150km3a環(huán)氧氯丙烷皂化廢漿綜合利用新工藝初步設(shè)計(jì)

目錄畢業(yè)設(shè)計(jì) 1前言 3第一章設(shè)計(jì)背景 41.1環(huán)氧氯丙烷概述 41.1.1環(huán)氧氯丙烷的性質(zhì) 41.1.2環(huán)氧氯丙烷的應(yīng)用 41.2環(huán)氧氯丙烷的發(fā)展前景 61.3產(chǎn)品主要應(yīng)用與市場調(diào)查 81.3.1輕質(zhì)碳酸鈣 81.3.2氫氧化鎂 11第二章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 132.1實(shí)驗(yàn)原理 132.1.1浸取反應(yīng) 132.1.2碳化反應(yīng) 142.2實(shí)驗(yàn)藥品及儀器設(shè)備 142.2.1實(shí)驗(yàn)藥品 142.2.2儀器設(shè)備 142.3實(shí)驗(yàn)過程 142.4實(shí)驗(yàn)圖片展示 15第三章工藝流程及設(shè)備圖 163.1環(huán)氧氯丙烷皂化廢漿工藝流程 163.2碳化釜內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 173.3平面布置圖 18第四章工藝計(jì)算 214.1技術(shù)指標(biāo) 214.2物料衡算 214.2.1浸取與碳化反應(yīng)過程的物料衡算 22第五章設(shè)計(jì)總結(jié) 25參考文獻(xiàn) 27

前言環(huán)氧氯丙烷是一種重要的有機(jī)化工原料和精細(xì)化工產(chǎn)品，用途十分廣泛，主要用于制備環(huán)氧樹脂、硝化甘油炸彈、電絕緣品、表面活性劑、醫(yī)藥、農(nóng)藥、離子交換樹脂、增塑劑、縮水甘油衍生物、氯醇橡膠等多種產(chǎn)品，用作纖維素酯、樹脂、纖維素醚的溶劑，用于生產(chǎn)化學(xué)穩(wěn)定劑，化工染料和水處理劑等。丙烯高溫氯化法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷(ECH)

工藝成熟、操作穩(wěn)定、靈活度高，但是存在“皂化廢漿”排放量巨大等缺點(diǎn)。因此，國家已不再審批新建丙烯法裝置，2013年《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011年本)》修正版已將皂化法環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)裝置列入限制類項(xiàng)目。ECH廢漿液主要含有大量氯化鈣、適量氫氧化鈣，少量碳酸鈣、氧化鐵、氧化鋁、氧化硅等，以及微量氯烷或氯醇等有機(jī)物，成分復(fù)雜，白度不高，呈強(qiáng)堿性，通常經(jīng)固液分離為固體廢渣和廢液，廢渣付費(fèi)處理，廢液部分循環(huán)、部分排入廢井，對(duì)環(huán)境危害較大。

