醇醚车间生产实习报告 文献.doc

吉林化工学院实习报告前 言随着石油化工的发展，以石油化学品环氧乙烷、环氧丙烷的衍生物聚乙二醇，聚丙二醇及其相应的醇醚体系所形成的高分子表面活性剂得到迅速发展。例如：以环氧乙烷为基础的原料生产的聚氧乙烯型非礼子表面活性剂，现在已经在表面活性剂中占有相当大的比重1。表面活性剂工业是自五十年代末，随石油化工的兴起而迅速发展的新兴产业，表面活性剂具有一系列独特的物理和化学性质。它的应用特别广泛，从而使表面活性剂迅速的从工业助剂向精细化工产品方向发展2。聚氧乙烯型表面活性剂是以含有活泼氢原子的疏水性物质同环氧乙烷进行加成而得到的，脂肪醇聚氧乙烯醚对酸、碱及氧化剂都比较稳定，成本也较低，硬脂酸聚氧乙烯酯在水中呈扩散状，具有良好的乳化、净洗效能。在化妆品、药膏、膏体鞋油等产品中作乳化剂，兼有增稠作用。在纺织工业中，用于合成纤维整理的乳化剂和油剂，有柔软性和抗静电性。作纸张淀粉涂层中的增稠剂和稳定剂。用于电缆管道中多路传输电线的润滑剂。本生产工艺中以硬脂酸为链起使剂，以42% 的K2CO3水溶液为催化剂在120-140，压力0.15-0.3 MPA的条件下加入 环氧乙烷与其进行环氧基化反应，生成脂肪酸聚氧乙烯酯的加成产品。传统工艺中，由于采用间歇釜式搅拌器，产品质量较差，液相中溶解未反应的环氧化物，产品大量积累，随时有爆炸的危险，且反应器顶部有大量的未反应的环氧乙烷的汽相与搅拌器的机械转动相接触而产生静电，导致火灾，甚至爆炸。另外，反应速度低 ，高温反应时间长所得AEO分布宽，产品色泽较深，副产物多。本工艺采用意大利PRESS第三代工艺技术，克服了传统工艺中的缺陷，从而增加了反映的速度，产品质量也明显提高。同时副产物也减少，产品生产适应性强4，它是当今醇醚生产工艺中最理想的生产技术。PRESS生产工艺路线具有以下优点：1.PRESS工艺汽液接触式反应器，生产时间短，副产品少，分子量分布窄 ，产品色泽好。2.PREES工艺采用高效真空系统，使液相物料在雾化状态下脱水，脱水率高，减少副产品PEG的生成。3.该工艺可以生产任何粘度低于0.5PAS的产品，可以广泛得用来处理原料。4.三废处理好，设有尾气处理系统，并且新增设了一级酸洗塔，使含有EO的废气经处理后排入大气，减少污染。5.PRESS的反应器没有机械转动部件，这就消除了釜式反应器因机械转动而产生的静电以及在填料函处环氧乙烷的泄露，从而提高了装置的安全性。第1章 实习资料的综合整理与论述1.1吉林石化电石厂简介中国石油吉林石化分公司电石厂建成于1955年。占地面积118公顷，固定资产原值1311亿元。该厂是一个以煤化工,石油化工生产基本化工原料的综合性企业,厂初期投资3.67亿元,现有22个生产车间,13个辅助车间,机电设备127万余台,厂内有铁路专用线16条,我厂优级品率占80%以上.工厂分为焦化、氯碱、有机、精细化工四大生产系统。拥有焦化、乙醛、醋酸、醋酐、电解、氯磺化聚乙烯、有机硅、丙烯酸及酯、醇醚、AES等13套装置，生产冶金焦、乙醛、醋酸、醋酐、DMC（有机硅）、AES、醇醚、丙烯酸、丙烯酸甲乙丁酯等29种主要产品。吉林石化公司电石厂醇醚生产装置是1994年建成投产的。装置目前生产能力为6万吨/年，占国内生产能力的30%，是国内最大的非离子表面活性剂生产装置，同时是亚洲最大的醇醚生产基地，综合技术指标处于国内领先水平。此厂始终重视做好降耗工作，下大力气攻克影响消耗的“瓶颈”问题。醇醚装置的801岗位P-803A、B两台物料循环泵，投产以来一直用工业水冷却，每小时消耗工业水0.15立方米。为此，他们配制专门管线，将循环水引入到P-803A、B物料循环泵中，彻底解决了冷却水的直排浪费问题，每年可节省工业水消耗及污水处理费用80.14万元。过去他们都采用蒸汽熔化火槽中的脂肪醇，全年大约消耗蒸汽13200吨，价值248万元。为节约成本、降低消耗，此厂开展了热水熔化槽车内的脂肪醇实验，效果良好。通过采取这一措施，他们每年可节省一半的蒸汽使用量，节约资金120多万元。投产15年以来，醇醚装置通过大小27项技术改造，使产品成本比开车初期降低了11%，而产品的优等品率始终保持在100。同时，此车间使用的是意大利普利斯公司的生产设备，高效安全，投产以来从未发生重大生产安全事故。