1、项目概况及招标范围1.1项目概况本项目一期占地150亩,总投资约6.5亿,产能30万吨/年,其中,聚羧酸水剂8万吨/年,聚羧酸干粉1.4万吨/年,萘系水剂10.6万吨/年,萘系粉剂1.4万吨/ 年,脂肪族减水剂8万吨/年,氨基磺酸减水剂0.6万吨/年。
1.2招标范围从项目初步设计开始至整厂验收结束期间的各类设计工作。
包含项目初步设计(含准确的投资概算报告,误差不超过10%。
)、政府要求完成的各类设计专篇、整厂施工图设计以及协助招标人生产线试车、协助完成各类验收等。
四、设计工艺4.1聚羧酸系列产品4.1.1生产工艺流程本项目聚羧酸系列产品包括聚羧酸水剂及聚羧酸粉剂两种,合成路线见下图:图4.1-1聚羧酸系列产品合成路线4.1.1.1改性聚醚工艺流程改性聚醚TPEG由聚醚I型和聚醚II型两种中间体按1:1质量比混合而成。
1)聚醚I的工艺流程:在反应釜中通入氮气置换5min,降低容器中氧含量,然后泵入计量的甲基烯丙醇和一定量的催化剂(KOH )配制反应起始液,开启搅拌系统,升温至95°C-105 °C,通入少量的环氧乙烷和环氧丙烷引发反应。
待诱导期结束后,连续通入环氧乙烷和环氧丙烷的混合物,使得釜内压力保持在0.2-0.35MPa 密闭反应,控制反应温度在90-110 C。
通入时间控制在2-3小时,反应完全后升温到110 C,开启真空脱水1小时(真空度大于-0.098 MPa ),真空脱水主要是利用液体(水)在真空中蒸发变成蒸汽时需要吸收 热量,利用的水蒸发吸热的原理。
真空脱水后再加入环氧乙烷和环氧丙烷反 应,反应温度控制在110C,环氧乙烷和环氧丙烷的加料时间控制在3-5小时,待釜内压力降至<0.03MPa 并维持在一定数值时,可以视为反应结束保 持温度,再次进行真空脱水1小时(真空度大于-0.098 MPa )。
冷却至100 C 以下,加入少量草酸中和至微酸性,再加入少量双氧水于60-80 °C 漂白半小时,结束后冷却至50-60 C 出料。
成品液经出料泵泵入切片上料罐,上料罐 通过间接加热的方式使物料保持在 60C ,以保证半成品形态,便于后续工段 处理。
上料罐中的物料经切片上料泵送切片机,切片机为滚筒式,采用夹层 式,内层通入循环水,外层为物料。
物料冷却成固态后,被切片机刀口切成 规格大小,切片工段配备一台除尘器,用于收集聚醚粉尘。
聚醚I 型整个生产周期含原料、设备准备时间约为 12h ,每天生产2批次,全年合计600批次,每批次约生产16.7925t 。
聚醚I 的化学反应方程式:9QTW CHrC-CH 2-0 - (CH2CH2O )x- (CH2CH2CH2O )y-HCH 3* H 2C = C C 2—OK - H 2OROH+KOH ——► ROK>H ;OROK ——R04K7RO-CHnCHjO ——ROCHjCHnO'RO ■+£H :CH 2CH2O —— ROCHnCHiCHiO -ROCH 5CH I O-ROH —ROCH ;CH 2OH +RO -ROEUHrCHQ 十ROH ------------- ROCH ,CH, CH.OH H -RO'CH 3H 2H 2C C ——COH 一 KOH聚醚I 型工艺流程图见图4.1-2图4.1-2聚醚I 型工艺流程及产污环节图2)聚醚II 的工艺流程:聚醚II 型工艺流程与I 型基本相似,仅反应原料不同,具体流程为:在反应釜中通入氮气置换 5min ,降低容器中氧含量,然后泵入计量的 异戊烯醇和一定量的催化剂(KOH )配制反应起始液,开启搅拌系统,升温 至95 °C -105 °C,通入少量的环氧乙烷和环氧丙烷引发反应。
