年产4000吨合成胶乳装置项目研究建议书.docx
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年产4000吨合成胶乳装置项目研究建议书
年产4000吨合成胶乳装置项目建议书
编制：
山东省泰安市丰光有限公司
第一张总论
1.建设项目的目的及市场需求
2.生产设计规模
3.建厂条件和地址
4.技术特点
5.主要技术问题的解决
第二章工艺设计
1.原料、辅助材料、产品的主要技术指标、包装及运输
2.公用工程规格
3.公用工程规格
4.原材料、动力消耗量
5.劳动定员
6.安全技术特性
7.三废处理意见
8.经济效益预测
第三章工程投资概算、项目建设周期
1.定行设备
2.非标设备
3.水暖、电器、管、阀设备
4.分析化验设备
5.土建
6.运输槽车
7.设计安装费用
8.流资
9.项目建设周期
第一章总论
一、建设项目的目的及市场需求
合成胶乳发展至今，已有几十年的历史，由于它所具备的优点，目前已广泛地应用于国民经济的各个领域，消耗量逐年增加。
主要用于：
造纸、地毯、胶乳海绵、轮胎帘线浸渍、印染粘合剂和水泥、沥青的掺合等。
现在国内已有数家公司在生产合成胶乳，总生产能力达60000吨/年，产品以造纸、地毯用的丁苯系列胶乳为主。
此外还有特殊用途的轮胎帘线浸渍胶乳、氯丁和丁腈胶乳。
虽然胶乳的生产能力不小，但是仍然有不少新用途的胶乳尚待开发……
本项目是建设一套年产4000吨合成胶乳的生产装置。
本装置的特点是可以生产多种牌号的合成胶乳。
本生产装置主要介绍轮胎帘线
丁吡胶乳、丁苯胶乳主要用于轮胎帘子布、输送带帆布及所有工业帘子布的浸渍。
随着我国国民经济的快速增长和国民收入的提高，汽车工业得到不断地飞速发展，已带动我国的帘子布行业得以快速发展。
从八十年代我国从日本引进年产2.6万吨尼龙66帘子布现代化装置，八十年代末宁波慈溪投资新上3万吨尼龙帘子布装置到现在我国的帘子布生产企业已达到50余家，其中仅山东省大小20余家，年产各种规格帘子布30多万吨，年用丁吡胶乳、丁苯胶乳4--5万吨.
八十、九十年代我国帘子布浸渍胶乳--丁吡胶乳、丁苯胶乳主要从日本、法国进口，我国自九十年代出开始研发。
1994年我国研制生产出丁苯胶乳（我公司工程师参与了中试）。
1999年我公司在科研单位的指导下、在中国神马实业股份有限公司的大力配合和支持下直接研发生产出--丁吡胶乳，并填补了国内空白，2002年丁吡胶乳被列为国家重点新产品。
目前我国已有大小8家企业生产，年生产能力约3.万吨。
丁吡胶乳、丁苯胶乳产品技术成熟，市场发展潜力大，是一个稳定发展、永恒的产业。
目前山东帘子布生产企业有20余家、其下游轮胎制造业、输送带业和造纸业众多，选址山东建厂生产“丁吡胶乳、丁苯胶乳”，不仅节约运输成本，增加收益，而且可辐射江苏和浙江市场销售。
二、生产设计规模（一期）
设计生产能力：
4000吨∕年（湿基）
产品名称：
帘子布浸渍用“丁吡胶乳、丁苯胶乳”
设计特点：
本装置可以生产多种牌号的合成胶乳。
三、建厂条件和地址
要求有方便的水、电、蒸汽供应，最好有氮气供应。
因原料丁二烯、苯乙烯等属易燃易爆物质，所以本装置属甲类防火，Q—2级防爆装置，并应通风良好。
所以要求厂区有一定的防火距离（方圆50M）。
厂址：
宁阳（待定）。
四、技术特点
本设计采用国内首次开发的低皂高温乳液聚合成套技术，项目工艺合理，技术成熟先进，三废量极少且有成熟的工业处理方法，产品各项技术指标与国外同类产品相当，多年来已广泛被神马帘子布股份有限公司、宁波锦纶股份有限公司等国内众多用户使用。
本设计生产装置有如下特点;
1.皂用量低。
2.反应速度快17—19小时即可完成聚合。
3.单体最终转化率高达98%以上。
4.采用间歇聚合操作方式，有利于控制反映温度，避免高温失控爆聚的发生，使成品胶乳的纳米粒径均匀，便于对产品质量进行控制和调节。
五、主要技术问题的确定
1.年操作时数7200小时
聚合周期17-19小时
脱气周期3-4小时
三班连续生产。
2.按车间为单元组织生产，丁二烯、苯乙烯设罐储存，其它单体、助剂及固体原料储存量为一个月。
成品储存量为20天左右（包括储罐及包装桶储存）。
4.聚合反应单体总转化率98%以上。
反应温度45±2℃。
反应压力3.5—6.5㎏∕C㎡.
