年产800吨聚丙烯酸钠絮凝剂生产工艺设计.docx
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年产800吨聚丙烯酸钠絮凝剂生产工艺设计
年产800吨聚丙烯酸钠絮凝剂生产工艺设计
摘要
本设计的主要内容包括:
对高分子量聚丙烯酸钠的国内外研究状况、应用领域、应用现状、生产概况、市场需求情况和应用前景的综述;通过试验对工艺流程中聚合方法、阻聚剂脱除方法、造粒方法、干燥和粉碎方法进行选择和论证;对生产的物料及能量进行了衡算:
详细介绍了生产工艺流程及控制;并简要说明了主要设备选型和工艺尺寸的计算、设备投资估算、车间的设备布置、原料的消耗和定额;对建设工程、技术经济指标进行了简单分析。
关键词:
聚丙烯酸钠;设计;工艺流程
ABSTRACT
Themaincontentsofthisdesignincluded:
Summerizationon.thestatusofresearchonpolymericSodiumpolyacrylateinDomesticandAbroad,FieldandcurrentstatusofApplications,theSituationofProduction,theneedofMarketandApplyingintheFuture:
SelectionandDemonstrationonPolymerizationMethod,Eliminatinginhibitor,Granulation,DryingandSmashingintheTechnologicalProcess:
TheCalculationofRawMaterialsandEnergy:
TechnologicalProcessandcontrolling:
TheDesignofMainEquipments:
TheCalculationofinvestment:
TheArrangementofEquipmentsinWorkgroup:
ConsumptionandQuotaofRawMaterials;IllustrationonConstructionEngineering:
EconomicAnalysis.
Keywords:
SodiumPolyacrylate;design;processflows
第一章聚丙烯酸钠物化性质及生产现状综述
1.1聚丙烯酸钠物化性质
聚丙烯酸钠,英文名Sodiumpolyacrylate,缩写PAAS或简称PAA-Na,结构式为[-CH2-CH(COONa)]n-。
是—种水溶性高分子化合物。
商品形态的聚丙烯酸钠,相对分子质量小到几百,大到几千万,外观为无色或淡黄色液体、粘稠液体、凝胶、树脂或固体粉末,易溶于水。
因中和程度不同,水溶液的pH一般在6-9。
能电离,有或无腐蚀性。
易溶于氢氧化钠水溶液,但在氢氧化钙、氢氧化镁等水溶液中随碱土金属离子数量增加,先溶解后沉淀。
无毒。
水溶性直链高分子聚合物。
小相对分子质量的为液体,大的可为固体。
固体的商品为白色粉末或颗粒,无臭无味,遇水膨胀,易溶于苛性钠水溶液。
吸湿性极强。
具有亲水和疏水基团的高分子化合物。
缓慢溶于水形成极粘稠的透明液体,其0.5%溶液的粘度约Pa•s,粘性并百因吸水膨润(如CMC,海藻酸钠)产生,而是由于分子内许多阴离子基团的离子现象使分子链增长,表现粘度增大而形成高粘性溶液。
