年產(chǎn)3000噸原油破乳劑車間工藝設(shè)計開題報告

本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告（屆）系部：專業(yè)：學(xué)生姓名：班級：學(xué)號指導(dǎo)教師姓名：職稱題目：年產(chǎn)3000噸原油破乳劑車間工藝設(shè)計1.結(jié)合課題任務(wù)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫1000字以上的文獻(xiàn)綜述。前言原油本身是一種多組分混合物，主要有不同相對分子質(zhì)量、不同結(jié)構(gòu)的烴、以及少量非烴化合物質(zhì)，主要包括水以及溶解于水的無機(jī)鹽，機(jī)械雜質(zhì)（砂、粘土等）、游離的硫化氫、氯化氫等［1］，以不同形式分散于原油中，形成穩(wěn)定的乳狀液。這些雜質(zhì)會增加泵和管線的負(fù)荷，引起金屬表面腐蝕。而在煉油加工中，原油含水會增加燃料動力消耗，嚴(yán)重時會引起蒸餾塔超壓會出現(xiàn)沖塔現(xiàn)象；原油含鹽大部分是氯化鈉，其余是氯化鈣，氯化鎂，受熱后易腐蝕設(shè)備，并容易結(jié)成鹽垢堵塞管路。而且在原油中的鹽在蒸餾時，大都?xì)埩粼谥仞s分油或渣油中，影響二次加工過程及其產(chǎn)品質(zhì)量。所以在原油加工之前，必須對原油進(jìn)行破乳化，以脫掉其中的水分和鹽分。而在原油破乳中所加的助劑就是原油破乳劑，以破壞由天然表面活性劑在界面上形成的彈性外殼，使得小水珠凝并成大水滴，從而大大縮短分離時間⑵。而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油加工品的需求越來越大，相應(yīng)的原油破乳劑的需求和質(zhì)量要求也在不斷提高，本設(shè)計項目能適應(yīng)市場發(fā)展的需要，開發(fā)的產(chǎn)品有較好的破乳效果，而且具有很好的廣譜性。1破乳劑的破乳機(jī)理破乳劑是一種表面活性物質(zhì)，它能使乳化狀的液體結(jié)構(gòu)破壞，以達(dá)到乳化液中各相分離開來的目的。原油破乳是指利用破乳劑的化學(xué)作用將乳化狀的油水混合液中油和水分離開來，使之達(dá)到原油脫水的目的，以保證原油外輸含水標(biāo)準(zhǔn)，一般不得大于0.5%。原油破乳劑多為表面活性劑，它的活性決定于它的化學(xué)結(jié)構(gòu)。表面活性劑分子的一部分親油（憎水），而另一部分親水。在油水界面上表面活性劑分子的極性部分具有親水性浸入水中，非極性的憎水部分浸入油中，作為破乳劑的表面活性劑的性質(zhì)隨這些部分的數(shù)值和分配而變化。而較強(qiáng)的表面活性、良好的潤濕性能、足夠的絮凝能力和很高的聚結(jié)能力，是高效原油破乳劑的必備條件。2原油破乳劑發(fā)展?fàn)顩r2.1原油破乳劑的發(fā)展概況原油破乳劑最早報導(dǎo)于1914年，Barnickel用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的FeSO4溶液在35?60°C下進(jìn)行原油破乳⑶。1920年后開始有鹽型和酯鹽型表面活性劑，主要是羧酸鹽型、磺酸鹽（包括石油磺酸鹽）及硫酸酯鹽型。1940年后開始使用低分子非離子表面活性劑，如OP型、平平加型和吐溫型等。1950年后出現(xiàn)非離子型高分子表面活性劑，如聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚、含聚氧乙烯聚氧丙烯基的酚醛樹脂。1990年后開始用兩性表面活性劑⑷。我國對原油破乳劑的研發(fā)起步比較晚，它是隨著我國石油工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的。