六、主要设备及规格
聚合釜材质不锈钢容积6M3一台
丁二烯贮罐材质碳钢容积30M3两台
脱气釜材质碳钢容积10M320M3各一台
第二章工艺设计
一、原料、辅助材料、产品的主要技术规格
1、原料
（1）丁二烯（Bb）工业品聚合级
结构式：
CH2=CH-CH=CH2
分子式：
C4H6
分子量：
54.09
技术要求
指标名称
单位
指标
纯度（V%）≥
二甲基甲酰胺≤
乙腈
水分≤
乙烯基乙炔≤
总炔烃≤
阻聚剂≤
%
PPm
体积PPm
体积PPm
PPm
PPm
PPm
.99
3
检不出
25
50
100
20
（2）苯乙烯（St）工业品聚合级
分子式：
C8H8
分子量：
104.15
性能：
比重25/200C0.9030-0.9053
折光率：
1.5434-1.5440
项目
指标
外观
色度号≤
二乙烯基苯%≤
聚合物PPm≤
苯甲醛%≤
芳烃总杂质%≤
纯度≤
TBCPPm≤
无色透明，无机械杂质和游离水份
15
0.003
10
0.02
0.5
99.5
50
2、辅助材料
（1）歧化松香酸钾皂（K-RoSiV）工业品，乳化剂，主要成分为脱氢松香酸钾，
分子式：
C20H27O2K
分子量：
M=338.5
本品外观为膏状，浓度50%，不皂化物9-13%，稀释为15%水溶液后性质如下：
指标名称
指标
外观
PH值（250C）
浊点
脱氢松香酸钾
松香酸钾
淡琥珀色、无杂质
9.2-9.8
350C以下
>7.2%（Wt）
<0.1（Wt）
（2）脂肪酸皂（FADK）工业品乳化剂
分子式：
RCOOK（C12-C18）
本品质量符合如下技术条件
指标名称
指标
脂肪酸皂含量%（Wt）
游离碱含量%（Wt）
比重
碘值
20-25
0.1-0.18
1.010
8+-1
（3）匀染剂OP（乳化剂OP-10）
本品为聚合乳液的助乳化剂，并可用于配制防老剂乳液。
其质量指标应与西德拜加企业标准相似。
分子式：
C34H62O11
外观：
乳黄及浅棕色膏状物
技术要求：
指标名称
指标
上海助剂厂
天津助剂厂
浊点0C
75-8.5
≥75
乳化力
不低于西德拜加企业标准
PH
6-86-8
（4）刁白块（学名：
甲醛次硫酸氢钠）工业名
的指标。
分子式：
NaHSO2*CH202H2O
分子量：
154.12
外观：
白色块状物
技术要求：
指标名称
指标
甲醛次硫酸钠%
水中不溶物含量%
铁含量%
重金属（以Pb计）%
≥98
≤0.1
≤0.01
≤0.01
（5）乙二胺四乙酸四钠盐（EDTA-Na4）工业品
本品为聚合反应的络合剂，质量符合甘肃省企业标准分子式：
C10N2O8H12Na42H2O
分子量：
372.23
外观：
白色结晶粉末
技术条件：
指标名称
指标
加热减量%
CaCO3mg/g
络合力
Fe2O3mg/g
干品纯度%
≤10
260.6
208.2
≥97.0
（6）乙二胺四乙酸铁钠盐（EDTA-FeNa）工业品
本品为聚合反应的活化剂。
曲阜市有机化工厂生产（标准分子式：
C10H13N2O8NaFe
技术条件：
指标名称
指标
PH（5%水溶液）
5%水溶液
干燥减量
纯度（干燥体EDTA）%
铁（干燥体）%
4-5
透明
≤10.0
78.0-79.0
15.0-15.5
（7）扩散剂（Demol）萘磺酸钠甲醛缩合物
（8）叔+二碳硫醇（TMD）工业品
分子量调节剂
本品国内无生产，从日本、法国等引进。
质量符合以下规定：
分子式：
Tert——C12H25SH
分子量：
202.4
技术要求：
项目
单位
规格
外观
色相
硫含量
纯度
比重
折光指数
-
APHA
%
%
u20
无色透明液体
<30
15.4-15.6
97.3-98.5
0.860-0.865
1.460-1.465
（9）氯化钾（KCL）化学试剂，电解质，因工业品中Na含量较高，对成品胶乳质量影响较大。
建议生产中采用化学试剂，质量应符合GB646-77标准。
分子式：
KCL
分子量：
74.55
技术要求：
指标项目
指标
纯度%
水浓液反应
澄清度试验
水不浓物%
钠盐（以Na计）
镁盐%（以Mg计）
钙盐%（以Ca计）
