增油效果。根據(jù)油田規(guī)劃，預(yù)計(jì)在2010中國的石油消費(fèi)量將達(dá)到100000噸，生產(chǎn)聚丙烯酰胺。</p><p>　　石油產(chǎn)業(yè)在

43、我國是聚丙烯酰胺的第一大消費(fèi)領(lǐng)域，水處理是繼石油產(chǎn)業(yè)之后我國聚丙烯酰胺的第二大消費(fèi)用戶，當(dāng)前水處理所消費(fèi)的聚丙烯酰胺占總消費(fèi)量的9％，擁有很大的發(fā)展前景。早我國城市污水處理存在一定的問題，其污水處理率不足30％，相同的工業(yè)生產(chǎn)所用的工業(yè)水的重復(fù)利用率與其發(fā)達(dá)國家相比也很低大約為60％，工業(yè)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的工業(yè)廢水處理率僅僅為77％，其與發(fā)達(dá)國家的水平還是有很大的差距的。我們的聚丙烯酰胺的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境的要求更嚴(yán)格的審查，聚丙烯酰胺有一種

44、用途是作為絮凝劑，作為絮凝劑的聚丙烯酰胺在我買過的用途也是十分廣泛，其涉及領(lǐng)域很多，在我國城市污水處理、化工、冶金、造紙、印染、煤炭、建材等行業(yè)的廢水處理都有著不俗的消費(fèi)量。預(yù)計(jì)在2010，中國的水處理聚丙烯酰胺消費(fèi)量將達(dá)到20000噸。</p><p>　　聚丙烯酰胺對(duì)于造紙的作用是，聯(lián)系紙漿纖維和添加劑的粘結(jié)劑，在廢水處理中也起到了重要的作用。造紙工業(yè)是聚丙烯酰胺的一大重要消費(fèi)支柱。歐洲和北美市場(chǎng)已經(jīng)是發(fā)展的

45、十分完善了，另外我們亞洲的一些國家的增長也有了長足的進(jìn)步，其中中國、南美、印度的增長也很是巨大。因?yàn)槭澜缃?jīng)濟(jì)的影響，造紙行業(yè)受到了一定的影響，直接的導(dǎo)致聚丙烯酰胺發(fā)展的發(fā)展受到了一定的限制。此外，造紙行業(yè)受到其本身自身因素的一些影響，加之市場(chǎng)的需求也很鞏固，限制了聚丙烯酰胺收獲更大的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　1.1.4 聚丙烯酰胺用途及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　1）用于污泥脫水

46、的污泥自然選擇模型，根據(jù)產(chǎn)品，可以在污泥進(jìn)入污泥壓濾機(jī)脫水，脫水，絮體是有效的，不粘布，過濾無松動(dòng)，泥餅厚流，，脫水效率高，濾餅水分含量低于80%。</p><p>　　2)對(duì)于我們生活中所產(chǎn)生的污水，比如說生活污水的處理，我們所用的物品在堿性的介質(zhì)中呈現(xiàn)的電性是陽性的，如此對(duì)于在污水中的陰電荷的懸浮顆粒可以與之反應(yīng)，在污水中進(jìn)行絮凝沉淀，起到澄清的作用。在工業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所造成的的廢水起到很好的作用，例如我

47、們產(chǎn)糧食酒精的廢水，造紙過程中所造成的廢水，城市中環(huán)境問題帶來的污水處理中的的廢水，釀酒廠中的廢水，味精廠廢水，制糖廢水，有機(jī)含量高的廢水、紡織過程中的廢水和印染廢水等，用陽離子聚丙烯酰胺要比要比其他物質(zhì)的效果要好的多，特比是比用陰離子、非離子聚丙烯酰胺或無機(jī)鹽類效果要更好甚至是超過十倍的比例，這其中的原因是廢水中所帶有的陰電荷多。</p><p>　　3)被用于水處理的絮凝劑，特別是水源的處理，之所以被廣泛的用

48、于自來水，是因?yàn)樗男Ч黠@，用量少，效果好，成本低是它的主要特點(diǎn)，與無機(jī)絮凝劑一起使用的時(shí)候效果更好，它將成為水廠高效絮凝劑，長江，黃河等盆地。</p><p>　　4）增強(qiáng)劑和其它添加劑應(yīng)用于造紙。為提高填料，顏料等存留率，紙的強(qiáng)度。</p><p>　　5)用于油田經(jīng)學(xué)助劑，如粘土防膨劑，油田酸化用稠化劑。</p><p>　　6）用于紡織漿料，漿紗性能穩(wěn)定，

