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化学与制药工程学院 AES车间实习报告 AES车间实习报告学校：吉林化工学院.班级：化学0802指导老师：陈平姓名：张金霞学号：08230215目录第一章 绪论-31.1、 实习目的-3第二章 产品简介-42.1、产品名称-42.2、产品分子式及结构式-42.3、 产品分子量-42.4、产品性质-42.4.1、AES物理性质-42.4.2、AES化学性质-42.5、聚氧乙烯醚硫酸钠主要用途-4第三章 工艺流程叙述-63.1、原料及其特征-63.2、工艺原理-63.2.1、空气干燥-63.2.1.1、目的和原理-63.2.1.2、冷冻脱水原理-73.2.1.3、吸附脱水原理-73.2.2、SO3发生-73.2.2.1、熔硫-73.2.2.2、燃硫-73.2.2.3、 SO2/SO3转化-73.2.2.4、 工艺流程-83.2.3 磺化（1#线磺化中和系统）-83.2.3.1、醇醚磺化反应-83.2.3.2、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯的中和-83.2.3.2、工艺流程-93.2.4、 尾气吸收系统-93.2.4.1、 电除雾器的基本原理-93.2.4.2、工艺流程-10第四章 主要设备结构图-114.1、转化塔结构图-114.2、磺化器结构图-124.3、1#线磺化器SO3入口管线短节拆加盲板图-134.4、主要设备一览表-144.5、AES装置流程图-16第五章 实习心得-17第一章 绪论1.1、 实习目的生产实习是本专业学生的一门主要实践性课程。是学生将理论知识同生产实践相结合的有效途径，是增强学生的群众性观点、劳动观点、工程观点和建设有中国特色社会主义事业的责任心和使命感的过程。 通过生产实习，使学生学习和了解AES从原材料到成品批量生产的全过程以及生产组织管理等知识，培养学生树立理论联系实际的工作作风，以及生产现场中将科学的理论知识加以验证、深化、巩固和充实。并培养学生进行调查、研究、分析和解决工程实际问题的能力，为后继专业课的学习、课程设计和毕业设计打下坚实的基础。通过生产实习，拓宽学生的知识面，增加感性认识，把所学知识条理化系统化，学到从书本学不到的专业知识，并获得本专业国内、外科技发展现状的最新信息，激发学生向实践学习和探索的积极性，为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。 生产实习是与课堂教学完全不同的教学方法，在教学计划中，生产实习是课堂教学的补充，生产实习区别于课堂教学。课堂教学中，教师讲授，学生领会，而生产实习则是在教师指导下由学生自己向生产向实际学习。通过现场的讲授、参观、座谈、讨论、分析、作业、考核等多种形式，一方面来巩固在书本上学到的理论知识，另一方面，可获得在书本上不易了解和不易学到的生产现场的实际知识，使学生在实践中得到提高和锻炼。第二章 产品简介2.1、 产品名称脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。2.2、 产品分子式及结构式 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（简称AES）分子式：RO（CH2CH2O）nSO3Na （R=C12-14、C12-15、烷基；n=2、3） O结构式：RO （CH2CH2O）n S O Na O2.3、 产品分子量脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）分子量：AES2-W-124n-70 （377388） AES3-W-124n-70 （419438） AES3-W-125s-70 （434450）2.4、 产品性质2.4.1、AES物理性质脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠包括天然脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和合成脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。