磺 化 工 藝(課件)

1、磺磺 化化 工工 藝藝 表活劑二車(chē)間磺化工藝參數(shù)磺化工藝參數(shù) 一、主要工藝參數(shù)烷基苯進(jìn)料溫度：36-40三氧化硫反應(yīng)溫度：50-60磺化反應(yīng)溫度：A：48-50；B：49-51老化溫度：55-60水解溫度及水解水量：55-60。水量：A：磺酸量2%（或1.5%）；B：磺酸量3%（或2%）磺化工藝參數(shù)磺化工藝參數(shù)三、主要工藝參數(shù)調(diào)整方法1、烷基苯進(jìn)料溫度：調(diào)整烷基苯進(jìn)料板式換熱器熱水進(jìn)出口閥門(mén)的開(kāi)度，來(lái)調(diào)整原料溫度。2、三氧化硫反應(yīng)溫度：主要調(diào)整SO3冷卻器冷卻風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)。3、磺化反應(yīng)溫度：主要通過(guò)調(diào)整磺化器冷卻循環(huán)水流量和溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。4、老化溫度：老化罐冷卻水全開(kāi)，一般不作調(diào)整。其溫度高表明

2、磺化其內(nèi)反應(yīng)不徹底。5、水解溫度及水解水量：水解靜態(tài)混和器冷卻水全開(kāi)，一般不作調(diào)整。其溫度高表明磺化其內(nèi)反應(yīng)不徹底?；腔に噮?shù)磺化工藝參數(shù)二、關(guān)鍵控制點(diǎn)1、反應(yīng)原理：重烷基苯與三氧化硫反應(yīng)生成重烷基苯烷基苯磺酸2、磺化反應(yīng)溫度控制的意義1）保證磺酸質(zhì)量指標(biāo)合格2）防止由于過(guò)于劇烈造成磺化器結(jié)焦。3）確保尾氣系統(tǒng)工作正常，室外尾氣排放達(dá)標(biāo)。烷基苯、硫磺物化性質(zhì)烷基苯、硫磺物化性質(zhì) 烷基苯簡(jiǎn)介：烷基苯是洗滌劑化工中最普通的有機(jī)原料，它是由苯環(huán)和接在苯環(huán)上的烷基鏈組成的。按烷基在苯環(huán)上的連接位置，可以將烷基苯分為直鏈烷基苯和支鏈烷基苯，我廠磺化所用的兩種重烷基苯（A、B）為直鏈重烷基苯。物理性質(zhì)：

3、重烷基苯為無(wú)色澄清液體，平均分子量A：264、B：350，密度870-890kg/m3，具有可燃性質(zhì)，閃點(diǎn)為120-150，蒸汽可燃且能爆炸?；瘜W(xué)性質(zhì)：屬于芳香烴，具有芳香烴的化學(xué)性質(zhì)，例如：化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，在一定條件下易發(fā)生取代反應(yīng)（例如磺化反應(yīng)），難氧化、難加成。烷基苯、硫磺物化性質(zhì)烷基苯、硫磺物化性質(zhì)硫磺簡(jiǎn)介：我廠使用的硫磺為固體硫磺，溶化后成為液態(tài)硫磺。物理性質(zhì)：1）分子量32，密度1780-1800kg/m3，不溶于水，熔點(diǎn)1102）液硫的分子結(jié)構(gòu)隨著溫度的增加而發(fā)生明顯可逆的變化。尤其是黏度隨溫度的變化較為明顯。當(dāng)溫度高于159時(shí)，由于形成了聚合硫分子，其黏度呈直線型增加，因此在S

