年產(chǎn)6萬(wàn)噸脂肪醇聚氧乙烯醚可行性報(bào)告

1、 項(xiàng)目題目 年產(chǎn)6萬(wàn)噸脂肪醇聚氧乙烯醚可行性報(bào)告 學(xué)生姓名 郭夏 學(xué)生學(xué)號(hào) 20140140441 指導(dǎo)老師 尹篤林、孟勇、毛麗秋 學(xué) 院 化學(xué)化工學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 資源循環(huán)科學(xué)與工程 完成時(shí)間 2012年1月 目錄一、項(xiàng)目總論11.1項(xiàng)目性質(zhì)11.2項(xiàng)目概況11.3建設(shè)意義1二、脂肪醇聚氧乙烯醚項(xiàng)目產(chǎn)品介紹32.1概述32.2產(chǎn)品性質(zhì)32.3產(chǎn)品特點(diǎn)4三、脂肪醇聚氧乙烯醚項(xiàng)目的市場(chǎng)應(yīng)用53.1 aeo在洗滌上的應(yīng)用53.2 aeo在紡織上的應(yīng)用53.3 aeo在紡織上的應(yīng)用6四、脂肪醇聚氧乙烯醚項(xiàng)目的生產(chǎn)原理及路線選擇84.1脂肪醇聚氧乙烯醚項(xiàng)目的生產(chǎn)原理84.2脂肪醇聚氧乙烯醚項(xiàng)目的生產(chǎn)路線

2、選擇9五、脂肪醇聚氧乙烯醚項(xiàng)目的工藝設(shè)計(jì)115.1主要原料115.2工藝流程115.3反應(yīng)過(guò)程中影響的因素12六、脂肪醇聚氧乙烯醚項(xiàng)目的效益分析156.1社會(huì)效益分析156.2經(jīng)濟(jì)效益分析16七、課后體會(huì)17八、參考文獻(xiàn)18 一、 項(xiàng)目總論1.1 項(xiàng)目性質(zhì)本項(xiàng)目為年產(chǎn)6萬(wàn)噸脂肪醇聚氧乙烯醚項(xiàng)目，以脂肪醇、環(huán)氧乙烷為主要原料。1.2 項(xiàng)目概況本項(xiàng)目是用間歇式循環(huán)操作buss裝置。首先將原料脂肪醇和催化劑在脫水釜中100 時(shí)進(jìn)行干燥，再將物料打進(jìn)回路反應(yīng)器里，在循環(huán)通過(guò)換熱器升溫至170 壓強(qiáng)為12 mpa，再加入環(huán)氧乙烷進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完全后冷卻至80 ，再進(jìn)入中和釜將催化劑中和掉，最后得到產(chǎn)品。

3、1.3 建設(shè)意義（1）滿足國(guó)內(nèi)日益增長(zhǎng)的需求隨著我國(guó)人口的增長(zhǎng)，人們對(duì)生活用品的需求量越來(lái)越大，從而對(duì)脂肪醇聚氧乙烯醚。人們對(duì)生活用品的要求也越來(lái)越高，希望產(chǎn)品的功能高效。環(huán)境的變化，使得人們特別注重生活質(zhì)量，對(duì)潔凈非常關(guān)心。因此，具有潔凈功能的脂肪醇聚氧乙烯醚的需求量也就上升了。（2）污染少，易生物降解該項(xiàng)目的廢水少，無(wú)廢氣，生物降解很快，對(duì)環(huán)境的影響低，對(duì)人的傷害小，能滿足人們的要求。 二、 脂肪醇聚氧乙烯醚項(xiàng)目產(chǎn)品介紹2.1 概述脂肪醇聚氧乙烯醚簡(jiǎn)稱醇醚( aeo )。它是非離子型表面活性劑中最重要的一類產(chǎn)品，近年來(lái)其產(chǎn)量增長(zhǎng)速度非常快。醇醚具有良好的去污、潤(rùn)濕和乳化分散性能，并且容易被

