醇醚车间实习报告.doc

吉林化工学院实习报告 目录目录 前前 言言 2 第第 1 章章 实习资料的综合整理与论述实习资料的综合整理与论述 3 1 1 吉林石化电石厂简介 3 1 2 醇醚车间 4 第第 2 章章 产品说明及其发展状况产品说明及其发展状况 6 2 1 设计依据 6 2 2 设计指导思想 6 2 3 装置及其设计方案 7 3 1 主要原材料规格 8 3 3 生产方法论述 10 第第 4 章章 工艺流程叙述工艺流程叙述 12 4 1 反应单元 12 4 2 中和单元 17 4 3 废气处理单元 300 18 第第 5 章章 工艺指标及操作条件工艺指标及操作条件 19 5 1 工艺指标 19 5 1 1 原料指标 19 5 1 2 主要操作条件 22 5 2 产品说明及其发展状况 24 吉林化工学院实习报告 5 2 1 脂肪醇聚氧乙烯醚性质 24 5 3 催化剂 26 5 4 成品的指标及规格 27 第第 6 章章 自动控制自动控制 28 6 1 设计依据 28 6 2 采用的标准规范 28 6 3 控制原则 28 6 4 仪表选型 28 6 5 动力供应 28 6 5 1 仪表用电源 29 6 5 2 仪表用气源 29 第第 7 7 章章 技术经济分析技术经济分析 29 7 1 生产规模及产品方案 29 7 2 建设投资 29 7 3 醇醚装置技术综合经济指标 30 7 4 利润率及利税率 33 7 5 盈亏平衡分析 33 7 6 经济分析意见 34 第第 8 章章 安全防火与安全技术安全防火与安全技术 34 8 1 设计依据 34 8 2 生产性质及消防措施 35 吉林化工学院实习报告 第第 9 章章 实习实习心得体会心得体会 36 附录附录 1 37 附录附录 2 38 吉林化工学院实习报告 前前 言言 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 吉林化工学院实习报告 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 第第 1 1 章章 实习资料的综合整理与论述实习资料的综合整理与论述 1 11 1 吉林石化电石厂简介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 13 11 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 吉林化工学院实习报告 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 21 2 醇醚车间醇醚车间 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 吉林化工学院实习报告 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 3 5 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 8 12 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 第第 2 2 章章 产品说明及其发展状况产品说明及其发展状况 2 2 1 1 设计依据设计依据 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 吉林化工学院实习报告 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 22 2 设计指导思想设计指导思想 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 32 3 装置及其设计方案装置及其设计方案 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 吉林化工学院实习报告 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 吉林化工学院实习报告 第第 3 章章 主要原料及产品规格主要原料及产品规格 3 13 1 主要原材料规格主要原材料规格 主要原料 环氧乙烷 脂肪醇等 1 环氧乙烷 2 化学名 环氧乙烷 结构式 CH2CH2 O 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 吉林化工学院实习报告 A 环氧乙烷加热至 517 以后 在 0 02 秒内即可升温至 1200 B 贮运温度为 70 美国最大为 30 C 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 H R 代表碳链 即 C1 C12 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 C12 C13 醇为例介绍一下他的性质 化学名 C12 C13正构伯醇 结构式 CH3 CH2 n 2CH2OH n 12 13 分子量 M178 193 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 10000 12000 元 吨 市场售价 13000 15000 元 吨 吉林化工学院实习报告 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 33 3 生产方法论述生产方法论述 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 吉林化工学院实习报告 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 第第 4 4 章章 工艺流程叙述工艺流程叙述 4 14 1 反应单元反应单元 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 吉林化工学院实习报告 CH2 CH2 2CH2 CH2 O O CH2 CH2 反应方程式 Cat R X H CH2 CH2 R X CH2CH2O nH T P O 其中 R X 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 O Cat CH2 CH2 H2O CH2 CH2 T P OH OH Cat CH2 CH2 nCH2 CH2 HO CH2CH2O nH T P OH OH O B 二烷恶烷的生成 0 CH2 CH2 2CH2 CH2 O O CH2 CH2 4 1 2 工艺流程叙述 吉林化工学院实习报告 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 吉林化工学院实习报告 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 吉林化工学院实习报告 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 吉林化工学院实习报告 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 24 2 中和中和单元单元 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 6 7 反应方程式 R O CH2CH2O nK CH3COOH R O CH2CH2O nH CH2COOK 4 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 EJ 102 及 压力调节回路 IC 172 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 吉林化工学院实习报告 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 70 90 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 34 3 废气处理单元 废气处理单元 300 300 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 吉林化工学院实习报告 反应方程式 A 碱吸收 O 5 NaOH CH2 CH2 n 1 CH2 CH2 HO CH2CH2O n H T P OH OH B 酸吸收 5 H2SO4 CH2 CH2 H2O HO CH2CH2 OH 生成物为乙二醇 T P O CH2 CH2 CH2 CH2 HO CH2 CH2CH2CH2OH O OH OH 4 3 2 废气处理单元 300 工艺流程叙述 3 4 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 吉林化工学院实习报告 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 第第 5 5 章章 工艺指标及操作条件工艺指标及操作条件 5 15 1 工艺指标工艺指标 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 外观透明液体 气味甜 色号 Pt Co 无 密度 0 14 0 894 0 896 含量 99 5WT MIN 水 0 05WT MAX CO20 0015T MAX 酸度 乙酸 0 012T MAX 醛 乙醇 0 01WT MAX 1EO 蒸发残渣 0 01G 100mlmax 2 硬脂酸外观 20 白色或微黄色颗粒 吉林化工学院实习报告 密度 80 0 9408Kg l 水分值 0 2 MAX 羟值197 2mgKOH g 碘值0 8gI2 100gmax 酸值 207 3 mgKOH gmax 熔点71 5 72 皂化值 211 mgKOH gmax 含量 45 0Wt Na2CO30 30Wt Ni0 040Wt Fe2CO30 003Wt 3NAOH 颜色待确定 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 4 工业醋酸 APHA10 max 吉林化工学院实习报告 含量 25 游离酸 H2SO4 0 6 不挥发物含量 0 12 5 过氧化氢 稳定度 95 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 56m 2 s 毒性低毒 6 导热油 馏程 50 25K min 5 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 093330 354 215752 吉林化工学院实习报告 10 06 333 333 0 35 0 03 6 2 2 5 87 0 72 100 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 400 422 426 90 120 140 160 180 3 5 2 4 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 427 410 420 784 980 588 784 490 588 2 4 3 7 5 0 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 吉林化工学院实习报告 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 1 120 10 588 784 3 0 3 5 25 2 产品说明及其发展状况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1 5摩尔EO的产品是油熔性 EO 增加到7 10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 吉林化工学院实习报告 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8 10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 吉林化工学院实习报告 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 吉林化工学院实习报告 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 35 3 催化剂催化剂 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 45 4 成品的指标及规格成品的指标及规格 表 7 产品规格 Table 3 Product Specification HCHCHCOOHC 10223517 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 吉林化工学院实习报告 皂化值75 85 75 85mg KOH g 羟值重复性 1 2 mgKOH g PH 1 水溶液 25 5 0 7 05 0 7 0 HLB12 1312 13 聚乙二醇 0 51 APHA2050MAX 第第 6 6 章章 自动控制自动控制 6 16 1 设计依据设计依据 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 26 2 采用的标准规范采用的标准规范 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 36 3 控制原则控制原则 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 2 7 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 46 4 仪表选型仪表选型 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 吉林化工学院实习报告 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 56 5 动力供应动力供应 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 第第 7 7 章章 技术经济分析技术经济分析 7 17 1 生产规模及产品方案生产规模及产品方案 本套装置生产规模为 33000 吨 年 7 27 2 建设投资建设投资 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 吉林化工学院实习报告 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 87 2 企业配汇 5903 48 461475 81475 92265 79 3 省信投资款 4207 28 461051 81051 81614 8 4 自筹资金 5100 61275 11275 2 5 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 5 7 37 3 醇醚装置技术综合经济指标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 71 2EO 吨 年 18514 29 3 冷却水吨 年 1933864 2 4 新鲜水吨 年 519100 5 蒸气吨 年 1185 58 吉林化工学院实习报告 6 电万度 年 266 7 氮气标准立升 616740 8 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 11 2EO 吨 年 20021 2035007007 42 3K2CO3 吨 年 68 576504 457 4 醋酸吨 年 102 86230023 658 5 汽油吨 年 4816207 773 6 机油吨 年 4 687504 025 7 合计 16805 626 吉林化工学院实习报告 二公用工程 1 冷却水吨 年 1933864 2 0 0815 471 2 新鲜水吨 年 5191000 2512 98 3 蒸气吨 年 5585 586335 19 4 电万度 年 266210055 86 5 氮气标立 年 6167400 159 251 6 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 49 2 大修费 545 18 3 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 吉林化工学院实习报告 九销售成本 29632 107 十固定成本 4853 52 7 47 4 利润率及利税率利润率及利税率 销售收入 33000 1 4 46200 万元 税 率 10 7 税 金 46200 10 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 销售收入 成本 总投资 46200 29632 107 19913 3 100 53 67 7 57 5 盈亏平衡分析盈亏平衡分析 F 年固定成本 4853 32 万元 S 单位产品售价 46200 万元 V 单位产品可变成本 24778 59 万元 WB WB F S V 33000 4853 52 33000 46200 24778 59 8994 12 吨 金额 PR PR 总收益 TC 总成本 CVQ 可变成本 盈利区 TC F 固定成本 吉林化工学院实习报告 CVQ 亏损区 F 产量 图 1 线性盈亏分析图 Map1 Line Profit And Loss Analysis Diagram I 10 AI AI 产品收入 AC I 内部收益率 AC 年经营费 PI 分案投资 PI 因素变动量 30 20 10 0 10 20 30 图 2 内部收益率的改性分析曲线 Map 2 Changing Of Internal Rate Of Return Sex Analysis Curve 7 67 6 经济分析意见经济分析意见 经财务分析 该项目正常年份 年销售利润为 12689 213 万元 投资利润为 66 785 投资利税率为 89 3 外汇贷款偿还期为 4 年 全部贷款偿还期为 5 年 上述指标说明本项目有较好的经济 吉林化工学院实习报告 效益和较强的贷款偿还能力 第第 8 8 章章 安全防火与安全技术安全防火与安全技术 8 18 1 设计依据设计依据 1 建筑设计防火规范 GBJ16 87 2 爆炸和火灾危险场所电力设计规范 GBJ58 83 3 炼油化工企业设计防火规定 YHS01 89 8 28 2 生产性质及消防措施生产性质及消防措施 7 2 1 生产性质 反应单元火灾危险性属于甲类生产部门 放火等级为 Q2 级 主 要危险介质是 EO 厂房设计考虑泄压和防静电措施 耐火等级为一 级 EO 是一种非常易燃的物质 其燃点小于 0K 而且具有巨毒 在常温下为液体 蒸气状态下的 EO 遇到热量或火花时容易发生爆炸 其与空气混合的爆炸极限为 3 因此 必须配备严格的安全系统 7 2 2 消防措施 1 建筑 反应 中和厂房火灾危险属甲类 厂房设计应考虑泄压和防静 电措