年产吨洗衣皂工艺的设计.docVIP

年产15000吨洗衣皂工艺设计 ⑴设计项目：年产15000吨洗衣皂 ⑵产品： 洗衣皂的主要成分是碳原子数在8-22的脂肪酸钠盐，其化学通式可用RCOONa表示，其中R代表烃基，属于阴离子表面活性剂，具有乳化、发泡、润湿和去污等性能。洗衣皂产量占洗涤剂的30%，全年产量达75万吨左右。 洗衣皂的型号很多，根据脂肪酸的含量分类，有42型、47型、53型、56型、60型、65型、72型等。本设计中拟生产53型洗衣皂，即脂肪酸含量为53%的洗衣皂。产品质量要求：①形状端正，色泽均匀；②图案、字迹清楚；③无不良异味；④总的脂肪物实际质量不低于标准总脂肪物质量的95%，游离碱（NaOH）≤0.3%。生产方式的选择 2.1皂基的制备 皂基制备是肥皂生产中的重要操作。一般皂基中含有65%的肥皂，35%的水分，并含有微量甘油、盐等物质。皂基经过干燥、添加各种非肥皂成分及机械加工，可制得不同的皂块、皂片、皂粒和皂粉等。 皂基制备的基本原理可用化学反应式表示如下： 皂基制备的方法很多，有老式的冷制皂法和半沸制皂法，间歇式沸煮制皂法及现代的连续皂化法，其工序可用简图表示如下： 冷制皂法和半沸制皂法不能将甘油、色素等杂质进行分离，成皂质量无法保证。因此，国内肥皂厂已不采用这两种方法生产皂基。 沸煮法，又称大锅煮皂法，是指皂化反应在直接蒸汽的翻动沸煮下进行。由于反应在沸煮下进行，油脂与碱的比例可在皂化的过程中加以调节，因而可以精确地达到所要求的皂化程度。沸煮法整个操作周期需50-60h，时间长、蒸汽耗量大、劳动强度高、占地面积大是该法的主要缺点，方便、灵活、操作容易、投资费用少是其主要优点。但随着生产规模的扩大，在能源消耗等技术指标越来越严的今天，沸煮法已不能适应现代化生产的需要。 连续皂化法是现代化的生产方法，它将油脂和氢氧化钠采用均一且高速接触的方式进行皂化。这种方法能使碱和油脂充分接触，不仅生产效率高，而且产品质量稳定，是比较成熟的工业生产方法，目前国外肥皂大公司大都采用连续化生产工艺。从设计的角度看，选择连续皂化法是合理的。但在实际设计时，还必须考虑其他因素，如：市场的需求，投资成本，水电气来源，劳动力成本等。 2.2洗衣皂的生产 从连续煮皂设备所生产的洗衣皂皂基，经进一步加工，即可制取洗衣皂。根据生产设备的不同，洗衣皂的生产方法分为冷板车法和真空干燥法。冷板工艺即采用冷板冷却成型制皂，其优点是设备简单，生产容易控制，但其最大的缺点是劳动强度大，生产效率低。而20世纪60年代开发成功的真空冷却成型工艺使洗衣皂的生产实现了连续化流水作业。真空冷却成型不仅降低了劳动强度，而且洗衣皂产品组织细腻均一，质地坚硬，外观光洁，泡沫丰富，是今后肥皂工业发展的方向。我国大多数制厂已推广采用。因此，在本设计中选择真空冷却成型工艺。 3．工艺流程简介 整个生产工艺流程如下图所示： 3.1连续皂化法 目前世界上最常用的连续皂化法是采用“恒组分控制系统”的阿法-拉伐尔离心纯化法。它是全封闭、全自动的皂化法。整个过程分皂化、洗涤及整理3个阶段，工艺流程图如图1所示（日用化学品P56）。 3.1.1皂化阶段 皂化时，油脂和28%的NaOH溶液分别经过滤和预热器由定量泵6、7进入皂化塔1，当肥皂离开塔顶时，皂化率已达99.95%，游离碱的含量仅在0.2%左右。3.1.2洗涤阶段 中性油脂经皂化后，必须把含甘油的废液从肥皂中洗涤出来，以提高皂基的质量和甘油的回收率。阿法-拉伐尔采用全逆流二次盐水洗涤工艺。 一定浓度的盐水经过滤后进入恒位槽13和混合器15，在混合器中与一定量的水混合，调节适宜浓度，由定量泵10打入第二级洗涤混合器11中，由整理段来的皂脚及离心机9来的也同时进入，在混合器混合均匀后进入分离机12进行分离，分出的半废液逆流到第一级洗涤混合器8中与皂化皂混合，再经离心机9分离出废液和肥皂。废液送入甘油回收车间回收甘油，肥皂则进入第二级混合器11。第二级洗涤离心机12分出的肥皂进入整理工序。该洗涤单元效益高。整个洗涤时间仅10 min左右，皂粒中甘油可降到0.2%以下，废液中含甘油量在12%以上。 3.1.3整理工序 该整理工序在整理塔16中进行。一定浓度的整理液经过滤后进入恒位槽19，再进入混合器22，在此与定量水混合调整到需要浓度，然后由定量泵21输入整理塔16。在整理塔中，肥皂形成皂基和皂脚两相，从塔顶直接进入离心机18进行分离，皂脚回到洗涤工序，皂基则输入成型车间生产洗衣皂。 连续皂化法所获得的皂基质量高，在皂基中脂肪酸含量62%左右，电解质总量0.4%-0.5%。3.2真空冷却制皂 真空出条法生产洗衣皂时，皂基、填充料及其他助剂先在调缸中调和均匀，再经过过滤器，送入真空冷却器，使其冷却凝固，再经过真空出条、滚印、切块、烘凉后即可装箱，其工