CMC项目计划书.pdf

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1、 CMC 项目计划书一、项目简介 1产品简介及性质 羧甲基纤维素钠（CMC）是一种水溶性纤维衍生物，简称 CMC。CMC为白色或浅黄色纤维状粉末,无毒无臭无味,有吸湿性,在水中成胶体状态,水溶液粘度在 10 到 3000 之间变化。CMC 具有高分子结构和多种物理、化学性质，如：增粘、乳化、悬浮、降失水。CMC 是一种高分子阳离子型电解质，不会发酵，具有抗盐能力和一定的热稳定性，因此广泛应用于各经济领域，其可作为乳化剂，上浆剂、增稠剂、成膜剂、粘结剂等，由于它具有一般天然胶和合成胶所没有的许多特性，故近年来被广泛应用于烟草、合成洗涤和肥皂工业、纺织印染工业、石油钻井泥浆、造纸工业、食品工业、涂

2、料工业、保护渣、复合肥等球类产品、医药、日用化学工业、建筑及民用行业，被誉为“工业味精”。实践证明，使用 CMC 不仅可发挥它的独特作用，而且又可节约工业用粮，是不可多得的合成胶类产品。2.研究历史及发展趋势 1918年由德国人E.Jansen发明了CMC的合成方法,并于1921年获准专利而见诸于世。此后便在欧洲实现商业化生产。CMC当时只为粗产品，作胶体和粘结剂使用。1936年1941年,CMC的工业应用研究相当活跃,发表了几个相当有启发性的专利。第二次世界大战期间，德国将CMC用于合成洗涤剂中作为抗再沉积剂，并作为某些天然胶(如明胶、阿拉伯胶)的代用品，使CMC工业得到很大的发展。美国He

3、rcules公司于1943年开始CMC的工业生产，并于1946年生产出精制的CMC产品，该产品被认可为安全的食品添加剂。日本则于1944年开始工业生产。此后，各国陆续发展CMC的工业生产。我国于1958年首先在上海赛璐路厂投入CMC工业生产。目前，不同纯度、不同级别和规格的CMC产品,在世界上已达近300种之多，国外主要生产国有美国、西德、日本、芬兰、意大利、法国和英国等。二、市场分析 广泛的用途使得国内的羧甲基纤维素钠的市场一直处于供不应求的状态，而且需求量呈急剧上涨状态。对设备没有特殊要求，所有设备国内都能买到；该 CMC 生产线以精致棉，氯乙酸，氢氧化钠为主要原料。羧甲基纤维素钠（CMC

4、）是由纤维素改性后的一种水溶性聚合物，是产量最高、用途最为广泛的一种纤维素醚类，属于离子型高电解质的高分子化合物。一般指它的钠盐即羧甲基纤维素钠。CMC 具有优良的增稠、乳化、悬浮、成膜、保护胶体、保湿、粘合、抗酶以及代谢惰性等性能，被广泛用于涂料、聚合反应、建筑材料、油田钻井、纺织、食品、医药、日化、陶瓷、皮革、造纸、电子元件制造等部门，素有“工业味精：之称。目前国际市场 CMC 年销量在40万吨左右，而且主要产量集中在几个大公司生产，芬兰 Mestsaluton 公司年产五万吨，荷兰 Akzonobel公司年产3万吨，美国 Hercules 公司年产5万吨，日本第一制药年产2万吨，日本大赛

5、璐年产15000吨。我国 CMC 自1956年研制成功以来，经过几十年的发展，已形成一个有40多个骨干企业组成的行业，国内CMC 年消耗量5万吨，其中4万吨由国内厂家生产，每年进口1万吨 CMC，在 CMC 应用方面，国内 CMC 的主要品种有40余种，他们光放用于石油、钻井开采、合成洗涤剂、纺织、造纸、建筑、食品、医药日化、选矿等工业部门。国外市场高纯度 CMC 需求年增长率约为2%-3%，至于发展趋势，主要用于速溶或方便食品用于粕合剂、增稠剂、乳化剂和稳定剂。其性能有如下特点：（1）干态的 CMC 能够耐 140-150以下的温度几分钟。和大多数溶液一样，当温度升高时 CMC 溶液粘度降低