4、O3發(fā)生單元，控制液硫和硫線的溫度尤為重要。3）硫磺易燃，其粉塵是一種有毒粉塵，暴露在空氣中，其爆炸極限為10mg/m3，著火點(diǎn)低，易產(chǎn)生靜電。因此在熔硫間作業(yè)時(shí)，應(yīng)按規(guī)定佩帶勞保用品，并加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)。4）純硫的閃點(diǎn)為188，但由于其中含有微量的雜質(zhì)，可使其閃點(diǎn)降低10-20。液硫能引起嚴(yán)重的灼傷，當(dāng)發(fā)生灼傷時(shí)，立即用水冷卻收上部位，不要去掉硫痂，送醫(yī)院治療。3、化學(xué)性質(zhì)：燃燒生成二氧化硫，并放出大量的熱。SO3發(fā)生單元反應(yīng)原理發(fā)生單元反應(yīng)原理一、熔硫部分1、組成：熔硫槽、恒位槽、過(guò)濾器、輸送泵、計(jì)量泵2、主要控制參數(shù)：1）伴熱蒸汽壓力：不低于0.4kg/h。2）液硫（熔硫槽、恒位槽）及硫線溫

5、度：140-1503、檢查要點(diǎn)：伴熱蒸汽來(lái)汽和回水管線是否有堵塞現(xiàn)象；各疏水器工作是否正常。4、其他：熔硫間內(nèi)消防蒸汽閥門(mén)嚴(yán)禁開(kāi)啟。SO3發(fā)生單元反應(yīng)原理發(fā)生單元反應(yīng)原理二、燃硫部分1、組成：主要為燃硫爐、點(diǎn)火器。2、反應(yīng)原理：液體硫磺有液硫計(jì)量泵輸送到燃硫爐中，與干燥的空氣混和燃燒，生成SO2。3、點(diǎn)火器只在裝置開(kāi)車(chē)時(shí)使用，一旦硫磺燃燒后即可停用。4、主要控制參數(shù)1）燃硫爐出口溫度：650-680，通過(guò)調(diào)整進(jìn)燃硫爐的風(fēng)量來(lái)調(diào)整出口溫度。2）硫磺進(jìn)料量：隨季節(jié)進(jìn)行調(diào)整，一般冬季為174kg/h，春秋為164kg/h，夏季則更低，數(shù)據(jù)尚在摸索中。SO3發(fā)生單元反應(yīng)原理發(fā)生單元反應(yīng)原理三、預(yù)熱部分

6、1、組成：預(yù)熱爐、柴油泵、助燃風(fēng)機(jī)等2、作用：裝置啟車(chē)前為轉(zhuǎn)化塔預(yù)熱。3、控制參數(shù)：預(yù)熱爐出口溫度680-700，主要調(diào)整預(yù)熱爐冷卻風(fēng)來(lái)控制出口溫度。4、轉(zhuǎn)化塔預(yù)熱目標(biāo)：一段進(jìn)口溫度380-400，出口360-380，即可點(diǎn)硫磺。5、其他：當(dāng)燃硫爐出口溫度達(dá)600以上時(shí)，可停預(yù)熱爐。SO3發(fā)生單元反應(yīng)原理發(fā)生單元反應(yīng)原理四、轉(zhuǎn)化部分1、組成：轉(zhuǎn)化塔、SO3冷卻器（兩個(gè)）、酸蛋、SO3過(guò)濾器2、作用：利用四段V2O5催化劑將SO2氧化成SO33、流程：燃硫爐轉(zhuǎn)化塔1#SO3冷卻器2#SO3冷卻器SO3過(guò)濾器磺化器SO3發(fā)生單元反應(yīng)原理發(fā)生單元反應(yīng)原理4、主要控制參數(shù)1）一、二段進(jìn)口：440-45