1.2醇醚车间1.2.1工艺技术简介国内、外技术概况 聚醚及醇醚合成采用的是乙氧基化技术，而技术的关键在于乙氧基化反应器。目前，国内比较流行的乙氧基化反应器技术有以下3种，即瑞士BUSS公司的回路反应器、意大利Press公司的循环喷雾反应器和我国上海凯诺通公司的立式倒瓶状反应器。而吉林石化公司采用的就是意大利Press公司的循环喷雾反应器，由此石化也成为亚洲最大的表面活性剂生产基地。1.2.2 工艺技术优点普里斯反应器的特点：（1）应器生产效率大大提高。气液接触反应器是传统反应器生产效率35倍。EO加成速率可达1200kgm3/h 。反应速率高，操作时间短，一般产品每日可产812批。（2）产品质量明显改进。由于反应过程控制好，EO用量少，脱水效率高,物料连续排出,气相不断更新，防止自动聚合，使产品中聚乙二醇。二腭烷。未反应的醇含量明显降低。产品色泽浅,无需脱色。主反应物产量高,产品分子量分布窄。（3）产品生产适应性强。通过计算机改变产品配方,可生产200余种产品。装置适于以醇酸、烷基酚、胺、酰胺为原料的乙氧基化物及EO/PO共聚物。（4）设备安全性高。液相只存在有极少量未反应的EO(0.5%)。设备没有机械转动部件与气相氧化物接触,防止静电产生和填料含处氧化物的泄露,反应回路和压力设计均为防爆。（5）环境污染小、废气和废物排放量少、排出口入大气环氧乙烷1g/m3,真空排放废水0.5m3/t产品,EO至大气泄露率小于0.00005次/年。第2章 产品说明及其发展状况2.1 设计依据（1） 国家计委文件，计划投资（1989）1035号文件“关于吉林化学工业公司环氧乙烷及醇醚项目可行性研究报告和批复”。（2）吉林化学工业公司电石厂 家30000吨/年的醇醚项目的可行性研究报告-吉化设计院编 档案号码103-65-16（3）“吉林省合成洗涤剂专用原料工程可行性研究报告”-吉林省石油化工设计院编（4） “吉化电石厂引进6万吨/年醇醚 生产装置及技术项目评估报告”-中国投资银行吉林省分行编（5） 吉化电石厂与抚顺洗涤剂化学厂签署的“关于合成脂肪醇供货协议书”。（6）吉化电石厂与大连油脂化学厂签署的关于脂肪醇 供货的“意向书”。（7）吉化公司签发的“吉化电石厂醇醚产品质量放案。”（8）吉化公司与意大利PRESS公司签署的“吉化公司利用增产乙烯生产EO综合产品技术项目改造合成” 91JLCT/50098J。（9）吉化进出口公司与意大利PRESS公司签署的“设计条件纪要 ”。（10）“吉化电石厂6万吨/年醇醚配套装置工程设计方案”。2.2 设计指导思想（1）因地制宜，加快脂肪醇工程建设。（2）引进与 开创先进技术相结合。要积极消化和吸收、开发、引进的乙氧基化技术，防止重复引进，尽快组织国内科研、设计部门自行研制，再以取得的成果基础上，尽快实现装置国有化。（3）加强国内外技术交流，沟通信息，促进醇醚生产与应用技术更快的发展。（4）对于易燃、易爆场所，设计采用可靠的方案检测，报警消防设施。（5）三废处理要达到排放的标准。（6）要积极的扩大醇醚的应用市场。（7）在加入WTO后，提高技术水平，提高商品在国际市场上的占有量。2.3 装置及其设计方案装置中设有两套并列的反应装置。中和单元，一套用于生产洗涤剂 ，一套用于生产工业助剂，从而适应醇醚产品的多系列，多品种的市场要求：表1 醇醚装置组成表Table 1 The Composition Table Of the AEO Device序号单元名称内容及功能1100反应中和单元1进行EO缩合及中和反应2200反应中和单元2进行EO缩合及中和反应3300废气处理处理生产过程中含EO的废气4400中间贮存产品中间贮存酸碱配置洗涤水5500原料准备化桶、倒桶、拆带熔化6600产品包装桶罐装、切片装袋 7700装卸车栈台原料槽解冻，产品装槽车8800原料及产品罐区原料及产品贮存，热水只备9900控制室 ，配电室生产控制几变配电10 小试装置研究开发新产品产品方案 生产名称：硬脂酸聚氧乙烯酯 生产能力：33000吨/年（300天/年计）日生产能力：110吨/日 每日批数：11批 批生产能力：10000Kg第3章 主要原料及产品规格3.1 主要原材料规格主要原料：环氧乙烷、脂肪醇等（1）环氧乙烷化学名：环氧乙烷结构式: CH2CH2分子量：46.05物理性质：环氧乙烷为无色透明液体。