6、。但是这些溶液在加热时保持稳定，在冷却后黏度又会回到初始黏度。（2）CMC 是一种具有较强碱性的盐。如果用强酸处理 CMC 时，会释放出游离酸 HCMC。这种酸不溶于水。注意析出的情况只发生在PH 值较低的情况下（大约为 2.5），如果 PH 值超过这个值就不会产生析出的情况，例如在 PH 值为 3.5 的醋酸介质中。CMC 可作为缓冲剂和离子交换剂，如果 PH 值保持在上述的限度内，可以向水溶液中添加少量的酸，而不引起溶解性的变化。（3）某些金属盐与 CMC 反应，析出相应的羧甲基纤维素金属盐。铝盐，锡盐和铅盐、高铁盐、银盐、铜盐和锆盐都会发生此反应。CMC不会和钙盐和镁盐反应而沉淀，所以可

7、以用于硬水。弱浓度碱金属盐的存在通常会降低溶液的黏度，但强浓度的碱金属盐的存在将增加溶液的黏度，在有些情况下甚至引起凝胶作用。（4）CMC 不溶于有机溶剂。虽然可能产生一些溶胀反应，但是CMC 不会溶胀，不过可以在 CMC 溶液中加入一定百分比的水溶性有机溶剂（通常是 30-40%），例如：丙酮、甲醇或乙醇、二恶烷、乙二醇乙酸酯。（5）CMC 是一种易潮湿的物质。放置在空气中，干燥的 CMC 吸收 12%-25%的水分（取决于空气的湿度和选择的等级）。为了避免在给定的时间段因含水量的变化而导致活性物质浓度的改变，羧甲基纤维素钠应储存在原始包装中或密封容器内。建议储存在干燥的地方。根据其特性，C

8、MC 有广泛的应用领域。通常用作水溶胶，增稠剂，悬浮剂，成膜活性剂，乳化稳定剂，上浆剂，涂布剂，胶粘剂，保护性胶体等。调节 CMC 的活性物质浓度（纯度）、黏度、代替度、使用剂量、产品使用的应用条件。可以广泛的应用于许多产品的配料。如洗涤剂，特别是无磷粉剂。并大量的用于石油和天然气钻探，钻水井，钻孔，空心钻，水平钻以及钻矿。CMC 是制作牙膏必用的粘合剂。化妆品、食品、医药等制造行业，均有采用。由于 CMC 具有某些优良的、独特的性能，广泛应用于全世界纸和纸版的生产中。如用于湿部添加以改善纤维间的结合力;用于纸张的表面施胶以提高和控制其表面强度和抗磨性能，紧度和平滑度以及油和水的吸收性；用于纸

9、张涂布改善涂料的保水性和流变性等。1.产品用途 1.1建筑类用途 由于 CMC 的塑化性，通常用于传统的石膏料，它也减慢了硬化过程，因此混合后可以延长石膏的使用时间。建筑装饰的应用：喷在大白、喷刷石灰浆、调石膏腻子、调水泥腻子、滑石粉腻子、821 腻子粉、仿瓷腻子、涂料滚涂、喷涂、弹涂、刷涂、美术饰面、抹灰、裱糊壁纸、贴墙布、地砖、瓷砖、陶瓷锦砖等,HL1、HL2、HL6 等产品最适宜。（2）1.2 在石油钻探中的应用 羧甲基纤维素作为钻探泥浆的主要助剂，已有几十年的历史，由于它的悬浮性和成模性，技能作为大量泥浆把钻土带走，又能使井壁得到保护，是经济实用的钻井助剂，还可用于用于石油和天然气钻探

10、，钻水井，钻孔，空心钻，水平钻以及钻矿，一般使用中粘和高粘两种型号。1.3 在纺织印染中的应用 CMC 可涂在纱布上，在织布的过程中起保护作用，保留良好的弹性，改善平滑肌。CMC 也是一种良好的整理剂，与大多数标准产品兼容。它改善了纤维的触感并使之保持自然鲜亮的颜色。某些品种的 CMC 也是某些浆料非常有效的增稠剂。CMC 作为上浆剂是因为它薄膜成型性在棉纱外形成保护薄膜，以便后工段纺织，同时它还有退浆方便的特点。用 CMC 上浆的织物，不会霉变，不怕鼠咬虫蛀，是高档纺织品的首选上浆剂，一般使用中粘型号 CMC。1.4 在烟草薄片中的应用 烟草薄片中使用 CMC 中作为粘结剂，是因为 CMC

