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1、30000吨PAM项目工艺概述1工艺概述1.1 装置规模和年操作时数本项目装置规模为30000吨/年（干基）PAM,年操作时间为8000小时。1.2 装置组成装置分为四部分：单体聚合单元、精制单元、聚合单元及干燥及造粒单元。单体聚合单元单元由以下部分组成：丙烯睛精制、催化反应、丙烯酰胺精制系统。精制单元单元由反应液配制、聚合、预切割及造粒、干燥和研磨、筛分、包装工段组成。聚合单元单元由提浓、结晶工段组成。干燥及造粒单元由干燥、造粒及包装工段组成。1.3 原料和辅助材料本装置所需的原料、辅助材料数量和主要原料性质（规格）分别见表1、2、表1主要原料及辅助材料数量表序号名称单位数量来源输送方式1丙
2、烯睛吨/年23400丙烯晴厂初期汽车，正常生产管道2CU-Cr催化剂吨/年45国内购买汽车3氢氧化钠（固）吨/年450国内购买汽车4引发剂（尿素）吨/年600国内购买汽车5引发剂（玉米淀粉）吨/年300国内购买汽车表2丙烯月青规格指标名称单位指标数值备注丙烯盾（AN）%(wt)工业优级299.5%国标优等品水%(wt)0.45丙酮mg/L100HCNmg/L5丙烯醛mg/L10总醛mg/L50铜mg/L0.1铁mg/L0.1过氧化氢mg/L0.2PH69色度5指标名称单位指标数值备注丙烯酰胺(AM)%(wt)25丙烯酸含量%(wt)0.4铁离子PPm0.1铜离子PPm0.1羟基丙腾PPm100
3、0甲醇溶解性%(wt)299.5电导率s/cm5色度10PII6.5-7.0乙ffi?mg/1150表3丙烯酰胺规格表1.4产品及副产品本项目主要产品产量及规格见表4、5、6、7o产品质量执行国家标准。表4主要产品产量表(吨/年)序号产品名称单位数量备注1PAM阴离子吨/年250002PAM阳离子吨/年20003PAM两性离子吨/年3000表5聚丙烯Et胺阴离子产品规格表指标名称单位指标数值备注外观颗粒状干粉分子量22000万表观粘度mpas211.5将催化剂加入催化反应釜中，并加入一定量的去离子水，通入氮气进行调和搅拌，加入精制过的丙烯睛，丙烯月青在一定的温度及催化作用下，转化生成丙烯酰胺，
4、当丙烯酰胺浓度达到2530%(wt)时，作为单体加入储罐，供聚合使用。2.2 聚丙烯酰胺阴离子聚合工艺流程说明a)反应原理：n(CH2CHCONH2)tGH2CHCONH2n加碱水解原理：ICH2CHCONH2Jn+nNaOHGCHCONa)n+NH3b)工艺流程简述浓度大于25%（wt）的合格单体水溶液和纯水，经上料泵进入计量罐后，进入配剂釜。向配剂釜中通氮气，氮气量的大小以液体液面作一般翻动即可，保持通氮30分钟左右。在通氮气的同时，打开配料釜夹套的冷却盐水进行冷却，温度控制在152（冬天为17,夏天为13）o通氮气结束前加入配好的引发剂溶液，停止通氮，加入催化剂，搅拌35分钟后停止搅拌。
5、开动上料泵上料，把料均匀打入聚合床中的聚合槽内。打料完毕开启光照，进行光引发聚合反应。聚合完毕后（约35小时）开始出料造粒，料进入捏合机水解。出料结束后聚合槽又开始下一个循环（即又开始下一次聚合）。料进入捏合机中，开始搅拌（反转），调解料温到68-70C,加入一定数量的NaoH,水解反应2小时后开始造粒，造粒完成进入干燥机中进行干燥。最后进入磨粉系统制粒，包装入库。c）主要工艺特点本工艺为后水解生产PAM工艺，操作简单，设备投资少。工艺聚合时间短，从聚合到造粒只需7小时左右，而前水解工艺需16小时，聚合过程中不需要氮气保护。本工艺采用光照聚合，加上特殊微量低高温引发剂，使聚合分步进行,其聚合物