60年代以前我國原油破乳劑主要依賴于進(jìn)口，60年代中期開始成長，60年代末到80年代中達(dá)到高峰。目前，我國已有高分子非離子表面活性劑、聚氨酯類、兩性離子聚合物等原油破乳劑得到研發(fā)，已自行研制生產(chǎn)并投入使用的的破乳劑已超過200個牌號⑸。世界各大油田化學(xué)品公司十分重視破乳劑的研究和生產(chǎn)，目前世界上破乳劑總銷售額達(dá)3億美元，其中美國約1.85億美元，年均增長率為5%?6%，占采油化學(xué)品總銷售額的36%。美國所用原油破乳劑主要是非離子型表面活性劑，占市場份額50%，陰離子占30%，陽離子僅占10%。非離子和陰離子型破乳劑適用于油為連續(xù)相的W/O（油包水）型原油乳液破乳，如原油或原油乳化泥漿；O/W（水包油）型乳液大多采用陽離子型破乳劑［6］。目前，國內(nèi)外研究的破乳劑從化學(xué)類型上看，主要是以非離子的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物為主，在傳統(tǒng)破乳劑的基礎(chǔ)上進(jìn)行改性，其研究的方法用10個字來概括，^皚“改頭⑺、換尾冏、加骨回、擴(kuò)鏈【10,11］、復(fù)配【⑵”。2.1.1國外破乳劑的研究現(xiàn)狀80年代后期以來，國外破乳劑的發(fā)展研究現(xiàn)狀表明：（1）非聚醚型聚合物破乳劑是目前發(fā)展較快的一類破乳劑，不僅脫水快、水色清、用量少，而且還特別適應(yīng)于稠油破乳。（2）相對分子質(zhì)量繼續(xù)增大，各種擴(kuò)鏈劑表現(xiàn)為此種趨勢。目前國外使用較多的擴(kuò)鏈劑包括醛、二元或多元羧酸、環(huán)氧衍生物和多異氤酸酯。⑶復(fù)配破乳劑。因破乳劑專一性較強(qiáng)，一種破乳劑只適合某些地層、某些區(qū)域原油乳狀液的破乳，破乳劑的復(fù)配解決了專一性問題。2.1.2國內(nèi)破乳劑的研究現(xiàn)狀目前，我國老油田開采普遍進(jìn)入“三高”（高含水，高采出程度，高采油速度）階段［13］。而我國破乳劑的研制仍停留在用環(huán)氧化物制備嵌段共聚物，只是在催化劑、起始劑、擴(kuò)鏈劑上作一些改動以增加相對分子質(zhì)量。就現(xiàn)有的原油破乳劑已滿足不了油田需要，故此對高效、節(jié)能、環(huán)保、耐低溫的原油破乳劑的研究就更為迫切。對比國內(nèi)外破乳劑的發(fā)展，我們認(rèn)為：（1）在具有新的化學(xué)結(jié)構(gòu)的破乳劑研究方面，國內(nèi)研究的比較少，非聚醚型聚合物破乳劑有望逐漸取代聚醚類破乳劑；（2）盡管已意識到聚醚型破乳劑在生產(chǎn)和應(yīng)用中的不足，但由于單劑品種少，新類型破乳劑開發(fā)的困難，各科研單位仍將以復(fù)配破乳劑研究為主，而且目前情況下復(fù)配也是解決破乳劑專一性的最有效辦法之一。3破乳機(jī)理研究破乳劑的破乳過程一般分為3個階段：①破乳劑加入原油乳狀液后，讓它分散在整個油相中，并能進(jìn)入被乳化的水珠上;②破乳劑滲入到乳化水珠的保護(hù)層，并使保護(hù)層脆弱變皺破壞，保護(hù)層破壞后，被乳化的水珠互相接近并接觸；③水珠聚結(jié)，被乳化的水珠從連續(xù)相分離出來。根據(jù)研究結(jié)果，目前公認(rèn)的破乳機(jī)理有以下幾點［14：①相轉(zhuǎn)移一反向變型機(jī)理：加入破乳劑，發(fā)生了相轉(zhuǎn)化。即能夠生成與乳化劑形成的乳狀液類型相反(反相破乳劑)的表面活性劑可以作為破乳劑。此類破乳劑與憎水的乳化劑生成絡(luò)臺物使乳化劑失去了乳化性。②碰撞擊破界面膜機(jī)理：在加熱或攪拌的條件下，破乳劑有較多的機(jī)會碰撞乳化液的界面膜，或吸附于界面膜上，或排替部分表面活性物質(zhì)，從而擊破界面膜，使其穩(wěn)定性大大降低，發(fā)生了絮凝、聚結(jié)而破乳。