11、的薄膜成形性能优越，烘烤出的薄片烟丝有韧性、色泽色亮，能保持它的原味及保水性能，一般使用中粘型号 CMC。1.5 在洗涤剂行业中的应用 CMC 是粉剂洗涤剂的基本成分，特别是无磷粉剂。它有胶体的特性，可以阻止灰尘污染纺织纤维，在使用合成洗涤剂的时候经常发生这样的情况。它可以稳定泡沫，保护双手。CMC 可以加入到非离子液体洗涤剂中，同样可以防止纺织纤维重复吸收灰尘。因为 CMC 的阴离子性能把污垢的阴离子包住，作为负离子，与负离子的积物作同性排斥，所以 CMC 是洗衣物中理想的抗污迹、再积剂。CMC 也可用作增稠剂、稳定剂、肥皂和洗衣粉的增塑剂和粘合剂。1.6 在食品工业中的应用 CMC 是冰激

12、凌的稳定剂，果酱和果冻、果脯等的增稠剂。它用于糖，果汁，食品，面包，冷冻食品，罐头食品，速食食品，饮料等等。CMC 广泛用于大部分的牛饲料，鸡饲料，宠物饲料，鱼饲料中。1.7 在制药行业中的应用 CMC 在多种药剂中用作赋形剂。对于某些乳剂和悬浮液，它可作为极好的稳定剂，也用于软膏的基料和各种抗生素的载体。在片剂、糖衣以及眼/耳/鼻滴剂中也很常用。1.9 在农业杀虫剂和杀菌剂中的应用 CMC 在杀虫剂和杀菌剂中用作增稠剂和稳定剂。采用飞机喷洒时，它可以延长药效。1.10 在其它行业中的应用 CMC 用作牙膏增稠剂，用于护肤霜和洗发膏，沐浴液和香波；CMC 用于釉质的粘合剂和增稠剂。也用于陶瓷泥

13、坯的粘合剂和塑化剂；CMC 很适合粘帖壁纸，这种糊剂很容易制备和使用。它不容易污染壁纸或使之退色，粘着效果很好；专用于电极应用的 CMC，在挤出时加入镀层电极化合物中作为粘合剂，塑化剂，整理剂；CMC良好的增稠性、稳定性和成膜性使之成为许多清洁用品不可缺少的成分；在许多乳剂和悬浮液中，CMC 作为增稠剂，它有某种乳化性，特别适用于矿物油；2.产品质量标准 3.产品市场容量 近几年，随着我国 CMC 行业的发展，CMC 生产核心技术应用与研发成为业内企业关注的重点。技术的优劣和生产成本直接决定企业 CMC 产品的市场竞争力。处于经济快速增长期的中国，目前 CMC产品正在以 10%的年增长率发展。

14、4.主要生产厂家 目前国内主要的 CMC 生产企业及产能如下表（万吨/年）：5.主要生产原料供应 主要生产原料能耗表 序号 名称 单耗 1 棉短绒 0.6 吨 2 液体烧碱(48%)0.7 吨 3 氯乙酸 0.42 吨 4 酒精或甲醇 40Kg 5 盐酸(36%)0.7 吨 6 水 20 吨 7 电 800Kw.h 8 蒸汽 4 吨 三、工艺技术 CMC的工业生产方法，按醚化介质的不同分为水媒法和溶媒法两大类。在碱化和醚化反应中，加入有机溶剂作为反应介质的方法，叫做溶媒法，适用于生产中高档CMC。在碱化和醚化反应过程中不加有机溶剂，而以水作为反应介质的方法叫作水媒法，用于生产碱性低档CMC。建

15、议使用溶媒法生产CMC。1.工艺流程 棉短绒 碱 化 醚 化 中和洗涤 碱液 乙醇 氯乙酸、乙醇 盐酸 碱液 低浓乙醇 离心脱酒 耙干脱酒 稀酒回收 烘 干 粉 碎 2.溶媒法生产 CMC的工艺阐述 溶媒法又称有机溶剂法,由反应过程中用有机溶剂作介质而得名。与水媒法类似，它的反应过程也由碱化和醚化两个阶段组成，但因介质不同，两者的工艺过程有较大的差别，溶媒法省去了水媒法所固有的浸碱、压榨、粉碎、老化等工序，碱化、醚化均在捏和机中进行。溶媒法的特点是以有机溶剂作介质，反应物在碱化、醚化过程中呈泥浆状态，反应过程传热、传质迅速，均匀，稳定，主反应快，副反应少。醚化剂利用率较水媒法提高10%20%，

