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1、1万吨/a聚二甲基二烯丙基氯化铵初步设计说明书工程技术方案聚二甲基二烯丙基氯化铵，是一种高分子阳离子表面活性剂，主要应用于石油开采、造纸、纺织、皮革及水处理领域。它具有正电荷密度高、水溶性好、分子量易于控制、高效无毒、造价低廉、对环境友好，愈来愈引起人们的重视。一般说来，均聚物分子量的聚合度越高，产品的性能就越好。由于其合成工艺和处理过程存在差异，我国的产品质量与国外的产品存在很大的差距。1. 反应方程式：2. 主要副反应：3. 原材料的理化性质：（1）氯丙烯：无色易燃液体，相对密度0.938，沸点45，微溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿和石油醚，有毒。（2）二甲胺：无色气体或液体，相对密度0.6
2、8，沸点6.9，一般工业品有液体二甲胺和40%二甲胺水溶液，d=0.895，有强烈刺激性。（3）烯丙醇：无色有刺激性气味液体，密度0.85，沸点96.9，溶于水、醇、醚。（4）烯丙醛：无色有刺激性气味液体，密度0.84，沸点53，水中溶解度17.5%，易溶于大多数有机溶剂中。（5）二甲基烯丙基氯化铵：无色、易燃、易爆、易挥发的液体，密度0.712，沸点62，微溶于水，易溶4. 生产工艺简介聚二甲基二烯丙基氯化铵是由二甲基二烯丙基氯化铵单体聚合而成。 一般说来聚合反应中单体的纯度或杂质对聚合度影响很大，因此该产品生产分为单体合成、纯化及聚合三步完成。单体制备可分为一步法和两步法。两步法是由等摩尔
3、的氯丙烯和二甲胺进行亲核反应生成二甲基烯丙基胺，（油相）与盐水分离后再与等摩尔的氯丙烯在有机相中季铵化反应生成季铵盐。一步法是由2:1:1的氯丙烯二甲胺和液碱控制反应物近于中性条件下一次完成。很明显两步法消耗大量的溶剂，操作繁琐成本高，但其杂质少，聚合物质量好。一步法操作简单，成本低杂质多。近年来国内学者对一步法做了大量的研究工作，已经取得了可喜的成果。如国内的山东邹平铬兴化工，宝莫生物化工等企业均采用一步法生产单体，聚合物分子量可达30-180万，粘度在80-20000CPS收率可在93%以上。5工艺过程简述 将定量的氯丙烯加入到合成反应釜中，降温至0-5，开始交替滴加40%二甲胺水溶液和液
4、碱。严格控制反应介质在中性条件下，温度不得超过45，加完料打开恒压回流阀门，升温50-60，在压力小于0.2MPa下反应2h，再在70反应1h。冷却过滤出氯化钠，然后进行负压水蒸气蒸馏，除杂，再次过滤分离出氯化钠，最后加入少量活性炭脱色过滤调质为合格单体。经检验合格的单体加入到聚合反应釜内，加入引发剂、络合剂，在70、小于等于0.2MPa下反应7-10h，降温加入去离子水调整到PDADMAC40%包装出厂。一. 生产规模：1万吨/年40%PDADMAC水溶液折百4000吨/a。二. 生产天数：300天/年三. 物料衡算：（投加量/日）投入产出氯丙烯 13350 Kg二甲基二烯丙基氯化铵 222
5、18 Kg（60%）40%二甲胺 9198Kg水 6867 Kg30%碱液 10896 Kg盐（38.8%含盐量） 4359 Kg 33444Kg 33444 Kg四. 主要设备选型1. 合成反应罐：4000t/a 300d/a60%(24h/d6h/批) =5.56t/批投加量 5.56t 33.444/22.218 =8.37t/批, 可选9M3搪瓷反应罐 1台生产周期：打料降温1h，滴加2h，反应3h，共6h2. 汽提罐：生产周期：打料、汽提4h，过滤2h，共6h。可选9 M3搪瓷反应罐1台3. 脱色罐：生产周期：打料脱色2h，板框过滤2h，共4h。可选9 M3搪瓷反应罐1台4. 聚合罐
