AES车间实习报告.doc

吉林化工学院化工生产实习报告 题 目 AES车间生产实习报告 教 学 院 化工与材料工程学院专业班级 化工0803 学生姓名 许杰 学生学号 08110314 指导教师 潘高峰 2011年4月 4日 目 录第一章 安全教育及生产状况11.1 安全教育11.2 AES国内生产概况11.3 AES车间状况2第二章 AES生产原料及其产品概述32.1 原料及其特性32.2 催化剂及助剂的性能及使用注意事项32.2.1 催化剂32.2.2使用注意事项42.3 产品名称、物理化学性质及用途42.3.1 产品名称42.3.2 物理性质52.3.3 化学性质52.3.4 产品用途5第三章 反应机理63.1 硫化反应63.1.1 反应方程式53.1.2 反应机理63.2 醇醚磺化反应63.3 中和反应7第四章 生产工艺流程74.1 生产工艺原理74.2 生产工艺流程叙述7第一章 安全教育及生产状况1.1 安全教育装置中主要危险物料有硫磺。熔硫间的生产类别为甲类,火灾危险等级为严重危险级;主装置、成品罐区、原料罐区及泵房的生产类别为丙类,火灾危险等级为中危险级;综合楼的生产类别为戊类,火灾危险等级为轻危险级。NaOH具有极强的腐蚀性，如处理不当，极易烧伤人体。SO2、SO3对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用。烧硫及SO2氧化都属强放热反应，易使人烫伤。静电除雾器工作电压达35万伏，具有较大的危险性。1.2 AES概况AES是无色或黄色透明膏状物体，是一种多功能的高级精细化工原料。它是阴离子表面活性剂、溶于水和乙醇，有优良的洗涤作用，广泛应用于日用化工、纺织、印染、洗涤乳化、湿润、助剂扩散等方面。该产品作为洗涤剂原料是当今世界一流产品。不但适用各种粉状洗涤产品生产，更适合用各种液体、膏状等洗涤、清洁、餐具洗涤剂。AES具备多项功能、它可以和其他任何一种型号的表面活性剂、助剂、助洗剂进行复配发挥作用。即成为去污力强、泡沫丰富、手感柔润的最佳产品。1.3 AES车间状况装置规模：设计生产能力为年产6万吨脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（生产技术由美国CHEMITHON公司（凯米森公司）提供。第二章 AES生产原料及其产品概述2.1 各原料及其特性1）硫磺物理状态:黄色晶体,粉末或液体。外观:固体, 黄色粉末或片状。液体,棕黑色,粘稠,150 (工作温度)左右流动性最好,闪点168180。燃烧/爆炸性:可燃,粉尘在空气中能发生爆炸（爆炸极限 35g/m3 ）。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）S02外观:常温下为无色，有刺激性臭味的气体。 健康:3ppm 有觉察的气味 ,200ppm时即可引起眼睛剌激。4）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。2.2 催化剂及助剂的性能及使用注意事项2.2.1 催化剂1）催化剂名称:本装置使用钒催化剂，钒催化剂中通常含有V2O5 5%-10%。这是具有催化活性的的主体部分。除V2O5外，催化剂中含有K2O做助催化剂以增加活性。用硅藻土(成分中主要是SiO2)做载体以增加催化剂的活性成分与气体接触的表面积。2）主要成分：五氧化二钒。分子式：V205 。2.2.2使用注意事项1）严格控制S03转化塔入口温度,最适宜温度400450 ,不允许超过 500 ,这样的高温会损坏催化剂。2）严格控制空气露点,因空气中的水分与S03结合形成酸雾,酸雾会附着在催化剂上,而影响催化剂寿命。3）催化剂应置于原始包装内放于室内干燥处。2.3 产品名称、物理化学性质及用途2.3.1 产品名称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)结构式：产品分子量：AES2-W-124n-70 (377388) AES3-W-124n-70 (419438) AES3-W-125s-70 (434450)2.3.2 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。它们都是微黄色或者无色半透明膏状液体，平均分子量441，密度1080kg/m3，都溶于水，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。 2.3.3 化学性质脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠不易燃烧，在较高温度下，能缓慢燃烧，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠在酸性条件下能水解，生成酸、脂肪醇聚氧乙烯和盐。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。2.3.4 产品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，硬表面活性剂等。另外还广泛用与农业、医药、石油、采矿、燃烧、皮革、机械等国民经济各行业。第三章 反应机理3.1 硫化反应3.1.1 反应方程式 3.1.2 反应机理从反应方程式可以看出，反应有两个特点，这两个特点是生产方式的基本依据。第一，反应是一个可逆、放热、体积缩小的反应；第二，这个反应没有催化剂实际上是不能实现工业生产的。