年产30000吨聚丙烯酸钠的工艺设计

毕 业 设 计 题    目：年产30000吨聚丙烯酸钠生产工艺 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计                             学    院：                         专    业：                          姓    名：                                      学    号：                                指导老师：                                                    完成时间：                                  设计说明 本次设计任务是年产30000吨聚丙烯酸钠。是利用单体丙烯酸钠在一定条件下，采用反相悬浮聚合原理合成聚丙烯酸钠的工艺设计。其中主要简述了以丙烯酸和氢氧化钠聚合性单体为主要成分，在疏水性溶剂正庚烷中经反相悬浮聚合，制备高吸水性聚丙烯酸钠。还介绍了聚丙烯酸钠的性质、特性、用途和使用举例以及悬浮聚合的机理、体系和生产工艺，间歇操作的特点及主要原料。 设计主要成果如下： 每天的理论产值是100000kg。实际产量为101523kg。实际年产量为30457T。直径为2500mm配碱釜，直径为1600mm的中和釜，直径为2500mm的聚合釜。体积为12 的分散介质调配罐，分散介质储罐体积为24 。 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 为不锈钢。推进式搅拌器，标准椭圆形封头；支承式支座，釜体夹套沉降式离心机，规格为LW350×1050。配碱釜，中和釜，聚合釜，去离子水储罐。工艺流程图、物料流程图、聚合釜的装配图。 关键词：聚丙烯酸钠  物料衡算  热量衡算  生产工艺  主要设备图  工艺流程图 Design Notes The design of the mission is to produce 30000 tons of high absorbent resin synthesized by inverse suspension polymerization principle sodium polyacrylate. This design is the use of sodium acrylate monomer under certain conditions, suspension polymerization process design intermittent operation. Mainly acrylic acid and sodium hydroxide outlined polymerizable monomer as a main component, in a hydrophobic solvent of n-heptane by reversed-phase suspension polymerization, sodium polyacrylate superabsorbent prepared. It also describes the nature of the sodium polyacrylate, characteristics, uses and examples as well as suspension polymerization mechanisms, systems and production processes, intermittent operation characteristics and main raw material. Design of the main results are as follows： Daily theoretical value is 100000kg. Actual production 101523kg. actual annual output of 30457t.with a base diameter of 2500mm autoclave, the diameter of 1600mm and a kettle, a diameter of 2500mm polymerization vessel. Volume of the dispersion medium to mix the pot 12, a volume of 24. Made of stainless steel. standard elliptical head; bearing type bearings, kettle body jacket. specifications for the LW350 × 1050. Autoclave equipped with a base, neutralization reactor, the polymerization reactor, deionized water tank. Process Flow Diagram, material flow, polymerization reactor assembly drawing. Keywords: Sodium polyacrylate  material balance heat balance  production process  flow chart    diagram of major equipment 目 录 设计说明    II 1 概述    1 1.1 高分子量聚丙烯酸钠研究现状    1 1.2 高分子量聚丙烯酸钠的性质和应用    2 1.2.1 聚丙烯酸钠的性质    2 1.2.2 聚丙烯酸钠的应用    2 1.3 高分子量聚丙烯酸钠的需求、生产和应用前景    3 1.4 项目的设计依据    4 1.5 建厂规模及产品规格    5 1.5.1 建厂规模    5 1.5.2 产品规格    5 2 聚丙烯酸钠的生产工艺    6 2.1 聚丙烯酸钠聚合的实施 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载     6 2.2 反向悬浮聚合工艺条件及其影响因素[14]    7 2.2.1分散剂及其助分散剂的选择及其浓度对分子量的影响    7 2.2.2 引发体系的选择及其浓度对分子量的影响    8 2.2.3 单体浓度对分子量的影响    8 2.2.4 链转移剂对分子量的影响    9 2.2.5 搅拌转速的影响    9 2.3 后处理工序的选择    10 2.3.1 分离方法的选择    10 2.3.2 干燥方法的选择    10 2.4 聚丙烯酸钠的生产工艺流程    10 2.5 生产过程主要操作及控制    11 3.1 物料衡算与热量衡算    12 3.1.1 物料衡算    12 3.1.2热量衡算    15 3.2 主要设备工艺尺寸的计算及选型    18 3.2.1各釜体高度与内径尺寸确定    18 3.2.2 各釜体夹套尺寸的确定    21 3.2.3 分离设备    23 3.2.4 干燥设备    23 3.2.5 其他设备的选择    24 3.3 设备一览表    25 3.4原料主要技术规格、供应及消耗定额    25 3.4.1原料规格及用量    25 3.4.2 原料消耗定额    26 4 车间设备布置设计    27 4.1 车间设备布置的原则    27 4.1.1 车间设备布置的原则    27 4.1.2 车间设备平面布置的原则    27 4.1.3 车间设立面布置的原则    27 4.2 车间设备布置    28 4.2.1车间设备平面布置    28 4.2.2车间设备立面布置    28 5 建设工程及公用、辅助工程说明    29 5.1建设工程说明    29 5.2给水、排水系统    29 5.3电力供应及生产控制    29 6.1环境保护    30 6.1.1该项目环保设计依据和标准    30 6.1.2环保治理措施    30 6.1.3预期效果    30 6.1.4环保管理及监测    31 6.1.5绿化概况    31 6.2劳动安全、工业卫生与消防    31 7 概算与技术经济    32 7.1 项目投资估算    32 7.2产品成本估算    32 7.3  财务评估    33 7.3.1 各项经济技术指标计算    33 7.3.2 盈亏平衡分析    33 总结    34 参考文献    35 致谢    37 1 概 述 随着我国丙烯酸工业的迅速发展，对丙烯酸下游产品的研究不断深入，应用范围不断扩大。聚丙烯酸钠盐是丙烯酸盐类中最重要、应用最广、最有代表性的产物，由于聚丙酸钠盐中含有大量亲水基团，它易溶于水，形成的水溶液是一种高分子电解质。 聚丙烯酸钠水溶液具有良好的离解性、较理想的润湿性、保水性和成膜性(浸渍或涂布时)，同时还具有耐温性强、冻融稳定性、机械稳定性、以及经长期贮存后其粘度无明显变化等特点。不同聚合度的产物亲水性、硬度、强度、附着力等性能差别很大，这些差异以及它们本身具有的许多优异的物理和化学性能使这类聚合物获得广泛应用[1]。 聚丙烯酸钠的分子量从几百至几千万以上，变化幅度很大，不同分子量的聚丙烯酸钠可以用作各种各样的目的和用途。超低分子量(700以下)的用途还未完全开发出来；低分子量(1000-5000)时，主要起分散作用；中等分子量(104-106)显示有增稠性；高分子量(106-107)的聚丙烯酸钠主要做增稠剂和絮凝剂；超高分子量(107)的聚丙烯酸钠不再溶于水，在水中溶胀，生成水凝胶，主要用作吸水剂[2]。水溶性聚丙烯酸钠中又包括高分子量和低分子量两大类。本论文主要涉及水溶性高分子量聚丙烯酸钠生产线的工艺设计。 1.1 高分子量聚丙烯酸钠研究现状 目前国内市场上的聚丙烯酸钠主要是水溶液聚合法制备，采用丙烯酸经氢氧化钠中和形成丙烯酸钠溶液，然后用高浓度丙烯酸钠溶液、低浓度氧化还原引发剂在低温条件下进行水溶液聚合而成。其原理为： 一般而言，水溶液聚合时，聚合组分较少，工艺实施较容易。但由于搅拌和传热的原因，聚合水溶液中 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 单体浓度很低，而且产物成块状，出料困难。需要经过切割、粉碎、筛分、烘干等后续工艺。 反相悬浮法聚合法是近年发展起来的制备水溶性高分子新方法，这方面的研究性文章最早由Dimonie等人于1982年发表。它是将丙烯酸钠水溶液分散在油溶性连续相中，在搅拌和分散剂的作用下，分散成微小的液滴，在水溶性引发剂的作用下聚合反应。 其生产工艺简单、成本低，便于实现工业化，产品分子量可达千万以上，产品溶解性能比水溶液聚合产品好，而且克服了水溶液聚合中的高粘和传热困难的工艺难点，并且可以得到粉状或者粒状的聚合物，产物的后处理工艺、储运和使用上也较容易。 1.2 高分子量聚丙烯酸钠的性质和应用 1.2.1 聚丙烯酸钠的性质 聚丙烯酸钠[3]，英文名Sodium polyacrylate，缩写PAAS或简称PAA-Na，结构式为－[CH2－CH(COONa)]n－，是—种水溶性高分子化合物。商品形态的聚丙烯酸钠，相对分子质量小到几百，大到几千万，外观为无色或淡黄色液体、粘稠液体、凝胶、树脂或固体粉末，易溶于水；因中和程度不同，水溶液的pH一般在6-9；能电离，有或无腐蚀性；易溶于氢氧化钠水溶液，但在氢氧化钙、氢氧化镁等水溶液中随碱土金属离子数量增加，先溶解后沉淀；无毒。 (1) 稳定性 1) 热稳定性：聚丙烯酸钠热稳定性好，海藻酸钠、梭甲基纤维素钠等天然粘稠液，经热处理，其粘度降到初始的1/10以下，但聚丙烯酸钠的水溶液仅降低3/10。聚丙烯酸钠用于分离铝厂红泥，就是基于丙烯酸钠具有优良的热稳定性。 2) 冷冻稳定性：聚丙烯酸钠水溶液即使经过冻结，其粘度也不变。 3) 机械稳定性：聚丙烯酸钠水溶液在室温下以10000r/min高速搅拌3min，粘度无显著变化。 4) 储存稳定性：聚丙烯酸钠水溶液长期贮存，粘度变化很小。 5) 生物分解性：聚丙烯酸钠水溶液生物稳定性极好，不腐败。 (2) 成膜性 聚丙烯酸钠水溶液属于高分子电解质，吸湿性非常强，因此水溶液成膜相当困难。但可用浸渍或涂布方法在表面上制成透明均一的膜。