環(huán)氧氯丙烷皂化廢漿綜合利用新技術(shù)不是很復(fù)雜，投資不大，除了廢漿和二氧化碳之外，氯化銨循環(huán)利用就可以將強(qiáng)堿性有害廢漿資源化、無害化、減量化、低碳化，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，并將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。殘液屬于含鹽量低、有機(jī)物微量的廢水，采用二級(jí)生化處理即可達(dá)標(biāo)排放，也可循環(huán)用于配制氫氧化鈣漿液，由于不含氯化鈣，將有利于皂化反應(yīng)的化學(xué)平衡，從而減少皂化過程氫氧化鈣的用量;由于去掉了現(xiàn)有工藝中的壓濾脫水環(huán)節(jié)，進(jìn)一步降低了環(huán)氧氯丙烷的生產(chǎn)成本。第一章設(shè)計(jì)背景1.1環(huán)氧氯丙烷概述環(huán)氧氯丙烷，別名表氯醇，簡寫為ECH，化學(xué)名稱為1-氯-2，3-環(huán)氧丙烷，分子式C3H5OC1,分子量為92.5，分子結(jié)構(gòu)中具有不對(duì)稱碳原子。環(huán)氧氯丙烷是一種有機(jī)化合物，主要用途是用于制環(huán)氧樹脂，也是一種含氧物質(zhì)的穩(wěn)定劑和化學(xué)中間體，環(huán)氧基及苯氧基樹脂之主要原料;制造甘油;熟化丙烯基橡膠;纖維素酯及醚之溶劑;紙業(yè)之高濕強(qiáng)度樹脂。有毒，屬于中等毒性，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明有潛在致癌作用，應(yīng)避免長期接觸。1.1.1環(huán)氧氯丙烷的性質(zhì)環(huán)氧氯丙烷是無色液體，有似氯仿氣味，易揮發(fā)，不穩(wěn)定。能與乙醇、乙醚、氯仿、三氯乙烯和四氯化碳等混溶，不溶于水，不能與石油烴混溶。相對(duì)密度(d204)1.1812，熔點(diǎn)-57.2℃，沸點(diǎn)117.9℃，折光率(n25D)1.43585，閃點(diǎn)(開杯)40℃，易燃，中等毒，半數(shù)致死量(大鼠，經(jīng)口)90~210mG/kG。有麻醉性。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明有潛在致癌作用。1.1.2環(huán)氧氯丙烷的應(yīng)用主要用于制備甘油、環(huán)氧樹脂、氯醇橡膠、聚醚多元醇，是生產(chǎn)甘油及縮水甘油衍生物的重要原料，用作有機(jī)溶劑，環(huán)氧氯丙烷是殺鼠劑鼠甘伏的中間體，有機(jī)合成。有機(jī)溶劑(樹脂、樹膠、纖維素酯、纖維素醚等的溶劑)。是一種重要的有機(jī)合成原料與中間體。用于生產(chǎn)環(huán)氧樹脂及用作環(huán)氧樹脂的稀釋劑。也用于制造甘油、硝化甘油炸藥、玻璃鋼、甲基丙烯酸甘油酯、氯醇橡膠、縮水甘油衍生物、表面活性劑、電絕緣制品等（1）環(huán)氧氯丙烷在環(huán)氧樹脂中的應(yīng)用環(huán)氧樹脂是環(huán)氧氯丙烷重要的下游領(lǐng)域，以它為原料制得的環(huán)氧樹脂具有粘結(jié)性強(qiáng)，耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕、收縮率低、抗沖擊強(qiáng)度高及介電性能優(yōu)異等特點(diǎn)。環(huán)氧樹脂的種類繁多，區(qū)別起見，常在環(huán)氧樹脂的前面加上不同單體的名稱。如二酚基丙烷(簡稱雙酚A)環(huán)氧樹脂(由雙酚A和環(huán)氧氯丙烷制得);甘油環(huán)氧樹脂(由甘油和環(huán)氧氯丙烷制得);丁烯環(huán)氧樹脂(由聚丁烯氧化而得);環(huán)戊二烯環(huán)氧樹脂(由二環(huán)戊二烯環(huán)氧化制得)。此外，對(duì)于同一類型的環(huán)氧樹脂，也根據(jù)它們的黏度和環(huán)氧值的不同而分成不同的牌號(hào)，因此它們的性能和用途也有所差異。目前應(yīng)用最廣泛的是雙酚A型環(huán)氧樹脂的一些牌號(hào)，通常所說的環(huán)氧樹脂就是指雙酚A型環(huán)氧樹脂。雙酚A型環(huán)氧樹脂是環(huán)氧樹脂中產(chǎn)量最大、使用最廣的一種品種，因?yàn)樗泻芨叩耐该鞫?，也是由雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在氫氧化鈉存在下反應(yīng)生成的。根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量大小，環(huán)氧樹脂可以分成各種型號(hào)。一般低相對(duì)分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂的n平均值小于2，軟化點(diǎn)低于50℃，也成為軟環(huán)氧樹脂;中等相對(duì)分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂的n值在2~5之間，軟化點(diǎn)在50~95℃之間;而n大于5的樹脂(軟化點(diǎn)在100℃以上)稱為高相對(duì)分子質(zhì)量樹脂。式中n一般在0~25之間。（2）合成甘油由ECH水解制得合成甘油廣泛用于醇酸樹脂、醫(yī)藥、煙草、食品以及炸藥等工業(yè)中。(3) 生產(chǎn)氯醇橡膠由ECH均聚或與環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷二聚、三聚生成的氯醇橡膠，兼有耐熱、耐油、耐燃、耐臭氧、耐透氣性、耐氣候老化等性能，綜合平衡性能優(yōu)于丁腈橡膠、氯丁橡膠和丁基橡膠，廣泛用于汽車工業(yè)和航天工業(yè)使用的密封材料和油路軟管的生產(chǎn)。（4）制取縮水甘油醚類產(chǎn)品由ECH和醇在催化劑作用下進(jìn)行縮合反應(yīng)，然后用氫氧化納脫氯化氫可制得縮水甘油醚類產(chǎn)品主要用做環(huán)氧樹脂的反應(yīng)性稀釋劑，可以改善和提高環(huán)氧樹脂的加工性能，使其易于澆鑄、灌封和涂刷。還可用于制備無溶劑漆及改性樹脂，用作粘接劑以及電子工業(yè)的其他產(chǎn)品。