4、生物降解，因此被譽(yù)為繼烷基苯磺酸鹽、直鏈烷基苯磺酸鹽之后發(fā)展起來(lái)的第三代洗滌劑。除此之外，醇醚還廣泛應(yīng)用于造紙、紡織、印染、涂料、皮革、金屬加工和化妝品等工業(yè)中。以醇醚為中間體，通過(guò)硫酸化、磷酸化等工藝過(guò)程還可衍生出一系列改性產(chǎn)品，如醇醚硫酸酷鹽和醇醚磷酸醋鹽等。這些改性產(chǎn)品具備各自獨(dú)特的性能，廣泛地為某些領(lǐng)域所應(yīng)用。隨著石油化工的發(fā)展，原料來(lái)源豐富，工藝不斷改進(jìn)，成本日趨降低，醇醚及其改性產(chǎn)品的產(chǎn)量占表面活性劑總產(chǎn)蠢的比例越來(lái)越大，逐漸有超過(guò)其它類型表面活性劑的趨勢(shì)。2.2 產(chǎn)品性質(zhì)分子式：r（ och2ch2）n oh脂肪醇聚氧乙烯醚非離子表面活性劑隨著脂肪醇結(jié)構(gòu)與環(huán)氧乙烷加成摩爾數(shù)的不同

5、，性能也有所改變。醇醚表面活性劑因其結(jié)構(gòu)中醇的經(jīng)基與聚氧乙烯之間是比較穩(wěn)定的醚鍵，因而穩(wěn)定性較高。脂肪醇聚氧乙烯醚具有潤(rùn)濕、乳化、分散、氣泡與消泡、增溶、洗滌的作用。2.3 產(chǎn)品特點(diǎn) hlb容易調(diào)整; 能與離子型表面活性劑共同使用； 在酸性或堿性介質(zhì)中穩(wěn)定性好； 灼能在低濃度下發(fā)揮效果； 毒性小，易生物降解。因此，從使用角度來(lái)看，醇醚的可供選擇范圍較寬，并且與其它物質(zhì)互溶性好, 所以便于利用。三、 脂肪醇聚氧乙烯醚項(xiàng)目的市場(chǎng)應(yīng)用3.1 aeo在洗滌上的應(yīng)用aeo 系列產(chǎn)品有較強(qiáng)的鈣皂分散力，耐酸耐堿性隨eo 的增加而增強(qiáng)。由于eo 數(shù)對(duì)aeo 表面活性影響較大，不同eo 數(shù)的aeo 的應(yīng)用領(lǐng)域

6、不同。常用親水親油平衡值（hlb）作為特征指標(biāo)確定其應(yīng)用范圍。下面介紹aeo 系列的3 個(gè)主要產(chǎn)品。3.1.1 aeo3aeo3 是十二醇與3 mol 環(huán)氧乙烷聚合而成的，是一個(gè)油溶性非離子表面活性劑。分子量336，hlb值7.9，ph 值（1%水溶液）6.0 7.5，無(wú)毒。aeo3主要用作w/o 型乳化劑，如化妝品膏霜和乳液的配制。另一個(gè)主要應(yīng)用是作為紡織品工業(yè)的均染劑、濕潤(rùn)劑和各種纖維油劑的組分。3.1.2 aeo9aeo9 是aeo 系列產(chǎn)品中用量最大的一個(gè)品種。外觀是乳白色至淡黃色軟膏狀物，易溶于水，分子量610，hlb 值是13.3，ph 值（1%水溶液） 6.5 7.5，無(wú)毒。ae

7、o9 主要用于各類洗滌劑的配制。aeo9 無(wú)論對(duì)棉纖維，還是聚酯都有較強(qiáng)的去污力，但其起泡性較弱，穩(wěn)泡性較差，適用于中低泡機(jī)用洗滌劑的配制。目前，主要用作超濃縮洗衣粉和重垢型液體洗滌劑，在液體洗滌劑中最多可配入35% 40%。并且，它還是重要工業(yè)洗滌劑，主要用作紡織工業(yè)的乳化劑和脫脂劑、印染工業(yè)的均染劑和凈洗劑、化妝品生產(chǎn)的乳化劑及金屬清洗劑的活性組成成分等。3.1.3 aeo20aeo20 是十二醇同20 mol 環(huán)氧乙烷形成的高分子表面活性劑，俗稱平平加。外觀是白色或微黃色膏狀物，遇冷凝固，hlb 值為15，易溶于水，ph 值（1%水溶液）7.0 8.0，無(wú)毒。它具有良好的乳化和分散能力，