有甜味，溶于水和有机溶剂沸点：（760mmHg条件下）10.6密度：（20）0.8697g/ml相对密度：0.892粘度：0.32-0.31 爆炸等级：(VDE)2化学性质 A：环氧乙烷与水反应生成乙二醇。B：可与脂肪醇缩合成脂肪醇聚乙烯醚，还可以与烷基酚、脂肪酸等反应。 安全贮运注意事项：A 环氧乙烷加热至517以后，在0.02秒内即可升温至1200B 贮运温度为70，美国最大为30C. 50%的水溶液为危险浓度，1%水溶液可使皮肤烧伤D. 爆炸极限：上限100%（体积），下限3.0%（体积），环氧乙烷为易燃，易爆品，贮运中不能接触火种，贮运时设备要严密，运输时不要碰撞。（2）脂肪醇结构式：R-O-HR代表碳链，即C1C12，包括饱和与不饱和羟链及直链与主链烯烃本装置生产所用的脂肪醇主要为羰基合成醇和天然醇。下面以C12C13 醇为例介绍一下他的性质：化学名：C12C13正构伯醇。结构式：CH3（CH2）n-2CH2OH ， n=12-13。分子量：M178193。（1）物理性质：常温下为淡黄色液体或固体，有特殊气味，相对密度为0.831-0.833，不容于水，溶于乙醇，乙醚等有机溶剂，具有醇的通性。化学性质：可以与碱金属反应；可以与HX反应；可以进行脂化反应；可以进行脱水反应。质量指标：生产成本：1000012000元/吨市场售价：1300015000元/吨利 税：3000元/吨（3）用途脂肪醇聚氧乙烯醚最大的用途在于家用和工业用洗涤剂。醇醚，在洗涤方面具有良好的去污、润湿和乳化分散性能，并且具有生物降解性能好，因此被誉为继续烷基苯磺酸盐、直链烷基苯磺酸盐之后发展以来的第三代洗涤剂。自80年代起，在世界许多国家发展很快。世界表面活性剂总产量达800万吨（不包括肥皂），其中非离子表面活性剂320万吨。醇系非离子表面活性剂增长最快，可达10%。除此之外，醇醚还广泛用于造纸、纺织、印染、涂料、农药 、皮革、金属加工、石油开采，建筑和医药、化妆品等。另外，以醇醚为中间体，通过硫酸化，磷酸化等工艺过程还可以衍生出一系列改性产品，如脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸盐等。都以其各自独特的性能，广泛应用于某些领域。3.3 生产方法论述工业上,EO缩合反应是在一定温度下(120-200)和压力(0.2-0.6MPA)以及催化剂存在下进行的。传统的生产方法是带搅拌的釜式反应器中进行的间歇操作。埃索（ESSO）公司、壳牌（SHELL）公司和国内的生产方法都是如此。液态环氧乙烷从反应釜下部通入，用搅拌器使其同链起使剂混合，由于反应物间的接触面积小，反应不均匀，在同一反应器 中与链起使剂混合的环氧乙烷分子数 相差较大。产品质量较差，副产物较多、反应时间长，反应不好控制，反应热不易导出，反应器的生产能力受到限制，而且因溶解在反应物中的环氧乙烷含量大，它与 搅拌器机械转动产生静电往往会产生火灾，甚至发生爆炸事故。意大利PRESS公司的“汽液接触法”生产技术，彻底改变了传统的生产工艺，其反应器的设计具有生产能力大、反应速度快、产品质量好、生产安全等优点。属于世界前列，其特点如下：（1）提高了反应器的反应效率，（通常是釜式反应器的3-5倍）和生产能力。同时由于起使剂与环氧乙烷的反应面积增加，使反应速度快而均匀，再反应过程 中反应分子有着基本相同的增长速度。因此，最终产品醇醚的分子量分布较窄，副产物也 明显减少。由于反应速度快，生产周期短 ，制得的醇醚色泽好，无须进行脱色处理。而且，批量之间有着良好的重复性，从而保证了产品质量。（2）PRESS没有机械传动部件，这就消除了釜式反应器因机械传动部件转动而产生的静电以及在填料函处泄露EO ，从而提高了装置按全性。（3）PRESS反应器反应速度提高很快，因此，生产成本大幅下降，工程消耗亦低于传统方法。第4章 工艺流程叙述4.1 反应单元 4.1.1 工艺原理含有活泼氢的原料（如脂肪醇、烷基酚、乙二醇、脂肪酸等），在一定条件下与碱性催化剂反应，生成具有碱性的盐和水，再经脱水制成链起始剂。链起始剂在反应器内被喷成雾状，与气化的环氧乙烷发生反应，生成乙氧基化缩合物。由于反应中应用碱性催化剂，因此粗产品显碱性，需经醋酸或乳酸中和至弱酸性。在反应系统正常操作过程中会产生含有环氧乙烷的废气，它们不能直接排放，需经酸、碱吸收，待环氧乙烷含量降到30ppm以下排入大气。