2.5生產(chǎn)其他產(chǎn)品

此外，ECH還可用于合成硝化甘油炸藥、玻璃鋼、電絕緣品、表面活性劑、醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料、膠料、離子交換樹脂、增塑劑等多種產(chǎn)品，用作纖維樹脂、樹脂、纖維素醚的溶劑，用于生產(chǎn)化學(xué)穩(wěn)定制、化工染料和水處理劑等。1.2環(huán)氧氯丙烷的發(fā)展前景除用于制作環(huán)氧樹脂外，環(huán)氧氯丙烷還可用于合成硝化甘油炸藥、電絕緣品、表面活性劑、醫(yī)藥、農(nóng)藥、離子交換樹脂、增塑劑、(縮)水甘油衍生物、氯醇橡膠等多種產(chǎn)品。未來將大力拓展基礎(chǔ)環(huán)氧樹脂之外的應(yīng)用，如氯醇橡膠、甲基丙烯酸縮水甘油酯、特種膠黏劑以及聚環(huán)氧氯丙烷樹脂等，以縮小目前的消費(fèi)局限程度。近年來，隨著國家環(huán)保力度的加強(qiáng)，國內(nèi)化工產(chǎn)業(yè)持續(xù)疲軟，行業(yè)競爭激烈，對(duì)氯堿生產(chǎn)企業(yè)來講，以科技創(chuàng)新為支撐，大力回收生產(chǎn)過程中可以利用的能源，努力降低生產(chǎn)成本尤為重要。目前，中國約占世界環(huán)氧氯丙烷市場份額的29%。利用生物柴油副產(chǎn)物甘油為原料生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷，既能減少對(duì)石油的依賴，又能促進(jìn)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的順利發(fā)展，具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。此外，隨著我國城市化建設(shè)的加劇，工業(yè)建設(shè)的迅速發(fā)展，水資源污染問題也逐漸凸顯出來，環(huán)氧氯丙烷屬于一種有機(jī)化工原料，具備十分廣泛的應(yīng)用，但在其應(yīng)用中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成影響。因此必須要加大環(huán)氧氯丙烷高鹽有機(jī)廢水處理技術(shù)的研究，深入貫徹我國綠色、環(huán)保發(fā)展理念，全面提升環(huán)氧氯丙烷高鹽有機(jī)廢水處理的經(jīng)濟(jì)效益，通過強(qiáng)化環(huán)氧氯丙烷高鹽有機(jī)廢水處理，能夠降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，進(jìn)而提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。近年來我國環(huán)氧氯丙烷的表觀消費(fèi)量不斷增加，1995年只有2。59萬t，2000年達(dá)到6.55萬t，1955年——2000的年均增長率為20.4%

2002年達(dá)到10.35萬t，2007年增加到約35.26萬t，同比增長約34.2%,2002-2007年的年均增長率達(dá)到約27.8%.國內(nèi)產(chǎn)品的自給率也由2002年的57.97%增加到2007年的約79.13%，

目前，我國環(huán)氧氯丙烷主要用于生產(chǎn)環(huán)氧樹脂，約占總消費(fèi)量的90%，其次是生產(chǎn)合成甘油占4%，生產(chǎn)氫醇像膠占2%，其他領(lǐng)域占4%。由于國內(nèi)環(huán)氧氨丙烷消費(fèi)領(lǐng)域單一，環(huán)氧樹脂需求量的增長成為推動(dòng)環(huán)氧氯丙烷發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。目前，國?nèi)環(huán)氧樹脂需求量仍以較快的速度增長，盡管近年來生產(chǎn)能力迅猛增長。但仍無法滿足需求，每年需要大量進(jìn)口，2005——2008年，環(huán)氧樹脂的凈進(jìn)口最分別為18.2萬t，18.2萬t，17.5萬t和13.4萬t。

近年來我國環(huán)氧氯丙烷的供需情況從國內(nèi)環(huán)氧樹脂市場缺口來看，未來國內(nèi)環(huán)氧氨丙烷市場需求仍將以較快的速度增長。由于前期下游市場需求強(qiáng)勁，加上國內(nèi)供應(yīng)累張，產(chǎn)品利潤較大，因此目前國內(nèi)仍有多家企業(yè)還在建設(shè)或規(guī)劃建設(shè)環(huán)氧氯丙烷裝置。

經(jīng)過近幾年的發(fā)展，國內(nèi)環(huán)氧氯丙烷市場已從嚴(yán)重依賴進(jìn)口變?yōu)閲鴥?nèi)家自產(chǎn)為主，2008年以后出現(xiàn)產(chǎn)能過剩的局面。2006年環(huán)氧氯丙烷的高價(jià)位引發(fā)了環(huán)氧氯丙烷裝置的興建熱湖，使之進(jìn)入利潤暴漲——行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)一一產(chǎn)能過剩的惡性循環(huán)。、總體來說國內(nèi)環(huán)氧氯丙烷發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入飽和。