③增溶機(jī)理：使用的破乳劑一個分子或少數(shù)幾個分子即可形成膠束，這種高分子線團(tuán)或膠束可增溶乳化劑分子，引起乳化原油破乳。④褶皺變型機(jī)理：顯微鏡觀察結(jié)果表明，W/O型乳狀液均有雙層或多層水圈，兩層水圈之間是油圈。因而提出褶皺變型機(jī)理，液珠在加熱攪拌和破乳劑的作用下液珠內(nèi)部各層水圈相連通，使液滴凝聚而破乳。4原油破乳劑的合成4.1破乳劑的選擇原油乳狀液的破乳是一個很復(fù)雜的問題，它既與原油的性質(zhì)、乳狀液的類型及其穩(wěn)定因素有關(guān)，也與破乳劑的分子結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)有關(guān)，所以選擇破乳劑時，對上述諸因素要綜合考慮。4.1.1由原油乳狀液類型進(jìn)行選擇按使用于不同原油對象，破乳劑分為油包水(W/O)和水包油(O/W)乳化原油破乳劑。前一種破乳劑適用于以原油為分散介質(zhì)的乳狀液，即油包水乳化原油。而以水做分散相的乳狀液為水包油乳化原油，相應(yīng)地采用后一種破乳劑。一般主張，W/O型原油乳狀液應(yīng)選用油溶性破乳劑。這是因為它在油中易于均勻溶解、迅速擴(kuò)散、能較快地接觸到油-水界面，所以能較好的發(fā)揮其破乳作用。如果是O/W型原油乳狀液，應(yīng)選用水溶性破乳劑，由于它在水中溶解速度快，有利于破乳聚結(jié)，提高脫水速度。至于選用水溶性還是油溶性破乳劑的方法，一般是按其HLB值相對數(shù)值的大小進(jìn)行選擇。然而由于非離子表面活性劑存在著PIT(即相轉(zhuǎn)變溫度)，所以推薦用PIT法選擇比較可靠。這種選擇破乳劑的方法是非常初略的］［15］。4.1.2由破乳劑的物化性能進(jìn)行選擇目前對原油破乳劑的物化性能與破乳脫水效果的關(guān)系的研究方興未艾，取得了許多有益的成果，概括起來主要有以下幾點：分子量對破乳脫水效果的影響：分子量越大，相同時間內(nèi)脫水率越高。一般認(rèn)為破乳劑分子平鋪于界面上，分子量越大在油水界面上占有面積越大，頂替天然乳化劑分子越多，起到的破乳效果越好［16］。分子量是影響脫水效果的主要因素。分支數(shù)對破乳脫水效果的影響：多分支破乳劑有相對較好的潤濕性能和滲透效應(yīng)，可以迅速到達(dá)油水界面，在油水界面上占有的表面積大于線型破乳劑分子，因而用量少，破乳效果好。而且多分支鏈結(jié)構(gòu)的分子容易形成微網(wǎng)絡(luò)可容納落入的石蠟微品，阻止其連接成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使油相的粘度和凝固點不致升高，破乳脫水過程較易進(jìn)行。但用于高粘度稠油的破乳脫水時，多支鏈型破乳劑的效果并不比線型破乳劑好。當(dāng)分子量相同時分支數(shù)的變化對破乳效果沒有太大的影響，而當(dāng)分子量隨分支數(shù)的增多而增大時，破乳脫水效果會隨之增強(qiáng)?？梢娪绊懨撍Ч饕蛩厥欠肿恿?，而支化程度起次要作用［16］。EO/PO比值對破乳脫水效果的影響：EO/PO比值大小可以反映破乳劑的親水親油平衡，因為破乳劑是非離子表面活性劑，EO/PO大的破乳劑傾向存在于水相中，相反則傾向于油相。合成嵌段聚醚中EO比例高者脫水效果較好，PO比例大者破乳效果較好［17］。針對目前國內(nèi)多數(shù)使用的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。馬峰華、詹敏等對新疆原油和勝利黃島原油的破乳脫鹽研究表明［戚19］，增加分子中EO(環(huán)氧乙烷基團(tuán))含量，即提高HLB(親水親油平衡)值，原油脫水脫鹽率會有一最佳值。若固定HLB值，增加PO(環(huán)氧丙烷基團(tuán))含量，即增大破乳劑的相對分子量，脫水脫鹽率也會有最佳值。這可能與破乳劑分子在界面吸附的形態(tài)有關(guān)。