49、落漿少，織物的破損率低，清潔布。</p><p>　　聚丙烯酰胺是一種水溶性的高分子化合物，世界上的需求量非常的巨大，是水溶性高分子化合物應(yīng)用最多的，在造紙工業(yè)中其是一種十分標(biāo)準(zhǔn)的藥劑，在水處理過程中也是標(biāo)準(zhǔn)的藥劑。我們國家因?yàn)槠涮厥庑?，我國是聚丙烯酰胺最大的一個(gè)消費(fèi)地區(qū)，但是相比較美國、西歐、日本而言，還是有一定的差距，美國、西歐、日本則是聚丙烯酰胺的最為主要消費(fèi)地區(qū)。2007全球聚丙烯酰胺消費(fèi)量約為75000

50、0噸，而中國的消費(fèi)量約為290000噸，1的全球分布圖2007消費(fèi)領(lǐng)域。</p><p>　　從消費(fèi)的角度來看，全球聚丙烯酰胺主要用于水處理、造紙工業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，2007年全球（除中國外) 聚丙烯酰胺消費(fèi)量約51%用于水處理業(yè)、25%用于造紙業(yè)，合計(jì)達(dá)76%，在美國這一數(shù)據(jù)甚至高達(dá)85%。</p><p>　　聚丙烯酰胺在造紙工業(yè)中的主要作用：一是提高填料，顏料的成活率，減少原材料的

51、損耗和對(duì)環(huán)境的污染；二是被應(yīng)用于提高紙張的強(qiáng)度（包括干強(qiáng)度和濕強(qiáng)度）；三是提升紙張的性質(zhì)，例如改善其抗撕性和多孔性，改善了紙張的視覺性能和印刷性能。</p><p>　　聚丙烯酰胺的水處理領(lǐng)域，聚丙烯酰胺在水處理工業(yè)生產(chǎn)中的有很多的作用，主要的應(yīng)用有三個(gè)方面，分別是工業(yè)生產(chǎn)中的原水處理、生產(chǎn)中造成的污水處理和工業(yè)生產(chǎn)造成的工業(yè)水處理。在這三個(gè)方面所起到的作用也各有不同，PAM與活性炭等一起使用，它們的作用是處理生

52、活水中懸浮顆粒，使水中的顆粒的凝聚和澄清，這是PAM在原水處理中的作用；在污水處理的過程中。PAM扮演的作用是污泥脫水；PAM作為配方主要的藥劑，這是PAM在工業(yè)生產(chǎn)造成的工業(yè)水中的作用。原水處理的過程中，我們用有機(jī)絮凝劑聚丙烯酰胺代替我們?cè)谠幚磉^程中所用的無機(jī)絮凝劑，其優(yōu)勢(shì)在于哪怕不用改造沉降池，其凈水能力與之前的凈水能力也可以預(yù)計(jì)可提高20%。這也是眼下許多大中城市在面臨水資源方面的問題時(shí)，例如像供水緊張或者是水質(zhì)較差的時(shí)候，許

53、多大中城市都將PAM作為補(bǔ)充。在工業(yè)污水或者是生活污水等等的污水處理中，PAM大大提高了水回用循環(huán)的使用率。</p><p>　　在石油采油領(lǐng)域中PAM也有很多的應(yīng)用，PAM主要改善了鉆井泥漿材料，同時(shí)PAM對(duì)提高采油率等其他方面也有這很好的效果，其擁有很多的作用在石油開采領(lǐng)域，以下其涉及的一些項(xiàng)目，例如在鉆井、完井、固井、壓裂、強(qiáng)化采油等油田開采作業(yè)中都起到了很顯著的作用，隨著黏度的增加，過濾，流量調(diào)節(jié)，凝膠，

54、分流，剖面調(diào)整等功能。目前，我國石油領(lǐng)域的開發(fā)已進(jìn)入后，為了提高采收率，推廣聚合物驅(qū)油和三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)的關(guān)鍵。 為了提高原油的含量，我們采用一些方法來提高其含量，其中我們通過注入聚丙烯酰胺的水溶液，用來提高油水的流速比，以此提高原油含量。目前，中國的大慶油田和生力油田已廣泛應(yīng)用于聚合物驅(qū)油技術(shù)</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)原則依據(jù)及范圍</p><p>　　1.2.1 設(shè)計(jì)原則<

55、;/p><p>　　本設(shè)計(jì)按以下原則進(jìn)行：</p><p>　?。?）努力求得先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，合理的經(jīng)濟(jì)，可行的實(shí)施，可靠安全。</p><p>　　（2）把目光投向國內(nèi)，引進(jìn)國外合理的工藝設(shè)備。</p><p>　?。?）依照國家法律進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）避免污染，保護(hù)環(huán)境。</p><

