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缓蚀阻垢剂_图

发布日期:2020-07-13 20:29

  缓蚀阻垢剂_总结/汇报_实用文档。年产三万吨缓蚀阻垢剂项目 项目建议书 组员:李小龙、黄熠、迪丽努尔 指导老师:徐新老师、罗国华老师 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 一、产品概述

  年产三万吨缓蚀阻垢剂项目 项目建议书 组员:李小龙、黄熠、迪丽努尔 指导老师:徐新老师、罗国华老师 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 一、产品概述 1.1 产品描述 1.2 产品性能 二、市场预测 2.1 国内外市场情况预测 2.2 产品的价格分析 三、产品方案及生产规模 3.1 产品方案 3.2 产品质量指标 四、物料衡算及成本衡算 4.1物料衡算 4.2 成本衡算 五、工艺技术路线工艺技术路线装臵图及装臵工作原理 5.4厂区平面设计图 六、原材料的供应 6.1 原料供应 七、 环境保护 7.1 环境保护 7.2自然危害因素分析及安全因素分析 7.3 环境保护措施 八、劳动保护与安全卫生 8.1劳动安全卫生的防护措施 8.2 危险物料的密封和安全排放 8.3 火灾自动报警系统 8.4 消防设计 8.5事故处理措施 8.6劳动安全卫生资金估算 一、产品概述 ? ? 1.1产品描述 乙二胺四甲叉膦酸钠( EDTMPS )是一种用途广泛的有机水质缓 蚀阻垢剂。适用于各种硬度的碳酸盐, 硫酸盐水质地区做为循环 水系统、油田注水、水暖锅炉、低压蒸汽锅炉等方面的缓蚀阻垢 剂及过氧化氢稳定剂、金属表面处理剂。不含钠的纯品可用于医 疗方面对骨癌病症的检验, EDTMP 在水溶液中能离解成8 个正 负离子。可以和两个或多个金属离子螯合, 形成两个或多个立体 结构大分子粘状络合物, 松散地分散于水中, 使钙垢的正常结晶 破坏,减少水垢的形成。 ? ? 1.2 产品性能 本产品是含氮有机多元膦酸,属阴极型缓蚀剂,与无机聚 磷酸盐相比,缓蚀率高3~5倍。能与水混溶,无毒无污染, 化学稳定性及耐温性好,在200℃下仍有良好 的阻垢效果。 在水溶液中能离解成8个正负离子,因而可以和多个金属 离子螯合,形成多个单体结构大分子网状络合物,松散地 分散于水中,使钙垢正常结晶被破坏。 EDTMPS对硫酸钙、 硫酸钡垢的阻垢效果好。 二、市场预测 2.1 国内外市场情况预测 ? (1)国际市场预测 ? ? 据美国化学在线报道,McIlvaine公司最新完成的报告“新鲜水及 污水化学品世界市场”称2004年全球水化学品市场(包括新鲜水 和污水用化学品)销售额超过了170亿美元,预计到2011年将达 到220亿美元。不过市场仍然比较分散,拥有数以万计的生产厂 提供各类产品。 世界最大的水处理化学品生产商纳尔科公司也 仅占有世界7%的市场份额,第二大公司- GE 水化学品公司仅占 3.5%。2004年共计有20家公司销售额超过了1亿美元,表明平均 年销售额远小于100万美元。在水处理化学品市场中,腐蚀缓蚀 剂是 最大的品种,约占18%的销售额。 ? ? ? 消费需求按行业排序:分别为城市污水处理厂(约 占总消费量的17%)、动力电厂、城市新鲜水处理厂、 炼油厂、纸浆及造纸厂、油气生产、食品加工厂、 金属加工公司、化学生产厂、电子生产厂以及矿物 加工厂。 根据BCC一项最新的技术市场研究报告称,2013 年全球水处理化学品市场价值将达279亿美元,预计 2008年市场值210亿美元,未来5年复合增长率 (CAGR)为5.8%。 目前,美国是水处理特种化学品最大的单一市场, 预计2013年将仍然维持其居前地位。其目前的市场 份额是42%,其次是亚洲38%和欧洲16%。 ? ? (2)国内市场预测 随着全球水供应关注程度的增加,化学品供应商积 极拓展水处理市场业务。据分析,当前全球水处理 化学品和服务领域增长速度最快 的国家是中国,增 速超过该国GDP的增速。