7、0，調(diào)整一、二段換熱器冷卻風(fēng)進(jìn)口。2）三段進(jìn)口：440-460，調(diào)整三段配風(fēng)閥門(mén)。3）2#SO3冷卻器及SO3過(guò)濾器出口：50-605、酸蛋的作用：酸蛋用于收集在SO3冷卻器和SO3過(guò)濾器中冷凝下來(lái)的濃硫酸，可用儀表風(fēng)將濃硫酸排到硫酸儲(chǔ)罐中。空氣干燥單元原理空氣干燥單元原理一、組成1、羅茨風(fēng)機(jī)：兩臺(tái)，還包括兩臺(tái)水冷器，吸入大氣空氣經(jīng)壓縮、脫水作為工藝空氣。2、制冷機(jī)組：利用氟利昂壓縮、蒸發(fā)吸收熱量冷卻乙二醇3、乙二醇冷卻器：經(jīng)制冷機(jī)組冷卻的乙二醇與工藝空氣換熱，起到初步除濕的作用。4、空氣干燥器：再生風(fēng)機(jī)一臺(tái)，兩個(gè)干燥器交替工作，裝填硅膠/鋁膠干燥劑，吸附水分SO3過(guò)濾過(guò)濾器器羅茨風(fēng)羅茨風(fēng)機(jī)機(jī)

8、水冷器水冷器乙二醇乙二醇冷卻器冷卻器干燥器干燥器燃硫爐燃硫爐制冷機(jī)組制冷機(jī)組乙二醇乙二醇空氣干燥單元原理空氣干燥單元原理二、工藝空氣流程空氣干燥單元原理空氣干燥單元原理三、原理：空氣經(jīng)羅茨風(fēng)機(jī)壓縮至0.1MPa,空氣升溫至80120。壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的熱空氣先經(jīng)過(guò)水冷器，然后通過(guò)乙二醇溶液冷卻器降溫至5，并將其中大部分的水份冷凝析出。乙二醇溶液由一氟利昂機(jī)組冷卻。經(jīng)冷凝的空氣被送入硅膠/鋁膠干燥器吸附去濕，硅膠干燥器出口處干燥空氣的露點(diǎn)低于-60。硅膠/鋁膠干燥器由上下兩個(gè)干燥層組成，其中一層在工作時(shí)，另一層進(jìn)行再生。吸附再生交替進(jìn)行，定時(shí)切換，8小時(shí)為一周期。空氣干燥單元原理空氣干燥單元原理四

9、、主要工藝參數(shù)1、乙二醇出水溫度：-3-5，制冷機(jī)組控制2、再生時(shí)間：見(jiàn)表3、空氣露點(diǎn)：-60以下再生過(guò)程再生過(guò)程手動(dòng)手動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)再生空氣循環(huán)再生空氣循環(huán)方式方式熱吹熱吹干燥器出口干燥器出口120120以以上維持兩小時(shí)上維持兩小時(shí)4 4小時(shí)小時(shí)放空放空冷吹冷吹干燥器出口干燥器出口25-3025-303.53.5小時(shí)小時(shí)自循環(huán)自循環(huán)平衡平衡0.50.5小時(shí)小時(shí)尾氣吸收單元原理尾氣吸收單元原理酸吸收1、組成：1）SO3吸收塔：用濃硫酸吸收SO3，反應(yīng)放熱2）硫酸循環(huán)泵：用于濃硫酸在SO3 吸收塔和板式換熱器間的循環(huán)3）硫酸冷卻器：板式換熱器，用循環(huán)水冷卻濃硫酸4）硫酸儲(chǔ)罐：用于儲(chǔ)存吸收塔和酸蛋產(chǎn)生

10、的濃硫酸5）吸收塔補(bǔ)水系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)定量向吸收塔里補(bǔ)水，稀釋濃硫酸2、主要工藝參數(shù)：1）濃硫酸濃度：DCS設(shè)定98.5%2）硫酸換熱器出口溫度：60以下尾氣吸收單元原理尾氣吸收單元原理二、堿吸收1、組成1）堿吸收塔：用濃度為3-5%的氫氧化鈉溶液吸收SO22）堿液（洗滌液）循環(huán)泵3）PH計(jì)：測(cè)量洗滌液PH值4）補(bǔ)堿系統(tǒng)：向堿吸收塔中補(bǔ)濃度為20%的氫氧化鈉5）吸收他補(bǔ)水系統(tǒng)：相堿吸收塔中補(bǔ)水，稀釋堿液2、主要工藝參數(shù)1）堿吸收塔PH值：9.5-10.52）堿液循環(huán)溫度：30-35尾氣吸收單元原理尾氣吸收單元原理三、靜電除霧器1、組成1）靜電除霧器：利用高壓靜電場(chǎng)，除去尾氣中的硫酸和磺酸液滴，使酸滴

