年产6万吨脂肪醇聚氧乙烯醚可行性报告

项目题目年产6万吨脂肪醇聚氧乙烯醚可行性报告学生姓名郭夏学生学号20140140441指导老师尹笃林、孟勇、毛丽秋学院化学化工学院专业班级资源循环科学与工程完成时间2012年1月目录一、项目总论----------------------------------------错误!未定义书签。1.1项目性质-------------------------------------错误!未定义书签。1.2项目概况-------------------------------------错误!未定义书签。1.3建设意义-------------------------------------错误!未定义书签。二、脂肪醇聚氧乙烯醚项目产品介绍--------------------错误!未定义书签。2.1概述-----------------------------------------错误!未定义书签。2.2产品性质-------------------------------------错误!未定义书签。2.3产品特点-------------------------------------错误!未定义书签。三、脂肪醇聚氧乙烯醚项目的市场应用------------------错误!未定义书签。3.1AEO在洗涤上的应用--------------------------错误!未定义书签。3.2AEO在纺织上的应用--------------------------错误!未定义书签。3.3AEO在纺织上的应用---------------------------错误!未定义书签。四、脂肪醇聚氧乙烯醚项目的生产原理及路线选择--------错误!未定义书签。4.1脂肪醇聚氧乙烯醚项目的生产原理---------------错误!未定义书签。4.2脂肪醇聚氧乙烯醚项目的生产路线选择-----------错误!未定义书签。五、脂肪醇聚氧乙烯醚项目的工艺设计------------------错误!未定义书签。5.1主要原料-------------------------------------错误!未定义书签。5.2工艺流程-------------------------------------错误!未定义书签。5.3反应过程中影响的因素-------------------------错误!未定义书签。六、脂肪醇聚氧乙烯醚项目的效益分析------------------错误!未定义书签。6.1社会效益分析---------------------------------错误!未定义书签。6.2经济效益分析---------------------------------错误!未定义书签。七、课后体会----------------------------------------错误!未定义书签。八、参考文献----------------------------------------错误!未定义书签。一、项目总论1.1项目性质本项目为年产6万吨脂肪醇聚氧乙烯醚项目，以脂肪醇、环氧乙烷为主要原料。1.2项目概况本项目是用间歇式循环操作—Buss装置。首先将原料脂肪醇和催化剂在脱水釜中100℃时进行干燥，再将物料打进回路反应器里，在循环通过换热器升温至170℃压强为12MPa，再加入环氧乙烷进行反应，反应完全后冷却至80℃，再进入中和釜将催化剂中和掉，最后得到产品。1.3建设意义（1）满足国内日益增长的需求随着我国人口的增长，人们对生活用品的需求量越来越大，从而对脂肪醇聚氧乙烯醚。人们对生活用品的要求也越来越高，希望产品的功能高效。环境的变化，使得人们特别注重生活质量，对洁净非常关心。因此，具有洁净功能的脂肪醇聚氧乙烯醚的需求量也就上升了。（2）污染少，易生物降解该项目的废水少，无废气，生物降解很快，对环境的影响低，对人的伤害小，能满足人们的要求。二、脂肪醇聚氧乙烯醚项目产品介绍2.1概述脂肪醇聚氧乙烯醚简称醇醚(AEO)。