待诱导期结束后, 连续通入环氧乙烷和环氧丙烷的混合物,使得釜内压力保持在0.2-0.35MPa 密闭反应,控制反应温度在90-110 C 。
通入时间控制在2-3小时,反应完全 后升温到115C,开启真空脱水1小时(真空度大于-0.098 MPa )。
然后再加入环氧乙烷和环氧丙烷反应,反应温度控制在 110 C,环氧乙烷和环氧丙 烷的加料时间控制在3-5小时,待釜内压力降至<0.03MPa 并维持在一定数 值时,可以视为反应结束保持温度,氮气甲基烯丙醇 KOH 环氧丙烷 环氧乙烷 环氧丙烷 环氧乙烷环氧丙烷 环氧乙烷草酸 双氧水聚醚I 型再次进行真空脱水1小时(真空度大于-0.098 MPa )。
冷却至100C以下,加入少量草酸中和至微酸性,再加入少量双氧水于60-80 C漂白半小时,结束后冷却至50-60 C出料。
成品液经出料泵泵入切片上料罐,上料罐通过间接加热的方式使物料保持在60 °C,以保证半成品形态,便于后续工段处理。
上料罐中的物料经切片上料泵送切片机,切片机为滚筒式,采用夹层式,内层通入循环水,外层为物料。
物料冷却成固态后,被切片机刀口切成规格大小,切片工段配备一台除尘器,用于收集聚醚粉尘。
聚醚II型整个生产周期含原料、设备准备时间约为12h,每天生产2批次,全年合计600批次,每批次约生产16.8158t。
聚醚II的化学反应方程式:唱0 j CHrC-CH a-CH2-0- (CH2CH2O)艾一(CH2CH2CH2O)C州I 眺0+ C5H1D OROH+KOH ——► R0K+H.0ROK ——RO +K+RO'-F CH;CH2O——ROCHiCHQ眶TYHiCHCHQ ——ROCH;CH2CH I O'ROCH2CH;O+ROH ---------- ROCHiCH.OH+RO'ROCH,CHrCHQ十ROH ----------- ROCH.CH.CH.OH+RO'■ 4. ■ —- i* 世■ 一聚醚II型工艺流程图见图4.1-3。
图4.1-3聚醚II 型工艺流程及产污环节图3)改性聚醚的工艺流程:改性聚醚TPEG 由聚醚I 型和聚醚II 型按约1:1质量比混合而成。
改性聚醚工艺流程图见图4.1-4。
图4.1-4改性聚醚TPEG 工艺流程及产污环节图4.1.1.2聚羧酸母液工艺流程聚羧酸母液由I 型聚羧酸母液和II 型聚羧酸母液按1.7:0.77质量比混合氮气99%异戊烯醇KOH 环氧丙烷 环氧乙烷 环氧丙烷 环氧乙烷环氧丙烷 环氧乙烷草酸 双氧水聚醚II 型聚醚I 型聚醚II 型Gu 3-1 :粉尘A 改性聚醚而成。
1)I型聚羧酸母液工艺流程:常温常压下,分别在混合釜内调制双氧水、不饱和酸及其衍生物(丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯)的混合水溶液及辅料水溶液(巯基乙醇、雕白粉和维生素C的混合溶液)由计量泵泵入高位槽暂存。
在常温常压下,往合成釜中加入计量好的水和改性聚醚后,然后开动电机进行搅拌混合,开动蒸汽阀门往夹套内通入蒸汽,使物料温度升至60 ± 3C 左右反应,加入双氧水溶液,然后通入不饱和酸及其衍生物混合水溶液和辅料(巯基乙醇、雕白粉和维生素C的混合溶液),加料时间约3小时,待投加完毕后,通入蒸汽保温1小时,开动循环水冷却降温至40-50 C,加入30% 液碱中和,即得I型聚羧酸母液。
