泰兴市中纺助剂厂胶联剂工艺优化技改方案可行性报告最终稿文档格式.docx
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第一章总论
1.1技术改造方案概况
1.1.1改造方案名称
泰兴市中纺助剂厂胶联剂生产线工艺优化技改项目
1.1.2技术改造项目建设单位
泰兴市中纺助剂厂
1.1.3法人代表
张建明
1.1.4技术改造项目拟建地点
泰兴市中纺助剂厂纺织助剂车间内
1.1.5技术改造项目概要
泰兴市中纺助剂厂位于江苏泰兴济川街道双进村高埂组，成立于1990年10月27日，注册资金536.9万元人民币，占地面积35亩，是开发、生产、销售助剂的专业厂家，现有在职职工79人，其中技术人员30人，另外残疾职工为130人,工厂类型为集体所有制的福利企业。
公司经营范围为：
纺织助剂（胶联剂）、纺织浆料、工业有机板制造销售。
本次工艺改造是在泰兴市中纺助剂厂纺织助剂车间对胶联剂生产线工艺进行技术改造，具体的改造内容如下：
a.优化配方设计，提高产品性能，扩大应用领域。
胶联剂是用于纺织整理，我厂已经生产销售十多年。
随着社会主义市场经济的不断发展,企业面临着越来越多的挑战,市场竞争日趋激烈，原有的产品在质量和性能上已经不适应市场需求了，必须优化配方研究，提高产品质量。
在原配方中使用了甲基丙烯酸甲酯功能性单体，它是低闪点易燃易爆液体，并且有刺鼻气味。
通过工厂研发人员多年的研发最终选择了六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯（简称HDI三聚体）与聚酯（醚）多元醇、羟基磺酸钠合成了新型的水性胶联剂产品。
该项目技改方案是在原生产工艺和操作流程未改变的情况下改进的，也是常压下生产。
生产中不使用甲基丙烯酸甲酯这不仅消除了甲基丙烯酸甲酯易燃易爆的安全隐患，而且产品性能有了提高，产品的领域也有了扩大，从原先只能用于纺织整理发展到水性涂料、医药包装、水性油墨、军工装备等行业中。
b.淘汰陈旧落后生产设备，更新部分生产设备设施。
由于创业初期资金紧缺，生产设备均为国内设备制造商陆续加工制造，经过十多年的运行，多数设备搪瓷掉落，生产噪音大，设备的自动化程度低，生产效率低能耗大的现象。
工厂研发人员借鉴同行的先进经验，将原有的设备进行更新改造，选用智能化的监测仪，变频调速器，用不锈钢反应釜淘汰搪瓷反应釜。
为了杜绝一釜多用而产生的清洗废水，实行专釜专用，一个产品一套反应釜，并增加了二只不锈钢反应釜，这样保证所有的生产设施无设备冲洗水排出。
1.2研究工作依据
（1）泰兴市中纺助剂厂的当地地质条件、水文气象条件、通讯、能源、资源、市场等基础资料。
（2）国内外相关企业产品（原料）的相关数据。
（3）国内外有关加工制造机械单位提供的技术设备资料及报价。
（4）现行各专业设计规范、法规
《建筑设计防火规范》GB50016-2014
《建筑采光设计标准》GB50033-2013
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
《工业企业设计卫生标准》GB21-2010
《工作场所有害因素职业接触限值物理因素》GBZ2.2-2007
《工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素》GBZ3.1-2007
《危险货物品名表》GB1268-2005
《危险货物分类和品名编号》GB6944-2005
《生产设备安全卫生设计规范》GB5083-1999
《室外给水设计规范》GB50013-2014