6、分子量高且放热平稳，温度一般不超过70,从而避免高温产生的副反应，保持了工艺的先进性和稳定性。本工艺引发剂用量少，生产成本低，光照所需光源普通耐用，只要单体质量保证的情况下，产成品的合格率可达100%。干燥系统三台设备串连，是根据聚丙烯酰胺的特点而制定的。第一段是高温段，第二段中温干燥，第三段低温干燥，不发生其它副反应，保证产品质量的稳定性。使生产产品的主要指标，如分子量、粘度等受AM单体质量影响不大。本工艺设备可生产出十多种不同类型的PAM产品，不需要增加其它设备。本工艺经多次改造，克服老工艺人工出料，采用较大块聚合，电动传送出料及封闭生产使劳动环境得到根本改善。2.3 丙烯酰胺干粉制备工艺
7、流程说明a）工艺流程简述把浓度为25%（wt）的AM水溶液用泵定量不停地送入提浓器。通过提浓器后浓度达到60%的物料，按一定的量经套管换热器初步冷却后，进入结晶釜内冷却。冷却结晶好的物料进入离心机中甩干，母液再回到提浓器中继续提浓，而结晶物则通过出料管，经绞笼进入干燥机内。结晶物首先进入干燥机中的打碎机打碎，由于AM结晶体容易流动，干燥后的结晶体，进入一级，或二级除尘器中。经过除尘的物料进行包装，然后成品入库。有微量的AM晶体用水回收到了一定浓度后再回到提浓器中提浓回收。丙烯酰胺干粉制备工艺流程图见附图403物料平衡3.1丙烯酰胺单体制备单元物料平衡丙烯酰胺单体制备单元的物料平衡见表8o表8丙
8、烯酰胺单体制备单元物料平衡表（Va）装置名称进装置出装置备注序号物料名称数量（吨/年）物料名称数量（吨/年）丙烯酰胺单体制备单元1丙烯翻2340025%丙烯酰胺水溶液1714282纯水150218废水2100小计1736181735283.2聚丙烯酰胺阴离子聚合单元物料平衡聚丙烯酰胺阴离子聚合单元的物料平衡见表9o表9聚丙烯酰胺阴离子聚合单元物料平衡表（ta）装置名称进装置出装置备注序号物料名称数量（吨/年）物料名称数量（吨/年）聚丙烯酰胺阴离子聚合单元1丙烯酰胺60000聚丙烯酰胺300002氢氧化钠450干燥脱除水21003引发剂3004引发剂6005小计60950321004装置消耗定额
9、聚丙烯酰胺装置产品消耗定额见表10、表11。表10聚丙烯酰胺装置消耗定额表（以吨产品计）名称规格单位消耗定额消耗量（t）备注每小时每年原料丙烯月青工业优级299.5%t0.782.92523400Cu-Cr催化剂t0.00150.00645氢氧化钠（固）t0.0150.056450引发剂（尿素）t0.020.075600引发剂（玉米淀粉）t0.010.038300注：以30000吨/年PAM产品计。表11公用工程消耗定额名称单位等价值MJ吨产品单耗小时耗量年耗量新鲜水t4.1927.560000蒸汽0.6MPaGt3181.96830.0240000电kW.h11.84400150012000
10、000综合能耗MJ/t8337.86注：循环水、冷冻水、压缩空气、仪表空气、氮气自制以电耗计；脱盐水利用蒸汽凝液。5工艺安装方案5.1 装置布置*位于吉林化工园区内，吉林石化丙烯懵厂、吉林石化碳纤维厂西侧。装置西边为成品包装和仓库，北面为原料储罐。装置区布置在中心。5.2 设备布置原则a）满足工艺及流程的要求设备布置应满足工艺及流程的要求。如真空、重力流、固体卸料等，一律按管道仪表流程图的标高要求布置设备。对处理有毒、粘稠物料的设备，宜按物料性质紧凑布置，必要时采用设隔离墙等措施。另外还应根据地形、主导风向等情况布置设备，以满足工艺要求。b）满足环境保护、防火及其它安全生产的要求设备、建筑物、
11、构筑物等防火间距应符合现行有关规范的要求。要注意环境保护，防止污染及噪音，还应根据危险程度的划分来考虑布置设备。利用电能或电动机设备的布置，应符合国家现行的爆炸和火灾危险场所电力装置设计规定的要求。对于风机、电控楼等的布置要考虑主导风向的影响。烟囱排除的烟气不应吹向压缩机或电控楼。电控楼宜布置在装置全年最小频率风向的上风向。c）方便操作设备布置应考虑能给操作者创造一个良好的操作条件，主要包括：必要的操作通道和平台、楼梯与出入口要符合规范要求、合理安排设备间距和净空高度等。控制室的位置要合理，避开危险区，远离振动设备，以免影响仪表的运行。d）便于安装和维修。5.3 设备布置规定a）净距、净空及有
