孙锦龙——十二烷基苯磺酸钠的生产工艺设计.pptxVIP

5000吨/年十二烷基苯磺酸钠的生产工艺设计 精细化工专业课程设计 2017-11-11 专 业：13精细化工 指导教师：韩树民 刘玉文 答 辩 人：孙锦龙 目录 产品简介 工艺设计 设备选型 产品规格 项目评价 产品简介 十二烷基苯磺酸钠，也称LAS，也叫做四聚丙烯基苯磺酸钠，属阴离子表面活性剂，是一种广泛用于日化行业的基础化工原材料。 十二烷基苯磺酸钠 【物理性质】本产品为固体，白色或淡黄色粉末；易溶于水，易吸潮结块。其亲水亲油平衡值（HLB值）为10.638；分解温度为450℃，失重率达60%；临界胶束浓度（CMC值）为1.2mmol•L-1 【化学性质】十二烷基苯磺酸钠对碱，稀酸，硬水化学性质稳定，能与强酸建立平衡体系。十二烷基的支链较直链去污力强，而支链比直链溶解度好。带有支链的十二烷基苯磺酸钠难于生物降解，直链十二烷基苯磺酸钠可生物降解。 原料名称 分子式 规格 数量（吨/年） 单价 （元/吨） 来源 硫 S ≥99％ 549.04 36000 Sigma-Aldrich公司 十二烷基苯 C18H30 ≥99% 3875.60 15000 Alfa Aesar公司 氢氧化钠 NaOH ≥96% 585.60 3000 天津市兴凯化工有限公司 主要原料规格 本项目用三氧化硫做磺化剂，十二烷基苯的三氧化疏磺化工艺主要由空气干燥、三氧化硫制备、磺化、老化（ 压力） 水解、中和、尾气净化（静电除雾、液碱洗涤）等化工单元组成。 本项目所涉及的主要原料为硫、十二烷基苯、空气、氢氧化钠等，具体规格、消耗量及来源如下表： 工艺设计 工艺设计 合成原理 工艺设计 静电除雾 转化炉 燃硫炉 冷却器 空气压缩机 空气 硫 三氧化硫的制备 燃硫法：硫磺在过量空气存在下直接燃烧成二氧化硫，再经催化转化为三氧化硫。此法技术比较成熟，成本较低。 液体三氧化硫蒸发 发烟硫酸蒸发 工艺设计 去磺化 十二烷基苯磺酸钠的生产 吸收塔 反应器 Air-SO3 工艺设计 十二烷基苯 NaOH溶液 亚硫酸钠溶液 LAS 除雾器 水化器 老化器 气液分离器 中和器 设备选型 物料衡算 物料 硫 空气 十二烷基苯 氢氧化钠 质量流量（kg/h） 68.63 — 484.45 73.20 摩尔流量（kmol/h） 2.141 — 1.966 1.83 体积流量（m3/h） — 377.89 — — 年消耗量（吨） 549.04 — 3875.60 585.60 原料规格 99% — 99% 96% 实际投料（吨/年） 554.59 — 489.34 76.25 生产计划：年产500 0吨十二烷基苯磺酸钠 工作时间：一年8000小时 衡算基准：每小时的生产能力：5000×1000÷8000=625 kg/h 计算的基础就是产物的原料各物质间遵循物料的进出量守恒，且严格按照化学反应方程式的质量守恒定律。 磺化反应器 设备选型 名称 型号 规格 功能 TO磺化反应器 K5000L搪瓷反应釜 釜内压力：0.4 Mpa 夹套压力：0.6 Mpa 釜内温度：-10~200°C 夹套温度：-20~180°C 容积：5000L 进行十二烷基苯与三氧化硫的磺化反应 烷基苯磺化反应属气液非均相反应，主要发生在液体表面或内部，反应为强放热瞬时反应。 目前，已工业化的磺化反应器主要有多釜串联式和膜式两大类。 膜式反应器生产的产品质量好，品种范围广，已成为发展趋势。 由物料衡算，进反应器体积流量qv=1676.58m3/h, 出反应器体积流量qv’= 1125.48m3/h， 设备选型 名称 型号 规格 功能 中和器 FRP反应罐 容积：1000L 搅拌转速：15～65 r/min 密封形式：填料密封 进行用氢氧化钠与十二烷基苯磺酸的中和反应 本工艺中，中间产品十二烷基苯磺酸需经过与氢氧化钠的酸碱中和反应，方可得到最终的十二烷基苯磺酸钠产品。中和反应在中和器中进行 中和器 由物料衡算，进中和器的十二烷基苯磺酸的流量qv=0.875 m3/h，参加反应的氢氧化钠溶度为10%，故加入的氢氧化钠溶液体积流量为qv=0.667 m3/h 设备选型 名称 型号 规格 功能 空气压缩机 4L-40/2-3.2型 功率：256kw 流量：39.94m3/h 密封形式：填料密封 进行用氢氧化钠与十二烷基苯磺酸的中和反应 转化炉 QM1.2型工业发生炉 炉膛直径：1200mm 炉床有效面积：1.13m2 进风口直径133mm SO2与空气在催化剂作用下转化为SO3 气液分离器 QSFL型气液分离器 直径0.5m，高1m 气体通过丝网除沫器压力降250-500Pa 用于反应产物与未反应的SO3气体、空气的分离 循环泵 IS125-100-315B 功率：90kw 转速：2900 r/min 流量：3