11、聚集在設(shè)備底部，操作人員定期排放。2）保護(hù)風(fēng)機(jī)：保護(hù)靜電除霧器的高壓瓷瓶。2、主要工藝參數(shù)1）二次電壓：23000kv以上2）二次電流：20mA以上3）保護(hù)風(fēng)機(jī)出口壓力：不小于3.5kpa4）靜電除霧器出口壓力（堿吸收塔進(jìn)口壓力）：小于3.0kpa尾氣吸收單元原理尾氣吸收單元原理四、流程1、切磺化前：2、切磺化后：SO3過(guò)濾過(guò)濾器器SO3吸收吸收塔塔靜電除霧靜電除霧器器堿吸收塔堿吸收塔放空放空SO3SO3過(guò)過(guò)濾器濾器磺化器磺化器靜電除靜電除霧器霧器堿吸收堿吸收塔塔放空放空SO3磺化單元反應(yīng)原理磺化單元反應(yīng)原理一、組成和原理：1、磺化1）磺化器：主反應(yīng)器，重烷基苯與三氧化硫同向接觸，進(jìn)行反應(yīng)。2

12、）氣液分離器：用于分離磺酸和尾氣3）旋風(fēng)分離器：將尾氣中夾帶的磺酸進(jìn)行分離4）磺酸輸出泵5）磺酸質(zhì)量流量計(jì)：測(cè)量磺酸瞬時(shí)和累計(jì)流量、監(jiān)測(cè)在線磺酸密度。6）烷基苯質(zhì)量流量計(jì)：測(cè)量烷基苯瞬時(shí)流量和累計(jì)流量2、老化：老化罐2個(gè)，串聯(lián)使用。延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，使未完全反應(yīng)的烷基苯和SO3繼續(xù)反應(yīng)，提高轉(zhuǎn)化率?；腔瘑卧磻?yīng)原理磺化單元反應(yīng)原理3、水解1）靜態(tài)水解混合器：將磺酸和水充分進(jìn)行混合、反應(yīng)?；撬狒獬蔀閮煞肿踊撬幔^(guò)剩的SO3與濃硫酸繼續(xù)與烷基苯反應(yīng)。減少產(chǎn)品中未磺化油和無(wú)機(jī)鹽的含量。2）工藝水計(jì)量泵：按不同的行程向水解器中加水。4、不合格酸儲(chǔ)罐和計(jì)量泵1）儲(chǔ)罐：用于儲(chǔ)存開(kāi)車(chē)前在系統(tǒng)中循環(huán)的烷基苯和

13、中和值達(dá)不到要求的磺酸2）計(jì)量泵：通過(guò)調(diào)整行程，依據(jù)不合格酸的中和值，將不合格酸打到磺化器進(jìn)行返混或打入老化器進(jìn)行老化?；腔瘑卧磻?yīng)原理磺化單元反應(yīng)原理二、流程：不合格酸不合格酸返混返混水水合格磺酸合格磺酸磺化器磺化器氣液分離氣液分離器器老化器老化器水解器水解器磺酸儲(chǔ)罐磺酸儲(chǔ)罐尾氣尾氣旋風(fēng)分離旋風(fēng)分離器器靜電除霧靜電除霧器器堿吸收塔堿吸收塔放空放空不合格酸不合格酸罐罐返混返混公用工程單元（蒸汽系統(tǒng)）公用工程單元（蒸汽系統(tǒng)）1、進(jìn)戶蒸汽壓力：不低于0.5MPa2、主要設(shè)備：分汽缸、疏水器及各部工藝管線3、組成：分汽缸出口分支管線，分別是：去熔硫間2條、去再生單元1條、去熱水罐1條、去裝置各用蒸汽