12、关标高净距、净空及有关标高规定见表120b）操作平台和梯子操作平台和梯子有关规定见表13o表12设备之间或设备与建、构筑物（或障碍物）间的净距区域内容最小净距（mm）电控楼至加热炉15000管廊下或两侧两塔之间（考虑设置平台，未考虑基础大小）塔类设备的外壁至管廊（或构筑物）的柱子容器壁或换热器端部至管廊（或构筑物）的柱子2400300020003000两排泵之间维修通道相邻两台泵之间（考虑基础及管道）800建筑物内部两排泵之间或单排泵至墙的维修通道泵的端面或基础至墙或柱子20001000任意区两个卧式换热器之间维修净距两个换热器之间有操作时净距（考虑阀门、管道）卧式换热器外壳（侧向）至墙或柱（
13、通行时）卧式换热器外壳（侧向）至墙或柱（维修时）卧式换热器封头前面（轴向）的净距卧式换热器法兰边周围的净距换热器管束抽出净距（L：管束长）两个卧式容器（平行、无操作）两个容器之间立式容器基础至墙立式容器人孔至平台边（三侧面）距离立式换热器法兰至平台边（维修净距）压缩机周围（维修及操作）压缩机60075010006001000450L+5007501500100075060020002400表13道路、铁路、通道和操作平台上方的净空高度或垂直距离项目说明尺寸通道主要车行道路（通过大型车辆）i般道路55004500铁路铁路轨顶算起终端或侧线60005200通道、走道和检修所需净空高度操作通道、平台
14、管廊下泵区检修通道两层管廊之间管廊最下面梁底斜梯：一个梯段间休息平台的垂直间距直梯：一个梯段间休息平台的垂直间距.重叠布置的换热器或其它设备法兰之间需要的维修空间管墩220032001500（最小）4000（最小）5500（最大）9000（最大）450（最小）300平台立式容器壳体容器顶部封头卧式换热器立式换热器塔类人孔中心线与下面平台之间距离人孔法兰面与下面平台之间距离法兰边缘至平台之间距离器身或盖的顶法兰面与下面平台之间距离600-1300180-12004501500（最大）1500（最大）c）基础标局表14设备基础标高项目距地面或平台的高度（最小）mm离心泵的底板底面大泵100中、小泵
15、200梯子、平台、管架等基础顶面100卧式容器和换热器注底面600立式容器和特殊设备环形底座或支腿底面200鼓风机、往复泵、卧式和立式的1玉缩机等按需要注：卧式设备的基础标高应考虑设备底部排液管、出入口配管以及泵净吸入压头（NPSH）的具体情况而定。5.4 设备布置方案本装置原料精制和单体聚合单元属甲类装置，设备均露天布置；聚丙烯酰胺聚合、干燥及造粒、包装单元属丙类布置在封闭厂房内，基本按流程顺序进行布置。设备布置较紧凑，多数操作、维修空间在操作平台上；换热器均预留有检修空间；设备采用集中布置，操作、检修更为方便，疏散通道更为畅通。6设计中采用的主要标准及规范建筑设计防火规范GB50016-2006石油化工企业设计防火规范GB50160-2008爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92石油化工工艺装置布置设计通则SH3011-2000工业设备及管道绝热工程设计规范SH3010-2000石油化工企业静电接地设计规范HS3097-2000污水综合排放标准GB8978-1996大气污染物综合排放标准GB16297-1996化工机械化运输设计原则规定HG20518-92化工粉体工程设计安全卫生规定HG20532-93化工固体物料堆场及仓库设计规定HG/T20568-94其它有关的国家及部颁标准、规定、规范。引进项目应执行合同中规定的相应标准、规定、规范。