56、;p>　　1.2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)</p><p>　?。?）大慶PAM生產(chǎn)裝置技術(shù)資料。</p><p>　?。?）學(xué)校的畢業(yè)生設(shè)計(jì)任務(wù)書。</p><p>　　（3）原材料，半成品，成品規(guī)格，質(zhì)量指標(biāo)參照大慶石化企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。</p><p>　?。?）設(shè)備設(shè)計(jì)，PI圖繪制規(guī)范按大慶石化設(shè)計(jì)院規(guī)范執(zhí)行。</p><p

57、>　　1.2.3 設(shè)計(jì)范圍及深度</p><p>　　（1）設(shè)計(jì)范圍。本設(shè)計(jì)包括預(yù)AM溶液配制、二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)溶液配制、聚合、水解、干燥工段、研磨篩分及包裝的設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)深度。本設(shè)計(jì)深度為初步設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　1.3 生產(chǎn)規(guī)模</b></p><p>

58、;　　1.3.1 本裝置生產(chǎn)規(guī)模</p><p>　　本裝置生產(chǎn)規(guī)模為2.300×10千克/年兩性聚丙烯酰胺粉末。</p><p>　　1.3.2 設(shè)計(jì)的開工時(shí)間</p><p>　　設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為8000小時(shí)/年。</p><p>　　1.3.3 生產(chǎn)方式</p><p>　　生產(chǎn)方式為間歇-連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)

59、。</p><p><b>　　1.4 裝置組成</b></p><p>　　1.4.1 生產(chǎn)工段</p><p>　　100#工段：AM溶液及DMDAAC溶液配制工段；</p><p>　　200#工段：聚合工段；</p><p>　　300#工段：水解工段；</p><p&

60、gt;　　400#工段：干燥工段；</p><p>　　500#工段：研磨、篩分及包裝工段。</p><p>　　1.4.2 輔助生產(chǎn)設(shè)施</p><p>　　包括控制室，配電室，實(shí)驗(yàn)室及辦公室。</p><p>　　本裝置所需的聚丙烯酰胺，水，電，蒸汽均由廠區(qū)系統(tǒng)管網(wǎng)提供。</p><p><b>　　1.

61、5 生產(chǎn)制度</b></p><p>　　開工時(shí)間每年8000小時(shí)，采用間歇-連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)，五班三運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　第2章 生產(chǎn)方法及工藝流程</p><p>　　2.1 生產(chǎn)方法及工藝流程選擇</p><p>　　聚丙烯酰胺的生產(chǎn)方法主要有水溶液聚合法、乳液及反相乳液聚合法以及輻射聚合法等。水溶液聚合法具有生產(chǎn)安全

62、、工藝設(shè)備簡(jiǎn)單以及生產(chǎn)成本較低等優(yōu)點(diǎn)，是目前國內(nèi)外生產(chǎn)聚丙烯酰胺普遍采用的方法。乳液聚合方法的特點(diǎn)是高聚合速率、高轉(zhuǎn)化率條件下可以得到高相對(duì)分子質(zhì)量的產(chǎn)品（乳膠或者干粉）。反相乳液聚合法反應(yīng)體系平穩(wěn)，易控制，適合于制備高分子量且分子量分布窄的聚丙烯酰胺膠乳或干粉型產(chǎn)品。輻射引發(fā)法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，但設(shè)備投資大，且所得產(chǎn)品分子量分布很寬，故目前還沒有進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)[15]。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用的是AM單

63、體、DMDAAC單體水溶液共聚合法，經(jīng)AM溶液配制、DMDAAC溶液配制、聚合、水解、干燥、造粒等工段生產(chǎn)兩性聚丙烯酰胺產(chǎn)品，此方法大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝流程，提高了可靠性。</p><p>　　2.2 工藝參數(shù)的選擇 </p><p>　?。?）AM儲(chǔ)罐（

64、V4001） T=0℃，V=100m3；</p><p>　?。?）單體AM配制罐（V4002A）T=0℃， V=27m3，VR=16m3；單體二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC ）儲(chǔ)罐（V4002B） T=0℃，V=3m3，VR=1.8m3；</p><p>　?。?）聚合釜（R4101） 溫度：T=0℃～70℃ ，V=15m3，VR=8m3, t周期=8h,<

65、/p><p><b>　　P=5kW；</b></p><p>　?。?）中間儲(chǔ)罐（V4102） T=70℃ ，壓力=0.1MPa；</p><p>　　（5）水解機(jī)（R4102） T=95℃，NaOH含量=18%PAM，t反應(yīng)=2h, P=15kW；</p><p>　?。?）流化床干燥器換熱器

66、溫度T1=60℃,T2=70℃,T3=65℃，t=1.5h； </p><p>　　（7）干燥器 平衡壓力 P=200Pa； </p><p>　　（8）流化床干燥器（D4201） A=5.952m2，H=1.3m，d=2mm；</p><p>　?。?）氮?dú)?常溫≥600kPa；</