14、點(diǎn)1條。4、車(chē)間主要用汽點(diǎn)：1）熔硫間及燃硫爐伴熱2）再生空氣加熱器3）SO3冷卻器及過(guò)濾器伴熱4）保護(hù)風(fēng)加熱器伴熱5）堿吸收塔加熱6）熱水罐加熱7）靜電除霧器及磺化三層平臺(tái)服務(wù)站公用工程單元（熱水系統(tǒng)）公用工程單元（熱水系統(tǒng)）1、組成：熱水罐、熱水循環(huán)泵2、主要控制參數(shù)：熱水罐溫度60，熱水泵出口壓力不低于0.3MPa3、主要用水點(diǎn)：1）磺化單元管線伴熱2）老化罐、不合格酸罐、硫酸儲(chǔ)罐伴熱3）烷基苯板式換熱器4）中和車(chē)間設(shè)備及管線伴熱公用工程單元（儀表風(fēng)系統(tǒng)）公用工程單元（儀表風(fēng)系統(tǒng)）1、儀表風(fēng)壓力：不低于0.5MPa2、作用1）為車(chē)間各氣動(dòng)閥門(mén)提供氣源2）酸蛋排酸3）吹掃磺化器和老化罐4）

15、預(yù)熱爐和燃硫爐霧化風(fēng)公用工程單元（循環(huán)水系統(tǒng)）公用工程單元（循環(huán)水系統(tǒng)）1、車(chē)間使用的循環(huán)水由動(dòng)力車(chē)間循環(huán)水站提供2、車(chē)間主要用水點(diǎn)1）羅茨風(fēng)機(jī)及空氣水冷器2）制冷機(jī)組3）再生空氣冷卻器4）硫酸冷卻器5）磺化器冷卻水6）水解靜態(tài)混合器冷卻水7）老化罐冷卻水8）各風(fēng)機(jī)冷卻水公用工程單元（工藝水系統(tǒng)）公用工程單元（工藝水系統(tǒng)）用水點(diǎn)：1、SO3吸收塔補(bǔ)水2、水解用水3、堿吸收塔補(bǔ)水4、堿洗罐補(bǔ)水啟停車(chē)操作（啟車(chē)）啟停車(chē)操作（啟車(chē)）1、加硫磺2、公用工程投用1）熔硫間蒸汽投用2）熱水制備系統(tǒng)投用 、檢查所有蒸汽、熱水伴熱管線是否暢通。3）循環(huán)水系統(tǒng)啟動(dòng)，檢查各用水點(diǎn)的壓力 。4）儀表風(fēng)系統(tǒng)啟動(dòng)，儀表

16、風(fēng)低點(diǎn)放空。3、清理預(yù)熱爐：1）吹掃爐膛2）清理火嘴3）清理火焰探測(cè)器4）柴油罐加柴油啟停車(chē)操作（啟車(chē)）啟停車(chē)操作（啟車(chē)）4、干燥器再生：在啟車(chē)前利用蒸汽將兩層硅膠再生完畢，待停預(yù)熱爐后可將三氧化硫冷卻器出口的高溫?zé)犸L(fēng)引入再生風(fēng)機(jī)，取代蒸汽進(jìn)行再生。切磺化前保證露點(diǎn)溫度不高于-60。乙二醇冷卻器排凝閥處于半開(kāi)狀態(tài)。5、烷基苯閉路循環(huán)啟停車(chē)操作（啟車(chē)）啟停車(chē)操作（啟車(chē)）6、投用尾氣吸收系統(tǒng)1）投用靜電除霧器:最先投用。手動(dòng)運(yùn)行、二次電壓23kv以上，二次電流20mA以上。2）投用堿吸收：補(bǔ)20%的液堿，補(bǔ)水量400-500kg/h（利用蒸汽冷凝水）3）投用酸吸收：最佳吸收濃度96-98%7、轉(zhuǎn)化

