CMC项目计划书.docx

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30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Hercules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3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）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，日本大赛璐年产150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140-150C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。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、铜盐和错盐都会发生此反应。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，CMC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， 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
缱
别
项目
梢标
型号
钠含量
（%指
粘度
［品永溶
液）
Pa S
PE］值
蒙化物
（以 cl-
眼
% <
干爆
% <
机度
% >
重金属
（Pb）!t
<
茨
{Fe
）
柄
神（桶）
品
缓
FM6
6.5-8J
3&0-8
6. 0-S. 5
1. 8
U. 0
80 （60'目）
顷2
0. 03
0.02
F"
6.5-8J
S0O-120O
6. 0-8, 5
L S
10.0
80 （6Q 目）
|）. 2
0. 03
0.02
FVU6
6.5-8. 5

6. 0-8. 5
L &
1" 0
S舛目）
（1. m
0. &3
0. Q血
工
业
FL9
>8.5
<3
6. 0-8. 5
1. 8
H. 0
9S （8& 目）
it. 2
0. 03
0.02
FM9
>8.5
J&0-8
6. &-S. 5
1. 8
lfl. 0
9S （80 目）
1 2
0. 03
fl.02
FH9
>8. 5
颁
6. &魅 5
1. &
U. 0
9S （80 0 ）
i）.
0. &3
0. 0血
FVH9
>8.5
>12G0
6.卜8. 5
L 8
H. 0
98 （ 80 目）
i）. 2
0. 03
0.02
烟草
薄片
专用

>0. 6 5

6. M 5
5
7
知⑶目）
—
一

注：L普:诚食品级产品狩合国家标准GB1卯4-撕
2、耐酸抗相•食品级产品达到：酸粘比方。.80,盐粘化诙L0
3, 滔草薄片专用产屉能符合中国网草总公司中州科媒（199。）第号文件规定的标准。
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。
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（万吨律）:
序号
企业名称
产能
1
杭州弘博化工有限公司
L0
2
泰安明天化工有限公司
0一5
3
河北天伟化工有限公司
0一 3
4
武汉市华创化工有限公司
0.2
.5
重庆力宏精细化工有限公司
1.0
6
山东青州清泉纤维素厂
0.5
7
河北茂源化工堵限公司
代3
S
濮阳市濮中化工有限公司
0.2
9
新乡市顺达实业有限公司
0』3 J
10
济南成港纤推素有限公司
fl. 3
11
上海长光企业发展有限公司
0. 3
12
淄博鲁黔化工厂.
0.3
13
苏州市隆顺有限公司
0. 3
14
上诲井鑫化工有限公司
0.3
15
苹州北方侨丰化工有限公司
0. 5
16
河北省天润化工有限公司
0.5
合计.

6,7
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
8Kw.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。建议使用溶媒法生产CMC。
1.工艺流程
成品包装酒精蒸馏
溶媒法生产CMC工艺流程框图
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%，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。
设备：15L捏造合机 夹套双拐轴搅拌（nl40r/niin n2 21r/min）、夹套。
把称重好的纤维素原料（精制棉或木浆）撕碎，投入碱化捏合机 内，同时加入50%的液碱和93%的酒精，10~12分钟完成，在25-40 °C 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，下料至酸化捏
合机内，升温酸化，76-78°C恒温反应35-60分钟，降温下料。
(3) 中和洗涤
目的：酸化反应完成后，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
通过酸化好的粗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：
将叫化好的粗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0.025~0.06MPa，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