6、：生产周期：打料反应11h。可选9 M3搪瓷反应罐 2台5. 氯丙烯仓库：4天贮量13.35 t/d=53.4 t180 Kg/桶=297桶 400 m2危库6. 电动叉车：800 Kg 3台7. 氯丙烯泵：齿轮油泵KCB 83.3 5 m3/h 0.33 MPa 2台8. 氯丙烯高位槽：3338kg0.9383558m3 选4 m3搪瓷储罐 1台9. 二甲胺贮罐：4天贮量9.2 t/d=37 t 0.895=41.12m3 选50m3卧式不锈钢贮罐 1台10. 二甲胺泵：磁力驱动泵COF4-50-40-165 1台11. 二甲胺高位缸：2230Kg 0.895 = 2.6 m3 选3 m3
7、不锈钢贮罐 1台12. 液碱贮槽：4天贮量11 t/d=44 t/1.32=33.3 m3 选50m3卧式贮罐 1台13. 液碱泵：IH65-40-200A 1台14. 液碱高位罐2724Kg/1.32=2.064 m3 可选2.5 m3碳钢罐 1台15. 回流冷凝器：40 m2 石墨 1台16. 三足离心机：SS-1000 1台17. 季铵盐受槽：8 m3pp 1台18. 汽液分离器：非标设备 1台19. 汽提冷凝器：60 m2 石墨 1台20. 废水回收罐3 m3 搪瓷 1台21. 三足离心机：SS-1000 1台22. 季铵盐受槽：6 m3 PP 1台23. 季铵盐打料泵：齿轮油泵KCB
8、633, 38m3/h, h=0.28MPa 3台24. 电动隔膜泵：DBY50,6.5m3/h,0.3MPa 2台25. 板框过滤机：BAS 16/450-25, 框内容积200l 1台26. 精季铵盐受槽：8m3 PP 1台27. 废水高位槽：3 m3 PP 1台28. 废水提取罐：3 m3 搪瓷 1台29. 二甲胺回收罐：3 m3 不锈钢卧式 1台30. 二甲胺吸收塔：400 5000PP 1台31. 二甲胺冷却器：20 m3 石墨 1台32. 循环泵：=10 m3/h， 0.2MPa 1台五. 1万吨/年40%季铵盐高分子聚合物 设备一览表序号名称规格数量材质单重（吨）配电厂家单价（万
9、）总价备注保温安装1电动叉车1000kg34122氯丙烯泵电动隔膜DBY-4020.182.2 KW0.91.83氯丙烯高位槽4 m3卧式1搪瓷2.073.54磅秤500kg2铸铁0.050.15二甲胺贮槽50 m3卧式1不锈钢7.0224.756二甲胺泵磁力驱动泵COF4-50-40-1651F40.145.5KW1.117二甲胺高位罐3 m31不锈钢1.16.78液碱贮槽50 m3卧式1碳钢7.027.79 液碱泵离心泵IH65-40-200A1不锈钢0.0627.5 KW0.7510 液碱高位罐2.5 m31碳钢0.760.9211季铵盐合成反应罐9 m31搪瓷8.3411KW12.75
10、12回流冷凝器40 m21石墨5.613三足离心机SS-1000 2不锈钢1.67.5KW3614季铵盐受槽8 m32PP2415汽提除杂罐9 m31 搪瓷8.3411 KW12.7516气液分离器80020001不锈钢0.42.417气提冷凝器60 m21石墨8.418废水回收受槽3 m31搪瓷1.72.519季铵盐打料泵齿轮油泵KCB633311KW0.982.9420脱色罐9 m31搪瓷8.3411KW12.7521电动隔膜泵DBY502F40.44 KW1.12.222板框过滤机BAS16/450-251PP1.952.423精季铵盐受槽8m31PP224聚合反应罐9 m31搪瓷12.