8、其擴(kuò)散率與標(biāo)準(zhǔn)樣品幾乎相同，因此主要用于工業(yè)領(lǐng)域。在紡織工業(yè)廣泛用作各類燃料的均染劑。在乳膠工業(yè)和石油工業(yè)也是常用的乳化劑。對(duì)硬脂酸、石蠟和礦物油有獨(dú)特的乳化性能。常用于復(fù)配各類工業(yè)洗滌劑。近年來(lái)，隨著非離子表面活性劑aeo 產(chǎn)量的增大以及生產(chǎn)成本的降低，特別是附聚成型技術(shù)的發(fā)展，使大含量非離子表面活性劑配方產(chǎn)品成為可能。因此，現(xiàn)在的重垢洗衣粉，尤其是高密度超濃縮洗衣粉，都含有17%以上的非離子表面活性劑，常與12%以上的陰離子表面活性劑復(fù)配，獲得較強(qiáng)的去污效果。資料表明，中國(guó)、日本和美國(guó)重垢洗衣粉的組成中表面活性劑用量比歐洲高，但歐洲洗衣粉單次用量多，衣物與洗液比小，所以表面活性劑用量還是比

9、較高的。3.2 aeo在紡織上的應(yīng)用紡織工業(yè)無(wú)論是加工天然纖維還是合成纖維，如紡絲、紡紗、上漿、針織、精煉、染色、印花和整等紡織加工過(guò)程中，都要用到各種輔助化學(xué)藥劑，以提高工效、簡(jiǎn)化工藝過(guò)程、改善印染效果和提高質(zhì)量，并賦予織物有益的應(yīng)用性能。這種輔助試劑的主要成分是表面活性劑或其復(fù)配物。因此，表面活性劑在紡織工業(yè)中應(yīng)用廣泛。在紡織工業(yè)中應(yīng)用最早的是非離子表面活性劑，如aeo，原因是非離子表面活性劑具有多方面的應(yīng)用性能，如其增溶性、凈洗性、濕潤(rùn)性、分散性、乳化性和勻染性等，因此被廣泛應(yīng)用與天然纖維和合成纖維的生產(chǎn)過(guò)程中，并滿足紡織過(guò)程的多方面要求。3.2.1 aeo作為分散劑脂肪醇聚氧乙烯醚結(jié)構(gòu)

10、的平平加o 是常用的非離子型分散劑，在染色中可以分散染料，防止染料聚集，并阻止少量染料被破壞后積聚起來(lái)的低聚黏稠物對(duì)織物的玷污。還可用于某些幾乎不溶性染料，使其顆粒分散，有助于顆粒粉碎，同時(shí)阻止已粉碎的顆粒再凝聚。3.2.2 aeo作為勻染劑高級(jí)脂肪醇聚氧乙烯醚是主要的親染料型的勻染劑，在染色中能延緩染料上染纖維的速度，并能使染料在纖維上從深色處移至淺色處，從而避免出現(xiàn)深淺不勻和色斑現(xiàn)象，因此可作為各種天然纖維直接、活性、酸性和中性染料的勻染劑，也可作為還原染料的勻染劑，經(jīng)常使用平平加等。3.2.3 aeo作為乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚是紡織工業(yè)常用的乳化劑，在紡織工業(yè)中，原毛洗凈后的毛纖維需按各