《室外排水设计规范》GB50014-2014
《污水综合排放标准》GB8978-1996
《建筑给水排水设计规范》GB50015-2010
《环境空气质量标准》GB3095-1996
《工业企业噪声控制设计规范》GB50087-2013
《大气环境质量标准》GB3095-1996
《中华人民共和国安全生产法》
《中华人民共和国环境保护法》
1.3研究工作的范围
本改造方案研究的范围为技改的背景，技术改造方案，实施进度计划，投资估算与资金筹措等，论证本方案建设的可行性。
1.4研究结论的意义
本改造拟在泰兴市中纺助剂厂纺织助剂车间胶联剂生产线进行工艺改造，改造后对企业自身和周边经济有积极的影响
a、企业安全生产方面：
项目的产品配方中选择了非危化品原料替代危险品原料消除了安全隐患。
b、企业环保方面：
由于工艺中选用的六亚甲基二异氰酸基聚异氰酸酯（简称HDI三聚体）与聚酯（醚）多元醇，羟基磺酸钠这几种原料属于非危险品，无刺激性气味，对工厂的环境有了改善，对周边环境和社会无负面影响。
c、企业技术方面：
本项目技术改造是在原有的技术基础上进行自主创新研发，产品的技术水平不仅有了提升，而且产品的市场竞争力也得到了提高。
d、企业效益方面：
技术改造后产品具有更广阔的市场情景，可以提高企业效益，增加员工收入。
第二章技术改造背景
2.1产品市场背景
胶联剂又称胶粘剂是一种粘结类物质，具有高粘结强度、耐水性好等优点。
它广泛应用于纺织、涂料、油墨、皮革、医疗卫生等行业，产品与品种逐年递增，在材料工业中占有相当重要的比例。
目前市场上胶联剂分为溶剂型和水型，市场上以溶剂型为主，这种类型的胶联剂均以二甲基甲酰胺（DMF）、甲苯（TOL）、二甲苯（XYL）、丙酮（ACE）、丁酮（MEK）、乙酸乙酯（EAC）等作为溶剂通过聚合法制得。
这些溶剂毒副作用大，不仅易造成环境污染，危害身体，而且易燃易爆，极易引发火灾等事故。
近年来，胶联剂产品的卫生安全性能越来越引起人们的重视，保护地球环境舆论压力与日俱增。
一些发达国家制订了溶剂法规，并逐渐淘汰溶剂型胶联剂生产方法。
我国也不断提高对化工行业的污染物排放要求，“节能减排”和清洁生产作为我国“十二五”规划的重点目标，成为现在各行业发展的重要前提，建筑、轻工、纺织等行业对胶联剂生产提出了新的节能减排和清洁生产的任务和目标。
在这样的背景下，用无离子水替代有机溶剂的胶联剂环保生产技术势必成为胶粘剂行业的发展趋势。
近20多年来，胶联剂产品品种、应用领域、产业规模迅速扩大，已成为发展最快的高分子合成材料工业之一。
随着世界经济的不断发展，胶粘剂树脂的需求不断加大。
因此，胶粘剂尤其是水性胶联剂树脂具有更好的前景。
面对当前形势，我厂生产的胶联剂产品性能已经达不到客户要求，而且应用领域不广。
我厂技术人员经过多年的研发，成功开发出集高性能、无污染、低成本于一身的水性胶粘剂，特别是在涂料行业可实现水性涂料的产业化，对我国涂料工业的振兴具有深远的意义。
2.2原生产工艺介绍
2.2.1胶联剂生产工艺流程图
图2-1生产工艺流程图
2.2.2工艺流程图简述
（1）配料：
按配方准确称取所需的各种主要原料。
（甲基丙烯酸甲酯、乳化剂、氯化铜、助剂等）。
（2）溶解：
在溶解釜内真空抽入定量的水，将称取好的乳化剂或助剂抽入釜中溶解。
（3）乳化：
在乳化釜中真空吸入乳化剂，去离子水。
搅拌下再吸入配好的甲基丙烯酸甲酯原料，常温、常压下进行搅拌乳化50-60分钟。
（4）升温:
在接枝反应釜中开启搅拌，真空吸入去离子水、水性聚氨酯乳化液和氯化铜水溶液，然后自开启冷凝器在常压排空状态下，打开反应釜夹套蒸汽阀进行加热，到70℃-75℃时开始滴加乳化料。
