年产十万ADC工艺设计部分.docx
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年产十万ADC工艺设计部分
1、生产工艺简述
1.1联二脲氧化生产发泡剂ADC的方法有多种,常见有以下几种:
1.1.1氯气氧化法。
该工艺的优点是成本低,缺点是副产大量的盐酸和含氯尾气、易造成环境污染。
1.1.2氯酸钠、双氧水氧化法。
这两种工艺的最大优点是对环境污染小,产品质量高且稳定。
缺点是成本较氯气法高。
由于氯酸钠和双氧水是本公司的主要产品之一,无需外购,抵消了成本上的劣势,本次设计则选择双氧水为主氧化剂、氯酸钠为辅的方案生产发泡剂ADC。
生产工艺为:
由联二脲和双氧水在催化剂和一定的温度、酸度下氧化制得偶氮二甲酰胺,经过滤、洗涤、离心、烘干、粉碎、包装得到成品发泡剂ADC。
成品经过特殊处理进行精细化、复配等可生产多品种高品质的产品。
反应式:
NH2CONHNHCONH2+H2O2催化剂H2NCONNCONH2+2H20
联二脲偶氮二甲酰胺
3NH2CONHNHCONH2+NaClO3催化剂3H2NCONNCONH2+NaCl+3H20
联二脲偶氮二甲酰胺
工艺流程图:
2、主要原材料及公用工程消耗指标
2.1氧化工段
2.1.1联二脲
分子式:
H2NCONHNHCONH2分子量118.01
性状:
白色结晶,不溶于酸也不溶于碱,在水中溶解度0.016%(200C),可用于制造发泡剂ADC中间体。
指标:
企业标准:
Q/YHJ2120-1999
优等品一等品合格品
纯度%≥978785
加热减量%≤101214
灰分%≤0.10.150.2
水溶物%≤0.60.81.0
2.1.2过氧化氢
分子式:
H2O2,分子量34.01
性状:
无色透明液体,有微弱的特殊气味,强氧化剂。
指标:
GB1616-2003
项目
指标
27.5%
30%
35%
50%
70%
优等品
合格品
过氧化氢的质量分数/%≥
27.5
27.5
30.0
35.0
50.0
70.0
游离酸(以H2SO4计)的质量分数/% ≤
0.040
0.050
0.040
0.040
0.040
0.050
不挥发物的质量分数/%≤
0.08
0.10
0.08
0.08
0.08
0.12
稳定度/%≥
97.0
90.0
97.0
97.0
97.0
97.0
总碳(以C计)的质量分数/%≤
0.030
0.040
0.025
0.025
0.035
0.050
硝酸盐(以NO3计)的质量分数/%≤
0.020
0.020
0.020
0.020
0.025
0.030
注:
过氧化氢的质量分数、游离酸、不挥发物、稳定度为强制性要求。
2.1.3硫酸
分子式:
H2SO4分子量98.08浓度98%
性状:
纯净的浓酸是无色、透明、粘稠、油状的液体,不易挥发、无气味、能以任何比例溶于水。
浓硫酸具有强烈的腐蚀性、溅到皮肤上会造成严重的灼伤,有吸水性,能把碳水化合物中的水吸收,而使其碳化,稀释浓硫酸时必须将浓硫酸在搅拌下慢慢地加入水中。
指标:
企业标准:
Q/YHJ2109-1999
硫酸(H2SO4)含量,%≥98
2.1.4催化剂:
(略)
2.1.5氯酸钠(半成品):
分子式:
NaClO3分子量:
106.44
性状:
白色或略带黄色晶体。
易溶于水,是一种强氧化剂,与磷、硫及有机物混合受撞击时,易发生燃烧或爆炸。
指标:
企业标准:
Q/YHJ2123-2002
氯酸钠含量%≥96.0
水不溶物含量%≤0.03
氯化物(以Cl计)含量%≤1.5
硫酸盐(以SO4计)含量%≤0.02
铁(Fe)含量不做要求
铬酸盐(CrO4计)含量%≤0.05
氯酸钾含量%≥1.5
(以上项目以湿基计)
筛余物%(60目)(以干基计)
2.2烘干包装工段
该工段为物理过程。
湿发泡剂ADC用热空气气流烘干后即得成品ADC。
将成品按一定的粒径分离可制得符合各种粒径要求的产品、进行超细处理后可得超细产品、进行复配混合即为复配型产品。
尾气经脉冲除尘器、水浴除尘器处理合格后放空。
2.3主要消耗定额(以吨产品计)
名称
规格
单位
单价/RMB
消耗量
成本/RMB
1
联二脲
87%
吨
10005
1.220
12206.1
2
过氧化氢
35%
吨
607
0.768
466.18
3
氯酸钠
98%
吨
3097
0.028
86.72
4
硫酸
98%
吨
608
0.150
91.2
5
催化剂
-------
Kg
4305
0.002
8.61
4
蒸汽
0.4MPa
吨
1540
0.201
309.54
5
动力电
380V
度
0.41
340
139.4
6
直流水
30℃
M3
20
7
冷量
5℃
千焦
250*104
--------------
8
循环水
33℃
M3
215
9
包装袋
25kg包装
个
2.375
40
95
制造成本
13402.75
2.3.1物料平衡图
2.3.2水平衡图
2.3.3电负荷表(略)
3、主要设备清单
3.1主要设备选型(10万吨/年)
新上三条生产线。
年生产时间为330天。
单釜单位生产体积的产率以0.18t/M3计。
3.1.1氧化釜
物料量:
70.16M3/h
生产周期:
6h
装料系数取:
0.8
采用V=30M3的钛复合钢反应器,需设备台数为
n=70.16*6/(30*0.8)=17.54,考虑到设备轮转和维修,应另备3台,即共21台.