11、種不同工藝?yán)^續(xù)加工，為了提高纖維的潤(rùn)滑性，降低摩擦，防止紡紗中出現(xiàn)掉毛和散毛等現(xiàn)象，洗滌后的羊毛需經(jīng)過(guò)表面活性劑乳化。近年來(lái)，紡織工業(yè)中的表面活性劑各種各樣，陰離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑也越來(lái)越多，但非離子表面活性劑仍然占主導(dǎo)地位，在各國(guó)廣泛應(yīng)用。3.3 aeo在皮革中的應(yīng)用皮革的生產(chǎn)工藝相當(dāng)復(fù)雜，由原料皮開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)和物理的加工處理，制成成品，需要經(jīng)過(guò)鞣前準(zhǔn)備、鞣制和鞣后整理3 大傳統(tǒng)工序。表面活性劑在皮革生產(chǎn)中應(yīng)用很多，已經(jīng)滲透到各個(gè)工序，是皮革加工工藝的主要助劑之一。主要應(yīng)用于潤(rùn)濕、滲透、乳化、分散、增溶、泡沫和去污，促進(jìn)和改善各個(gè)工序的物理化學(xué)作用，達(dá)到縮短生產(chǎn)周期、節(jié)約

12、化工原料和提高成品質(zhì)量的目的。非離子表面活性劑平平加 o 易溶于水和乙醇，對(duì)酸、堿和硬水都很穩(wěn)定，耐熱且耐金屬鹽。具有良好的乳化、分散、增溶和勻染性能，并有一定的潤(rùn)濕和滲透性能。制革上常用作乳化、分散和勻染劑。此外，平平加c- 125 也易溶于水，可溶于油脂和礦物油，對(duì)礦物油有獨(dú)特的乳化能力。制革上常用作乳化、凈洗、勻染和抗靜電劑。四、 脂肪醇聚氧乙烯醚項(xiàng)目的生產(chǎn)原理及路線選擇4.1 脂肪醇聚氧乙烯醚項(xiàng)目的生產(chǎn)原理ca(oet)2/h3po4roh + n ch2ch2 r（ och2ch2）n oho4.2 路線選擇ca(oet)2/h3po4 不僅有堿土金屬催化劑的作用，而且它還引入了助催

13、化劑酸性磷化物。除了能到達(dá)堿土金屬催化劑的效果多價(jià)金屬離子與乙氧基脂肪醇形成絡(luò)合離子，中間絡(luò)合物的擁擠狀態(tài)削弱了金屬陽(yáng)離子與乙氧基醚基團(tuán)間的相互作用，使平衡向右移動(dòng)的趨勢(shì)減弱，從而產(chǎn)生窄分布加合物，還能縮短反應(yīng)誘導(dǎo)期，減少副產(chǎn)物生成。窄分布脂肪酸聚氧乙烯醚的性能比較優(yōu)越，更適合于大部分產(chǎn)品。綜上各種催化劑的特點(diǎn)，本項(xiàng)目選擇ca(oet)2/h3po4 作為催化劑。我選擇了buss反應(yīng)裝置。因?yàn)閎uss擁有能向下噴射液體的氣流混合反應(yīng)器，它能有效的限定和控制氣液接觸區(qū)域，使反應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)快速完成，buss工藝對(duì)整個(gè)反應(yīng)器采用抗突發(fā)壓力和多重連鎖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，即使發(fā)生爆炸，反應(yīng)器也不會(huì)炸開(kāi)，同時(shí)在

14、整個(gè)反應(yīng)回路中都采用高濃度的n2保護(hù)，消除了爆炸的隱患。由于縮短了反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)熱能被外換熱器迅速帶走，溫度控制精確，抑制了副反應(yīng)發(fā)生，產(chǎn)品色澤極佳。此外無(wú)廢氣排放，廢水無(wú)毒，且排放量低。五、 脂肪醇聚氧乙烯醚項(xiàng)目的工藝設(shè)計(jì)5.1 主要原料脂肪醇（c10c18高碳醇），環(huán)氧乙烷，ca(oet)2/h3po4。5.2 工藝流程5.2.1 工藝流程示意圖熱交換器ca(oet)2/h3po4回路反應(yīng)器環(huán)氧乙烷真空脫n2堿中和劑脂肪醇脫水釜中和釜成品在第一階段，催化劑從配制罐被泵定量輸送至預(yù)處理罐脫水釜中。 在這里和定量加入的脂肪醇混合，并被外循環(huán)加熱到110 左右，真空攪拌下脫出水，達(dá)到要求指標(biāo)后，