67、p><p>　?。?0）壓縮風(fēng) 常溫：0.6MPa，露點(diǎn)：-40℃。</p><p>　　2.3 工藝流程特點(diǎn)</p><p>　　(1)為了適應(yīng)采油對(duì)產(chǎn)品的需求，煉化公司把本車間的技術(shù)進(jìn)行了改造，采用自主開發(fā)的共聚后工藝；</p><p>　　(2)去除了2套和2個(gè)聚合釜，增加了2個(gè)AM單體儲(chǔ)罐（V4002A/1/2

68、）、增加了2個(gè)DMDAAC 單體儲(chǔ)罐（V4002B/1/2）、2個(gè)凝結(jié)水罐、2個(gè)帶式混合器、2個(gè)二次造粒機(jī)和8臺(tái)水解機(jī)，并將、聚合釜加大而且從新制作了，使生產(chǎn)的穩(wěn)定性提升；</p><p>　　(3)兩條生產(chǎn)線均采用CENTUM,CS3000；</p><p>　　(4)加入復(fù)合引發(fā)劑即氧化-還原引發(fā)劑（過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉）及高活性引發(fā)劑4，4，-偶氮雙-4-氰戊酸。</p>

69、<p>　　(5)本工藝的干燥器是采用振動(dòng)式流化床結(jié)構(gòu)；</p><p>　　第3章 生產(chǎn)流程簡(jiǎn)述</p><p><b>　　3.1 聚合原理</b></p><p><b>　　1.聚合反應(yīng)原理</b></p><p>　　本工藝采用的是水溶液聚合。聚合反應(yīng)方程式:</p&

70、gt;<p>　　3.2 生產(chǎn)流程說明</p><p>　　抗鹽工藝共分為7個(gè)工序，分別為二甲基預(yù)聚液配制預(yù)聚液配制、及輸送、聚合、、干燥、研磨篩分、等。</p><p>　　3.2.1 單體預(yù)聚液配制</p><p>　　13/14線抗鹽裝置所用的丙烯酰胺罐區(qū)系統(tǒng)包括兩個(gè)精丙烯酰胺儲(chǔ)罐及其配套的2臺(tái)輸料泵，每個(gè)儲(chǔ)罐可儲(chǔ)存100 m3丙烯酰胺，每個(gè)精丙

71、烯酰胺儲(chǔ)罐都有相配套的自動(dòng)降溫等系統(tǒng)。</p><p>　　由于AM的配制量為16m3（空罐容積27m3），可同時(shí)供兩個(gè)上料反應(yīng)使用。具體步驟為：將水溶液和脫鹽水以一定配方計(jì)算量轉(zhuǎn)入配制罐內(nèi)。等到轉(zhuǎn)移完畢原來的溶液后，將開啟配制循環(huán)系統(tǒng)和系統(tǒng)，這樣就可以使原料混合充分均勻。由提供的冷凍液對(duì)進(jìn)行降溫，使其溫度降到要求的溫度值。預(yù)聚液配制罐的原料量，由設(shè)制在進(jìn)料的電磁流量計(jì)來計(jì)量，可按需要進(jìn)行調(diào)整。</p>

72、;<p>　　每個(gè)DMDAAC配制罐預(yù)聚液的配制量為1.8 m 3（空罐容積3m3），可供兩個(gè)聚合釜同時(shí)上料反應(yīng)使用。具體步驟為：將水溶液以及脫鹽水以一定配方計(jì)算量轉(zhuǎn)入配制罐內(nèi)。等到轉(zhuǎn)移完畢原來的溶液后，將開啟配制循環(huán)系統(tǒng)和系統(tǒng)，這樣就可以使原料混合充分均勻。由提供的冷凍液對(duì)進(jìn)行降溫，使其溫度降到要求的溫度值。預(yù)聚液配制罐的原料量，由設(shè)制在進(jìn)料的電磁流量計(jì)來計(jì)量，可按需要進(jìn)行調(diào)整。</p><p>

73、　　配制的物料條件滿足后可備用，如反應(yīng)工序條件許可，則將配制罐中的物料轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜進(jìn)行聚合。</p><p><b>　　3.2.2 聚合</b></p><p>　　13/14線每個(gè)裝置有4臺(tái)。其中每個(gè)釜可以裝8m3反應(yīng)液。反應(yīng)前做好準(zhǔn)備工作：將預(yù)聚液濃度用配制罐配好、溫度降低到要求位置：流程確認(rèn)：等到聚合釜試漏完畢，測(cè)定氮?dú)饬髁?，觀察直到達(dá)到規(guī)定值。準(zhǔn)備就緒后聯(lián)系

