壬基酚课程设计化院

吉林化工学院化学与制药工程学院

课程设计资料

设计标题：壬基酚醇醚制备工段车间生产工艺设计学生姓名：学号：

所在系别：化学与制药工程学院应用化学专业指导老师：职称：

二零一三年十二月六日

目录

课程设计任务书 1份（1页）课程设计说明书 1份（29页）计算机绘图图纸 1套（2张）

课程设计任务

目录

第一章综述 (2)

1.1设计指导思想 (2)

1.2装置及其设计方案 (2)

1.3主要原料规格 (3)

1.4产品规格 (5)

第二章物料及热量衡算 (8)

2.1物料衡算基准 (8)

2.2管道物料衡算及有关反应时间的计算 (8)

2.3预反应、反应和熟化反应阶段的物料衡算 (11)

第三章热量衡算及主要设备计算 (13)

3.1反应回路换热器E0102的选型计算 (13)

第四章泵的选择 (19)

4.1 PC-0101反应回路循环泵扬程计算 (19)

附表 (22)

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：以环氧乙烷为基础原料生产的聚氧乙烯型非离子表面活性剂，现在已经在表面活性剂中占有相当大的比重。

表面活性剂工业是在五十年代末，随石油化工的兴起而迅速发展的新兴产业。表面活性剂因具有一系列独特的物理和化学性质，应用十分广泛，并且迅速的从工业助剂向精细化工产品方向发展。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，其中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、洗净效能；在化妆品、药膏、膏体鞋油等产品中作乳化剂，兼有增稠的作用；在纺织业中，用于合成纤维整理的乳化剂和油剂，具有柔软性和抗静电性；作为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120-140C 压力0.15-0.3MPa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气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，它是当今醇醚生产工艺中最理想的生产技术。

PRESS生产工艺路线有以下优点：

1．该工艺采用汽液接触式反应器，生产时间短，副产物少，产物分子量分布窄，产品色泽好。

2．该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，减少了副产品PEG的生成。

3．该工艺可以用来生产任何黏度低于0.5mpa·s的产品，可以广泛的用来处理原料。4．该工艺三废处理好，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，减少了污染。

5．该工艺所采用的反应器没有机械转动部件，消除了釜式反应器因机械转动而产生的静电，避免了在填料口处环氧乙烷的泄漏，从而提高了装置的安全性。

第一章综述

1.1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，再在取得成果的基础之上，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，采用可靠的设计方案检测，安装报警、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。

1.2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，另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

1 100 反应中和单元1 进行EO缩合及中和反应

2 200 反应中和单元2 进行EO缩合及中和反应

3 300 废气处理处理生产过程中含EO的废气

4 400 中间储存产品中间贮存酸碱配置洗涤水

5 500 原料准备化桶、倒桶、拆带熔化

6 600 产品包装桶罐装、切片装袋

7 700 装卸车栈台原料槽解冻，产品装槽车

8 800 原料及产品罐区原料及产品贮存、热水制备

9 900 控制室、配电室生产控制机变配电

10 小试装置研发室研究开发新产品

产品方案：

生产名称：壬基酚聚氧乙烯酯

生产能力：30000吨/年（300天/年计）日生产能力：100吨/日每日批数：10批批生产能力：10000kg

1.3主要原料规格

表2主要原料规格

Table 2 Primarily Original Material Specification 序号名称指标名称规格

1 EO 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

CO2 0.0015Wt% max

酸度（乙酸）0.012Wt% max

醛（乙醇）0.01Wt% max

蒸发残渣0.01g/100ml max

2 壬基酚外观（20℃）白色或微黄色颗粒

密度（80℃）0.9408

水分值0.2% max

羟值197.2mgKOH/g

碘值0.8gI2/100g max