中国水处理化学品市场快 速增长主要得益于两个方面,一方面中国工业的快 速发展,另一方面中国政府加大了环保整治 的力度。 在这种环境下,中国的水处理化学品市场可谓商机 无限。 ? ? ? 2.2 产品的价格及组分分析 原料:乙二醇,乙二胺,盐酸,三氯化磷,甲醛,液碱,水。 ? ? 预计产品中各组分的含量: 外观:黄棕色液体 ? 活性组分 (以EDTMPS计)% ≥ 28.0 ? 有机膦(以PO43- 计)% ≥ 10.0 ? 亚磷酸(以PO33-计)% ≤ 5.0 ? 磷酸(以PO43-计)% ≤ 1.0 ? PH值(1%水溶液) 9.5~10.5 ? 密度20℃(g/cm3 )≥ 1.25 ? 氯化物(以Cl-计)% ≤ 3.0 ? ? ? ? 产品预算价格为: 每吨大概为4800~5000元 预计规模为年产3万吨 根据查资料和大概估算每年可盈利2000万元人民币 ? 三、产品方案及生产规模 ? ? ? 缓蚀阻垢剂的开发研究从低毒、难生物降解型逐渐发展到无毒、 易生物降解型,主要分为: 天然聚合物阻垢剂 、含磷水溶性聚合物阻垢剂 、 聚丙烯酸 型阻垢剂 、 聚环氧琥珀酸型阻垢剂 、烷基环氧羧盐阻垢剂 、 多亚乙基多胺甲撑磺酸盐阻垢剂。 缓蚀阻垢剂的方案主要分为以下几种: ? 3.1 产品方案 ? 方案一、以木质素、单宁、腐殖酸钠、壳聚糖、淀粉、纤维素等 天然聚合物作为缓蚀阻垢剂。木质素是一种芳香型化合物,分子 中含有醚键、碳碳双键、苯甲醇羟基、酚羟基、羰基和苯环等。 这些官能团可进一步发生烷基化、羟甲基化、酯化、酰化等反应, 这些基团中氧原子上的未共用电子对能与金属离子形成配位键, 生成木素的金属螯合物,从而抑制结垢。 ? ? 方案二、是以机单体次磷酸与一种或两种以上有机单体共聚而成。 其特点是将羧基与磷酸基结合在同一个分子上,所得产物结构复 杂、性能差异较大。由于其分子上同时有= PO(OH) 基和COOH 基,因而具有较好的阻垢和缓蚀能力。 ? ? ? 方案三、以马来酸酐为原料,在水和碱的共同作用下 水解生成马来酸盐,在过氧化物催化剂和钒系催化剂 下进行环氧化反应生成环氧琥珀酸,然后再以稀土催 化剂使之聚合,得PESA, PESA 具有一定的缓蚀性能和较好的协同作用;与其他 药剂复配可以形成性能较好的低磷或无磷缓蚀阻垢 剂 方案四、先将天冬氨酸与苯甲醇反应形成苄酯, 保护 一个羧基, 再与光气反应制得N2羧酸酐NCA ,引发 NCA 自聚、去保护就得到PASP,PASP是一种缓蚀阻 垢剂 ? 方案五、原料为乙二胺,,三氯化磷,甲醛,液碱, 水。反应原理为: ? ? ? 我们选择的方案为方案五 原料:乙二胺,三氯化磷,甲醛,液碱,水。 反应原理为: ? ? ? EDTMPS:C6H12O12N2P4Na8 EDTMP:C6H12O12N2P4 C6H12O12N2P4 +8NaOH—C6H12O12N2P4Na8+8H2O ? ? 选择此方案的依据为:此方案的新配方比其他几种方案提 高了缓蚀阻垢剂的有效含量在8 %~ 21. 2 %, 降低了生产成 本, 便于工业化操作, 便于储运和使用, 解决了产品质量问题。 因此选择本方案。 3.2 产品质量指标 活性组分 (以EDTMPS计)% ≥ 28.0 ? 有机膦(以PO43- 计)% ≥ 10.0 ? 亚磷酸(以PO33-计)% ≤ 5.0 ? 磷酸(以PO43-计)% ≤ 1.0 ? PH值(1%水溶液) 9.5~10.5 ? 密度20℃(g/cm3 )≥ 1.25 ? 氯化物(以Cl-计)% ≤ 3.0 ? 投入成本:2 500 元/ t 投入原料9万吨 ? 四、物料衡算及成本衡算 ? 1、物料衡算 表4.1理论所需各物质的质量 ? 过程:由产量计算各物质的量及知道EDTMPS的质量求各物质的 量,有以上反应方程可知其对应关系C6H12O12N2P4 +8NaOH— C6H12O12N2P4Na8+8H2O 所以单位摩尔质量的EDTMPS 对应的烧碱,三氯化磷,甲醛,乙二胺的化学计量数为8 ,4 4 1 由物质的相对分子质量分别为:EDTMPS为612.13 求出各物质 的质量为:乙二胺=0.294万吨 三氯化磷=5.782万吨 甲醛=1.176万 吨 液碱=1.568万吨 亚磷酸=2.981万吨 ? 