破乳劑用量對破乳脫水效果的影響：傳統(tǒng)經(jīng)驗認(rèn)為，破乳劑的使用濃度越大，破乳脫水效果越好。根據(jù)最近的研究成果，破乳劑的濃度達(dá)到臨界聚集濃度(CAC)之前，破乳效果隨破乳劑使用濃度增大而提高。超過CAC后，隨破乳劑濃度增大會出現(xiàn)破乳效果下降或幾乎不發(fā)生變化的情況。這是由于在較低濃度時，破乳劑分子以單體形式吸附在油水界面，吸附量與濃度成正比，此時油水界面張力隨破乳劑濃度的增加而迅速下降，脫水率也逐漸增大。當(dāng)破乳劑的濃度接近臨界聚集濃度時，界面吸附趨于平衡，此時界面張力幾乎不再下降，脫水率也基本達(dá)到最大。若再增大破乳劑的濃度，破乳劑分子開始聚集形成團(tuán)簇或膠束，反而使界面張力有所上升，脫水率可能會下降。因此，對每種特定原油，破乳劑用量均有最佳值，即接近或等于臨界聚集濃度［20］。(5)破乳劑復(fù)配對破乳效果的關(guān)系。由于單一的破乳劑普適性較差，很難適應(yīng)復(fù)雜多樣的原油乳狀液的破乳，而多種破乳劑復(fù)配具有協(xié)同效應(yīng)，可以起到單一破乳劑不能達(dá)到的良好效果，因此目前國內(nèi)各油田和煉油廠一般采用破乳劑復(fù)配來進(jìn)行破乳脫水［20］。因此，較強(qiáng)的表面活性、良好的潤濕性能、足夠的絮凝能力和很高的聚結(jié)能力，是高效原油破乳劑的必備條件。4.2原油破乳劑的合成工藝破乳劑的種類很多，分為陰離子型、陽離子型、非離子型和兩性表面活性劑。目前用的較多的是非離子表面活性劑。本設(shè)計，是以醇類(十八醇)為起始劑，在堿性條件下，環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷發(fā)生開環(huán)聚合而得到高分子聚醚，即非離子表面活性劑。聚醚系非離子表面活性劑是具有兩親結(jié)構(gòu)的分子，分為無規(guī)結(jié)構(gòu)的聚醚和嵌段結(jié)構(gòu)的聚醚。無規(guī)結(jié)構(gòu)的聚醚是先將環(huán)氧乙烷(EO)和環(huán)氧丙烷(PO)混合均勻，再連續(xù)通人反應(yīng)釜進(jìn)行共聚［21］；嵌段結(jié)構(gòu)的聚醚則是先將一種單體(EO或PO)進(jìn)行均聚，再加入另一種單體(PO或EO)進(jìn)行共聚。最后接的共聚單體是PO時得到的EPO端基是親油性較強(qiáng)的PO端基;反之，則為親水性較強(qiáng)的EO端基。其分子結(jié)構(gòu)可根據(jù)性能要求來設(shè)計［22］。原油破乳劑的合成一般分兩步：一是在壓熱釜中將帶活潑氫起始劑與環(huán)氧乙烷，環(huán)氧丙烷開環(huán)逐步嵌段聚合成平均分子量為一萬以下的液體干樣；二是后處理口］。采用間接操作法，工藝流程如下：起始劑+催化劑一真空脫水一EO/PO—中間體一粗品聚醚一后處理一成品聚醚由于合成相對分子量較大，支鏈較多的原油破乳劑對破乳脫水效果好些。即可采用嵌段聚醚，反應(yīng)方程式［24］為：ROH+m(PO)—>RO(PO)mHRO(PO)mH+n(EO)堿*RO(PO)m(EO)nHRO(PO)(EO)H+p(PO)—?RO(PO)(EO)(PO)Hmnmnp(式中：EO—聚氧乙烯；PO—聚氧丙烯；ROH—十八醇；m、n、p—聚合度)但由于單種破乳劑的專一性較強(qiáng)，為此可將多種破乳劑進(jìn)行復(fù)配以擴(kuò)大應(yīng)用范圍。破乳劑的復(fù)配有兩種方法：(1)將兩種或兩種以上的破乳劑按照一定的比例混合使用，通過破乳劑分子間協(xié)同增效作用來提高破乳性能；(2)將預(yù)合成的兩種或兩種以上的破乳劑大分子按計量混合后，然后加入一些添加劑，熱處理后形成破乳性能優(yōu)良的復(fù)配破乳劑，可以用于多種原油的破乳四。