反应方程式： 其中RX代表与活泼氢相连的亲油基团，X可以为O、N等；Cat催化剂；T温度；P压力反应过程中的副反应：A、PEG（聚乙二醇）的生成 B、二烷恶烷的生成 4.1.2 工艺流程叙述反应工序：来自原料准备单元（500单元）或原料罐区（800单元）的链起始剂通过质量流量计计量后进入反应收集器（SA-102，SA-202），链起始剂的数量根据产品配方由DCS软件决定，在达到规定数量时，关闭管线上的自动阀。液体催化剂KOH从催化剂计量罐（SR-101，SR-201），用催化剂计量泵（PD-101、PD-201）加入反应器（SA-101，SA-201）。催化剂的数量用计量罐液位减少的值自动确定，在达到配方规定数量时，由DCS软件关停计量泵。链起始剂和催化剂溶液中有水分，它们之间反应也产生一些水分。这些水分在反应器的物料循环和加热过程中通过真空脱除。真空系统是由反应真空泵（PAL-101，PAL-201）和蒸汽喷射器（EJ-101，EJ-201）串接组成。在链起始剂与EO反应之前，反应器用氮气置换，被催化了的链起始剂在反应回路换热器（E-101/E-102，E-201/E-202）中被加热到反应起始温度（120-160）。在流量、温度、压力控制下向反应器（SA-101、SA-201）通入EO即开始反应，反应热用导热油通过反应回路换热器（E-101/E-102，E-201/E-202）移出，导热油用导热油循环泵（PC-102、PC-202）通过导热油冷却器（E-104、E-204）用循环水冷却。反应温度由自动阀控制，通过来自导热油加热器（E-103、E-203）的热导热油和导热油冷却器（E-104、E-204）的冷导热油的比率进行调节。在EO加入量达到反应器配方要求时，EO进料阀自动关闭，此时，仍有少量EO存在于气相以及溶于液相中，因此保持反应物循环，熟化一段时间，直到氧化物全部反应完了。熟化过程中，氧化物反完成情况可由反应器的残余压力来检查。在设定的熟化时间内，保持物料循环，并控制反应温度，反应器的残余压力不变时，即认为反应结束。反应结束后，反应器中剩余气体首先排至废气处理单元，然后在真空下脱气，直到循环产品冷却到50-100，用反应循环泵（PC-103、PC-203）卸入中和器中，管道中剩余的产品用氮气吹出。以上全部操作均由DCS软件自动完成。4.1.3 工艺流程图及说明1.催化剂贮罐 2.中和剂贮罐 3.液接触反应器 4.立式接受器 5.真空系统6.7.冷却加热系统 F.流量控制器 P.压力控制器 T.温度控制器图3 意大利PRESS第三代乙氧基化工艺流程Chart 3 The Italian PRESS OF Oxygen Chemical Engineering Process of Sketch Map反应回路包括小、大两个循环回路，反应产物在P0101、P0102作用下在回路内循环。在原料由储罐向反应收集器R0102加入时，应将P0101、P0102吸入管 上的自动阀关闭。当反应收集器达到最低液位时 ，打开泵吸入浅路自动阀，然后启动P0102。原料的最小加入量应能保证充满小循环，以免P0103发生气蚀。同样，只有当 反应器内的液位达到最大时，能保证大循环回路充满，这时才启动P0101。原料醇的 量根据生产配方由DCS软件设定，由质量流量计算。2.准备（1）加入催化剂催化剂由贮槽V0102加入反应器，经过P0104计量泵，把催化剂溶液自P0104出口管送入P0101出料线。为了避免催化剂中的水分蒸发，加入碱催化剂时，循环回路上温度应维持在70-80K。催化剂的量根据V0102的自动计量。（2）脱水反应过程中水的存在可以导致PEG的生成，为了尽可能降低PEG的含量，必须将水除去。（3）反应在连起始剂于EO反应之前，必须用氮气吹扫。被催化了的链起始剂在反应回路中的换热器中被加热到反应起始温度120K。在流量、温度、压力控制下向反应器中通入EO ，即可开始反应。反应热通过反应回路换热器移出。导热油由导热油循环泵通过导热油冷却器用循环水冷却。反应压力围400-500KPA 。操作温度为120-185K。反应温度由自动阀控制，通过来自导热油加热器的热导热油和导热油冷却器的冷导热油的比率来调节。在EO加入量达到反应配方要求时，EO进料阀自动关闭。此时，仍有少量EO存在于汽相中，以及液相 中。因此，保持反应物料循环，熟化一段时间，直到氧化物全部反应为止。熟化过程中氧化物反应完成情况可以由反应器的残余压力来检查。在设定的熟化时间内保持物料循环，并控制反应温度，到反应器的压力不在变化时，即可认为反应结束。反应结束后，反应器中的剩余气体首先排入废气处理单元，然后在真空下脱气，产品温度直到120-140K时 ，用反应循环泵卸入中和釜内，管道中剩余产品用氮气吹扫。4.2中和单元4.2.1 工艺原理 本岗位是将反应单元的粗产品在中和釜SA-104A/B内进行中和。在搅拌情况下将中和剂醋酸（或乳酸）加入，控制一定温度与中和时间，中和到产品PH为67。反应方程式：R-O-（CH2CH2O）-nKCH3COOHR-O-（CH2CH2O）-nHCH2COOK4.2.2 工艺流程叙述来自反应单元未中和的粗产品经过卸料泵PC-101、PC-103卸入中和釜和内，当中和釜达到最低液位时，启动揽拌器AG-104A/B。 汽提：由反应器来的粗产品内仍残留有少量未反应的EO，必须将其脱出。可在搅拌条件下，通过充N2（或蒸汽）鼓泡，抽真空加以脱出。真空系统由中和真空泵PAL-103，蒸汽喷射泵EJ102及压力调节回路IC172组成。中和：来自酸、碱配制工序的98醋酸，由泵送入（SR-102）计量槽中，由计量泵PD-102注入中和釜SA-104A/B中，加入的酸量由SR-102自动算出，达到规定量后，停止计量，关闭HV-185A/B。最终冷却：在搅拌情况下，打开HV-191A/B，HV-180A/B，向中和釜伴管通入冷却水，使乙氧基化产品冷却到输送温度（7090）。卸料：已中和好的产品经（PV104A/B）卸料泵，送入（400#）中间贮存单元储存，并用N2吹扫、置换中和釜及相应管线，为下批生产作好准备。4.2.3 工艺流程说明末中和产品在注入产品槽之前必须进行中和，冷却。它包括：A.末中和产品卸料：末中和产品从反应回路送至R0103A/B 中的一个，当中和釜达到最低液位，中和搅拌器启动。B.汽提：末中和产品中仍然含有少量氧化物。这些残余物通过在搅拌状态下抽真空脱出。C.中和： 液体中和剂自中和计量槽V0109，用泵注入中和釜，加入酸的量可以由V0102的液位减少自动计算出，当酸的量加入到量后，D.C.S软件自动停止酸泵。D.最终冷却：在搅拌的状态下，向R0103A/B伴管通入冷却水，使乙氧基化产品冷却到输送的温度（70-90K）。E.卸料： 最终中和产品由P0109A/B泵送到最终产品罐。乙氧基化产品通常先贮存，然后装入槽车或桶装。4.3 废气处理单元（300#）4.3.1工艺原理本岗位是将环氧乙烷（EO）存贮单元和乙氧基化单元正常操作排放的废气通过碱、酸两步吸收，将废气中EO的含量降到最低排放标准。最后尾气由酸洗塔排入大气，酸、碱吸收液分别装桶，然后送污水处理厂处理或者回收利用。反应方程式A、 碱吸收 O 5%NaOH CH2CH2（n-1）CH2CH2 HO（CH2CH2O）nH TP OH OHB、酸吸收 5%H2SO4 CH2CH2H2O HOCH2CH2OH （生成物为乙二醇） TP O CH2CH2CH2CH2HOCH2CH2CH2CH2OH O OH OH 4.3.2废气处理单元(300#)工艺流程叙述来自安全阀PSV-914的EO排放废气；自100#/200#反应单元通过SV-102/202排放的废气；来自100#/200#的SV-201真空系统排放的废气；来自100#/200#的SA-104A/B中和器排放的废气；来自100#/200#的SV-104中和真空系统排放废气。它们经过管线输送进入吸收岗位总管，由碱吸塔C-301下部进入，与从塔顶喷入的碱吸收液接触，碱吸收液在泵PC-301A/B（一个备用）的作用下经C-301、SR-301、E-301不断循环。在碱的催化下与EO发生反应生成聚乙二醇(PEG)，随着吸收液的不断循环，吸收液中的PEG浓度不断升高，通过控制E-301的温度使塔的操作温度保持恒定。第5章 工艺指标及操作条件5.1 工艺指标5.1.1 原料指标表2 主要原材料规格Table2 Primarily Original Material Specification序号名称指标名称规格1EO外观透明液体气味甜色号（Pt-Co）无密度（0/14）0.8940.896含量99.5WT%MIN水0.05WT%MAXCO20.0015T%MAX酸度（乙酸）0.012T%MAX醛（乙醇）0.01WT%MAX 蒸发残渣0.01G/100mlmax2硬脂酸外观（20）白色或微黄色颗粒密度（80）0.9408Kg/l水分值0.2%MAX羟值1972mgKOH/g碘值08gI2/100gmax酸值2073 mgKOH/gmax熔点715-72皂化值211 mgKOH/gmax3NAOH含量45.0Wt%Na2CO30.30Wt%Ni0.040Wt%Fe2CO30.003Wt%颜色待确定4工业醋酸色号30Pt-Co铁1ppm max甲酸0.5ppm max 醛0.1醋酸80 Wt% max蒸发残渣0.03 max重金属4ppm max 比重（20-30）1.070Kg水分20%APHA10 max5过氧化氢含量25%游离酸（H2SO4）0.6%不挥发物含量0.12稳定度95%6导热油牌号YD-300外观透明比重1.01闪点（开杯）130k min凝固点-10k max酸值0.02mgKOH/g max 总硫0.12Wt%粘度（50）56m2/s毒性低毒馏程：50%25K/min5.1.2 主要操作条件当温度为120-140压力为588-784KPa、环氧乙烷:硬脂酸=10:1时, 环氧乙烷中醛含量对反应的影响结果于表1.环氧乙烷中的醛对反应起阻聚作用, 醛含量高反应时间长, 且环氧乙烷反应不完全, 使聚合度不能达到预期要求, 因此, 要求环氧乙烷中醛含量0.03%期表3 醛的含量对反应的影响编号环氧乙烷投入量/g醛含量/%反应时间/h环氧乙烷剩余量/g环氧乙烷转化率/%0910063333333330350350034262251578705272100当压力为588-784KPa环氧乙烷：硬脂酸=10：1时, 反应温度对反应的影响结果列于表2表4 温度对反应的影响编号反应温度/反应时间/h反应情况粗品外观400422426901201401601803524几乎不反应 正常压力上升快颜色较浅深棕由表2可知, 温度过低聚合反应几乎不进行, 温度过高反应速度太快, 压力上升也很快, 操作难以掌握, 由于聚合热不能及时移出, 容易引起爆聚, 反应温度高, 产品颜色较深, 影响产品外观质量，较适宜温变为120-140压力衬反应的影响当反应温度为120-140. 环氧乙烷:硬脂酸=10:1时反应压力对反应的影响列于表3表5 压力对反应的影响编号反应压力/KPa反应时间/h反应情况427410420784980588784490588243750正常正常正常提高反应压力可以缩短反应时间,对产品外观质量的影响不甚明显,但是提高压力对反应设备的耐压要求提高,因此控制压力为588-784Kpa最终确定工艺条件为表4表6 最终工艺条件项目条件聚合反应环氧乙烷：硬脂酸（重量）温度/压力/Kpa时间/h催化剂用量/%10：112010588784 3 035.2 产品说明及其发展状况5.2.1 脂肪醇聚氧乙烯醚性质 分子量： 270-1590 脂肪醇聚乙氧基醚（AEO），简称醇醚，是非离子和醇系表面活性剂的主导品种，其品种最多，产量最大，用途最广。它是高级脂肪醇与环氧乙烷（EO）的加成物，采用不同长度碳链的脂肪醇及控制不同的聚合度能得到不同性能的非离子型表面活性剂。主要品种有AEO 9-W-124 N、AEO 3-W-124 N、AEO 2-W-124 N和AEO 3-W-125 S。壬基酚系列主要品种为NP-10。脂肪醇聚氧乙烯醚的溶解范围可以从完全油溶性到完全水熔性。其溶解性的大小取决于环氧乙烷(EO)加成的摩尔数，含15摩尔EO的产品是油熔性，EO增加到710能在水中分散和溶解，溶解性随着EO含量的增加而明显提高，升高温度会使在水中的溶解度降低，亲水性可以用浊点来表示。对于在水中不溶的低聚合度的加成物可以用简易数或浊点指数来表示其亲水性。脂肪醇聚氧乙烯醚的比重和粘度随着EO含量的增加而增大，随着温度的提高而减小。他们的50%70%水溶液有很高的粘度，有时生成凝胶体，特别是亲水性大分子产量产品。醇醚表面张力与截面张力也随着EO数增加而增加，直链醇的这一影响比带支链醇更显著。脂肪醇分子量增加时润湿能力会有所降低，带支链醇比直链醇的润湿性能好。当醇的结构相同时润湿能力还EO数有关，不同碳数的醇达到最短润湿时间所需要的环氧乙烷数量不同，分子量越大的醇达到最短润湿时间所需要的环氧乙烷摩尔数越大。