它是非离子型表面活性剂中最重要的一类产品，近年来其产量增长速度非常快。醇醚具有良好的去污、润湿和乳化分散性能，并且容易被生物降解，因此被誉为继烷基苯磺酸盐、直链烷基苯磺酸盐之后发展起来的第三代洗涤剂。除此之外，醇醚还广泛应用于造纸、纺织、印染、涂料、皮革、金属加工和化妆品等工业中。以醇醚为中间体，通过硫酸化、磷酸化等工艺过程还可衍生出一系列改性产品，如醇醚硫酸酷盐和醇醚磷酸醋盐等。这些改性产品具备各自独特的性能，广泛地为某些领域所应用。随着石油化工的发展，原料来源丰富，工艺不断改进，成本日趋降低，醇醚及其改性产品的产量占表面活性剂总产蠢的比例越来越大，逐渐有超过其它类型表面活性剂的趋势。2.2产品性质分子式：R—（OCH2CH2）n—OH脂肪醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂随着脂肪醇结构与环氧乙烷加成摩尔数的不同，性能也有所改变。醇醚表面活性剂因其结构中醇的经基与聚氧乙烯之间是比较稳定的醚键，因而稳定性较高。脂肪醇聚氧乙烯醚具有润湿、乳化、分散、气泡与消泡、增溶、洗涤的作用。2.3产品特点⑴HLB容易调整;⑵能与离子型表面活性剂共同使用；⑶在酸性或碱性介质中稳定性好；⑷灼能在低浓度下发挥效果；⑸毒性小，易生物降解。因此，从使用角度来看，醇醚的可供选择范围较宽，并且与其它物质互溶性好,所以便于利用。三、脂肪醇聚氧乙烯醚项目的市场应用3.1AEO在洗涤上的应用AEO系列产品有较强的钙皂分散力，耐酸耐碱性随EO的增加而增强。由于EO数对AEO表面活性影响较大，不同EO数的AEO的应用领域不同。常用亲水亲油平衡值（HLB）作为特征指标确定其应用范围。下面介绍AEO系列的3个主要产品。3.1.1AEO3AEO3是十二醇与3mol环氧乙烷聚合而成的，是一个油溶性非离子表面活性剂。分子量336，HLB值7.9，pH值（1%水溶液）6.0~7.5，无毒。AEO3主要用作W/O型乳化剂，如化妆品膏霜和乳液的配制。另一个主要应用是作为纺织品工业的均染剂、湿润剂和各种纤维油剂的组分。3.1.2AEO9AEO9是AEO系列产品中用量最大的一个品种。外观是乳白色至淡黄色软膏状物，易溶于水，分子量610，HLB值是13.3，pH值（1%水溶液）6.5~7.5，无毒。AEO9主要用于各类洗涤剂的配制。AEO9无论对棉纤维，还是聚酯都有较强的去污力，但其起泡性较弱，稳泡性较差，适用于中低泡机用洗涤剂的配制。目前，主要用作超浓缩洗衣粉和重垢型液体洗涤剂，在液体洗涤剂中最多可配入35%~40%。并且，它还是重要工业洗涤剂，主要用作纺织工业的乳化剂和脱脂剂、印染工业的均染剂和净洗剂、化妆品生产的乳化剂及金属清洗剂的活性组成成分等。3.1.3AEO20AEO20是十二醇同20mol环氧乙烷形成的高分子表面活性剂，俗称平平加。外观是白色或微黄色膏状物，遇冷凝固，HLB值为15，易溶于水，pH值（1%水溶液）7.0~8.0，无毒。它具有良好的乳化和分散能力，其扩散率与标准样品几乎相同，因此主要用于工业领域。在纺织工业广泛用作各类燃料的均染剂。在乳胶工业和石油工业也是常用的乳化剂。对硬脂酸、石蜡和矿物油有独特的乳化性能。常用于复配各类工业洗涤剂。近年来，随着非离子表面活性剂AEO产量的增大以及生产成本的降低，特别是附聚成型技术的发展，使大含量非离子表面活性剂配方产品成为可能。因此，现在的重垢洗衣粉，尤其是高密度超浓缩洗衣粉，都含有17%以上的非离子表面活性剂，常与12%以上的阴离子表面活性剂复配，获得较强的去污效果。资料表明，中国、日本和美国重垢洗衣粉的组成中表面活性剂用量比欧洲高，但欧洲洗衣粉单次用量多，衣物与洗液比小，所以表面活性剂用量还是比较高的。3.2AEO在纺织上的应用纺织工业无论是加工天然纤维还是合成纤维，如纺丝、纺纱、上浆、针织、精炼、染色、印花和整等纺织加工过程中，都要用到各种辅助化学药剂，以提高工效、简化工艺过程、改善印染效果和提高质量，并赋予织物有益的应用性能。这种辅助试剂的主要成分是表面活性剂或其复配物。因此，表面活性剂在纺织工业中应用广泛。