>99.5
合格
合格
<0.02
<0.1
<0.02
<0.05
（10）尿素（u）工业品
在聚合中加入本品，可提高成品胶乳的粘合力，其质量示性式：
H2NCONH2
分子量：
60.06
技术要求：
指标名称
指标
总N含量（湿基）%
缩二尿含量%
水份%
游离氨（NH3）%
铁（以Fe2O3计）%
水不溶物%
粒度0.8-2.5m%
≥46.2
≤1.0
≤0.5
≤0.015
≤0.002
≤0.02
≤90
（11）过氧化氢二异丙苯（DIP）工业品
引发剂
技术要求：
指标名称
指标
含量%（Wt）
比重
折光指数
PH值200C
外观
>50
0.935-0.960
1.4880-1.5100
4.0
无色或淡黄色、无机械杂质液体
注：
该指标符合兰化橡胶厂指标。
分子式：
C12H18O2
分子量：
194.2
结构式：
（12）氢氧化钾（KOH）工业品，PH值调节剂
本品在聚合中，调节水相PH值；在成品胶乳中，调节成品PH值。
该指标为固碱指标。
分子式：
KOH
分子量：
56.01
技术条件：
项目
指标
氢氧化钾含量%
碳酸钾%
氯化物%
铁含量%
碳酸盐%
≥92.0
≤3.0
≤1.5
≤0.05
≤0.05
（13）消泡剂工业品
a、消泡剂（AF）液工业品纯度>99%
山东师范大学化工厂生产，本品为中性，溶于水。
b、消泡剂（DEF）淡白色固体工业品
兰化橡胶厂生产，溶于水，中性。
（14）防老剂
a、防老剂SP本品加入胶乳成品中，提高抗老化性能。
无色或淡黄色透明液体。
溶于水，中性。
b、防老剂264（学名2*6一二叔丁基-4-甲基苯酚）工业品
结构式：
分子式C15H24O比重：
1.0841
分子量：
220.36熔点：
700C
外观：
白色晶体可燃，遇光后变黄，并逐渐加深。
（15）氢氧化钠（NaOH）工业品，纯度>96%
（16）过硫酸钾（K2S2O8）化学试剂纯度>99%
（17）保险粉（连二亚硫酸钠）工业品纯度>90%
（18）福美钠（学名二甲基二硫代氨基甲酸钠）工业品终止剂
（19）分子式：
（CH3）2NCS2N2
分子量：
143.22
技术要求：
指标名称
指标
外观
福美钠含量%
PH值
机械杂质%
桔黄色或草绿色透明水溶液
≥20
9-11
≤0.01
.软水：
聚合工艺用软水质量应符合下列技术要求：
项目
指标
PH值
浊度
电导率-1/cm
总硬度
甲基橙碱度PPM
SiO2PPM
总铁量PPM
CODPPM
6.7-7.6
<3
<150
<10
<70
<15
<0.5
<2
3、产品质量
（1）丁苯合成胶乳质量指标
项目
单位
指标
总固含量
粘度（250CB型粘度计）
表面张力
PH值
比重（250C）
机械稳定性
化学稳定性
WT%
厘泊MPa
达因/厘米
%
Mol
40+-1
25-35
40-60
10.5-11.5
0.98-0.99
≤0.5
≤0.5
（2）、包装及运输要求
采用200Kg铁桶包装或汽车（火车）槽车包装，包装桶（或槽车）内须衬环氧树脂。
为了避免胶乳与空气接触后结膜，应尽量做到满桶（或槽车）包装，桶盖（或槽车盖）密封要严，空气不得进入。
胶乳在贮存和运输中温度应保持在5-400C之间，不容许阳光曝晒。
二、公用工程规格
（1）、软水
（2）、循环软水
用于聚合釜、脱气釜的加热及冷却。
其质量应符合下列要求：
总硬度：
<0.02mg*N/1（以CaCO3计）
酚酞碱度：
<1.0mg*N/1
分析方法见（80）国环办第77号文件。
（3）、循环冷却水（XS）
送入温度：
正常≤280C最高320C
回水温度：
聚合釜冷却水出口温度350C-450C，其他小于440C。
送入压力：
49.04*104Pa（5公斤/厘米2）（绝）
回水压力：
29.42*104Pa（3公斤/厘米2）（绝）
污垢系数：
水须经处理，保证在800C的条件下小于0.0006平方米时度/千卡。
PH值：
7-8.5
（4）、深水井（LS）
送入温度：
≤180C
温升：
50C
送入压力：
39.23*104Pa（4公斤/厘米2）（绝）
回水压力：
19.61*104Pa（2公斤/厘米2）（绝）