它们都是微黄色或无色半透明膏状液体，分子量377450，密度1080kg/m3，都能溶于水，无毒，有良好的润湿、渗透、乳化、分散、增溶和洗涤性能，生物降解性好，对人体无害，对动物粘膜相溶性好。属于阴离子表面活性剂，具有共同的特点。2.4.2、AES化学性质脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠不易燃烧，在高温度下遇明火能缓慢燃烧。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠在酸性条件下能发生水解，生成酸、脂肪醇聚氧乙烯醚和盐。由于生成更多的酸，使产品造成大幅度水解，最终使产品发生质的变化。2.5、聚氧乙烯醚硫酸钠主要用途脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠可作为良好的活性剂来配制各种工业与民用洗涤剂。如：洗涤剂、洗发香波、复合皂、液体皂、硬表面清洗剂等。另外还广泛用于农业、纺织、医药、石油、采矿、燃料、皮革、机械等国民经济各行业。AES产品的毒性极低，即使误服，也不构成对人体有危害，与皮肤接触时，无较大刺激性，与眼睛接触后，当浓度较低时，对眼粘膜无刺激；当浓度较高时，有明显的刺激性。又由于其生物降解性好，因此对环境无影响。第三章 工艺流程叙述3.1、原料及其特征3.1.1、硫磺硫磺的元素符合是S，分子量是32。常温下为黄色固体，在95.6以下是稳定的-硫或称斜方硫，比重2.07（20），熔点102.8，在95.6以上是稳定的-硫或称单斜硫，比重1.96，熔点109.3，硫磺不易导热和导电，实际不溶于水，硫熔融时，体积增大（约增加5%），硫磺熔化时，开始为黄色易流动液体。高于160则变成褐色，粘度则增高。而高于193粘度又下降，在150时粘度最低燃烧/爆炸性:可燃,粉尘在空气中能发生爆炸（爆炸极限 35g/m3 ）。健康:固体元素硫是无毒的,但一般视作有害粉尘对待,硫磺粉尘对眼睛和呼吸道黏膜有剌激性,液硫接触人体会引起灼伤。3.1.2、脂肪醇聚氧乙烯醚外观: 无色透明液体 白色膏状(25C)。无毒、无刺激。平均分子量：300-330 575-6053.1.3、液碱反应性:与水混合时放热。健康:滴入皮肤或眼睛会引起严重或永久损害,若入口可严重灼伤粘膜。3.1.4、S02气体二氧化硫分子式为SO2，分子量64.06，SO2在常温下为无色的、有刺激性臭味的气体，即不自燃，也不助燃。SO2和O2在完全干燥的状态下是难以起反应的。SO2在常压和-10.1时即液化，它能与水化合成亚硫酸，与NaOH作用生成亚硫酸钠。3.1.5、S03外观:气体。燃烧爆炸性:不易着火。反应性:与水形成 H2SO4,与碱性物质剧烈反应,与空气混合形成腐蚀性烟雾。健康:若吸入烟雾可引起强烈刺激。3.2.工艺原理3.2.1、 空气干燥3.2.1.1、目的和原理空气均含有一定量的水份，即有一定的湿度，空气中水份与转化后的SO3结合形成酸雾，这样非但白白消耗了部分固体硫磺，而且酸雾会附着在触媒上影响触媒寿命，并且会腐蚀设备和管道；此外，酸雾对磺化也带来很多不利因素，如磺化时酸雾与有机原料局部反应，使得磺化产品的中和值偏高，酸雾的存在会给磺化中和值的终点控制带来困难。本装置的工艺空气就是采用冷却-硅胶（铝胶）吸附法结合的工艺，冷冻脱水分两级进行，第一次用循环水冷却，主要是为了给压缩后的高温气体降温，第二次用乙二醇冷冻水冷却，大部分水在第二次除掉。冷冻脱水后的工艺空气，利用铝胶和硅胶吸附剂吸附空气中的水份后，空气露点可达-60。3.2.1.2、冷冻脱水原理空气中绝对含水量与空气的温度及相对湿度有关，当空气温度越高相对湿度越大，则其含水量也越多，反之则低。如果把一定相对湿度的空气冷却，则空气的相对湿度提高，当相对湿度达100%时，空气开始结露，此时的温度称为露点，如继续冷却，则空气中有水份析出，而相对湿度仍保持100%，绝对含水量不断下降，这就是冷却脱水的原理。3.2.1.3、吸附脱水原理 利用铝胶和硅胶吸附剂吸附空气中的水份，是由于吸附剂有很大的孔隙率和比表面积（如硅胶为350450m2/g）一般可使空气的含水量到0.1g/m3以下。硅胶的饱和吸水量很大，一般可达本身重量的30%以上，但当其含水量达到一定值时，吸附性就下降，所以实际使用时控制吸水量不大于硅胶重量的8%。 