聚羧酸母液车间合成釜共有四套(I型和II型通用),最多可同时进行4 个批次生产,单个批次生产含物料配置共约10h,每批次约生产17t,则全年I型共生产2000批次。
I型聚羧酸母液化学示意图:OI)CH3 = CH ——U — OH +c Ha 41—io.I型聚羧酸母液工艺流程图见图4.1-52) II 型聚羧酸母液工艺流程:II 型聚羧酸母液与I 型聚羧酸母液工艺路线类似,原料有所不同,且其 反应条件是常温常压,不消耗蒸汽能源。
工艺流程如下:分别在混合釜内调 制双氧水、丙烯酸的水溶液及辅料水溶液(巯基乙酸、雕白粉和维生素C 的 混合溶液)由计量泵泵入高位槽暂存。
在常温(环境温度)常压下,往合成釜中加入经计量好的水和改性聚醚后, 然后开动电机进行搅拌混合成透明水溶液, 再加入双氧水溶液,搅拌5分钟。
然后加入丙烯酸水溶液和辅料(巯基乙酸、雕白粉和维生素C 的混合溶液), 投加时间3~3.5小时,最后加入30%液碱中和,即得II 型聚羧酸母液。
一、溶液配制1、双氧水配制30%双氧水水配制 8%双氧水溶液、反应2、不饱和酸及其衍生物溶液配制丙烯酸 丙烯酸甲酯 丙烯酸丁酯 甲基丙烯酸甲酯水3、辅料水溶液Gui :丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯_________ 不饱和酸及其衍生物水溶液: 配制 ►丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸 --------- 丁酯、甲基丙烯酸甲酯、水辅料水溶液:巯基乙醇、雕白粉、维生素c 、水I 型聚羧酸母图4.1-5 I 型聚羧酸母液工艺流程及产污环节图4-2:巯基乙醇聚羧酸母液车间合成釜共有四套(I型和II型通用),最多可同时进行4 个批次生产,单个批次生产含物料配置共约10h,每批次约生产15.4t,则全年II型共生产1000批次。
II型聚羧酸母液工艺流程图见图4.1-6。
一、溶液配制1、双氧水配制30%双氧水水配制8%双氧水溶液、反应2、丙烯酸水溶液3、辅料水溶液改性聚醚30%双氧水丙烯酸溶液辅料水溶液30%液碱丙烯酸水巯基乙酸雕白粉维生素C水雕白粉II型聚羧酸母液图4.1-6 II型聚羧酸母液工艺流程及产污环节图3)聚羧酸母液工艺流程:聚羧酸母液由I型聚羧酸母液和II型聚羧酸母液按1.7:0.77质量比混合而成。
聚羧酸母液工艺流程图见图4.1-7。
I型聚羧酸母液 ----------------II型聚羧酸母液------------ » 混合------------------------ 聚羧酸母液图4.1-7聚羧酸母液工艺流程及产污环节图4.1.1.3聚羧酸水剂工艺流程聚羧酸水剂生产工艺过程是常温常压的物理混合过程,整个过程无化学反应过程,聚羧酸减水剂的主要原料为聚羧酸母液和复配添加剂(葡萄糖酸钠、松香热聚物引气剂、水等),经计量后,按一定顺序投入混合釜搅拌20~30min后出料,即得到产品。
聚羧酸减水剂工艺流程图见图4.1-8。
水松香热聚物引气剂葡萄糖酸钠聚羧酸母液* 复配(内置搅拌)聚羧酸减水剂图4.1-8聚羧酸减水剂工艺流程及产污环节图4.1.1.4聚羧酸粉剂工艺流程1)聚羧酸干粉工艺流程将聚羧酸母液由送料泵泵入干燥塔顶高速旋转的雾化器,经雾化器分散成雾滴,与热风炉加热所产生的220 C热空气瞬时接触蒸发浆料中的水份,产生的干粉随尾气进入装置自带的旋风分离器组,分离出干粉经下料仓通过卸料阀排出包装,含尘尾气经袋式除尘、水喷淋处理后达标排放。