在纺织工业中应用最早的是非离子表面活性剂，如AEO，原因是非离子表面活性剂具有多方面的应用性能，如其增溶性、净洗性、湿润性、分散性、乳化性和匀染性等，因此被广泛应用与天然纤维和合成纤维的生产过程中，并满足纺织过程的多方面要求。3.2.1AEO作为分散剂脂肪醇聚氧乙烯醚结构的平平加O是常用的非离子型分散剂，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坏后积聚起来的低聚黏稠物对织物的玷污。还可用于某些几乎不溶性染料，使其颗粒分散，有助于颗粒粉碎，同时阻止已粉碎的颗粒再凝聚。3.2.2AEO作为匀染剂高级脂肪醇聚氧乙烯醚是主要的亲染料型的匀染剂，在染色中能延缓染料上染纤维的速度，并能使染料在纤维上从深色处移至浅色处，从而避免出现深浅不匀和色斑现象，因此可作为各种天然纤维直接、活性、酸性和中性染料的匀染剂，也可作为还原染料的匀染剂，经常使用平平加等。3.2.3AEO作为乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚是纺织工业常用的乳化剂，在纺织工业中，原毛洗净后的毛纤维需按各种不同工艺继续加工，为了提高纤维的润滑性，降低摩擦，防止纺纱中出现掉毛和散毛等现象，洗涤后的羊毛需经过表面活性剂乳化。近年来，纺织工业中的表面活性剂各种各样，阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂也越来越多，但非离子表面活性剂仍然占主导地位，在各国广泛应用。3.3AEO在皮革中的应用皮革的生产工艺相当复杂，由原料皮开始，经过一系列化学和物理的加工处理，制成成品，需要经过鞣前准备、鞣制和鞣后整理3大传统工序。表面活性剂在皮革生产中应用很多，已经渗透到各个工序，是皮革加工工艺的主要助剂之一。主要应用于润湿、渗透、乳化、分散、增溶、泡沫和去污，促进和改善各个工序的物理化学作用，达到缩短生产周期、节约化工原料和提高成品质量的目的。非离子表面活性剂平平加O易溶于水和乙醇，对酸、碱和硬水都很稳定，耐热且耐金属盐。具有良好的乳化、分散、增溶和匀染性能，并有一定的润湿和渗透性能。制革上常用作乳化、分散和匀染剂。此外，平平加C-125也易溶于水，可溶于油脂和矿物油，对矿物油有独特的乳化能力。制革上常用作乳化、净洗、匀染和抗静电剂。四、脂肪醇聚氧乙烯醚项目的生产原理及路线选择Ca(OEt)2/H3PO44.1脂肪醇聚氧乙烯醚项目的生产原理R—OH+nCH2—CH2R—（OCH2CH2）n—OH4.2路线选择Ca(OEt)2/H3PO4不仅有碱土金属催化剂的作用，而且它还引入了助催化剂酸性磷化物。除了能到达碱土金属催化剂的效果—多价金属离子与乙氧基脂肪醇形成络合离子，中间络合物的拥挤状态削弱了金属阳离子与乙氧基醚基团间的相互作用，使平衡向右移动的趋势减弱，从而产生窄分布加合物，还能缩短反应诱导期，减少副产物生成。窄分布脂肪酸聚氧乙烯醚的性能比较优越，更适合于大部分产品。综上各种催化剂的特点，本项目选择Ca(OEt)2/H3PO4作为催化剂。我选择了Buss反应装置。因为Buss拥有能向下喷射液体的气流混合反应器，它能有效的限定和控制气—液接触区域，使反应在短时间内快速完成，Buss工艺对整个反应器采用抗突发压力和多重连锁控制系统设计，即使发生爆炸，反应器也不会炸开，同时在整个反应回路中都采用高浓度的N2保护，消除了爆炸的隐患。由于缩短了反应时间，反应热能被外换热器迅速带走，温度控制精确，抑制了副反应发生，产品色泽极佳。此外无废气排放，废水无毒，且排放量低。五、脂肪醇聚氧乙烯醚项目的工艺设计5.1主要原料脂肪醇（C10—C18高碳醇），环氧乙烷，Ca(OEt)2/H3PO4。5.2工艺流程5.2.1工艺流程示意图在第一阶段，催化剂从配制罐被泵定量输送至预处理罐脱水釜中。在这里和定量加入的脂肪醇混合，并被外循环加热到110℃左右，真空搅拌下脱出水，脱水釜脂肪醇Ca(OEt)2/H3PO4回路反应器热交换器环氧乙烷中和釜碱中和剂真空脱N2成品O达到要求指标后，停真