3.1.2下卸料离心机
物料量:
15.78t/h(湿物料含水率以80%计)
生产周期:
1h
装料系数取:
0.7
采用转鼓直径Ф1250,最大装料量为440kg的离心机,需设备台数
n=15.78/(0.44*0.7)=51.23,考虑到设备维护和轮换应增加3台,即54台,选用型号SGZ-1250-NA型。
3.2主要设备材质、规格、数量及单位:
主要设备一览表
序号
设备名称
技术特性或规格
型号
材料
单位
数量
备注
一
氧化部分
双氧水高位槽
V=30m3、φ3000×4800
钢壳内衬PE
台
1
物料来至槽罐区
1
氧化釜
φ3000×4800V=30m3n=85r/min桨式搅拌
外置夹套、内置钛盘管
钛复合钢
台
21
附电动机
N=22KW
台
21
2
橡胶带式真空过滤机
16200*4250*2470
附:
空压机P=5.5kW、主电机P=11kW、洗刷电机P=0.7kW
DU42/3500
电机均为防爆电机
台
7
水环真空机组
抽气量=75M3/min,P=90kW
2BEA353
台
7
3
硫酸高位槽
V=30m3、φ3000×4800
碳钢
个
1
硫酸含量需大于95%
4
中间槽
V=100m3、Φ4500×6500
玻璃钢
台
7
泵(泥浆泵)
?
?
?
台
7
5
均制锅
V=30m3、内置搅拌
玻璃钢
台
7
电动机
N=22KW
台
7
泵(矿物泵)
?
?
?
台
7
二
离心部分
1
下出料式自动离心机
最大装料量440kg
SGZ-1250-NA
组合件
台
54
附电动机
N=18.5KW
组合件
台
54
电动机
N=2.2KW
组合件
台
54
油泵电机
N=1.1KW
组合件
台
54
2
给料输送机
L=25000B=650
组合件
台
6
附电动机
N=4KW
组合件
台
6
3
母液池
V=60m3
硂衬耐酸瓷砖
台
6
4
母液泵
Q=25m3/hH=32m
防爆电机P=7.5kW
HTB65-50-1-160
工程塑料
台
6
附电动机
N=7.5KW
台
6
5
洗水池
V=50m3
硂衬耐酸瓷砖
台
6
三
干燥、包装部分
1
气流烘干机
蒸发水分Q=500kg/h;
装机功率P=43kW
占地面积M=96m2
高度H=15m
DQG500
组合件
台
6
2
低压脉冲布袋除尘器
Q=21170-28200m3/h;
过滤面积F=117.6m2;
滤袋长度2400mm;
关风机P=1.1kW;
括板电机功率P=1.1kW;
气泵P=2.2kW;
DYMC-130
组合件
台
6
滤风速:
3~4m/min
漏风率:
≤5%
喷吹压力:
4.9×104Pa
设备阻力:
<1200Pa
除尘效率:
≥99.5%
3
水浴除尘器
3200×3200×2600
钢
台
6
4
空气过滤器
1900×1400×1000
钢
台
6
5
自动称量包装机;重力式包装秤
包装秤AC200V,防爆电机P=0.5kW;
缝包输送机AC380V,防爆电机P=1.6kW;
DCS-50kg
台
6
四
冷冻部分
1
螺杆冷水机组
标准工况制冷量1240KW;
尺寸4530×2300×2350mm;
制冷剂R22;
空重8860kg、全重10900kg;
LSVLGF193TA3
组合件
台
6
冷凝器
冷却水进水温度T=30℃;
冷却水进出口直径d=200mm;
冷却水流量Q=255m3/h;
水阻P≤0.07Mpa
蒸发器
冷冻水进水温度T=7℃;
冷冻水进出口直径d=200mm;
盐水流量Q=210m3/h;
水阻P≤0.07Mpa
电动机
功率P=250kW;
电源3P,50Hz,380V;
Y315M4
压缩机
制冷剂R22;