表4.2 理论产物中各组分所占的百分含量 ? 热量衡算:由于该生产所涉及的反应均为放热反应,所以不涉及 燃料供应成本计算,有各物质的的标准摩尔生成焓计算;第一步 放出热量经计算得1458千焦每摩尔 该热用水冷却,防止爆炸 所 需水量有公式:Q=C*M*△T 水的温度增加3oC 求出所需的水的 物质的量,以后数据均在图上标注。 乙二胺:19000元/吨 ? 三氯化磷:5000元/吨 ? 甲醛:2500元/吨 ? 液碱:6000元/吨 ? 原料总共需要投入:55811000元 ? 总计收入96000000元 ? 盈利40189000元 ? ? 五、工艺技术路线工艺技术路线的描述 近年来,随着环保要求越来越严,国内外对缓蚀阻垢剂质量的要 求也越来越高,乙二胺四甲叉膦酸钠为主要生产手段,应用越来 越普遍,技术也越来越成熟。 有机膦酸的化学稳定性好,不易水解,耐高温,其可以和金属离子络 合,形成立体大分子环状络合物,分散于水中破坏钙垢晶体的生长, 从而起到阻垢的作用。有机膦酸属于无毒或极低毒的药剂。最常 用的EDTMPS (乙二胺四甲叉膦酸钠)性能价格比突出,可以预见将 来仍是主流产品。目前一些科研单位进行了EDTMPS 新制造技术 开发,并形成专利。HPA[ 11 ]于20 世纪90 年代初开发,国外合成路 线易造成污染,国内合成路线易操作,无毒,产品具有化学稳定性好, 不易水解不易被酸碱所破坏,使用浓度低,缓蚀效果好等特点。 POCA 也于20 世纪90 年代开发,其在冷却水中既有良好的碳酸钙 和磷酸钙阻垢能力,又有很好的颗粒分散性及一定的缓蚀作用,另 外,它还有很高的钙容忍度,与氯几乎不起作用。 ? ? 5.2工艺流程图 各装臵的工作原理 ? 反应釜:在内层放入反应溶媒可做搅拌反应,夹层可通上不同的 冷热源)做循环加热或冷却反应。通过反应釜夹层,注入恒温的 (高温或低温)热溶媒体或冷却媒体,对反应釜内的物料进行恒 温加热或制冷。同时可根据使用要求在常压或负压条件下进行搅 拌反应。物料在反应釜内进行反应,并能控制反应溶液的蒸发与 回流,反应完毕,物料可从釜底的出料口放出。 ? 分离罐:两种液体混合以后沿分离罐内切线方向进入分离罐内的。 进入后液体在容器内沿内壁旋流而下,形成螺旋线的流向。由于 离心力的作用,混合液体与器壁撞击后。沿壁流入容器底部。而 废气及废液分离出来后从容器的中心管排出,达到两种液体分离 的目的。 ? ? ? 废弃处理装臵:由于浓氯化氢气体具有强的酸性, 而且为了避免反应强烈,产生不必要的影响,因此 我们采用饱和食盐水来吸收废气(即氯化氢气体)。 HCl易溶于水,在0℃时,1体积的水大约能溶解500 体积的氯化氢(分子) HCl溶于水存在溶解平衡:HCl( 气体)-----(可逆) H+ + Cl- 食盐水增大了Cl-浓度,上述平衡都逆向移 动,所以溶解度都减小。 但由于HCl在水中溶解度 非常大(1:500)所以这点影响相对来说很小。 反应釜 分离罐 废气处理装臵 ? ? ? ? ? 厂址选择 我们初定厂址选择在新疆乌鲁木齐, 由于原料供应地离新疆较远 经过现场考察,原材料的供应地,运输条件 等因素 最终考虑将厂址选在河南洛阳市。 5.4厂区平面设计图 六、 原材料及燃料的供应 乙二胺:0.294万吨 (天津市八达化工有限 公司) ? 甲醛:1.176万吨(江苏省昆山市昆山顺佰化 工有限公司) ? 三氯化磷:5.782万吨(常州市三迪化工有限 公司) ? 液碱: 1.568万吨(东莞市同舟化工有限公司) ? ? 七、 环境保护 ? ? 7.1 环境保护 本产品在生产过程中的主要污染物是氯化氢气体, 我们采用饱和食盐水进行废气的回收,可以做到尽 量在无污染的情况下进行生产。并且在厂址的选择 上我们会尽量选择交通便利的郊区,对污染进行最 大限度的控制。 ? ? ? ? 7.2自然危害因素分析及安全因素分析 极冷天气 工程所在地冬季寒冷且冰冻期长,降雪量大,极端 最低温为-37.5℃,如防冻保温措施不当,设备和管 线有可能发生冻裂,造成事故。 ? ? 雷电 雷电是点火源之一,雷电产生的电火花会引起易燃 物的燃烧或爆炸,尽管工程所在地属于少雷区,仍 然存在着雷击起火的危险。 生产过程中火灾、爆炸危险 ? 装臵区内大部分区域属于爆炸危险环境,装臵中加 热炉为明火设备,反应器操作温度较高,在生产过 程中如设备连接处发生泄漏,机械设备运转发生故 障,生产控制或操作失误等原因导致物料泄漏,都 存在发生火灾和爆炸事故的可能性 ? 登高作业的危险 ? 在进行巡视、操作、检修、取样等现场工作时,工 人须登高作业,有发生坠落的危险。 ? 。 ? ? ? 7.3 环境保护措施 我们将在厂区进行最大限度的绿化,如果在资金允 许的情况下,我们将在厂区附近建立一个环境保护 监测站,对厂区附近的水源空气土壤进行实时监测。 八、劳动保护与安全卫生 8.1劳动安全卫生的防护措施 安全设计原则 ? 设计严格遵守《中华人民共和国安全生产法》,认真贯 彻“安全第一、预防为主”的方针,严格执行现行的标 准规范,使本装臵能达到安全卫生的要求,实现长期、 稳定生产,在生产过程中职工的安全与健康不受损害。 ? 平面布臵 ? 本装臵内设备布臵以符合设计规范、保障安全生产、工 艺流程合理、节约工程建设投资、方便检修和考虑发展、 注重环境质量为原则,严格执行国家、行业相关规范和 ? 标准。综合考虑各方面的因素,力求达到优化布局。 ? 8.2 危险物料的密封和安全排放 设备密封 ? 本装臵均设计为密闭系统,根据受温度、压力、腐 蚀、冲击等程度不同,设备和管线在选材、连接方 法、几何尺寸、支撑件等方面要考虑防振、防腐、 防热膨胀应力等措施,重要管线,尤其是两相流管 线要作应力计算,保证长周期运行的要求。根据以 往事故经验,包括各种仪表、阀门、计量器等小件 设备均按规范考虑防腐、耐压、防爆性能。 ? 安全排放 ? 装臵内所有在不正常条件下可能超压的设备均设安 全阀,安全阀的排放量满足事故时最大排放量要求, 关键设备和连续操作压力容器的安全阀设有备阀并 有定期校验维修的措施。 ? 8.3 火灾自动报警系统 本装臵设火灾自动报警系统,通过区域火灾报警控 制器并入全厂火灾自动报警系统,火灾报警系统采 用总线控制方式。 在装臵四周、道路出入口设防爆火灾报警按钮,在 变配电间电缆夹层的电缆桥架内采用线型感温探测 器;各排烟风机、通风管道的防火阀等的控制和状 态监视均纳入到相关的火灾报警控制器中。 ? ? 8.4 消防设计 固定消防设施:装臵的消防水依托装臵周围的稳高 压消防水管网,消防用水设计量为300l/s,火灾时连 续供水时间不小于3h。 在装臵内加热炉及管廊下部设臵室外消火栓箱,装 臵区设臵蒸汽灭火系统,装臵内设臵手提式及推车 式灭火器等小型灭火设备,用于对初期火灾的控制 及小火灾的扑灭。 工业电视监视系统:本装臵设工业电视监视系统。 该系统主要用于生产过程的监视、火灾消防监督管 理、安全保卫等。 ? ? ? 8.5事故处理措施 ? 装臵开工前,针对该装臵主要安全和职业病危害因 素,投产之前组织编制好专项事故应急预案,并组 织培训、演练。一旦发生事故,立即启动事故应急 方案,组织现场人员按既定方案的逃生疏散路线逃 生。 如有人发生烧伤、中毒、窒息、坠落等伤害,立即 通过“119”或无线通讯设施报告给值班室,值班室 有24小时值班人员在接到报警后,立即派救护车和 医护人员赶到现场,伤势严重者,做必要的紧急处 臵后,送至有条件的医院治疗。 ? 8.6劳动安全卫生资金估算 本装臵劳动安全卫生投资主要包括:自动控制、安 全仪表、庄闲的80%赢法防腐、可燃气体与有毒气体报警系统、火 灾报警与电视监视系统、安全泄压系统、消防设施、 个人防护设施、通风设施、隔热防烫措施、防雷防 静电接地设施、以及梯子、平台、栏杆等的投资, 安全投资约占总工程投资的8%左右。 ?

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