16、所得产品均一性、透明度及溶解性能好，是整个纤维素醚工业发展的方向。同时，溶媒法与传统水媒法相比，工序少，生产周期短。但溶媒法使用昂贵的有机溶剂作介质在成本中所占比例大，再则，使用大量的有机溶剂，在安全生产方面必须采取一系列的措施，才能保证生产的顺利进行。因此，溶媒法目前一般用于生产中高档次的CMC产品。（1）碱化 目的：纤维素与碱溶液反应生成碱纤维，使纤维素内部得到充分润胀，提高纤维素的反应活性。酒精蒸馏 成品包装 溶媒法生产 CMC 工艺流程框图 设备：1500L 捏造合机 夹套 双拐轴搅拌（n140r/min n2 21r/min）、夹套。把称重好的纤维素原料（精制棉或木浆）撕碎，投入碱化

17、捏合机内，同时加入 50%的液碱和 93%的酒精，1012 分钟完成，在 25-40温度下进行搅拌 40-60 分钟。缓慢（30-45 分钟内）加入一氯醋酸酒精混合液，进行混合降温冷搅，让一氯醋酸充分渗入碱纤维素内，碱化工序完成。碱化反应是放热反应，纤维素对碱的吸附量和润胀度随碱化温度的降低而增加，温度高，纤维素对碱的吸附量减少，不利于碱纤维素的生成。（2）醚化 目的：通过醚化反应，一氯醋酸钠与碱纤维素发生亲核取代反应使碱纤维素生成纤维素醚。设备：醚化捏合机（同于碱化设备）碱化好的碱纤维素在缓慢加入一氯醋酸酒溶液后，下料至醚化捏合机内，升温醚化，76-78恒温反应 35-60 分钟，降温下料。

18、（3）中和洗涤 目的：醚化反应完成后，生成粗 CMC 中，伴有氯化钠、羟乙酸钠、乙醇酸钠以及由反应原材料夹带的杂质，主要是氯化钠。洗涤目的是清除杂质，漂白 CMC，调整 PH 值。设备：中和洗涤罐 通过醚化好的粗 CMC 下料至已配制好的一定量浓度酒精溶液的洗涤槽中，整个洗涤过程的操作如下：将醚化好的粗 CMC 分散在乙醇水溶液中。用盐酸中和游离碱，使产品变为中性。为了提高白度，在洗涤过程系统 PH 值为 8-9 时，加入次氯酸钠水溶液漂白 CMC。溶于乙醇水溶液的杂质经离心与 CMC 分离。（4）耙干 目的：回收经离心脱酒后的精制 CMC 中的含湿量为 40-50%的中和酒。设备：将离心后脱

19、酒的精制 CMC 投入耙干机中，封盖，并启动搅拌。抽真空，真空度 0.0250.06MPa，升温至 60-75。在耙干机中，湿 CMC留下的乙醇水溶液逐渐向表面扩散、汽化，经真空系统带出，再冷凝成液体回收。直至 CMC 中无酒味时（60-90 分钟），含水量为 25-35%下料至烘干机烘干。（5）干燥 烘干是在链条式烘干机或振动流化床上进行（见设备图），经热风烘干使 CMC 水份蒸发，达到质量所需要求。（6）粉碎、过筛、混料、包装 已烘干好的 CMC 用锤击式粉碎机粉碎；再根据粒度要求选用不同目数的筛网过筛，控制好粒度（细度）；为了使产品质量均一、稳定，将各小批号质量指标大径相近的 CMC 或根据客户不同要求选用指标不同的小批，混成大批号以达到客户所要求的质量指标；最后进入产品包装、入库。项目生产主要设备一览表 序号 设备名称 规格型号 备注 1 捏合机 根据生产规模定 2 中和洗涤罐 3 离心机 4 耙干机 5 链烘机 6 粉碎机 7 混合机 8 酒精或甲醇蒸馏塔 9 冷冻机组