硅胶吸水后本身温度上升，而随着温度上升，空气露点也上升，当吸附温度上升到一定值后，吸附剂就接近了饱和状态，一般认为操作温度大于40是不适宜的，此时硅胶需要再生（或活化），再生是用180以上的热空气加热硅胶，把吸附在硅胶中的水份驱除出去，然后用冷空气冷却到规定的温度，使硅胶恢复吸附水份的能力。硅胶可不断进行吸附再生过程。3.2.2、SO3发生3.2.2.1、熔硫磺化中需流量稳定的SO3气体，这样，首先必须提供流量稳定的硫磺。3.2.2.2、燃硫硫磺在一定温度下（360 以上）与空气接触燃烧即生成SO2，同时放出热量，硫磺燃烧是在燃硫炉中进行的，燃硫过程中的三大因素是：空气量、温度和接触时间，此工序要求硫磺燃烧完全，没有升华硫进入系统，该工序的另一要求就是SO2气体浓度必须稳定。硫与O2按下式反应：S+O2 SO2+Q（71.08kcal/kmol）反应式如下：SO2+H2O H2SO3SO2+2NaOH Na2SO3+ H2O3.2.2.3、 SO2/SO3转化 SO2的转化，现今世界上几乎所有的接触法硫酸工厂使用钒催化剂，钒催化剂中通常含V2O5 510%，这是具有催化活性的主体部分。除V2O5外，催化剂中含有K2O作助催化剂以增加活性。用硅藻土（成份中主要是SiO2）作载体，以增加催化剂的活性成份与气体接触的表面积。大多数钒催化剂都含有以上三种成份。也有些钒催化剂含有氧化锡、氧化镍、氧化铁及氧化铝之类的物质。本装置设三层催化剂，第一层反应后的SO3混合气体经层间换热器换热后进入第二层，第二层反应后的SO3混合气体再经冷空气直接换热后进入第三层。从转化塔出来的SO3/空气的混合气体经冷却后送往磺化系统3.2.2.4、 工艺流程主风机（0-B20101、0-B20102）或主风机（N-B20102）将空气压缩至0.1MPa，并绝热升温到100160，分别经空气冷却器（0-VE20201）和空气冷却器（N-VE20201），通过循环冷却水和乙二醇冷冻水二级冷却，其中大部分水份被冷凝析出，再经干燥器（0-VE20301）和（0-VE20302）吸附去湿，从而得到一个与气象条件无关的恒定空气流，此时空气露点可达到-60左右。两台干燥器吸附、再生交替进行，定时自动切换。采用换热空气加热再生，低压空气循环吹冷流程。切换过程中设有泄压和充压操作，保证系统工艺空气压力稳定。硫磺经人工倒入熔硫槽（0-TK10101），在熔硫槽中，用蒸汽间接加热使其熔融。温度控制在145155，通过供硫泵（0-P10201/2）和质量流量计精确计量后送入燃硫炉。液体硫磺通过N2雾化，在卧式燃硫炉（0-VE30101）中燃烧生成SO2，气体浓度约8%，经冷却器（0-HE30201）冷却至适当温度后进入装有三段V2O5触媒的转化塔（0-VE30301），在V2O5触媒的催化作用下SO2转化成SO3，转化率97%。转化后的SO3/空气，经喷淋式水冷却器（0-HE30501）冷却，再通过入口除雾器（0-VE30401），过滤后的温度降至3548，分出凝酸。加入稀释空气调节SO3气体浓度后，分别进入磺化反应器（1-VE40101和2-VE40101）。燃硫和SO2/SO3转化生成的大量反应热，采用空气换热回收热量，大部分用于吸附干燥剂的再生加热，小部分放空。燃硫炉（0-VE30101）、转化塔（0-VE30301）系统附有空气电加热器（0-SP30701），供系统冷态开车时预热使用。 3.2.3 磺化（1#线磺化中和系统）3.2.3.1、醇醚磺化反应 醇醚与磺化剂作用可生成醇醚硫酸酯。本装置采用SO3作为磺化剂，工艺流程设有空气干燥、SO3发生工序，生成的醇醚硫酸脂作为AES的原料。醇醚和SO3按下式进行反应：R（OCH2CH2）n OH + SO3 R（CH2CH2O）nOSO3H3.2.3.2、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯的中和中和反应是酸和碱作用生成盐和水的反应，由于酸在水溶液中能电离出H+离子，碱在水溶液中能电离出OH-离子，因此，酸碱中和反应的实质就是酸中的H+离子和碱中的OH-离子结合成水分子的反应。 R（OCH2CH2）nSO3H + NaOH R（OCH2CH2）nSO3Na + H2O为了防止磺化产品水解，应使磺化产品保持较高的PH值（810）。3.2.3.2、工艺流程含有35% SO3的混合气，与原料醇醚一起从膜式磺化反应器（1-VE40101）的顶部加入，醇醚作为液相沿反应器管壁呈膜状流下，SO3气体则从反应器中心通过，气液两相接触发生磺化反应，放出的热量由反应器壁另一侧的冷却水带走。