17、塔預(yù)熱預(yù)熱目標(biāo):一段進(jìn)口380-400，一段出口360-380。預(yù)熱時(shí)二段配風(fēng)閥門(mén)關(guān)閉，利用已段配風(fēng)閥門(mén)開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)預(yù)熱爐出口溫度。啟停車(chē)操作（啟車(chē)）啟停車(chē)操作（啟車(chē)）8、工藝風(fēng)投用9、點(diǎn)燃硫爐：先將點(diǎn)火器通電3-5分鐘，再啟動(dòng)液硫計(jì)量泵。點(diǎn)燃硫爐的硫磺量70-100kg/h，工藝風(fēng)量1100-1400kg/h。逐步提高硫磺量和工藝風(fēng)量，直到工藝要求值。點(diǎn)爐前烷基苯應(yīng)在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。10、燃硫爐出口溫度及轉(zhuǎn)化塔溫度調(diào)整通過(guò)調(diào)整工藝風(fēng)量及稀釋風(fēng)調(diào)整燃硫爐出口溫度在650-680之間。待燃硫爐出口達(dá)600時(shí)，停預(yù)熱爐。啟停車(chē)操作（啟車(chē)）啟停車(chē)操作（啟車(chē)）11、切磺化1）烷基苯內(nèi)循環(huán)2）冷卻循環(huán)水投用3

18、）貫通原料流程：打開(kāi)磺化器的烷基苯分配腔上放空閥，待放空閥有原料排出將腔內(nèi)空氣排凈后，關(guān)閉放空閥。4）啟動(dòng)原料泵啟停車(chē)操作（啟車(chē)）啟停車(chē)操作（啟車(chē)）5）切磺化：烷基苯進(jìn)料量調(diào)整到1400-1500kg/h之間， （1）16P2液位投自動(dòng)，SP=0.25m（2）發(fā)現(xiàn)氣液分離器底部有烷基苯時(shí)，將流程改到不合格酸罐（3）手動(dòng)開(kāi)啟旋風(fēng)分離器出口閥門(mén)（4）打開(kāi)電磁閥門(mén)KV16.1,關(guān)閉KV16.3，裝置開(kāi)始進(jìn)行磺化烷基苯（5）通知化驗(yàn)人員按規(guī)定要求化驗(yàn)磺酸中和值（磺化）（6）待中和值合格后，將流程改為去老化要定期檢查下管板處取樣口，以判斷烷基苯是否帶水。生產(chǎn)過(guò)程中定期從磺化器上管板處排出煙酸。啟停車(chē)操作（啟車(chē)）啟停車(chē)操作（啟車(chē)）6）切老化：磺化中和值合格后將流程切到老化。7）投水解：按照磺酸產(chǎn)量調(diào)整水解泵行程。（1）貫通水解靜態(tài)混合器流程（關(guān)閉磺酸換熱器回流線閥門(mén)）（2）老化中和值合格（3）按規(guī)定的水解水量，調(diào)整工藝水計(jì)量泵的行程（4）按操作規(guī)程啟動(dòng)工藝水計(jì)量泵（5）打開(kāi)水解器冷卻水進(jìn)出口閥門(mén)（6）確認(rèn)水解器進(jìn)口壓力為0.2-0.3MPa，出口壓力0.1MPa啟停車(chē)操作（啟車(chē)）啟停車(chē)操作（啟車(chē)）8）原料切換：原料切換30-40分鐘后再進(jìn)行磺酸罐的切換。9）磺化器在線清洗：如磺化器出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，則需在線清晰磺化器。此時(shí)將硫磺量降到70-100kg/h，三氧化硫走尾氣吸收，關(guān)