（5）接枝反应：
当釜内温度升到70℃-75℃时，开启冷凝器冷却水，乳化料滴加时间为90-100分钟，控制反应温度为70-75℃，乳化料滴加结束后再恒温反应90-100分钟。
（6）保温：
恒温反应结束后，继续蒸汽加热提高釜内温度到80℃-85℃让其反应完全熟化，时间50分钟。
（7）降温：
保温结束后，关闭冷凝器冷却水，打开反应釜夹套冷却水降温到50℃以下。
（8）半成品：
釜内温度降到40℃-45℃以下，用120目尼龙网过滤后，真空吸料至调配釜或包装桶内备用。
（9）调配：
根据客户需求将上述的产品真空吸入调配釜中添加适当的助剂和水搅拌后过滤出料。
2.3原生产工艺存在问题分析
2.3.1危险、有害因素
2.3.1.1具有爆炸性、可燃性的危险化学品危险类别及数据来源
本项目原生产过程中仅涉及危险化学品是甲基丙烯酸甲酯，它具有易燃、易爆、有毒等危险特性。
危害特性及控制指标见表2-1:
表2-1危险化学品的危害特性表
材料名称
危规号
火灾危险性
沸点
（℃）
闪点
引燃温度（℃））
爆炸极限（V%）
毒物危害程度分级
危险因素
下限
上限
甲基丙烯酸甲酯
32149
甲类
101
10
435
2.12
12.5
III
易燃、易爆、毒性
注：
数据来源
危规号—《危险化学品名录》（2015版）
火灾危险性分类—《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
物性数据—《化工工艺设计手册《》（第四版）
毒性程度—《职业性接触毒物危害程度分级》GBZ230-2010，职业性接触毒物危害程度分级分为极度危害（I|）﹑高度危害（II）﹑中度危害（III）、轻度危害（IV和轻微危害（V）五级
物质危险、有害因数分析小结：
（1）根据《危险化学品名录》（2002），本项目涉及的危险化学品甲基丙烯酸甲酯为3.2类中闪点易燃液体。
（2）根据《压力容器中化学物质毒性危害和爆炸危险程度分类》（HG20600-2000）本产品工艺中涉及的甲基丙烯酸甲酯属于爆炸危险物质
2.3.1.2生产工艺主要危害、有害因素分析
（1）主要使用的物料是甲基丙烯酸甲酯，一旦发生泄漏，或者液体挥发，其蒸汽与空气形成爆炸性混合物，遇明火，高热，静电等能引起燃烧后爆炸。
（2）易燃物料取料主要是通过真空吸料送釜中，操作过程中如操作失误造成釜内物料泄漏，遇明火，电火花等可能发生火灾爆炸事故。
（3）在抽原料操作过程中如工作人员未戴劳动防护用品或者佩戴不当，使得物料与人员接触或吸入，引起中毒现象。
（4）接枝反应为放热反应，若冷冻水中断或水温度过高，突然停电，反应过程中热量不能及时移出，随物料温度上升，导致釜内压力升高，进而引发反应器爆炸，对人员产生危害。
（5）若反应釜或易燃液体输送管道无妨静电接地装置失效，可因静电放电引起火灾、爆炸事故。
（6）蒸汽与冷却水相互切换时，易引起水击现象，易导致设备，管道的损坏，甚至造成严重的后果。
（7）如果纺织助剂车间甲类区域为爆炸危险环境，电气设备不妨爆可能产生电火花，发生火灾、爆炸事故。
（8）维修，检查工作中若不严格按照进设备作业的安全规定进行作业，在检修前未清洗、置换或容器内残留有毒蒸气，氧含量不符合要求时，会引起中毒或缺氧窒息事故
2.3.1.3主要设备危险、有害因素分析
（1）反应釜
本项目生产装置使用的反应釜由搅拌容器传热元件、夹套结构组成测量仪器失灵会导致反应釜超温使用，温差应力与内压力叠加、剧烈反应等都会导致反应釜的损坏，降低使用寿命：
导致重大事故的发生。
反应釜的搅拌装置故障或损坏会导致火灾爆炸事故的发生。
（2）冷凝器（换热器）