74、物料轉(zhuǎn)移，待預(yù)聚液配制罐轉(zhuǎn)移完后，進(jìn)行吹氮除氧，吹氮時(shí)間為40分鐘。接下來，把反應(yīng)體系中的各個(gè)催化劑以一定的配方量依次加入到反應(yīng)釜內(nèi)，使聚合反應(yīng)引發(fā)，之后反應(yīng)液開始逐漸降低溫度、成膠熟化。反應(yīng)過程大約需要6個(gè)小時(shí)。</p><p>　　3.2.3 初次造粒</p><p>　　已經(jīng)完成熟化的膠體隨著壓縮空氣進(jìn)入中間儲(chǔ)料箱。然后確認(rèn)一下是否已經(jīng)做好在水解進(jìn)料之前的所有準(zhǔn)備工作（中間內(nèi)料位充足

75、；流程的切換、確認(rèn)；水解反應(yīng)器已經(jīng)準(zhǔn)備就緒）后，中間處料箱內(nèi)的膠體在自身重力和壓縮空氣的作用下，在四螺桿造粒機(jī)中進(jìn)行造粒。</p><p>　　將從四螺桿造粒機(jī)中出來的膠粒由輸料風(fēng)機(jī)和接力風(fēng)機(jī)向水解反應(yīng)器送料。 </p><p><b>　　3.2.4 水解</b></p><p>　　反應(yīng)器夾套加熱系統(tǒng)要始終保持被使用狀態(tài)，脫鹽水為加熱時(shí)的

76、主要介質(zhì)，出口溫度保持在95℃～99.5℃，等到進(jìn)料條件滿足后，開始進(jìn)料操作；打開水解反應(yīng)器進(jìn)料閥和排氮閥開始進(jìn)料，進(jìn)料量由其底部的稱重系統(tǒng)稱量。</p><p>　　待水解反應(yīng)器進(jìn)料完畢后，加入堿，然后關(guān)閉排氮閥開始計(jì)時(shí)，物料在水解反應(yīng)器中進(jìn)行水解反應(yīng)，水解時(shí)間要求不低于120分鐘（根據(jù)產(chǎn)品品種不同而水解時(shí)間可調(diào)）。完成水解之后，把水解反應(yīng)器的下料閥門打開，卸料進(jìn)入多螺旋儲(chǔ)料箱中，經(jīng)二次造粒，然后由輸料風(fēng)機(jī)輸送

77、到干燥器內(nèi)進(jìn)行膠粒烘干。</p><p><b>　　3.2.5 干燥</b></p><p>　　本裝置采用振動(dòng)式流化床結(jié)構(gòu)的干燥器。在包裝崗已開啟研磨篩分系統(tǒng)后，關(guān)閉溢流堰，將各段溫度、壓力設(shè)定為自動(dòng)狀態(tài)，并設(shè)定好其工藝值后，啟動(dòng)干燥器的DOS自動(dòng)開機(jī)程序。開機(jī)程序?yàn)椋合乳_啟廢氣排風(fēng)機(jī)（使干燥器產(chǎn)生負(fù)壓），依次開啟各段粉塵返回風(fēng)機(jī)，在開啟一、二、三段空氣入口風(fēng)機(jī)將

78、空氣吹入干燥器各段（4個(gè)旋風(fēng)分離器開始工作），啟激振器。DOS與設(shè)在干燥器內(nèi)各段的壓力探頭相連，先手動(dòng)調(diào)節(jié)各入口風(fēng)機(jī)的風(fēng)門開度，DOS自動(dòng)調(diào)節(jié)廢氣風(fēng)機(jī)的風(fēng)門，使干燥器內(nèi)保持設(shè)定的微負(fù)壓狀態(tài)（以防止氮?dú)馀c粉塵擴(kuò)散到廠房?jī)?nèi)，而廢氣由煙囪排至大氣中）DOS調(diào)節(jié)一、二、三段空氣加熱器的蒸汽閥，給入口空氣加熱（由冷凝水罐來的冷凝水流經(jīng)預(yù)熱器給冷空氣預(yù)熱），溫度達(dá)到進(jìn)料條件后，開啟輸料風(fēng)機(jī)將從二次造粒機(jī)中出來的膠粒輸送到干燥器中，料位由溢流堰的高度

79、調(diào)整（干燥器正常工作時(shí)，溢流堰開到規(guī)定開度）。調(diào)節(jié)各段空氣加熱器蒸汽閥門，重點(diǎn)調(diào)控一段入口空氣溫度及二、三段床層溫度保持恒定，對(duì)物料進(jìn)行干燥，熱氣流及激振器使膠粒很快地流態(tài)化。聚丙烯酰胺產(chǎn)品經(jīng)過二段干燥后由膠體變成粒狀，水含量由70%降至10%左右。</p><p>　　旋風(fēng)分離器能把被高速氣流從流化態(tài)表面夾帶出的產(chǎn)品細(xì)顆粒分離出來，由3臺(tái)粉塵返回機(jī)重新加入干燥器中，減少了產(chǎn)品的損失。</p>&l