在反应器底部气液两相流出后，进入旋风分离器（1-VE40201）进行气液分离，分离出来的液相产品经脱气送至中和单元。从旋风分离器出来的气相送至尾气处理单元进行处理。来自磺化反应单元的产物进入混合器，与一定浓度的氢氧化钠溶液进行中和反应，中和过程产生的反应热通过换热器用冷却水除去，中和后的AES产品经脱气，检验合格后送至产品罐。3.2.4、 尾气吸收系统3.2.4.1、 电除雾器的基本原理A空气电离电除雾器在运行时，最基本的现象是空气电离。一般情况下，空气是不易导电的，是一种良好的绝缘体。在标准状况下，1CM3空气中有2.687X 1021个气体分子，大约只有1500对离子，所以空气绝缘性能很好。如果我们在空间放入两块相隔一定距离的金属板，并加上电压后，这些空气中的微量正负离子就依电场作用力的方向，向电极移动，形成微量电流。当两块板间所加的电压逐步升高时，并使气体中的微量自由电子和离子的运动速度加快到临界速度时，便和气体中分子发生碰撞，从中性气体分子中打出新的电子来，造成气体的电离，中性分子即变成自由电子和正离子，它们又被电场加速，产生新的电离，如此循环下去，电极之间整个空间（电离区域）充满了自由电子和离子，正离子向负电极方向移动，负离子和自由电子向正电极方向移动，从而形成了电流，空气就由绝缘变成了导电，形成了放电的条件。B电晕放电 根据电极的排列方式，不同部位的电场强度和电源功率的不同，放电形式可能有火花放电、电弧放电和电晕放电三种形式。前两种放电形式既能在均匀电场中发生，也能在不均匀电场中发生，而电晕放电只能在特定形状的电极、按特定的方式布置所形成的不均匀电场中发生。电除雾器就是利用电晕放电而工作的。在电除雾器中，负极为金属导线，正极为金属管子，金属导线置于金属管中心，当电压逐步升高，使导线附近的电场强度足够高时，由于电场的不均匀性，在导线附近就产生碰撞、电离和放电。电场强度随距导线距离而变化，离导线越远，电场强度越低。 在另一电极附近不产生碰撞电离，这种不完整的放电称为电晕放电。在电晕放电中，以金属导线的电极，称为电晕电极，另一电极称为沉淀电极。在电晕放电时，正离子向电晕电极移动，并在导线上进行电性中和，而自由电子和负离子向沉淀极（正电极）移动，并在其上而进行电性中和，这时在电极间空隙内产生了电流，称为电晕电流。C除雾原理当高压直流电接到电除雾器的两个电极以后（电源正极接地，负极接电晕极），在电晕极附近就产生了电晕放电，这时从电晕区里就有大量的自由电子和负离子逸出，飞向阳极。当带有含磺酸雾和SO3的气体通过电除雾器时，带负电的粒子就会在运动中不断地碰到并被吸附到酸雾滴子上，从而使酸雾带电，带电后的酸雾在电场力作用下，在几秒钟内先后到达阳极（沉淀极）放出负电荷，酸雾本身就沉积在阳板上，依重力而下汇集成酸液，而从尾气中分离出酸雾。D碱液吸收原理 经静电除雾器处理后混合气体还含有少量的SO2和SO3气体，如直接排放将可能超出国家规定的排放指标，所以必须除掉，除掉的方法是依据碱吸收的化学原理进行。其反应式如下： SO2 + 2NaOH Na2 SO3 + H2O3.2.4.2、工艺流程从气液分离器（1-VE40201或2-VE40201）分离出的磺化/硫酸化尾气中含有少量的SO2、SO3气体和有机酸雾，尾气通过静电除雾器（1/2-VE80301）和尾气洗涤塔（0-VE80401）二级净化处理。碱液由贮罐（0-TK80402）经泵（0-P80401）送入洗涤塔（0-VE80401）中，经洗涤后的排空尾气达到排放指标。 第四章 主要设备结构图4.1、转化塔结构图4.2、磺化器结构图 4.3、1#线磺化器SO3入口管线短节拆加盲板图 18化学与制药工程学院 AES车间实习报告 卢静4.4、主要设备一览表序号位号设备名称型号和技术规格单位数量材料单重总重kg)1OTK10101熔硫槽J101494长宽高：82003000x1750介质:硫磺操作温度:常温操作温度:常温操作压力:常压加热盘管规格:DN25加热面积:62.7m2台1Q235-A316L106202O-VE20301/2空气干燥器J121122立式:27004500操作温度:进口:16/218出口:32/201操作压力:1kg/cm2设计温度:250设计压力:2kg/cm2台2Q235-C45803O-VE30101燃硫炉J500257外形尺寸:27006175介质:空气,S02操作温度: