年產(chǎn)2000噸聚丙烯酸鈉的工藝設(shè)計論文

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1、年產(chǎn)2000噸聚丙烯酸鈉的工藝設(shè)計畢業(yè)論文目錄摘要IABSTRACTII1概述11.1高分子量聚丙烯酸鈉研究現(xiàn)狀11.2高分子量聚丙烯酸鈉的性質(zhì)和應(yīng)用21.2.1聚丙烯酸鈉的性質(zhì)21.2.2聚丙烯酸鈉的應(yīng)用21.3高分子量聚丙烯酸鈉的需求、生產(chǎn)和應(yīng)用前景31.4項目的設(shè)計依據(jù)41.5建廠規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格51.5.1建廠規(guī)模51.5.2產(chǎn)品規(guī)格52聚丙烯酸鈉的生產(chǎn)工藝62.1聚丙烯酸鈉聚合的實施方法62.2反向懸浮聚合工藝條件及其影響因素72.2.1分散劑及其助分散劑的選擇及其濃度對分子量的影響72.2.2引發(fā)體系的選擇及其濃度對分子量的影響82.2.3單體濃度對分子量的影響82

2、.2.4鏈轉(zhuǎn)移劑對分子量的影響92.2.5攪拌轉(zhuǎn)速的影響92.3后處理工序的選擇102.3.1分離方法的選擇102.3.2干燥方法的選擇102.4聚丙烯酸鈉的生產(chǎn)工藝流程102.5生產(chǎn)過程主要操作及控制113工藝衡算和設(shè)備選型123.1物料衡算與熱量衡算123.1.1物料衡算123.1.2熱量衡算153.2主要設(shè)備工藝尺寸的計算及選型183.2.1各釜體高度與內(nèi)徑尺寸確定18iii3.2.2各釜體夾套尺寸的確定213.2.3分離設(shè)備223.2.4干燥設(shè)備233.2.5其他設(shè)備的選擇243.3設(shè)備一覽表243.4原料主要技術(shù)規(guī)格、供應(yīng)及消耗定額253.4.1原料規(guī)格及用量253

3、.4.2原料消耗定額254車間設(shè)備布置設(shè)計264.1車間設(shè)備布置的原則264.1.1車間設(shè)備布置的原則264.1.2車間設(shè)備平面布置的原則264.1.3車間設(shè)立面布置的原則264.2車間設(shè)備布置274.2.1車間設(shè)備平面布置274.2.2車間設(shè)備立面布置275建設(shè)工程及公用、輔助工程說明285.1建設(shè)工程說明285.2給水、排水系統(tǒng)285.3電力供應(yīng)及生產(chǎn)控制286環(huán)境保護、勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生296.1環(huán)境保護296.1.1該項目環(huán)保設(shè)計依據(jù)和標準296.1.2環(huán)保治理措施296.1.3預(yù)期效果296.1.4環(huán)保管理及監(jiān)測296.1.5綠化概況306.2勞動安全、工業(yè)衛(wèi)生與消

4、防307概算與技術(shù)經(jīng)濟317.1項目投資估算317.2產(chǎn)品成本估算317.3財務(wù)評估327.3.1各項經(jīng)濟技術(shù)指標計算327.3.2盈虧平衡分析32iii總結(jié)33參考文獻34致謝36iii畢業(yè)設(shè)計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。聚丙烯酸鈉鹽是丙烯酸鹽類中最重要、應(yīng)用最廣、最有代表性的產(chǎn)物，由于聚丙酸鈉鹽中含有大量親水基團，它易溶于水，形成的水溶液是一種高分子電解質(zhì)。聚丙烯酸鈉水溶液具有良好的離解性、較理想的潤濕性、保水性和成膜性(浸漬或涂布時)，同時還具有耐溫性強、凍融穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性、以及經(jīng)長期貯存后其粘度無明顯變化等

5、特點。不同聚合度的產(chǎn)物親水性、硬度、強度、附著力等性能差別很大，這些差異以及它們本身具有的許多優(yōu)異的物理和化學性能使這類聚合物獲得廣泛應(yīng)用[1]。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。超低分子量(700以下)的用途還未完全開發(fā)出來；低分子量(1000-5000)時，主要起分散作用；中等分子量(104-106)顯示有增稠性；高分子量(106-107)的聚丙烯酸鈉主要做增稠劑和絮凝劑；超高分子量(107)的聚丙烯酸鈉不再溶于水，在水中溶脹，生成水凝膠，主要用作吸水劑[2]。水溶性聚丙烯酸鈉中又包括高分子量和低分子量

6、兩大類。本論文主要涉及水溶性高分子量聚丙烯酸鈉生產(chǎn)線的工藝設(shè)計。1.1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)劑在低溫條件下進行水溶液聚合而成。其原理為：一般而言，水溶液聚合時，聚合組分較少，工藝實施較容易。但由于攪拌和傳熱的原因，聚合水溶液中要求單體濃度很低，而且產(chǎn)物成塊狀，出料困難。需要經(jīng)過切割、粉碎、篩分、烘干等后續(xù)工藝。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。它是將丙烯酸鈉

7、水溶液分散在油溶性連續(xù)相中，在攪拌和分散劑的作用下，分散成微小的液滴，在水溶性引發(fā)劑的作用下聚合反應(yīng)。其生產(chǎn)工藝簡單、成本低，便于實現(xiàn)工業(yè)化，產(chǎn)品分子量可達千萬以上，產(chǎn)品溶解性能比水溶液聚合產(chǎn)品好，而且克服了36畢業(yè)設(shè)計水溶液聚合中的高粘和傳熱困難的工藝難點，并且可以得到粉狀或者粒狀的聚合物，產(chǎn)物的后處理工藝、儲運和使用上也較容易。1.2高分子量聚丙烯酸鈉的性質(zhì)和應(yīng)用1.2.1聚丙烯酸鈉的性質(zhì)聚丙烯酸鈉[3]，英文名Sodiumpolyacrylate，縮寫PAAS或簡稱PAA-Na，結(jié)構(gòu)式為－[CH2