1.3產(chǎn)品主要應(yīng)用與市場調(diào)查1.3.1輕質(zhì)碳酸鈣（1）輕質(zhì)碳酸鈣的簡介輕質(zhì)碳酸鈣又稱沉淀碳酸鈣。輕質(zhì)碳酸鈣是用化學(xué)加工方法制得的。由于它的沉降體積(2.4-2.8mL/g)比用機(jī)械方法生產(chǎn)的重質(zhì)碳酸鈣沉降體積(1.1-1.9mL/g)大，因此被稱為輕質(zhì)碳酸鈣。它的化學(xué)式為CaCO3，它與所有的強(qiáng)酸發(fā)生反應(yīng)，生成和相應(yīng)的鈣鹽(如氯化鈣CaCl2)，同時(shí)放出二氧化碳。在常溫(25℃)下，輕質(zhì)碳酸鈣在水中的濃度積為8.7/1029、溶解度為0.0014;輕質(zhì)碳酸鈣水溶液的pH值為9.5~10.2;空氣飽和輕質(zhì)碳酸鈣水溶液的pH值為8.0~8.6;輕質(zhì)碳酸鈣無毒、無臭、無刺激性，通常為白色，相對(duì)密度為2.7~2.9;沉降體積2.5ml/g以上，比表面積為5m2/g左右。碳酸鈣與所有的強(qiáng)酸發(fā)生反應(yīng),生成水和相應(yīng)的鈣鹽(如氯化鈣CaCl2),同時(shí)放出二氧化碳;在常溫(25℃)下,碳酸鈣在水中的濃度積為8.7×10^29、溶解度為0.0014,碳酸鈣水溶液的pH值為9.5~10.2,空氣飽和碳酸鈣水溶液的pH值為8.0~8.6。碳酸鈣無毒、無臭、無刺激性,通常為白色,相對(duì)密度為2.7~2.9。輕質(zhì)碳酸鈣的形狀根據(jù)碳酸鈣晶粒形狀的不同,可將輕質(zhì)碳酸鈣分為紡錘形、立方形、針形、鏈形、球形、片形和四角柱形碳酸鈣,這些不同晶形的碳酸鈣可由控制反應(yīng)條件制得。輕質(zhì)碳酸鈣按其原始平均粒徑(d)分為:微粒碳酸鈣(5μm)、微粉碳酸鈣(1~5μm)、微細(xì)碳酸鈣(0.1~1μm)、超細(xì)碳酸鈣(0.02~0.1μm)、超微細(xì)碳酸鈣(0.02μm)。是將石灰石等原料段燒生成石灰(主要成分為氧化鈣)和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳(主要成分為氫氧化鈣)，然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸鈣沉淀，最后經(jīng)脫水、干燥和粉碎而制得，或者先用碳酸鈉和氯化鈣進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，然后經(jīng)脫水、干燥和粉碎而制得。碳酸鈣的化學(xué)式為CaCO3。輕質(zhì)碳酸鈣的沉降體積:2.5ml/g以上，比表面積為5m2/g左右。輕質(zhì)碳酸鈣顆粒微細(xì)、表面較粗糙,比表面積大,因此吸油值較高,為60~90ml/100g左右。（2）輕質(zhì)碳酸鈣的主要應(yīng)用輕質(zhì)碳酸鈣是化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)原料。輕質(zhì)碳酸鈣廣泛應(yīng)用于造紙、塑膠、塑膠薄膜、化纖、橡膠、膠粘劑、密封劑、日用化工、化妝品、建材、涂料、油漆、油墨、油灰、封蠟、膩?zhàn)印⑨t(yī)藥、食品、飼料中，其作用有增加產(chǎn)品體積、降低成本，改善加工性能，提高尺寸穩(wěn)定性，補(bǔ)強(qiáng)或半補(bǔ)強(qiáng)，提高印刷性能，提高物理性能等。用輕質(zhì)碳酸鈣做填充劑制成的成品具有防水、絕緣、美觀輕便、堅(jiān)固耐用、光滑凈高等獨(dú)特能和優(yōu)質(zhì)。并能夠降低生產(chǎn)成本，提高質(zhì)量，增加收益。輕質(zhì)碳酸鈣在橡膠中的應(yīng)用輕質(zhì)碳酸鈣是橡膠工業(yè)中最早量最大填充劑之一，輕質(zhì)碳酸鈣大量填充在橡膠之中，可以增加制品容積，從而節(jié)約昂貴的天然橡膠，達(dá)到降低成品的目的，輕質(zhì)碳酸鈣填入橡膠能獲得比純橡膠硫化物更高的抗張強(qiáng)度耐磨性，撕裂強(qiáng)度，并在天然橡膠和合成橡膠中有顯著的補(bǔ)強(qiáng)作用，同時(shí)可以調(diào)整稠度。輕質(zhì)碳酸鈣在油漆行業(yè)中的應(yīng)用輕質(zhì)碳酸鈣在油漆行業(yè)中的用量較大，是不可缺少的骨架，在稠和漆中用量為30%以上，酚醛磁漆用量為4%~7%，酚醛細(xì)花紋皺紋漆用量為39%以上。輕質(zhì)碳酸鈣在造紙工業(yè)中的應(yīng)用輕質(zhì)碳酸鈣在造紙工業(yè)中起重要作用能保證紙的強(qiáng)度、白度、成本較低。造紙工業(yè)是國內(nèi)輕質(zhì)碳酸鈣最具開發(fā)潛力的市場。造紙工業(yè)以纖維為原料的化學(xué)加工工業(yè)，填料是僅次于纖維的重要原料。用輕質(zhì)碳酸鈣作造紙?zhí)盍希商岣呒堉破返陌锥群驼诠庑?，其具有的高膨脹性，可使造紙廠的減少紙漿的用量，大幅降低生產(chǎn)成本;粒度細(xì)小、均勻，對(duì)造紙機(jī)的磨損小，并使生產(chǎn)的紙制品更加均勻、平整、吸油值高。能提高彩色紙的顏料牢固性。如果將輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)裝置建在造紙廠內(nèi)或附近，輕質(zhì)碳酸鈣較其他礦物填料更具價(jià)格優(yōu)勢。輕質(zhì)碳酸鈣在水性涂料中的應(yīng)用輕質(zhì)碳酸鈣在水性涂料行業(yè)中的用途更加廣泛，能使涂料不沉降，易分散，光澤好等特性，在水性涂料用量為20%~60%。輕質(zhì)碳酸鈣在塑料行業(yè)中的應(yīng)用輕質(zhì)碳酸鈣在塑料制品中能起到一種骨架作用，對(duì)塑料制品尺寸的穩(wěn)定性有很大作用，能提高制品的硬度，還可以提高制品的表面光澤和表面平整性。在一般塑料制品中添加輕質(zhì)碳酸鈣可以提高耐熱性，由于輕質(zhì)碳酸鈣白度在90%以上，還可以取代昂貴的白色顏料起到一定的增白作用。塑料工業(yè)的填充劑也是輕質(zhì)碳酸鈣應(yīng)用較早、用量較大的領(lǐng)域。輕質(zhì)碳酸鈣應(yīng)用在塑料中，可增加塑料體積，降低產(chǎn)品成本，提高塑料的尺寸穩(wěn)定性、硬度和剛性，改善塑料的加工性能;還可提高耐熱性和改進(jìn)塑料的散光性。輕質(zhì)碳酸鈣在醫(yī)藥及食品行業(yè)中的應(yīng)用輕質(zhì)碳酸鈣在藥品配方中用作中和劑、助濾劑、緩沖劑和溶解劑以及填料和鈣源補(bǔ)充劑。在食品加工中作疏松劑、發(fā)酵劑和營養(yǎng)補(bǔ)充劑。（3）輕質(zhì)碳酸鈣的發(fā)展前景國外輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)已有多年，形成了大規(guī)模的生產(chǎn)裝置,工藝技術(shù)與我國相近,但自動(dòng)化控制水平較為先進(jìn)，且環(huán)保措施較為嚴(yán)格，由于其大規(guī)模的生產(chǎn)漿狀產(chǎn)品，使其在造紙業(yè)中的用量占很大比例.國外輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)工藝技術(shù)指標(biāo)與國內(nèi)有所不同，如碳化塔的長、徑比與國內(nèi)有很大不同，又由于掌握了低溫碳化等技術(shù)，使得其產(chǎn)品質(zhì)量較高,更能適應(yīng)用戶要求。輕質(zhì)碳酸鈣用于工業(yè)生產(chǎn)，已有100多年的歷史了,目前世界總產(chǎn)量約80000kt/a(含重質(zhì)、輕質(zhì)碳酸鈣)，近幾年來以10%-