80、t;p>　　3.2.6 研磨與篩分</p><p>　　該工序主要是把干燥器出來的物料研磨粉碎，達(dá)到要求粒度，再經(jīng)過篩分分離后，儲(chǔ)存到緩沖料斗中。</p><p>　　從干燥器出口出來的產(chǎn)品，經(jīng)過旋振篩后，再經(jīng)一臺(tái)螺旋輸送機(jī)輸送到斗式提升機(jī)中，物料經(jīng)過斗式提升機(jī)后，進(jìn)入雙層篩分機(jī)進(jìn)行篩分。</p><p>　　雙層篩分機(jī)經(jīng)過篩分把產(chǎn)品分成三部分：最上層為大顆粒

81、產(chǎn)品進(jìn)入下面的對(duì)輥研磨機(jī)料斗，進(jìn)行研磨粉碎。經(jīng)過研磨后的物料由返料輸送桿送回第一臺(tái)螺旋輸送機(jī)再次送至斗式提升機(jī)中：物料又經(jīng)過斗式提升機(jī)提升后，進(jìn)入雙層室篩分機(jī)進(jìn)行循環(huán)篩分。中層為顆粒是0.2～1mm的產(chǎn)品。由第三臺(tái)（成品）螺旋輸送機(jī)輸送到成品緩沖料斗中，后經(jīng)過帶式混合器攪拌混合后得到混合均勻的合格產(chǎn)品：下層為細(xì)粉，被輸送到細(xì)粉料斗，然后用小袋包裝。</p><p><b>　　3.2.7 包裝</

82、b></p><p>　　產(chǎn)品由帶式混合器下的電子稱重系統(tǒng)與上下兩個(gè)成品出料閥連鎖控制卸料，然后經(jīng)過包裝機(jī)包裝到已經(jīng)掛好的包裝袋中（裝袋重標(biāo)準(zhǔn)為750kg）,做好標(biāo)識(shí)，扎緊袋口后入庫。</p><p><b>　　第4章 工藝計(jì)算</b></p><p>　　4.1 物料平衡計(jì)算</p><p>　　4.1.1

83、AM配制罐的物料衡算</p><p><b>　　（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。</b></p><p>　　①年生產(chǎn)能力2.3×107kg/a；</p><p>　?、陂_工時(shí)間8000h/a；</p><p>　　③裝置各工序的收率：AM配制收率為99.9%，DMDAAC配制收率為99.9%（DMDAAC為單體質(zhì)量的10%

84、），聚合收率為99%，水解收率為99%，水解時(shí)加入的NaOH（95%）為聚合物質(zhì)量的18%，水解后聚合物增加質(zhì)量5%，干燥收率為99%，包裝收率為98.1%，即裝置總收率為95%；</p><p><b>　　④采用兩條生產(chǎn)線；</b></p><p>　?、莓a(chǎn)品中聚合物含量為90%；</p><p>　?、蘧酆瞎ば騿误w質(zhì)量濃度30%，單體的轉(zhuǎn)

85、化率為100%，原料AM溶液的濃度為35%，原料DMDAAC溶液的濃度為35%。</p><p>　?。?）計(jì)算。以一條生產(chǎn)線為例。計(jì)算基準(zhǔn)為kg/d。</p><p>　　每天聚合物的產(chǎn)量: = 31127.820kg/d</p><p>　　AM: 30816.542 kg/d，DMDAAC: 3112.782 kg/d</p><p>

86、　　35%AM: 30816.542÷0.35=88047.263 kg/d，</p><p>　　35%DMDAAC: 3112.782÷0.35= 8893.663kg/d</p><p>　　加入水的量==14822.771kg/d</p><p>　　單體含水量: 31127.820÷0.3-31127.820=72631.58

87、0 kg/d</p><p>　　損失AM: 30816.542×0.001=30.816kg/d，</p><p>　　損失DMDAAC: 3112.782×0.001=3.112kg/d</p><p>　　損失H2O: =82.499 kg/d</p><p>　　配制工序物料平衡見表4-1。</p>

88、<p>　　表4-1配制工序物料計(jì)算</p><p>　　4.1.2 聚合釜的物料衡算</p><p><b>　?。?）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。</b></p><p><b>　?、偈章?9%；</b></p><p>　?、趩误w的轉(zhuǎn)化率100%；</p><p>　?、垡?/p>