十二醇的EO加成数为7时润湿性能最好。洗涤性能随着脂肪醇碳链的增加而提高，对碳链相同的醇来说，带有支链的醇醚洗涤性能比支链醇醚好。对于十二醇而言，EO加成数为810洗涤力最佳，若是继续增加环氧乙烷加成数洗涤力反而会下降。5.2.2 国内外现状及发展趋势目前，我国表面活性剂洗涤剂工业已有相当大的规模，装备和技术已越来越向国际水平靠拢，产品产量、种类和质量都有大幅增长和提高。有关专家提出，这一行业将在产品结构、应用和市场开发上呈现新的形势。洗涤用品及基本原料迄今已趋于饱和，如烷基苯、脂肪醇、脂肪胺，脂肪酸和脂肪醇醚等基本原料中，除烷基苯外，产品生产能力及产量都已超出或大大超出国内需求，因此大宗表面活性剂的原料、品种及装备将无需增加产能。而随着洗涤用品行业发展所带来的原料消耗的增长却小于基本原料的增长。80 年代我国洗涤用品总产量的平均年增长速度为7.6%；进入20 世纪90 年代，1996 年以前为4.5%，今后很可能为3% 4.5%，因此，表面活性剂洗涤剂工业的产品结构将向着有利于环境保护、对皮肤刺激性小、节能、节水和高效的方向发展。开发温和型、功能型和环境友好型表面活性剂洗涤剂原料及其用品将成为我国新世纪表面活性剂洗涤剂工业的工作重点。由于洗涤用品及基本原料趋于饱和，表面活性剂洗涤剂原料的发展除了在原来的基础上改进或开发新催化剂，改进工艺，加强高新技术在这些领域的应用，提高工艺装置的自动化与智能化能力，以期降低单耗、能耗、有害杂质含量，适合不同要求，提高产品质量等等以外，开发环境友好、易生物降解和温和型及功能型的表面活性剂及洗涤用品将是新世纪表面活性剂洗涤剂工业的工作重点。如进一步发展MES、AOS、SAS 和APG 等，使其尽快形成一定的生产能力，同时有机硅、有机氟及双亲水基等一些功能型特殊表面活性剂将会进一步得到开发和应用。表面活性剂素有“工业味精”之称，新世纪中人们将会进一步拓宽其应用领域，除在造纸、食品、建筑、交通、水处理和农业等方面开发应用之外，还会大力开发其在纺织和能源方面的应用。目前我国每加工100 kg 纤维耗助剂4 kg，而国际先进水平为每加工100 kg 纤维耗助剂7 kg。我国2000 年纤维加工总量预计为950 万t （化纤为450 万t），2010 年预计为1 350 万t （化纤为750 万t），所以，纺织助剂依然是表面活性剂工业应用的一个重点。能源工业将成为我国表面活性剂应用的另一热点，特别是在三次采油和重油远距离输送方面。另外表面活性剂在材料科学、能源科学、环境科学和生命科学及信息科学方面也将得到应用。如表面活性剂在含酚、含锌、含铜、含汞和含铬废水处理中的应用，也可应用于纳米材料的制备和分子筛孔径的调节。总之，拓宽表面活性剂的应用领域，探索其在高新技术领域中的应用，将成为我国表面活性剂洗涤剂行业的热门课题。5.3 催化剂环氧乙烷和含有活性氢憎水基原料的加成反应中，为了加快反应的速度，需要加入少量的催化剂，否则反应速度非常缓慢，甚至不发生反应。但催化剂的种类及所加入的浓度等对产品的质量很有关系。催化剂分碱性催化剂和酸性催化剂。在我国的生产实践中，绝大多数都是使用碱性催化剂。例如氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠、乙醇钠等，这些催化剂对于加成反应的速度不完全一样。总的说来，碱性强的促进反应速度加快，碱性弱的则稍差，但这又和反应物料有关，例如弱碱性的碳酸钾，用于脂肪醇的加成反应时，其催化效果不好，而用在脂肪酸的反应中则效果甚佳。加成反应的速度与催化剂的浓度也有关，浓度大反应速度快，但浓度过大，对产品的质量有影响。5.4 成品的指标及规格表7 产品规格Table 3 Product Specification 期望值保证值外观(25)乳白色固体乳白色固体水分0.10.2 %MAX皂化值75857585mgKOH/g羟值重复性12 mgKOH/gPH (1%水溶液)2550-7050-70HLB12-1312-13聚乙二醇0.51APHA2050MAX第6章 自动控制6.1 设计依据（1）据“吉化公司EO 及醇醚项目的可行性研究报告”（2）据工艺专业提出的自控制条件。（3）根据6万吨/年醇醚合同，合同量：91JLCL/50098。