（5）、电
电压：
动力用380伏三相50赫
照明用220伏二相50赫
（安全照明24伏）
控制回路：
220伏
仪表：
24伏
（6）、蒸汽
进入压力：
低压58.84*104Pa（6公斤/厘米2）（绝）
中压107.38*104Pa（10公斤/厘米2）（绝）
（7）、氮气（D）
供给压力：
>58.04*104Pa（>5公斤/厘米2）
供给温度：
400C以下
纯度：
99.99%露点：
-400C
最高露点：
-150C无灰，无油
含氧量：
<20PPm
（8）、空气（仪表）
进装置压力：
58.84*104Pa（5公斤/厘米2）（表）
供给温度：
400C以下，最高露点-400C，无灰，无油
（9）、气象：
简
三、工艺流程简述：
流程份为四个工序：
水相和油相配置、聚合、脱气和调制、胶乳混批合成品包装。
全流程为间歇操作。
（1）、水相配制
水相组成及加料程序：
软水→脂肪酸皂→歧化松香酸皂→OP→扩散剂→EDTA（4Na）→EDTA（FeNa）→KCL→NaOH→刁白块
（2）、油相配制
加料顺序：
苯乙烯→丁二烯
（3）、聚合工序
水相→硫醇→保险粉→油相→引发剂
（4）、脱气和调制工序
胶乳→消泡剂→防老剂→混批包装
（5）、附流程方图：
四、原材料动力消耗量：
（1）、原材料消耗表
序号
物料名称
吨胶乳消耗（Kg）
年4000吨胶乳消耗（吨）
设计值
实际值
设计值
实际值
1
丁二烯
288.77
346.52
1155.08
1386.08
2
苯乙烯
110.50
132.60
442
530.4
3
歧化松香算钾皂
35.55
49.77
142.2
199.08
4
扩散剂
5.80
8.12
23.2
32.48
5
EDT（4Na）
0.125
0.175
0.5
0.7
6
EDT（FeNa）
0.104
0.146
0.416
0.584
7
氯化钾
2.175
3.045
8.7
12.18
8
NaOH
0.813
1.138
3.252
4.552
9
雕白块
0.85
1.19
3.4
4.76
10
尿素
3.15
4.41
12.6
17.64
11
硫醇
0.815
1.141
3.26
4.564
12
保险粉
0.14
0.196
0.56
0.784
13
过氧化氢二异丙苯
2.50
3.50
10
14
14
消泡剂
0.375
0.525
1.5
2.1
15
防老剂
1.875
2.625
7.5
10.5
16
乳化剂OP-10
0.75
1.05
3
4.2
17
脂肪酸
2.00
2.80
8
11.2
18
合计
456.292
558.951
1825.168
2235.804
备注
理论值为物料平衡结果，实际值考虑配料、输送、分析、取样等损失（单体损失以2%计，其他物料损失以4%计）。
（2）、电力消耗表：
序号
设备位号
设备名称
电动机
平均吨（日）耗电度（时）
台
容量（千瓦）
1
P-04
A液油相泵
1
2.2
0.5
2
P-06
B液水相泵
1
1.5
0.5
3
P-05
热水泵
1
7.5
2
4
P-02
苯乙烯泵
1
1.5
0.5
5
P-01
丁二烯泵
1
7.5
0.5
6
C-02
空压机
1
5.5
3
7
P-03
软水泵
1
2.2
0.5
8
P-08
盐水泵
1
2.2
1
9
P-07
压力泵
1
7.5
0.5
10
M-01
胶体磨
1
500W
1.00
11
井
潜水泵
1
2.2
5
12
污
潜水泵
1
2.2
5
13
W-01206
轴流风机
6
600W
6
14
R01
反应搅拌器
1
11
6
15
A液槽
搅拌器
1
5.5
1
16
R液槽
搅拌器
1
5.5
1
17
终止槽
搅拌器
1
3.5
2
18
振动筛
振动器
1
2.2
2
19
控制室
调速器
1
200W
6
20
C-02
真空泵
1
5.5
2
21
贮槽
搅拌器
1
3.5
1
22
照明用电
20
100W
2
23
其他
2000W
2
24
合成
耗电量
（3）、工业用水消耗量分项表：
设备位号
设备名称
流量米3/小时