15、停真空。然后繼續(xù)被加熱到160 ，由泵送入第二階段的回路反應(yīng)器內(nèi)。第二階段，起始劑由底部循環(huán)泵經(jīng)熱交換器進(jìn)入充n 2的反應(yīng)器頂部，由噴嘴噴入反應(yīng)器內(nèi)，在高速流動(dòng)下局部形成負(fù)壓。開(kāi)始通入環(huán)氧乙烷，由隔膜泵打入反應(yīng)器頂部，并立即汽化。eo 與n2一起由頂部氣相循環(huán)通道由噴嘴被高速液流吸入，同液相起始劑充分混合后噴向反應(yīng)器底部，發(fā)生乙氧基化反應(yīng)。整個(gè)反應(yīng)是在氣相與液相兩個(gè)回路不斷循環(huán)狀態(tài)下進(jìn)行。反應(yīng)熱由外部換熱器一處。反應(yīng)溫度為130 180，反應(yīng)總壓力小于 1.2 mpa。當(dāng) eo 達(dá)到預(yù)定量后，停止進(jìn)料，再循環(huán)約10 min ，至氣相 eo 含量小于10-6 ，最后冷至 80 。第三階段，反應(yīng)物

16、排出管路上的閥門(mén)打開(kāi)，反應(yīng)物在反應(yīng)器內(nèi)部氮?dú)鈮毫ψ饔孟逻M(jìn)入第三階段的中和釜。反應(yīng)物全部排出后，由傳感器關(guān)閉排出管上的閥門(mén)，而把氮?dú)夥獯嬖诜磻?yīng)器中。一定溫度下脫除游離環(huán)氧化物，再由中和劑儲(chǔ)罐加中和劑進(jìn)入中和釜和未參加反應(yīng)的酸性催化劑中和，在真空下脫出反應(yīng)液中溶有的微量氮?dú)狻Ｖ泻屯瓿?，降溫轉(zhuǎn)入成品儲(chǔ)存。5.2.2 工藝流程圖取樣71脫水釜 2回路反應(yīng)器 3熱交換器 4中和釜5、6真空系統(tǒng) 7循環(huán)泵 h蒸汽 k冷凝水j冷卻進(jìn)水 i冷卻出水4321后處理階段反應(yīng)階段預(yù)反應(yīng)階段催化劑脂肪醇eo產(chǎn)品中和劑khkhijmm655.3 反應(yīng)過(guò)程中影響因素5.3.1 環(huán)氧乙烷純度的影響純度要求不低于98%, 乙

17、醛含量不大于0.4%, 水分不大0.2%。5.3.2 脂肪醇的影響反應(yīng)速度與醇的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。醇與環(huán)氧乙烷加成的反應(yīng)速度依次為伯醇仲醇叔醇。在同系物中, 烷基碳鏈長(zhǎng)的反應(yīng)比碳鏈短的慢。5.3.3催化劑對(duì)反應(yīng)的影響 反應(yīng)速率隨催化劑的用量的增加而增加，同時(shí)反應(yīng)的誘導(dǎo)期也逐漸消失。5.3.4 反應(yīng)溫度的影響實(shí)踐證明每升高20 ，乙氧基化反應(yīng)速度增加一倍。但溫度越高，副反應(yīng)也越多, 而且當(dāng)溫度大于200 ，窄分布催化劑會(huì)失去它的選擇活性，因此溫度一般控制在130180 范圍內(nèi)。5.3.5 反應(yīng)壓力的影響增大反應(yīng)壓力可提高反應(yīng)速率，但壓力過(guò)高使副反應(yīng)增加、產(chǎn)品色澤加深，同時(shí)提高設(shè)備造價(jià)，增大操作危險(xiǎn)性