89、發(fā)劑在聚合工序加入，加入量為單體的0.005%，濃度為10%。引發(fā)劑配比：K2S2O8:NaHSO3:4,4’-偶氮雙-4-氰戊酸=1:0.5:0.16（質(zhì)量）。</p><p>　?。?）計(jì)算。計(jì)算基準(zhǔn)為kg/d。</p><p>　　進(jìn)料：AM: 30816.542 kg/d</p><p>　　DMDAAC: 3109.670 kg/d</p>

90、<p>　　H2O:72549.081 kg/d</p><p>　　進(jìn)料單體總量：AM+DMDAAC=30816.542+3109.670=33926.212kg/d</p><p>　　加入的引發(fā)劑：33926.212×0.005%=1.696kg/d</p><p>　　加入的引發(fā)劑溶液：28392.631×0.005%÷

91、;0.1=16.693kg/d</p><p>　　K2S2O8: 1.696÷（1+0.5+0.16）×1=1.022 kg/d</p><p>　　NaHSO3: 1.696÷（1+0.5+0.16）×0.5=0.511 kg/d</p><p>　　4,4’-偶氮雙-4-氰戊酸: 1.696÷（1+0.5+0.

92、16）×0.16=0.163 kg/d</p><p>　　水：16.693-1.696=14.997 kg/d</p><p>　　出料PAM:30785.726×0.99= 30477.869kg/d</p><p>　　出料損失聚合物PAM: 30785.726-30477.869=307.857 kg/d</p><p

93、>　　出料PDMDAAC: 3109.670×0.99=3078.573 kg/d</p><p>　　出料損失PDMDAAC: 3109.670-3078.573 =31.097 kg/d</p><p>　　出料聚合物: 30477.869+3078.573=33556.442kg/d</p><p>　　出料損失聚合物：307.857+31.0

94、97 =338.954 kg/d</p><p>　　出料H2O:72549.081×0.99= 71823.590kg/d</p><p>　　出料損失H2O: 72549.081-71823.590= 725.491kg/d</p><p>　　出料引發(fā)劑溶液: 16.693×0.99=16.526kg/d</p><p&

95、gt;　　出料損失引發(fā)劑溶液: 16.693-16.526=0.167kg/d</p><p>　　聚合釜工序物料平衡見表4-2。</p><p>　　表4-2聚合工序物料衡算</p><p>　　4.1.3 水解機(jī)的物料衡算</p><p><b>　?。?）基本數(shù)據(jù)。</b></p><p>

96、<b>　?、偈章?9%；</b></p><p><b>　?、谒饴?00%；</b></p><p>　?、奂尤隢aOH（95%）為聚合物的18%；</p><p>　　④NaOH含水率5%。</p><p>　　（2）計(jì)算。計(jì)算基準(zhǔn)為kg/d。</p><p>　　進(jìn)

97、料聚合物: 33556.442 kg/d</p><p>　　進(jìn)料H2O: 71823.590+進(jìn)料引發(fā)劑溶液=71840.283 kg/d</p><p>　　加入95%NaOH量: 33556.442×18%=6040.156 kg/d</p><p>　　加入100%NaOH量: 6040.156×0.95=5738.148 kg/d<

98、;/p><p>　　95%NaOH含水量: 6040.156-5738.148=302.008 kg/d</p><p>　　水解產(chǎn)生的NH3量: =2438.713 kg/d</p><p>　　聚合物增加質(zhì)量：5738.148-2438.713=3299.435 kg/d</p><p>　　聚合物總質(zhì)量: 33556.442 +3299.4

99、35 =36855.877 kg/d</p><p>　　H2O總質(zhì)量: 71840.283+302.008 = 72142.291 kg/d</p><p><b>　　出料: </b></p><p>　　聚合物: 36855.877×0.99=36487.318 kg/d</p><p>　　損失聚合物:

100、 36855.877-36487.318 =368.559 kg/d</p><p>　　H2O: 5738.148×0.99=71420.868 kg/d</p><p>　　損失H2O: 72142.291-71420.868= 721.432 kg/d</p><p>　　NH3:2438.713 kg/d</p><p>　

101、　水解工序物料平衡見表4-3。</p><p>　　表4-3水解工序物料平衡表</p><p>　　4.1.4 干燥物料衡算</p><p><b>　?。?）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。</b></p><p><b>　?、偈章?9%；</b></p><p>　?、赑AM成品含水率10%

102、。</p><p>　?。?）計(jì)算。計(jì)算基準(zhǔn)為kg/d。</p><p>　　進(jìn)料聚合物: 36487.318 kg/d </p><p>　　進(jìn)料H2O: 71420.868 kg/d</p><p>　　出料聚合物: 36487.318×0.99=36122.445 kg/d </p><p>　　損失聚