冷凝器会因设计不合理、制造缺陷、材料选择不当、腐蚀严重、违章作业、操作失误和维保养不善导致结垢管束失控、严重泄漏、中毒、爆炸等事故。
冷凝器因腐蚀或配件损失，还可能使循环水进入反应系统或，导致事故的发生。
（3）管道
发生管道破裂、爆炸事故，不仅会影响管道的正常运行，而且还会使整个系统发生连锁反应，使事故迅速蔓延和扩大，毁坏设备，厂房和建筑物，特别是当管内介质为有毒时，对人的生命威胁更大。
本项目设备均使用多年，部分设备传热速度慢，搪瓷损伤有特更新。
综合以上各项因素分析，对纺织助剂的胶联剂进行技术改造很有必要。
第三章技术改造方案
3.1产品名称及生产规模
3.1.1产品名称
本项目的产品名称统称胶联剂，主要纺织厂、涂料厂、造纸厂、皮革厂、军备生产厂。
但是不同的行业对产品的名称有不同的称号和型号。
在销售时根据行业的不同以及客户的需求确定具体的名称和型号。
3.1.2产品生产规模
根据企业生产现状和市场分析，近几年纺织业不景气，工厂原有的产品在质量和性能上已经不适应市场需求了，缺乏竞争力，销量在萎缩。
通过技术改进产品的应用领域得到了扩展，涵盖了纺织、涂料、造纸、皮革等行业。
生产规模保持原先的生产规模。
技改项目实施前：
胶联剂产能1000吨/年。
技改项目实施后：
3.2产品生产工艺技术
3.2.1技改前工艺技术
胶联剂由甲基丙烯酸甲酯与聚氨酯乳液进行接枝反应成半成品，然后加不同的助剂进行调配得到不同性能用途的成品。
反应式如下：
丙烯酸接技改性聚氨酯乳液
从反应方程可看出，常压接枝反应中使用的甲基丙烯酸甲酯是低闪点的易燃液体、易产生安全隐患。
3.2.2技改后的工艺技术
由HDI三聚体和聚酯多元醇或聚醚多元醇引入亲水性的羟基磺酸钠在常压下反应，反应温度也是70-75℃，反应到终点后加入去离子水来溶解成水乳液。
反应过程比较温和，不产生大量的热量。
整个工艺中不使用危化品。
反应方式如下：
工艺流程图如下所示
真空吸入
真空吸入
3.2.3工艺流程简述
按配方准确称取所需的各种原料（HD三聚体、聚酯（醚）多元醇、羟基磺酸钠、助剂等）。
（2）投料：
常温常压下将HDI三聚体真空吸入到乳化釜中，将配好的聚酯（醚）多元醇和羟基磺酸钠用真空吸入到予聚釜中。
（3）合成反应：
先开启予聚釜的排空阀，然后再开启蒸汽阀进行蒸汽加热。
当釜内温度达到60℃时关闭蒸汽，当温度恒定在70-75 ℃条件下，滴加HDI三聚体，滴加时间3小时。
（4）保温：
合成反应结束后，继续蒸汽加热提高釜内温度到80-85 ℃，让其反应完整熟化时间50分钟。
（5）乳化：
保温结束后，夹套进水冷却。
冷却至50℃真空吸入去离子水进行分散乳化。
（6）半成品：
釜内温度降到40-45℃，用120目尼龙网过滤后，真空吸料至调配釜或备用桶中备用。
（7）调配：
根据客户需求将上述的产品加入适当的助剂和去离子水进行调配，最后检验合格后进行成品包装。
3.3产品生产主要设备
本项目利用原有生产厂房和设备，其中原有的二套接枝釜主体设备不作变动，用于技改后的合成釜。
更新测温议和调速变频器等配套的辅助仪器。
本项目按照先进、可靠、经济合理的原则淘汰二只1000立升，二只2000立升和一只3000立升搪瓷反应釜，分别换成1000、2000和3000立升的不锈钢反应釜。
新增1000立升、3000立升、5000立升三只不锈钢反应釜，用于成品调配用，实际专釜专用。
避免换釜产生的清洗废水，确保无废水排放。
本项目主要装置（设备）和主要特种设备见表3-1：
表3-1主要设施、设备、装置一览表
编
号
设备
位号
名称
规格
型号
材质
数量
（台/套）
设计参数
操作参数
内部物料