其粘度约为CMC、海藻酸钠的15-20倍。
加热处理、中性盐类、有机酸类对其粘性影响很小,碱性时则粘性增大。
不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。
强热至300度不分解。
久存粘度变化极小,不易腐败。
因系电解质,易受酸及金属离子的影响,粘度降低。
遇足量二价以上金属离子(如铝、铅、铁、钙、镁、锌)形成其不溶性盐,引起分子交联而凝胶化沉淀。
但是二价金属离子量少时仍为溶液,因此可作为洗涤助剂,起到防止污垢再沉积的作用。
pH=4.0以下时可能产生沉淀。
随着相对分子质量增大,聚丙烯酸钠自无色稀溶液至透明弹性胶体乃至固体。
性质、用途也随相对分子质量不同而有明显区别。
相对分子质量在1000-10000的,可作为分散剂,应用于水处理(分散剂或阻垢剂)、造纸、纺织印染、陶瓷等工业领域。
用作造纸涂布分散剂时,相对分子质量在2000-4000,涂料浓度在65%~70%时,仍可有良好流变性和熟化稳定性。
分子量在1000-3000之间的,用作水质稳定剂和黑液浓缩时结垢控制剂。
分子量在10以上的,用作涂料增稠剂和保水剂,可使羧基化丁苯胶乳、丙烯酸酯乳液等合成胶乳黏度增长,避免水分析出,保持涂料体系稳定。
分子量在10以上的,用作絮凝剂。
还可用作高吸水性树脂,土壤改良剂,以及在食品工业中作增黏剂、乳化分散剂等。
[1-3]
1.2聚丙烯酸钠研究现状
高分子量聚丙烯酸钠是一类广泛用于烧碱和纯碱行业盐水精制、氧化铝生产的赤泥沉降分离、味精厂废水中蛋白质回收和制糖等行业的高分子材料。
也是丙烯酸使用量很大的一类产品。
本文论述了高分子量聚丙烯酸钠的国内外研究状况、应用领域和应用现状、生产概况、市场需求情况和应用前景,对促进我国丙烯酸产业的发展,提高我国高分子量聚丙烯酸钠的生产水平都具有重要意义。
[4]
随着我国丙烯酸工业的迅速发展,对丙烯酸下游产品的研究不断深入,应用范围不断扩大。
聚丙烯酸钠作为丙烯酸的一种主要下游产品,近年来在国内外的研究受到重视,生产也不断增加。
聚丙烯酸钠产品包括水溶性产品和水不溶性产品。
水溶性聚丙烯酸钠产品广泛应用于食品、纺织造纸、化工等领域。
水不溶性聚丙烯酸钠产品具高吸水性,主要用于农林园艺、生理卫生等领域。
聚丙烯酸钠的分子量从几百至几千万以上,不同分子量的聚丙烯酸钠各有各的用途。
超低分子量(700以下)的用途还未完全开发;低分子量(1000-5000)主要起分散作用;中等分子量(104-106)显示有增稠性;高分子量(106-107)的则主要做增稠剂和絮凝剂;超高分子量(107以上)的在水中溶胀,生成水凝胶,主要用作吸水剂。
水溶性聚丙烯酸钠中又包括高分子量和低分子量两类。
[5]
目前高分子量聚丙烯酸钠合成是采用丙烯酸经氢氧化钠中和形成丙烯酸钠溶液,然后再聚合的工艺路线。
在水溶性高分子量聚丙烯酸钠的合成中,通常是高浓度丙烯酸钠溶液和低浓度氧化还原引发剂在低温下进行水溶液聚合。
制备的关键是在聚合前要除去丙烯酸中的阻聚剂。
去除阻聚剂的方法有减压蒸馏或加人活性炭吸附。
高分子量聚丙烯酸钠聚合时往往因为自交联作用或聚合速度过快使产品水溶性降低,因此需加入抗交联剂和缓聚合剂。
