AES车间三氧化工段课设.doc

目录 I 第一章 总论 1 1.1 醇醚硫酸盐生产的目的及意义 1 1.2 AES物化性质和用途 1 1.2.1 物理性质 1 1.2.2 化学性质 2 1.2.3 AES用途 2 1.3 原料及其特性 2 1.4 设计任务 3 1.4.1 反应原理 4 1.4.2 工艺流程 5 1.4.3 生产工艺流程方框图 6 第二章 三氧化硫合成工段物料衡算 7 2.1 计算依据 7 2.2 SO3生成图 7 2.3 计算 7 2.4 进料管径的计算 10 2.5 转化塔高度的估算 10 第三章 转化塔热量衡算 11 3.1 计算依据 11 3.2 热量平衡图 11 3.3 计算 12 3.4 换热面积的计算 14 工艺参数一览表 16 主要设备一览表 18 参考文献 20 附录 20 第一章 总论 1.1 醇醚硫酸盐生产的目的及意义 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐简称醇醚硫酸盐，商品名为AES，其化学结构式为C12H25(OCH2CH2)3OSO3M工业上采用的是月桂酸醇醚硫酸钠，月桂酸醇醚硫酸铵，月桂酸醇醚乙醇胺硫酸盐。 AES是阴离子表面活性剂的重要品种之一，1988年西欧，美国，日本的AES用量已达80多万吨，近年来，随着我国国民经济的发展，国内对AES浓缩物需求量也很大。但目前国内生产AES的厂家，除了五、六家成功引进国外技术的大厂外，其他小厂设备落后，产品质量不高，开发和研究工作跟不上要求，每年尚需大量进口，因此建立一个大型的AES生产车间满足社会的多种需求是十分必要的。 1.2 AES物化性质和用途 1.2.1 物理性质 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠包括天然脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和合成脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。它们都是微黄色或者无色半透明膏状液体，平均分子量441，密度1080kg/m3，都溶于水，无毒，有良好的润湿，渗透，乳化，分散增溶和洗涤性能，生物降解性好，对人体无害，对动物粘膜相容性好，属于阴离子表面活性剂，具有共同的特点。 1.2.2 化学性质 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠不易燃烧，在较高温度下，能缓慢燃烧，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠在酸性条件下能水解，生成酸、脂肪醇聚氧乙烯和盐。由于生成更多的酸，使产品造成大幅度水解，最终使产品发生质的变化。 1.2.3 AES用途 AES是无色或黄色透明膏状物体，是一种多功能的高级精细化工原料。它是阴离子表面活性剂，溶于水和乙醇，有优良的洗涤作用，广泛应用于日用化工、纺织、印染、洗涤乳化、润湿、助剂扩散等方面。该产品作为洗涤剂原料是当今世界一流产品。不但适用各种粉状洗涤产品生产，更适合于各种液状、膏状等洗涤、清洁、餐具洗涤剂。AES具备多项功能：它可以和其他任何一种型号的表面活性剂、助剂、助洗剂进行复配发挥作用。即成为去污力强、泡沫丰富、手感柔润的最佳产品。 1.3 原料及其特性 硫磺 物理状态：黄色晶体、粉末或液体。 外观：固体，黄色粉末或片状。液体，棕黑色，粘稠，150℃（工作温度）左右流动性最好，闪点168~180℃。 燃烧/爆炸性：可燃，粉尘在空气中能发生爆炸（爆炸极限35g/m3)。 健康：固体元素硫是无毒的，但一般视作有害粉尘对待，硫磺粉尘对眼睛和呼吸道粘膜有刺激性，液硫接触人体会引起灼伤。 脂肪醇聚氧乙烯醚 外观：无色透明液体 白色膏状（25℃）。无毒、无刺激。 平均分子量：300-330 575-605 液碱 反应性：与水混合时放热。 健康：滴入皮肤或眼睛会引起严重或永久损害，若入口可严重灼伤粘膜。 4、SO2 外观：常温下为无色，有刺激性臭味的气体。 健康：3ppm有觉察的气味，200ppm时即可引起眼睛刺激。 SO3 外观：气体。 燃烧/爆炸性：不易着火。 反应性：与水形成H4SO4，与碱性物质剧烈反应，与空气混合形成腐蚀性烟雾。 健康：若吸入烟雾可引起强烈刺激。 1.4 设计任务 AES车间SO3合成工段生产的工艺设计，AES年产6万吨。 1.4.1 反应原理 从反应方程式可以看出，反应有两个特点，这两个特点是生产方式的基本依据。 反应是一个可逆、放热、体积缩小的反应； 这个反应没有催化剂实际上是不能实现工业生产的。 由于这个反应是一个可逆、放热、体积缩小的反应，所以存在一个平衡状态，在平衡状态下转化率是理论上在某种条件下反应的最大可能限度，则实际可能达到的反应限度越大。 SO2平衡转化率随着原始气体组成、温度、压力而变化，由于是一个放热反应，所以降低反应温度会是平衡转化率增高，增加压力可提高平衡转化率。但是实际生产中不采用加压转化，这是因为常压下转化率已经很高了，而加压要消耗很大的动力，平衡转化率却提高并不多，经济上不合理。 原始气体中SO2和O2的含量与平衡转化率直接有关，氧和二氧化硫的比值增高