18、，以1215mpa 為宜。5.3.6 傳熱對(duì)反應(yīng)的影響 eo 是易燃易爆的危險(xiǎn)品，乙氧基化反應(yīng)又是強(qiáng)放熱反應(yīng)。因此，及時(shí)有效地移走反應(yīng)熱對(duì)生產(chǎn)安全和產(chǎn)品質(zhì)量十分重要。5.3.7 傳質(zhì)對(duì)反應(yīng)的影響 傳質(zhì)效果越好，eo 分布愈均勻，濃度越低，愈能窄化產(chǎn)物的鏈長(zhǎng)分布，降低副產(chǎn)物的含量。六、 脂肪醇聚氧乙烯醚項(xiàng)目的效益分析6.1社會(huì)效益分析表面活性劑具有潤(rùn)濕、乳化、分散、氣泡與消泡、增溶、洗滌的作用，而這些作用對(duì)于人們的日常生活用品是非常重要。在人們的日常生活用品中都會(huì)加入表面活性劑增加其功效。而脂肪醇聚氧乙烯醚作為新型的非表面活性劑最重要的一類產(chǎn)品，其功效強(qiáng)，價(jià)格低廉，降解優(yōu)良，是非常好的原料。人們

19、對(duì)日常生活用品的需求量非常大，每天都需要。因此脂肪醇聚氧乙烯醚是非常有社會(huì)效益的。6.2 經(jīng)濟(jì)效益分析目前市場(chǎng)對(duì)于脂肪醇聚氧乙烯醚的需求量是非常大的，甚至出現(xiàn)了供不應(yīng)求的現(xiàn)象，需要從國(guó)外進(jìn)口。因此，脂肪醇聚氧乙烯醚的生產(chǎn)是非常有市場(chǎng)銷路的。建一個(gè)該項(xiàng)目的公司大概需要投入3000萬(wàn)元，其中建設(shè)費(fèi)為2500萬(wàn)元，流動(dòng)資金為500萬(wàn)元。但是每年可以產(chǎn)6萬(wàn)噸，大概每年可以賺1000萬(wàn)元。因此非常有經(jīng)濟(jì)效益。七、 課后體會(huì)在老師布置精細(xì)化工作業(yè)時(shí)說(shuō)是寫(xiě)可行性報(bào)告時(shí)，我覺(jué)得特別容易，就是抄抄別人的論文，在總結(jié)一下就完事了，大概只要一下下時(shí)間。但是操作起來(lái)卻是非常的頭痛。首先是選題，開(kāi)始覺(jué)得選題很容易就隨便

20、選一個(gè)就可以了。但是在選的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)真的好頭痛?。∮X(jué)得這個(gè)也可以，那個(gè)也可以，想寫(xiě)這個(gè)，又想寫(xiě)那個(gè)。糾結(jié)了好久才決定選了脂肪醇聚氧乙烯醚。然后是查文獻(xiàn)，查文獻(xiàn)真是一個(gè)技術(shù)活和腦力活。你得先知道有哪些資料網(wǎng)站可以免費(fèi)查閱和下載，再則會(huì)找關(guān)鍵詞，然后是閱讀文獻(xiàn)，選取有用的資料，最后下載。再來(lái)是最關(guān)鍵的一步寫(xiě)報(bào)告。這回就真的是腦力和眼力活了。我要非常仔細(xì)的閱讀我下載下來(lái)的資料，要非常的仔細(xì)?。∵@樣才能了解這個(gè)產(chǎn)品，才能在寫(xiě)報(bào)告的時(shí)候比較有思路。在寫(xiě)報(bào)告的時(shí)候，文獻(xiàn)的格式是一個(gè)難點(diǎn)。最后就是整理報(bào)告，修改格式，檢查有沒(méi)有寫(xiě)錯(cuò)或?qū)懧┑牡胤?。在完成這次報(bào)告之后，我有一種如釋重負(fù)的感覺(jué)“終于大功告成”。但是回首覺(jué)得還蠻有意義的。雖然它是借鑒和總結(jié)別人的文論，自己沒(méi)有親自操作實(shí)驗(yàn)，但是如果不仔細(xì)閱讀和總結(jié)的話，也是寫(xiě)不出報(bào)告。雖然過(guò)程中曾一度抱