聚丙烯酸钠是近年来在各领域广泛使用的一类功能性高分子材料,高分子量聚丙烯酸钠在各使用行业越来越受重视。
但在我国其研究还不深,生产规模还小,性能尚不如人意。
研究其生产过程,提高产品应用性能,扩大产品的应用领域是当前的重要任务。
随着我国丙烯酸工业的迅速发展,对丙烯酸下游产品的研究不断深入,应用范围不断扩大。
聚丙烯酸钠作为丙烯酸的一种主要下游产品,所以近年来在国内外的研究受到重视,生产也不断增加。
[6]
1.3加工或制造方法
1、相对分子质量小时,丙烯酸在引发剂和链转移剂存在下聚合,用氢氧化钠中和即可得到产品。
控制反应温度,引发剂和链转移剂的种类和用量,单体浓度、反应时间和加料方式等条件,可得到不同相对分子质量的产品。
2、相对分子质量高时,丙烯酸与氢氧化钠中和,精制后,在引发剂存在下聚合,既得产品。
固体形态的产品可经过干燥、造粒或粉碎得到。
1.4食品级聚丙烯酸钠的用途
1、增稠剂。
在食品中有如下功效:
(1)增强原料面粉中的蛋白质粘结力。
(2)使淀粉粒子相互结合,分散渗透至蛋白质的网状结构中。
(3)形成质地致密的面团,表面光滑而具有光泽。
(4)形成稳定的面团胶体,防止可溶性淀粉渗出。
(5)保水性强,使水分均匀保持于面团中,防止干燥。
(6)提高面团的延展性。
(7)使原料中的油脂成分稳定地分散至面团中。
2、作为电解质与蛋白质相互作用,改变蛋白质结构,增强食品的粘弹性,改善组织。
3、应用举例:
(1)面包、蛋糕、面条类、通心面、提高原材料利用率,改善口感和风味。
用量0.05%。
(2)水产糜状制品、罐头食品、紫菜干等,强化组织,保持新鲜味,增强味感(3)调味酱、番茄沙司、蛋黄酱、果酱、稀奶油、酱油,增稠剂及稳定剂。
(4)果汁、酒类等,分散剂。
(5)冰淇淋、卡拉蜜尔糖,改善味感及稳定性。
(6)冷冻食品、水产加工品,表面胶冻剂(保鲜)。
4、由于在水中溶解较慢,可预先与砂糖、粉末淀粉糖浆、乳化剂等混合,以提高溶解速度。
5、作糖液、盐水、饮料等的澄清剂(高分子凝聚剂)[7]。
食品安全:
国外从上世纪六十年代就开始将聚丙烯酸钠用于多种食品的增稠、增筋和保鲜等,是美国FDA、日本厚生省等批准使用的食品添加剂,2000年中国卫生部也正式批准为食品级增稠剂。
1.5工业级聚丙烯酸钠的用途
水处理剂——分散剂
水处理剂——分散剂:
小相对分子质量的用于水处理,可在碱性和中浓缩倍数条件下运行而不结垢。
PAAS能将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中而不沉淀,从而达到阻垢目的。
PAAS是一种常用的分散剂,除了用于水处理还,还广泛大量应用于造纸、纺织、印染行业做浆料分散剂,用于陶瓷工业做碳酸钙分散剂,用于涂料行业做颜料分散剂等。
聚丙烯酸钠是成熟工业产品,有行业标准。
标准号为:
HG/T2838-1997。
标准规定产品外观为无色至黄色液体,固含量大于等于30%。
高相对分子质量的用于絮凝剂。
[8]
水处理剂——絮凝剂
聚丙烯酸钠是一种线状、可溶性的高分子化合物,其分子链上的羧基由于静电相斥作用,使得曲绕的聚合物链伸展,促成具有吸附性的功能团外露到表面上来,由于这些活性点吸附在溶液中悬浮粒子上,形成粒子间的架桥,从而加速了悬浮粒子的沉降。
作为絮凝剂的聚丙烯酸钠其相对分子质量可达几百万,其商品形态为黄色粘稠液体,固含量或达8%许,相应特性粘数η≥3.40。