11、7525电子磅秤2 t10.5设备一览表序号名称规格数量材质单重（吨）配电厂家单价（万）总价备注保温安装26废水高位槽3 m31PP0.7127废水汽提罐3 m31搪瓷3.25.5 KW4.2628二甲胺冷凝器20 m21石墨2.829二甲胺回收罐3 m3 1不锈钢0.794.830二甲胺吸收塔40050001PP3.431循环泵离心水泵IH50-32-2001不锈钢1.1 KW0.432水环式真空泵28K-12222KW1.953.933制冷机组44万大卡/h1100KW6334螺杆氨压机116（备用）35盐水泵IHF100-65-200A2F422 KW0.7536稳压罐3 m31钢1.2
12、11.537变频器22KW1238管道640MMPP 0.0212.839电动葫芦CD5-121240纯水机1t/h14.241总价=271.79171819202122232425 1万吨/a季铵盐高分子聚合物 工艺流程图1万吨/a季铵盐高分子聚合物 平面布置图1万吨/a季铵盐高分子聚合物 平面布置图六. 公用工程1. 水、电、汽、冷消耗水：（4.7 m3/h）0.3 t/h电：138 Kwh/h汽：0.2 t/h冷：20万大卡/h2. 主要设备选型（1） 一次水：5 m3/h（2） 循环水：200 m3/h（氨冷凝）（3） 电：300KVA（4） 汽：0.3 t/h 0.7 MPa（5）
13、冷：44万大卡/h制冷机组一套七. 土建工程厂房结构以四层框架结构，参加反应物料自上而下逐级完成。本项工程所涉及到原料（氯丙烯、二甲胺、丙酮、二甲基烯丙基氯化铵）均为易燃易爆物品，故车间为甲级防火防爆要求。氯丙烯包装若为桶装设危险品库房，二甲胺和丙酮散装货可贮于有仓棚的贮缸内。占地与建筑面积生产车间料棚危险品库一次水循环水变电站锅炉冰机房合计占地面积144 m2120 m2400 m230 m2260 m2150 m2800 m2240 m22144 m2建筑面积468 m2120 m2400 m230 m2400 m2/602150 m2200 m2240 m21668 m2八. 附表1万吨
14、/a季铵盐高分子聚合物项目 公用工程 设备一览表序号名称规格数量材质单重（吨）配电厂家单价（万）总价备注保温安装1深井泵=30 H=90 m113 KW打井10万0.4510.452变频器15 KW10.73稳压缸3 m31钢1.11.214管道2750 mPE0.00513.755循环水恒压供水=200m3/h H=50m155 KW56凉水塔1000 m3/h130 KW457管道640 mPP0.0053.28变压器300 KVA159高低压配电柜60.5310电缆1230 m0.02530.7511锅炉2 t/h-0.7MPa12012管线320 m0.026.413制冷机组44万大卡
15、/h1100 KW6314盐水泵IH100-65-200A218.5 KW0.751.515变频器22 KW11.116稳压器3 m31钢1.11.2117管道640 mPP0.0053.218雨水管网2440 m砼0.0124.419污水管网550 mPVC0.021120消防管网1580 m钢0.0231.621消防水泵=80 H=0.6 MPa22.154.322柴油发电机150 KW110.523污水处理站400 m3/d140024地磅80100 t16合计702.27 供水、电、汽、冷、雨水管网、污水管网、消防管网、应急发电、污水处理、磅秤。1万吨/a季铵盐高分子聚合物项目 辅助工
16、程 设备一览表序号名称规格数量材质单重（吨）配电厂家单价（万）总价备注保温安装1网络中枢1202电脑500.5253运勤车50座2501004商务车7座1305商务车5座230606皮卡车1107食堂炊具多套10108餐桌椅4座75PVC0.2159床+柜3000.03910研发中心仪器设备100011医务简单器具512职工活动中心1013浴室(含换热站)2014通讯照明3015机修工具设备5161349171819202122232425 办公、交通、食堂、宿舍、研发中心、医务、职工活动中心、浴室、通信照明、机修。1万吨/a季铵盐高分子聚合物项目基本建设 土建工程汇总建筑物构筑物库房料棚面积
17、单价金额体积单价金额面积单价金额面积单价金额一.生产工程4680.1570.24000.1401200.056二.公用工程1.一次水泵房300.132.循环水泵房600.164000.08323.变电站1500.1154.发电机房300.135.锅炉房2000.12243000.05156.冷冻站2400.1247.污水站2000.12010000.11008.地磅房200.081.6三.辅助工程1.办公楼31850.15477.752.宿舍24040.15360.63.研发中心12020.15180.34.食堂6400.1276.85.职工之家1920.1223.046.浴室2240.122
18、6.887.机修2400.1248.道路124800.015187.29.围墙1140m0.01517.110.门卫1800.118合计1558.471324021 1751.471万吨/a季铵盐高分子聚合物项目基本建设 投资估算汇总设备费土建费小计备注一工程费用生产工程、公用工程设备费中增加了30%安装费、25%防腐保温费、20%电气仪表费。1生产工程405116.2521.22公用工程1229243.61472.63辅助工程13491391.672740.67小计29831751.474734.47二其它费用1土地费12018=21602建设单位管理费71工程费1.5%3前期筹备费504职工培训费405勘察设计费568工程费12%6环评费19工程费47安评费14.2工程费38出国联络费409技术使用费63010绿化12三不可预见费473工程费10%8811.67