主要安全
附件
是否为新购设备
温度℃
压力MPa
1000t/a纺织助剂
1
R1101A
溶解釜
900L
不锈钢
常温
常压
抽料：
-0.098
操作：
乳化剂/助剂、水
温度计、压力表
否
2
R1101B-C
1000L
搪瓷
3
R1102A-B
乳化釜
MDI三聚体
温度计
4
R1103A-B
合成釜
（原接枝釜）
2000L
100
70-75
80-85
聚酯（醚）多元醇
温度计压力表
5
R1104A
调配釜
3000L
胶联剂、助剂、水
6
R1104B
搪瓷更换不锈钢
7
R1104C
胶联助剂、助剂、水
8
R1104D
纺织助剂、助剂、水
9
R1104E
R1105A/B
增稠釜
500L
11
R1106
成品釜
胶联助剂
12
V1101A-B
高位槽
200L
PP
催化剂
13
备用高位槽
14
E1101A-C
备用冷凝器
5㎡
80
＜60
排空用
15
E1102A-B
冷凝器
8㎡
16
3㎡
17
P1101A-B
真空泵
水冷式ZBA-2
铸铁
真空表
18
X1101
过滤器
120目尼龙网
胶联剂
19
X1101A-B
高速分散机
FL11
20
电动葫芦
0.5t
组合件
超载限制器、安全爪
21
锅炉
LCS1.0-0.8-AII
180
0.7
160
0.6
水、蒸汽
温度计、压力表、安全阀、液位计、排污阀、水位报警器等
表3-2本项目拟新增加设备一览表
主要
R1104F
胶联剂、水
R1104G
R1104H
5000L
表3-3本项目更换辅助设备一览表
编号
设备名称
规格型号
数量（只）
备注
摆线针轮减速机
BLB3-13-5.5
铁
更换
BLD22-23-7.5
智能温控仪
0-150℃
3.4主要原辅材料消耗和产品产量
3.4.1主要原辅材料
技改项目生产过程中使用的主要原辅材料见表3-3
表3-3主要原辅材料表
序号
物料名称
年消耗量吨
最大贮存量吨
贮存方式
CAS
水灾危险类别
储存位量
聚酯多元醇
工业级
300
200公斤镀锌桶
—
丙类
丙类仓库
羟基磺酸钠
50
HDI三聚体
220公斤镀锌桶
乳化剂
40
增调剂
50公斤/125公斤塑料桶
3.4.2主要产品年产量
技改项目生产的产品是先合成半成品，然后添加不同的助剂形成不同用途的胶联剂，分别用于纺织品涂层胶，水性涂料树脂，水性油墨粘结剂、皮革浆料。
主要产品产量估算见表3-4
表3-4主要产品产量表
年产量吨
纺织涂层胶
250
50公斤/125公斤桶
水性涂料树脂
350
油墨粘结剂
150
水性皮革浆料
合计
1000
3.5工程建设方案
3.5.1土建工程
本技改项目均利用原有的建筑，面积为2000㎡，无新增土建工程。
利用原有建筑情况见表3-5、表3-6.
表3-5项目利用原有建筑一览表
建筑名称
建筑面积（㎡）
层数
建筑结构
工艺生产
生产车间
440
一层
砖混
新购量反应釜拟布置在该车间
原料库房
600
成品库房
500
表3-6公用工程一览表
配电房
锅炉房
60
化验室
3.5.2公用及辅助工程
公用工程利用现有的设施，不作变动，具体有如下工程设施
（1）给排水
本厂现有生产、生活用水由济川街道自来水厂供给，通过厂区西侧的一根DN150的输水干管送入，供水量为400m3/h，水压0.6mpa,引入厂区，厂区消防水系统及循环冷却水流入1000m3的水池内，作为备用消防水源。
助剂车间年消耗水3000吨。
现有供水量满足要求。
清洁下水和生活污水排放量：
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