15%的速度遞增，世界上最大的碳酸鈣生產(chǎn)商歐來亞在全球有150個(gè)工廠，總產(chǎn)量達(dá)3

000kt/a。輕質(zhì)碳酸鈣世界生產(chǎn)與應(yīng)用主要集中在美國、中國、日本和西歐。該生產(chǎn)裝置屬千萬噸級(jí)產(chǎn)品,目前總生產(chǎn)能力已達(dá)6000kt/a以上，其中美國和中國均達(dá)2

000kt/a以上，日本達(dá)600kUa,西歐達(dá)700kt/a美國主要生產(chǎn)公司7家，總生產(chǎn)能力達(dá)2

030kt/a,平均每公司生產(chǎn)能力達(dá)286kt/a其中菲澤爾公司特殊礦產(chǎn)集團(tuán)下屬31個(gè)生產(chǎn)廠，總生產(chǎn)能力達(dá)1

600kt/a,最大生產(chǎn)能力200kt/a,

平均50kt/a,最小生產(chǎn)能力13.6

kt/a日本主要公司11家，總生產(chǎn)能力達(dá)600

kt/a,平均每公司生產(chǎn)能力55

kt/a,最大生產(chǎn)能力達(dá)190.8

kt/a;白石鈣公司生產(chǎn)能力180

kt/a,下屬4個(gè)廠，最大生產(chǎn)能力60

kt/a,最小生產(chǎn)能力24

Kt/a.我國輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)工藝已發(fā)展成熟，各生產(chǎn)企業(yè)在工藝指標(biāo)控制等方面各有其特點(diǎn)，今后我國輕質(zhì)碳酸鈣行業(yè)將朝著超細(xì)化,高純化的方向發(fā)展，產(chǎn)品的規(guī)格品種將呈多元化,專用化。