由于这个反应是一个可逆、放热、体积缩小的反应，所以存在一个平衡状态，在平衡状态下转化率是理论上在某种条件下反应的最大可能限度，则实际可能达到的反应限度越大。SO2平衡转化率随着原始气体组成、温度、压力而变化，由于是一个放热反应，所以降低反应温度会使平衡转化率增高，增加压力可提高平衡转化率。但是实际生产中不采用加压转化，这是因为常压下转化率已经很高了，而加压要消耗很大的动力，平衡转化率却提高并不多，经济上不合理。原始气体中SO2和O2的含量与平衡转化率直接有关，氧和二氧化硫浓度的比值增高，会使平衡转化率增高，所以，二氧化硫转化中有一个最佳气浓的问题。在洗涤工业中，三氧化硫发生均用硫磺为原料，由于磺化反应相当快速，气浓越大，反应越快，但 产品质量越差，一般三氧化硫气浓应为：对于烷基苯磺化三氧化硫气浓为5%左右；对于AES3硫磺化，三氧化硫气浓为3%左右；二氧化硫转化为三氧化硫的反应在常温下实际可以看作是不能进行的，因为这个反应活化能高，在反应物和反应压力一定的情况下，通常有两个方面加速反应速度，一个是提高反应温度，另一个是采用催化剂。在工业上常常由于催化剂要求在较高的温度条件下才具有催化性，因此上述加快速度的两个方法在工业实践中是同时得到应用的。3.2 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，生成醇醚硫酸酯作为AES的原料。醇醚和SO3按下式反应3.3 中和反应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+碱在水溶液中能电离出OH，因此，酸碱中和反应的实质就是酸中的H+和碱中OH结合生成水分子的反应。 醇醚硫酸酯与碱的中和反应与硫酸有所不同，它们的粘度很大。在强烈搅拌的作用下，硫酸酯被粉碎成微粒，反应是粒子界面上进行的。其反应如下：+NaOH+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）。第四章 生产工艺流程4.1 生产工艺原理液体硫磺经氮气物化后，与经过压缩、冷却、硅胶吸附的露点可达到60左右的空气，燃烧生成SO2,高温下，在钒触媒的催化作用下SO2转化为SO3，经稀释空气调节SO3浓度后进入磺化反应器。SO3与醇醚在1#磺化器中，磺化反应生成醇醚硫酸酯，与碱中和反应，生成醇醚硫酸盐。磺化/硫酸化产生的尾气中含有少量的SO2、SO3气体和有机酸雾，通过静电除雾器和酸碱洗涤塔二级净化处理，达到排放指标。4.2 生产工艺流程叙述主风机（0B20101）和主风机（NB20102）将空气压缩至0.1MPa，并绝热升温到100160，分别经空气冷却器（0VE20201）和空气冷却器（NVE20201），通过冷却水和冷冻水二级冷却，其中大部分水分被冷凝析出，在经干燥器（0VE20301）和（0VE20302）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。两台干燥器硅胶吸附，再交替进行，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。切换过程中没有泄压和充压操作，保证体系工艺空气压力稳定。硫磺经人工倒入熔硫槽（0TK10101），在熔硫槽中，用蒸汽间接加热使其熔融。温度控制在140150，通过供硫泵（0P10201/2）和质量流量计精确计量后送入燃硫炉（0VE30101）中与空气燃烧生成SO2,气体浓度约8%，经冷却器（0HE30201）冷却至适当温度后进入装有三段五氧化二钒触媒的转化塔（0VE30301），在钒触媒的催化作用下SO2,转化成SO3,转化率97%。转化后的SO3/空气经喷淋式冷却器（0HE30501）冷却，再通过入口除雾器（0VE30401）过滤后的温度降至3545，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（1VE40101和2VE40101）。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放热，小部分放空。燃硫炉（0VE30101），转化塔（0VE30301）系统附有空气电加热器（0SP30701），供系统冷态开车时预热使用。1#醇醚磺化反应 含有35% SO3混合气，与原料醇醚一起从膜式磺化反应器（1VE40101）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（1VE40201）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气，分一定浓度的NaOH溶液进行中和反应，中和过程产生的反应热通过预热器用冷却水除去，中和后的AES产品经脱气，检验合格后送至产品罐。排空尾气中SO2含量5ppm，SO315ppm。静电除雾器（2VE80301）操作电压3-5万伏，SO3和酸雾在此被分离收集成“黑磺酸”，从静电除雾器（1/2VE80301）底部排除，数量6kg/h；SO2气体在碱吸收塔中被吸附生成Na2SO3/Na2SO4水溶液被作为废水排出，其Na2SO4占80%左右。水溶液中固体物含量78%，PH值810，排液量约0.5t/h。洗涤碱液的PH值在线PH计连续调节控制。SO3酸吸收系统在开车阶段，临时停车和原料切换时使用，从而使不合格产品降到最低限度。系统由吸收塔（0VE70101），循环泵（0VE70102）和换热器（0HE70101）组成，工艺水从吸收塔顶部定量进入，在酸吸收过程放出的热量由换热器通过冷却水导出。经循环吸收产生9598%的硫酸，作为副产品由循环输出泵输