聚丙烯酸钠絮凝剂是特别适用于烧碱和纯碱行业盐水精制、氧化铝生产的赤泥沉降分离、味精厂废水中蛋白质回收和制糖等行业的高分子材料。
造纸化学品
造纸化学品造纸涂料上作为分散剂。
最合适的相对分子质量是2000-3000。
商品形态一般是30%或42%固含量。
粘度小于600mPa.s。
外观无色透明至琥珀色液体。
pH在6-9之间。
[9-10]
以上分析可见高分子量的聚丙烯酸钠在很多领域都广泛使用,但目前在国内企业使用的多为国外产品。
国内近两年已有生产,但厂家不多,生产能力不超过一千吨,其中还包括胶体产品。
由此可见国内高分子量聚丙烯酸钠的生产缺口还很大,有必要增加生产满足国内需求。
因此建设高质量的使用性能好的聚丙烯酸钠生产厂非常必要。
第二章聚丙烯酸钠生产工艺流程的选择与论证
2.1聚合方法的选择
工艺流程的选择原则是:
有一定的科学先进性和一定的科学水平,能体现社
会经济效益以及可操作性强。
在兼顾企业.的实际情况同时制定出工艺流程简短、
技术成熟、投资少、生产成本低、适应生产的连续化,使整个生产装置达到高水
平。
工艺流程的选择和论证是在实验室和生产性试验的基础上进行的。
[11]
高分子量聚丙烯酸盐的合成方法主要有水溶液聚合法和反相悬浮聚合法。
水溶液聚合法是以水为溶剂,将经碱部分中和后的丙烯酸,加入有关助剂、引发剂,然后在一定的温度下进行聚合、干燥粉碎而制得的方法。
该法以水为溶剂,生产过程不产生污染;对主设备要求低,投资省;操作简单,生产效率高;缺点是反应速度快,温度不易控制;但后处理需增加干燥、粉碎、筛分工序,有过细粉末产生。
水溶液聚合法根据反应器的形式又可分为盘式法、转鼓法。
盘式法具有设备简单、投资小的特点,转鼓法则适合于连续性生产,但设备较复杂,国内尚没有类似的商品设备。
水溶液聚合法生产的聚丙烯酸钠产品因呈不规则粉末状。
是高分子量聚丙烯酸钠生产的主要方法。
国内的高分子量聚丙烯酸钠生产基本采用该法[12]。
反相悬浮聚合法是以溶剂(油相)为分散介质,经碱部分中和的水溶性单体丙烯酸钠,在悬浮分散剂和搅拌作用下分散成水相液滴,引发剂和交联剂溶解在水相液滴中在加热的情况下进行的聚合方法。
该法解决了水溶液聚合法的传热,搅拌困难等问题;且反应条件温和,可直接获得珠状产品,生产的聚丙烯酸钠粒径大小可根据用途要求调节,溶剂容易与聚合物分离,是一种合成聚丙烯酸钠独特的方法。
缺点是反应过程较不稳定,工业放大困难;主设备材质要求高,设备投资较大;采用易燃的有机溶剂,需要溶剂回收装置,存在消防隐患和产生污染;只能进行间歇生产,设备利用率低,通常产量为设备容量的10∽15%,生产效率低。
通常的水溶液聚合法是以单一的引发剂,在加热的情况下引发反应,即反应要在专门的加热室内进行,需建一套加热室,会使投资增加,同时加热也造成能耗的增大。
并且由于反应时最高温度达到115℃以上,反应剧烈。
得到的聚丙烯酸钠分子量不大,水溶性较差,后处理造粒和干燥十分困难。
干燥能耗也增加。
针对以上问题,我们经过大量的试验,开发出用复合引发剂在常温下引发丙烯酸溶液的聚合反应的聚合工艺。
聚合反应在常温下进行,反应时最高温度约75℃,反应较缓和。
得到的聚丙烯酸钠分子量较大,水溶解性能较好,聚合后的胶体外观较硬、粘性很小,有利于后处理的造粒和干燥。
胶体干燥时间也明显缩短。
经过前期试验验证,结果令人满意[13-16]。
试验结果见表2-1。
表2-1不同引发剂对聚合反应的影响
引发型式
反应温度(℃)
开始反应间(min)
物料最高温度(℃)
反应情况
产物外观
分子量
单一引发剂
60
60
≥100
剧烈
软而粘
800
复合引发剂
常温
30
~75
缓和
硬而韧
2560
另外在聚合过程中加入少量有机胺和有机酸盐等聚合助剂,可提高产物的分子量,增加水溶解性能,缩短溶解时间,聚合助剂影响的生产性试验[17-18].结果见表2-2:
表2-2聚合助剂对产物性能的影响
试验
分子量(万)
水溶解情况
溶解时间(min)
不加聚合助剂
1540
有少量凝胶
约60
加聚合助剂
1540
无凝胶
<30
由表2-2可见加人聚合助剂可使产物的分子量大大提高,并且分析试验表明,在采用粘度法测定分子量时,不加聚合助剂的样品,在过滤时有一定量的不溶凝胶,使得滤液中的物质量减少,导致计算的分子量降低。
根据上述分析、试验结果和企业资金情况,聚丙烯酸钠的生产选用水溶液聚合法的盘式法。
由于聚合反应后聚合物胶体对通常材料的盛装器具具有很大粘性,采用常规的盘式反应器时,得到的大块胶体后处理很困难。
根据产物的性质和试验,我们设计出采用喷涂不粘涂料的不锈钢盘作为聚合反应盘。
并且反应盘设计成带条形格的结构,使反应生成的聚合物胶体可方便地整条取出,不需切成条或块状即可直接进人后续造粒工序的肉类绞碎机,节省了人工和粗切碎装置。
2.2丙烯酸钠溶液脱除阻聚剂方法的选择
由于丙烯酸在贮运过程中为了避免发生聚合通常加人约20Ppm的酚类化合物作为阻聚剂,在聚合以前要除去。
否则会使聚合反应难以进行,或因要多加引发剂并加热到较高温度才能引发反应。
除去阻聚剂常用的方法是减压蒸馏丙烯酸,此种方法需加热减压进行,但其丙烯酸的损失较大,而且需要专门的蒸馏设备。
也有使用活性炭来脱除,但直接加入丙烯酸内,由于酸性较大脱除效果不明显,丙烯酸因活性炭吸附造成的损失也稍大。
我们采用丙烯酸先经中和后再加人细粉状活性炭,搅拌后过滤除去阻聚剂。
这种方法丙烯酸的损失相对较少。
各种方法去除阻聚剂的试验效果见表2-3[35]。
根据试验结果,可知采用丙烯酸先经氢氧化钠溶液中和后,再加人细粉状活性炭,搅拌后过滤的方法对阻聚剂的脱除效果较好,处理时不需加热,丙烯酸损失也较轻。
所以选用其作为生产时去除阻聚剂使用的方法。
[19]
表2-3各种方法去除阻聚剂的效果比较
脱除方法
处理后阻聚剂含量(ppm)
丙烯酸损失情况
减压蒸馏
<1
10
活性炭直接脱除
12
1∽2
中和后脱除
3∽4
<1
2.3造粒方法的选择
丙烯酸钠聚合后物性为高含水(60%-65%)胶体物及弹性粘性大的特点,由不同大小的颗粒做的干燥曲线表明,同等条件下粒径和干燥时间呈非线性关系,相差几百倍。
不同粒径与干燥时间的试验结果见表2-4。
表2-4聚丙烯酸钠胶体粒径对干燥时间的影响
粒径
2-3mm
4-5mm
7-8mm
10mm
30mm
干燥时间
40分
60分
5-6小时
2-3天
1-2月
要使其成为含水量约5%的细小颗粒,就必须大大提高物料的表面积,在干燥前细化物料。
并且聚合反应后的高吸水性树脂胶体从反应器上剥落后,如整块进行干燥,会使搬运操作困难,而且由于胶体厚会使干燥时受热不均匀,水分扩散慢,干燥时间大大增加,对后续破碎工序也有影响。
聚合物胶体经造粒后进入后续干燥工.序,由于其具有一定的粘性,应选用合适的造粒设备进行造粒。
用普通切片机难以得到颗粒状胶体,并且会造成分子量的降解,现有的生产工艺是采用捏合机进行初破碎,但在捏合过程中分子量将显著降低,大大降低产品质量。
据了解国内有厂家生产聚丙烯酰胺解碎造粒机,但其价格昂贵,尚不见有聚丙烯酸钠胶体用的解碎造粒机。
经多种造粒试验比较决定选用肉类绞碎机,其挤压行程短,可快速有效地解碎胶体,得到颗粒粒径≤5mm的均匀胶粒,使干燥过程时间大大缩短、能耗降低、产品质量能保持不变,而且适合后续工序的连续性生产。
我们选用的肉类绞碎机还具有价格低廉的优点,1台处理量为200kg/h的肉类绞碎机价格仅为3000元。
[20-21]
2.4干燥方法的选择
对造粒后的聚丙烯酸钠胶粒进行干燥可采用箱式、回转窑、红外等干燥方式。
箱式干燥是化工行业广泛使用的干燥方式,具有投资小、使用方便,采用烟气加热时成本低的特点;回转窑设备适应于连续生产,但是投资大、占地面积大,且对具有一定粘性的聚丙烯酸钠胶粒不适应该种干燥方式;生产试验的前期采用红外线加热,但是干燥成本高(每吨产品的干燥费用近5000元),而且设备维护费用大会导致产品成本显著增加,后改为烟气干燥。
用烟气加热的箱式干燥方法每吨产品干燥费用不超过1000元。
根据企业的投资情况和生产能力,选用烟气加热的箱式干燥方法。
[22-23]
2.5粉碎方法的选择
干燥后的聚丙烯酸钠成相对疏松颗粒间相连的块状物,生产性试验是采用人工敲碎后粉碎,考虑到设计后产量较大和减轻工人的劳动强度,采用先经鄂式破碎机压散,然后万能粉碎机粉碎。
这些都为常用的工业处理手段。
根据以上选择本项目采用的技术路线为以丙烯酸为原料,经氢氧化钠中和,用活性炭脱除其中的阻聚剂,加人聚合助剂和引发剂,在常温下反应得到聚丙烯酸钠胶体。
然后将胶体造粒、干燥、粉碎筛分得到聚丙烯酸钠产品[24-25]。
2.6聚丙烯酸钠生产工艺流程
(l)丙烯酸钠溶液的制取:
将经计量的丙烯酸与经溶解、冷却、计量的烧碱溶液进行部分中和,中和后的丙烯酸钠水溶液经冷却至室温。
丙烯酸钠溶液经活性炭脱阻聚剂,然后经抽滤缸抽滤,脱除阻聚剂。
(2)丙烯酸钠的聚合:
在中和后脱除阻聚剂的丙烯酸钠水溶液中,加入计量量的助剂和引发剂,放入盘式反应器中进行常温聚合。
(3)聚合物胶体的造粒干燥:
聚合生成的聚合物胶条经造粒机造粒,置于箱式干燥器干燥。
(4)干胶体的粉碎筛分:
干燥后的聚丙烯酸钠经颗式破碎机压散、粉碎机细碎、振动筛筛分、计量包装,得到聚丙烯酸钠产品。
工艺流程简图如下[26]:
2.7生产过程主要操作条件及控制
(l)配碱
按NaOH:
H20=l:
2.12的质量比配制碱液,其浓度约为25%(w/w)。
将称量好的烧碱缓慢倒人装有定量纯水的配碱釜中,同时开动搅拌,并在夹套通冷却水冷却,控制最终碱液温度≤40℃。
用碱液泵泵人贮碱槽。
(2)丙烯酸中和
按丙烯酸:
NaOH=l:
0.56的质量比在中和釜中加人丙烯酸,开搅拌并在夹套通冷却水,同时缓慢加入已冷却的碱液,碱液量为丙烯酸:
碱液=l:
1.74质量比,相当中和度100%(mol比)。
控制最终丙烯酸中和液温度≤35℃。
(3)丙烯酸中和液脱阻聚剂
在中和釜的丙烯酸中和液中按丙烯酸质量的1%加人粉状活性炭,开动搅拌,搅拌30-60min(视中和液温度而定,冬季中和液温度低时需30min,温度高时需60min)。
然后经陶瓷过滤槽抽滤。
放人中和液槽[27]。
(4)聚合反应
将中和液釜中的丙烯酸中和液放150kg人计量搅拌釜中,开动搅拌后加入助
剂,加入量为丙烯酸质量的0.2%搅拌使其溶解,然后加人丙烯酸量0.25%的复合引发剂,搅拌使其在10min内溶解。
随即放入反应盘中,时间控制在15min内,约30-40min开始反应,3h后反应结束。
(5)造粒干燥
将聚合物胶条从反应盘中取出,逐条喂入造粒机,绞切成5mm粒径的聚合物胶粒,均匀堆放干燥器推车网架上,送人箱式干燥器内进行干燥。
干燥时间约48h。
干燥温度以干燥机内物料温度≤130℃为宜,干燥后产物的含水量≤5%[28]。
(6)粉碎分级、包装
将干燥后的产物喂人颗式破碎机压散,经传送带输送到粉碎机粉碎,将不同粒径分别包装,包装袋为内套塑料薄膜的塑料编织袋,每袋重量25kg。
同时抽取样品送化验室检验。
第三章物料衡算与能量衡算
3.1物料衡算
(l)计算条件
生产能力:
年产800吨聚丙烯酸钠,年工作日330天,2.42t/d,每日三班。
(2)计算基准
以生产1吨聚丙烯酸钠为基准。
(3)分子量:
丙烯酸=72.06,氢氧化钠=40,丙烯酸钠=94.06,水=18
(4)生产原理
丙烯酸中和:
CH=CHCOOH+NaOH→CH=HCOONa+H2O
丙烯酸钠的聚合:
n(CHCOOCNa)→(CH-CH)nCOONa
(5)各工序物料衡算:
由于聚丙烯酸钠的生产要经过配碱,中和,脱阻聚剂,抽滤,反应,干燥,粉碎,包装等多个工序,同时在每个工序中都有一定量的物料耗损,故采用反推法来计算每个工序的物料输送。
l)破碎分级包装工序
由于粉尘等因素,在该工序中,干燥胶体约有1.1%的损耗,因此要生产1吨聚丙烯酸钠。
输人的干燥胶体的质量为:
1000/(1-1.1%)=1011.12(kg)
胶体损失:
1011.12×1.1%=11.12(kg)
2)干燥工序
在该工序中,经聚合反应生成聚丙烯酸钠湿胶体,再通过干燥器脱除其中水分,经分析湿胶体固含量为44.61%,整个工序树脂损失为0.6%。
损失的湿胶体质量为:
1011.12×0.6%=6.07(kg)
要得到1011.12公斤的干燥胶体需固含量为44.61%的湿胶体为:
(1011.12+6.07)/44.61%=2280.18(kg)
干燥过程须除掉的水分:
2280.18×(l一44.61%)=1262.99(kg)
3)聚合反应工序
在聚合反应过程中,脱除阻聚剂的中和液与引发剂,助剂在一定条件下发生聚合反应而生成絮凝剂湿胶体,在整个工序中湿胶体损失约占胶体的0.8%,反应前添加的引发剂占干胶体的0.0072%,助剂约占干胶体的0.0005%,中和液中丙烯酸钠的含量约为40.10%。
[29]可以推算出:
生成的湿胶体的总量:
2280.18×(l-0.8%)=2298.57(kg)
损失的湿胶体的质量:
2298.57-2280.18=18.39(kg)
添加的引发剂:
2298.57×0.0072%=0.16(kg)
添加的助剂:
2298.57×0.0005%=0.01(kg)
丙烯酸钠中和液量:
(2298.57×44.61%-0.16-0.01)/141.10%=2494.46(kg)