輕質(zhì)碳酸鈣是一種用途極為廣泛的無機(jī)填料，,目前全國輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到400萬噸/年,其中活性碳酸鈣約50萬噸，超細(xì)納米碳酸鈣約20萬噸。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,其需求量仍處上升趨勢，尤其是近幾年建筑業(yè)按國家要求將門窗塑鋼化，供排水管道的以塑代鋼，同時(shí)造紙行業(yè)堿性施膠技術(shù)的推廣及普及和外貿(mào)出口量的增加等，更擴(kuò)大了輕質(zhì)碳酸鈣的應(yīng)用市場。從全國市場看,輕質(zhì)碳酸鈣仍處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，尤其是-些特殊優(yōu)質(zhì)材料所需要的專用型活性碳酸鈣、納米碳酸鈣的需求量更是日益增長。分析表明，作為中國經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)地區(qū)，以上海為中心的江浙沿海區(qū)域工業(yè)發(fā)達(dá)，特別是橡膠塑料、油墨造紙加工制造業(yè)水平較高，對(duì)輕質(zhì)碳酸鈣的需求較大且質(zhì)量要求高。上海及周邊市場主要需求超細(xì)碳酸鈣、超微細(xì)碳酸鈣造紙專用輕質(zhì)碳酸鈣等高附加值輕質(zhì)碳酸鈣;浙江杭州、寧波，江蘇蘇州鎮(zhèn)江等地造紙工業(yè)發(fā)達(dá);廣東沿海，如深圳東莞、塑料加工玩具生產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá),對(duì)輕質(zhì)碳酸鈣需求較大，主要是普通碳酸鈣和活性碳酸鈣，對(duì)橡膠用超細(xì)碳酸鈣、油黑用超細(xì)碳酸鈣也有一定量的需求。

我國碳酸鈣的需求量以15%~-20%的速度遞增,特別是造紙工業(yè)，由于中性施膠的工藝實(shí)施，造紙用碳酸鈣需求量大增,業(yè)內(nèi)人士稱我國碳酸鈣行業(yè)是“朝陽”行業(yè)。目前我國輕質(zhì)碳酸鈣就其總產(chǎn)量僅次于美國，居世界第二位，如果朝著增大規(guī)模，改進(jìn)工藝,產(chǎn)品多樣化的方向發(fā)展，其前景相當(dāng)廣闊。1.3.2氫氧化鎂1.3.3氫氧化鎂的簡介氫氧化鎂，化學(xué)式Mg(OH)2，式量58.32。白色無定形粉末。別名苛性鎂石，輕燒鎂砂等，氫氧化鎂在水中的懸濁液稱為氫氧化鎂乳劑，簡稱鎂乳。氫氧化鎂是無色六方柱晶體或白色粉末，難溶于水和醇，溶于稀酸和銨鹽溶液，水溶液呈弱堿性。在水中的溶解度很小，但溶于水的部分完全電離。飽和水溶液的濃度為1.9毫克/升(18℃)。加熱到350℃失去水生成氧化鎂。氫氧化鎂的天然礦物水鎂石?？捎糜谥铺呛脱趸V等。因氫氧化鎂在大自然含量比較豐富，而其化學(xué)性質(zhì)和鋁較相近，因此使用者開始用氫氧化鎂來取代氯化鋁用于香體產(chǎn)品。用做分析試劑，還用于制藥工業(yè)。（2）氫氧化鎂的性質(zhì)氫氧化鎂為中強(qiáng)堿(氫氧化鎂溶解度很小，溶液堿性很弱，有時(shí)作為弱堿處理)，加熱至623K(350℃)即脫水分解:Mg(OH)2→MgO+H2O，易溶于酸或銨鹽溶液。