103、合物: 36487.318-36122.445=364.873 kg/d</p><p>　　出料聚合物含水: 36122.445÷0.9-36122.445=4013.616 kg/d </p><p>　　出料含水聚合物質(zhì)量: 36122.445÷0.9=40136.050 kg/d</p><p>　　損失水: 71420.868-4013

104、.616=67407.252 kg/d</p><p>　　干燥工序物料平衡見表4-4。</p><p>　　表4-4干燥工序物料衡算表</p><p>　　4.1.6 包裝物料衡算</p><p><b>　　（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。</b></p><p><b>　?、偈章?8.1%。&l

105、t;/b></p><p>　?。?）計(jì)算。計(jì)算基準(zhǔn)為kg/d。</p><p>　　進(jìn)料含水10%聚合物: 36122.445÷0.9=40136.050 kg/d </p><p>　　出料含水10%聚合物: 40136.050×98.1%=39373.465 kg/d </p><p>　　損失含水10%聚合物

106、: 40136.050-39373.465 =762.585 kg/d</p><p>　　核算產(chǎn)量39373.465÷24×8000×2=26248976.67＞1.0×107 kg/a產(chǎn)量滿足設(shè)計(jì)要求。 </p><p>　　包裝工序物料平衡見表4-5。</p><p>　　表4-5 包裝工序物料衡算表</p&

107、gt;<p><b>　　4.2 熱量衡算</b></p><p>　　4.2.1 聚合釜的熱量衡算</p><p><b>　?。?）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。</b></p><p>　?、?0%AM溶液和30%DMDAAC溶液進(jìn)料溫度均為0℃，引發(fā)劑溶液進(jìn)料溫度25℃；</p><p>　　②C

108、p聚合物為4.7kJ/kg·℃, Cp水為4.18 kJ/kg·℃，Cp引發(fā)劑溶液為4.18 kJ/kg·℃；</p><p>　　C ‘④聚合釜熱損失為10%。</p><p><b>　　（2）計(jì)算項(xiàng)目。</b></p><p><b>　?、俜磻?yīng)熱Qr;</b></p>&

109、lt;p><b>　?、诔隽蠝囟萒。</b></p><p><b>　?。?）計(jì)算。</b></p><p>　　計(jì)算基準(zhǔn):溫度基準(zhǔn)為0℃，相態(tài)基準(zhǔn)為液態(tài)，物料基準(zhǔn)kg/h。</p><p>　　聚合釜熱量衡算示意圖</p><p>　　進(jìn)料 QAM+DMDAAC=0,Q水=0，QI溶液=1

110、6.693×（25-0）×4.18=1744.419 kJ/h</p><p>　　Qr=（30816.542+3109.670）÷24×1255</p><p>　　=1774058.169 kJ/h</p><p>　　聚合釜總熱量：Q總=Qr +Q引發(fā)劑溶液=1774058.169+1744.419=1775802.58

111、8 kJ/h</p><p>　　出料 Q出料=（30816.542+3109.670）÷24×Cp聚合物×（T-0）+（72549.081+16.693）÷24×Cp水×（T-0）</p><p>　　=[（30816.542+3109.670）÷24×4.7+（72549.081+16.693）÷

112、24×4.18] ×T</p><p>　　=19282.422×T kJ/h</p><p>　　Q損失= Q總×10%=1775802.588×10% =177580.259 kJ/h</p><p>　　Q總= Q出料+ Q損失</p><p>　　1775802.588 =19282.

113、422×T +177580.259</p><p>　　出料溫度T=82.885 ℃</p><p>　　4.2.2 水解機(jī)熱量衡算</p><p><b>　?。?）計(jì)算數(shù)據(jù)。</b></p><p>　　①水解反應(yīng)的反應(yīng)熱△H 為2091.000kJ/kg,水解率為100%，水和聚合物的熱容同上，CpNH3

114、為4.708kJ/kg·℃；</p><p>　　②進(jìn)料溫度為70℃；</p><p><b>　　③出料溫度95℃；</b></p><p>　　④攪拌系統(tǒng)供熱10kw；</p><p>　?、?20℃過熱水加熱；</p><p>　?、匏飧獰崃繐p失取10%。</p>

115、<p><b>　　（2）計(jì)算項(xiàng)目。</b></p><p>　　水解機(jī)每天需120℃過熱水的量。</p><p><b>　　（3）計(jì)算。</b></p><p>　　計(jì)算基準(zhǔn):溫度基準(zhǔn)為70℃，相態(tài)基準(zhǔn)為液態(tài)，物料基準(zhǔn)kg/h。</p><p>　　由物料衡算知:水解機(jī)聚合物進(jìn)料為33