吨胶乳消耗水量（吨）
备注
1
真空泵
2.16
冷却气缸用
2
聚合釜加热冷却水
10-25
60
3
高压水泵
12
1.01
清洗釜用
4
冲洗地面
10
5
振动器
1
清洗用
6
其他
2
7
合计
73.47
（4）、蒸汽消耗
每吨胶乳耗蒸汽约2吨。
（5）、氮气
每吨胶乳耗氮气约2瓶。
五、劳动定员：
车间主任2人技术员2人
机电人员2人工艺操作8人
化验员3人锅炉人员3人
机动人员2人门卫2人
管理人员8人合计32人
附：
公用工程消耗表
序号
项目
单位
4000吨胶乳用量
吨胶乳用量
1
工业水
吨
293880
73.47
2
软水
a．工艺用水
b．洗涤水
吨
7200
1.80
3
电
度
160
4
蒸汽
吨
1.05
5
压缩空气
米3
20
6
氮气
标准
2瓶
六、安全技术特性
1、车间安全等级
本装置使用的原料丁二烯、苯乙烯等为易燃易爆物质。
本装置属甲类防火Q-2级防爆车间。
厂房和建筑物除满足此要求外，还应通风良好。
所有废气集中于废气烟筒排放。
2、原料安全特性（见原料简介）。
3、聚合和脱气工序的安全措施（见操作规程）。
七、三废处理意见
胶乳生产中，丁二烯，苯乙烯的转化率均在98%以上，因此生产中排除的三废量较少。
1、废水：
废水主要来源于清釜、冲地，总水量按每吨千胶计约4立方米，最大不超过15立方米，这部分废水，可送污水池絮凝、生化处理。
2、废渣：
生产过程中每吨约有6公斤/吨千胶废渣产生，另一部分为清釜千胶，可堆在一起焚烧或掩
埋处理。
3、废气：
本装置单体转化率为98%。
故少量废气可集中高空排放。
八、经济效益预测
（1）、生产成本
在胶乳的生产成本中，原材料所占比例较高，故成本受原料价格影响很明显。
本设计计算成本的价格条件是：
一九九四年六月底以前所用原材料价格（按进厂价）供参考。
丁苯吡合成胶乳成本价格
A．原材料
序号
项目
单价（元/吨）
总价
元/吨
成本
（吨胶用）
元/吨
购进价
运杂
1
丁二烯
16000
500
16500
4620
2
苯乙烯
10500
400
10900
1308
3
钾皂
13000
300
13300
174.20
4
扩散剂
8600
800
9400
31.90
5
EDT（4Na）
35000
200
35200
4.40
6
EDT（FeNa）
38000
200
38200
5.74
7
氯化钾
17000
200
17200
37.41
8
NaOH
7800
100
7900
9.84
9
刁白块
8800
200
9000
7.65
10
尿素
2000
50
2050
6.46
11
硫醇
23000
600
23600
11.08
12
保险粉
8300
300
8600
1.20
13
引发剂
26000
600
26600
66.50
14
消泡剂
16380
500
16880
6.33
15
防老剂
16000
500
16500
30.94
16
OP-10
26000
500
26500
19.88
17
脂肪酸
74000
300
7700
15.40
小计
6356.93
B．公用工程费
序号
项目
单价（元/吨）
总价
元/吨
成本
元/吨
购进价
运杂
18
工业水
0.50
36.74
19
软水
1.00
1.80
20
电
0.40
64.00
21
蒸汽
8.00
8.40
22
压缩空气
7.1元/100m
1.42
23
氮气
15元/瓶
30.00
24
废水处理
0.2元/瓶
2.00
小计
144.36
C．人工费（总32人按400吨/月产计算）
25
工资
平均2000元/月人
160.00
26
附加费
月工资14%
22.40
27
补贴
月工资14%
22.40
28
奖金
月工资20%
32.00
小计
236.80
D.车间经费
29
折旧费
按10年总投资折旧
（固定235万元）
235.00
30
维修费
按车间投资6%计
（车间投资150万）
90.00
31
车间其他
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