與氧化鎂一樣易吸收空氣中的二氧化碳，逐漸形成組成為5MgO·4CO2·xH2O的堿式碳酸鹽。在高于350℃時(shí)分解為氧化鎂和水，但只有在1800℃以上才能完全脫水（3）氫氧化鎂的應(yīng)用1.氫氧化鎂是塑料、橡膠制品優(yōu)良的阻燃劑。在環(huán)保方面作為煙道氣脫硫劑，可代替燒堿和石灰作為含酸廢水的中和劑。亦用作油品添加劑，起到防腐和脫硫作用。另外，還可用于電子行業(yè)、醫(yī)藥、砂糖的精制，作保溫材料以及制造其他鎂鹽產(chǎn)品。2.氫氧化鎂的緩沖性能、反應(yīng)活性、吸附性力、熱分解性能等均較優(yōu)秀，既可以作為化工材料和中間體，也是一種綠色環(huán)保阻燃劑和添加劑用于橡膠、塑料、纖維和樹脂等高分子材料工業(yè)中。氫氧化鎂在環(huán)保領(lǐng)域中主要作為阻燃劑、酸性廢水處理劑、重金屬脫除劑、煙氣脫硫劑等進(jìn)行應(yīng)用。3.該品可用作阻燃劑或阻燃填料加入到聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及ABS樹脂中，有良好的阻燃和消煙作用，加入量為40~20份。但需用陰離子表面活性劑處理粒子表面，可采用價(jià)廉的高級(jí)脂肪酸堿金屬鹽或烷基硫酸鹽類和磺化丁二酸酯等陰離子表面活性劑，用量約為3%。該品還用于鎂鹽的制造、砂糖的精制、制藥工業(yè)、日用化工等。4.氫氧化鎂是一種新型填充型阻燃劑，通過受熱分解時(shí)釋放出結(jié)合水，吸收大量的潛熱，來降低它所填充的合成材料在火焰中的表面溫度，具有抑制聚合物分解和對(duì)所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)行冷卻的作用。分解生成的氧化鎂又是良好的耐火材料，也能幫助提高合成材料的抗火性能，同時(shí)它放出的水蒸氣也可作為一種抑煙劑。氫氧化鎂是公認(rèn)的橡塑行業(yè)中具有阻燃、抑煙、填充三重功能的優(yōu)秀阻燃劑。廣泛應(yīng)用于橡膠、化工、建材、塑料及電子、不飽和聚酯和油漆、涂料等高分子材料中。特別是對(duì)礦用導(dǎo)風(fēng)筒涂覆布、PVC整芯運(yùn)輸帶、阻燃鋁塑板、阻燃篷布、PVC電線電纜料、礦用電纜護(hù)套、電纜附件的阻燃、消煙抗靜電，可代替氫氧化鋁，具有優(yōu)良的阻燃效果。氫氧化鎂與同類無機(jī)阻燃劑相比，具有更好的抑煙效果。氫氧化鎂在生產(chǎn)、使用和廢棄過程中均無有害物質(zhì)排放，而且還能中和燃燒過程中產(chǎn)生的酸性與腐蝕性氣體。單獨(dú)使用時(shí)，用量一般在40%~60%。與基材樹脂有很好的相容性，是熱塑性樹脂及橡膠制品優(yōu)良的阻燃劑，膠黏劑中常用作添加型阻燃劑或阻燃填料，參考用量40~200份。工業(yè)上用于制造鎂鹽、活性氧化鎂、藥品、精細(xì)陶瓷、保溫材料、砂糖精制、煙道氣脫硫劑、油品防腐添加劑、含酸廢水中和劑、彩電顯像管錐玻璃涂料等。5.該品還用于鎂鹽的制造、砂糖的精制、制藥工業(yè)、日用化工等。同時(shí)它放出的水蒸氣也可作為一種抑煙劑。氫氧化鎂是橡塑行業(yè)中具有阻燃、抑煙、填充三重功能的優(yōu)秀阻燃劑。6.氫氧化鎂的乳狀懸濁液在醫(yī)學(xué)上作為制酸劑和緩瀉劑。第二章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2.1實(shí)驗(yàn)原理2.1.1浸取反應(yīng)2.1.2碳化反應(yīng)2.2實(shí)驗(yàn)藥品及儀器設(shè)備2.2.1實(shí)驗(yàn)藥品環(huán)氧氯丙烷皂化廢水、NH4Cl、氨水、CO2、AD755溶液、純水2.2.2儀器設(shè)備大燒杯、玻璃棒、電動(dòng)攪拌機(jī)、溫度計(jì)、真空過濾裝置、真空漏斗等2.3實(shí)驗(yàn)過程1、將3000ml環(huán)氧氯丙烷皂化廢漿加入燒杯，分三份，開起電動(dòng)攪拌機(jī)逐一攪拌30分鐘，分別加入30g、35g、40g氯化銨溶液，每五分鐘記錄一次溫度和PH值。2、反應(yīng)30分鐘后使用真空過濾裝置抽濾，收集濾液，濾渣保留二次利用。3、將收集的濾液放置在電動(dòng)攪拌機(jī)上，開啟攪拌機(jī)攪拌，通入二氧化碳，加入大量氨水保障實(shí)驗(yàn)成品量，加入AD755改良劑，保證碳酸鈣更好生成。4、碳化反應(yīng)完成后進(jìn)行抽濾，提取產(chǎn)品。。5、將輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品放置在干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥幾小時(shí)后得到完全干燥的輕質(zhì)碳酸鈣，放入破壁機(jī)里打成粉末，包裝，貼標(biāo)簽。2.4實(shí)驗(yàn)圖片展示第三章工藝流程及設(shè)備圖3.1環(huán)氧氯丙烷皂化廢漿工藝流程圖3-1環(huán)氧氯丙烷皂化廢漿工藝流程圖具體工藝：將3000ml環(huán)氧氯丙烷皂化廢漿加入燒杯，分三份，開起電動(dòng)攪拌機(jī)逐一攪拌30分鐘，分別加入30g、35g、40g氯化銨溶液，每五分鐘記錄一次溫度和PH值，反應(yīng)30分鐘后使用真空過濾裝置抽濾，收集濾液，濾渣保留二次利用，將收集的濾液放置在電動(dòng)攪拌機(jī)上，開啟攪拌機(jī)攪拌，通入二氧化碳，加入大量氨水保障實(shí)驗(yàn)成品量，加入AD755改良劑，保證碳酸鈣更好生成。碳化反應(yīng)完成后進(jìn)行抽濾，提取產(chǎn)品，將輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品放置在干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥幾小時(shí)后得到完全干燥的輕質(zhì)碳酸鈣，放入破壁機(jī)里打成粉末，包裝，貼標(biāo)簽。3.2碳化釜內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖3-2碳化釜內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