转速R=2960r/min;
无极调速;
VLGF193T
台
6
2
凉水塔
4300×4300×5690;
Δt=5℃冷却水量300m3/h;
风量158600m3/h;
分机直径3400mm;
电机功率7.5/3.7KW;
自重4.284t、运转重7.72t;
DFNDP-300
台
6
3
冷水泵
Q=400m3/hH=32m
IS200-150--315
组合件
台
12
附电动机
N=55KWn=1450r/min
台
12
4
冷水回水池
3200×3200×3200
混凝土
个
6
五
储槽贮罐部分
1
双氧水储槽
250T、Φ6000×8000
钢壳内衬PE
个
15
2
硫酸储槽
100T、Φ3500×6000
碳钢
个
7
4.自动控制方案
生产控制仪表设计是根据工艺专业提供的技术条件进行。
根据发泡剂ADC生产的特点及目前国内先进生产水平的实际情况,本着稳妥、可靠、实用、经济的原则,对工艺流程中温度、压力、流量、液位等参数进行过程监控,依生产车间实际情况采取集中与就地相结合的方式。
生产过程中主要的生产操作参数,均引入控制室进行集中指示控制,一般的工艺参数则就地显示。
厂区防爆场所的仪表设计按GB50058-92《爆炸和火灾危险环境店里装置设计规范》进行。
4.1温度测量
检测元件:
选用国际统一标准分度号的温度传感器。
显示仪表:
集中的选用数字显示仪。
就地显示的,根据工艺被测介质及环境,选用相应保护套材质,普通或防护型的双金属温度计。
4.2压力测量
就地检测仪表,根据被测介质,选用普通氨用弹簧管压力表。
腐蚀性强的或易结晶堵塞的,选用隔膜式压力表。
4.3流量测量
一般为就地显示,根据介质特点选用防腐型金属管转子流量计或玻璃管转子流量计。
4.4液位测量
液位测量均为集中显示控制,选用浮球液位显示控制仪。
仪表用电源为220V,50HZ,由电气专业负责设计引入仪表控制室。
5、生产装置的占地面积、生产厂房的构筑形式
厂房采用60×20×6(长宽高),共三层钢筋水泥框架结构。
氧化厂房一层:
离心机布置图
21m×60m
5m
皮带传输机
氧化厂房二层:
胶带式真空过滤机布置图(7台×16200×4250×2470mm.DU42/3500)
5m
3m
21m
氧化厂房三层:
氧化釜布置图
5m
3m
氧化厂房三层楼顶布置图
左视图
6、生产车间所需人员(一条生产线)
车间定员为148人,其中生产人员140人,生产管理人员8人。
车间按五班三运转配备。
人员分配表
序号
操作岗位
班数
每班人员
管理人员
合计
备注
氧化工段
5
14
1
71
烘干包装
5
14
1
71
车间主任
1
1
含车间副主任2人、技术员3人,一般工作人员2人。
车间工作人员
5
5
7、三废情况
7.1三废的产生
本次设计选择的过氧化氢联合氯酸钠氧化工艺生产发泡剂ADC,在离心洗涤过程中所产生的废水中含有一定量的酸及氨氮,少量的冲洗设备和清洁厂房的洗水亦需要处理。
烘干包装工段的生产过程中均有少量粉尘逸出。
引风机、排风机、冰机等可产生噪声。
7.2三废治理措施
废水及少量的冲洗设备和清洁厂房的洗水,可集中送至厂区污水处理车间统一处理,达标后排放。
至于粉尘,在工艺上采取系统负压干燥的措施,最大限度减少粉尘逸出,各个扬尘点还设有脉冲除尘、布袋除尘、水浴除尘等除尘装置,使车间内空气含尘量达到或少于法定的标准。
在噪声治理方面,选用运行可靠噪声小的机电设备,对大型的引风机、冰机等设备设置在隔离室内,并在管道上设置消音器,使车间内的噪声控制在80分贝以下。
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- 年产 十万 ADC 工艺 设计 部分