6.2 采用的标准规范由卖方提供的基础设计和详细设计按合同规定执行卖方标准，配套设计均按化工部设计标准。6.3 控制原则（1）本装置由意大利PRESS公司引进，D.C.S软件集中控制，控制室的面积为13.27.2平米。（2）配套工程均采用常规仪表，分别设置在原料准备控制室，产品包装控制室 ，罐区控制室，各自分别集中控制。6.4 仪表选型（1）本设计除引进设备外，全部采用电动型仪表。采用4-20UA.DC或1-5V。DC的标准信号。（2）测温元件全部采用PT100的电组体。（3）变送器选用吉化仪表厂的电动FC系列。（4）二次表选用吉化仪表厂的电动型。（5）所有调节阀，切断全部采用气动阀。（6）为保证计量的准确性，槽车计量选用质量流量计。6.5 动力供应6.5.1仪表用电源（1）仪表用电由电气专业提供双回路220+10% .50HZ的电源。（2）D.C.S系统采用UPC供电。（3）仪表用电容量23KW。（4）供电等级： 二级6.5.2仪表用气源 （1）用空气压缩要求：尘粒10HM ；油含量-15PPM ；露点40K（2）就地仪表采用小型空气过滤减压阀单独处理的供气方式。（3）供气量仪表用气取自仪表空气压缩站，气源压力为0.8MPA，用气量为：300M3/H。第7章 技术经济分析7.1 生产规模及产品方案本套装置生产规模为33000吨/年。7.2 建设投资总投资19913.3万元，其中外汇561.95万美元，投资方向调节税32.29万元。外汇汇率按1美元=7.31人民币计算。用款计划见表2-1表8用款计划表Table 8 Use The Style Plan The Watch 单位：万元人民币序号用款名称用款总额利率，%第一年第二年基建期利息1外汇贷款4669.89.631067.91601.81994.872企业配汇5903.48.461475.81475.92265.793省信投资款4207.28.461051.81051.81614.84自筹资金5100.61275.11275.25投资方向调节税32.2912.919.37合 计19913.3占全部投资的比例，%24.527.229.57.3 醇醚装置技术综合经济指标表9 醇醚装置技术综合经济指标表 Table 9 The AEO Equips The Technique To Synthesize The Economic Index Sign Watch序号指标名称单位数量（一）设备规模吨27000（二）原料及动力消耗吨/年1脂肪醇吨/年10285.712EO吨/年18514.293冷却水吨/年1933864.24新鲜水吨/年5191005蒸气吨/年1185.586电万度/年2667氮气标准立升6167408仪表空气标准立升1282800（三）总投资万元19913.3（四）产品平均单位成本元/吨10289（五）产品年总成本万元/年29632表10年总成本表Table 10 The Total Cost Of A Year序号项目单位消耗定额价/元年成本万元/年一原料消耗1硬脂酸吨/年12941.10100012940.112EO吨/年20021.2035007007.423K2CO3吨/年68.576504.4574醋酸吨/年102.86230023.6585汽油吨/年4816207.7736机油吨/年4.687504.0257合计16805.626二公用工程1冷却水吨/年1933864.20.0815.4712新鲜水吨/年5191000.2512.983蒸气吨/年5585.586335.194电万度/年266210055.865氮气标立/年6167400.159.2516仪表空气标立升/年12028000.078.989合计137.741三工人工资58.75四车间经费1折旧费819.492大修费545.183车间管理费229.55五车间成本26431.557六企业管理费2900.55七工厂总成本29332.107八销售费用330九销售成本29632.107十固定成本4853.527.4 利润率及利税率销售收入：330001.4=46200万元税 率：10.7% 税 金：4620010.7%=4943.4万元利 润：46200-29632.107-4314.24=6373.635万元利 润 率：利润/总投资=6373.635/19913.3=32.01%利 税 率：