3.3平面布置圖圖3-3平面布置圖圖3-4環(huán)氧氯丙烷皂化廢漿流程工藝一樓平面布置圖圖3-5環(huán)氧氯丙烷皂化廢水流程工藝二樓平面布置圖

第四章工藝計(jì)算4.1技術(shù)指標(biāo)Ca(OH)2/%CaCl2/%Mg(OH)2/%Fe2O3/%Al2O3/%SiO2/%CaCO3/%H2O％

環(huán)氧氯丙烷皀化廢漿0.704.600.800.300.300.402.8091.14.2物料衡算每年的環(huán)氧氯丙烷皂化廢漿含量：150km3/a年工作量：300天氧化鈣的相對(duì)分子質(zhì)量：111氯化銨的相對(duì)分子質(zhì)量：53.5碳酸鈣的相對(duì)分子質(zhì)量：100氨水的相對(duì)分子質(zhì)量：35二氧化碳的相對(duì)分子質(zhì)量：44氫氧化鈣的相對(duì)分子質(zhì)量：74氫氧化鈣的密度：2.24t/m3氯化鈣的密度：2.15t/m3三氧化二鐵的密度：5.24t/m3三氧化二鋁的密度：3.9t/m3二氧化硅的密度：2.648t/m34.2.1浸取與碳化反應(yīng)過程的物料衡算由每年150km3的環(huán)氧氯丙烷皂化廢漿換算可知：150Km3=1.5×1011m3由各物質(zhì)的技術(shù)指標(biāo)可知每年各物質(zhì)的體積為：三氧化二鐵的體積為：2×1011×0.3×10-2=0.6×109m3三氧化二鋁的體積為：2×1011×0.3×10-2=0.6×109m3二氧化硅的體積為：2×1011×0.4×10-2=0.8×109m3氫氧化鈣的體積為：2×1011×0.7×10-2=0.14×1010m3氯化鈣的體積為：2×1011×4.6×10-2=0.92×1010m3由各物質(zhì)密度可知皂化廢漿中各物質(zhì)的年質(zhì)量為：三氧化二鐵的質(zhì)量為：0.6×109×5.24=3.144×109t三氧化二鋁的質(zhì)量為：0.6×109×3.9=2.34×109t二氧化硅的質(zhì)量為：0.8×109×2.648=2.1184×109t氫氧化鈣的質(zhì)量為：0.14×1010×2.24=0.3136×1010t氯化鈣的質(zhì)量為：0.92×1010×2.15=1.978×1010t則一年可生產(chǎn)中性無害殘?jiān)ǜ苫┑目偭繛椋?3.144+2.34+2.1184)×109=0.76024×1010t由氫氧化鈣與氯化鈣的關(guān)系：Ca(OH)2～CaCl2741112.24×1010X1計(jì)算出X為:2.24×1010所以總的氯化鈣質(zhì)量為：(1.978+3.36)×1010=5.338×1010再由氯化鈣與碳酸鈣的關(guān)系：CaCl2（總）～CaCO31111005.338×1010X2算出碳酸鈣的質(zhì)量為：5.338×1010×100111≈4.809所以一年150km3的環(huán)氧氯丙烷皂化廢漿可生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣約為4.809×1010t由氫氧化鈣與氨水，氯化銨的關(guān)系：Ca(OH)2～NH3·H2O～NH4Cl743553.50.3136×1010Y1C1算出Y1的質(zhì)量為：0.3136×1010×3574≈1.4832×算出C1的質(zhì)量為:0.3136×1010×53.574≈2再由總的氯化鈣與氨水，二氧化碳，氯化銨的關(guān)系：CaCl2（總）～NH3·H2O～CO2～NH4Cl111354453.51.978×1010Y2ZC2計(jì)算出Y2的質(zhì)量為：1.978×1010×35111≈0.6Z的質(zhì)量為：1.978×1010×44111≈0.784