4.3原油破乳劑合成及發(fā)展亟待解決的問題原油破乳劑的合成經(jīng)過了近一個世紀(jì)的發(fā)展，品種逐步趨向規(guī)模化和標(biāo)準(zhǔn)化，但其產(chǎn)品主要是以聚醚和聚醚的改性產(chǎn)物為主，較少有非聚醚產(chǎn)品的應(yīng)用。當(dāng)然原油破乳劑的開發(fā)和應(yīng)用與有機(jī)合成、高分子科學(xué)和新型催化劑合成等的發(fā)展密切相關(guān)。根據(jù)國內(nèi)外破乳劑合成的情況，可以看出今后原油破乳劑的發(fā)展趨勢和亟待解決的問題有：在發(fā)展傳統(tǒng)聚醚破乳劑產(chǎn)品的同時，開發(fā)新型高效催化劑(例如適用于配位開環(huán)聚合的催化劑)和高效聚合反應(yīng)引發(fā)劑，使得一些化學(xué)反應(yīng)能夠順利進(jìn)行；深入開展破乳劑機(jī)理的研究。因為破乳劑的破乳機(jī)理研究滯后于破乳劑的應(yīng)用，加強(qiáng)破乳劑機(jī)理研究，為破乳劑的研究、生產(chǎn)和使用提供理論基礎(chǔ)；開發(fā)非聚醚高效破乳劑產(chǎn)品。聚醚破乳劑產(chǎn)品主要是通過環(huán)氧化合物合成，而環(huán)氧化物存在毒性、成本較高；含硅或含氟破乳劑雖然破乳性能優(yōu)越，但是其單劑成本高、反應(yīng)困難。這些勢必要求開發(fā)非聚醚高效破乳劑，包括降低含硅或含氟破乳劑的合成成本和尋求有效的合成工藝；開發(fā)高分子質(zhì)量的破乳劑。通過傳統(tǒng)的方法合成的破乳劑大多數(shù)分子質(zhì)量較低(3000-6000)，難于滿足高破乳效果要求的分子質(zhì)量，多支化和交聯(lián)型大分子或超高分子質(zhì)量的破乳劑將會是合成的趨勢；開發(fā)廣譜型破乳劑。目前，絕大多數(shù)破乳劑存在專一性強(qiáng)，很難滿足不同原油乳狀液的破乳，為此通過不同原油破乳劑的合理復(fù)配和開發(fā)新型廣譜型破乳劑將是減少破乳劑開發(fā)成本和提高破乳效能的必要要求。此外，加強(qiáng)破乳劑的結(jié)構(gòu)和性能的研究以及優(yōu)化合成工藝條件也是重要的課題。結(jié)論原油破乳劑產(chǎn)品種類日益繁多，但合成高效原油破乳劑仍然是油田開采及其下游領(lǐng)域的研究課題。高效破乳劑所具有的分子結(jié)構(gòu)特點：高分子和超高分子量的破乳劑適應(yīng)性強(qiáng)，破乳效果好。由水溶性轉(zhuǎn)向油溶性。由于油田采液中水含量越來越高，油溶性破乳劑主要分配在油中，因而能延長作用時間，提高破乳效果。支鏈型破乳劑比直鏈型的破乳效果好。開發(fā)低溫時效果好、適應(yīng)性強(qiáng)并用于重質(zhì)原油和副產(chǎn)中間層乳濁液的破乳劑。復(fù)配使用。只有這樣，才能夠使破乳劑合成得到較大和較快的發(fā)展。參考文獻(xiàn)：任世科，孟輝，張元昌.原油破乳劑研究及工業(yè)應(yīng)用[J].甘肅科技,2005-10,21(10):36.⑵許莉勇.非平衡態(tài)界面張力的測定[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2000,28(4):310-311.范洪富.石油工程化學(xué)[M].成都:成都科技大學(xué)出版社,1997:174-178.胡玉國.原油破乳劑的研究應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展[J].化工技術(shù)經(jīng)濟(jì),2001,18(3):15-17魏國晟，張宗愚.原油破乳劑的研究與應(yīng)用[J].油田化學(xué),1995,12(2):188-190,170.蔡惠業(yè).原油破乳劑的開發(fā)與應(yīng)用展望[J].金陵石油化工,1998(1):28.李淑嫻，魏國晟,高在海等.稠油破乳劑M-41T的研究與應(yīng)用[J].油田化學(xué),1999,16(3):235-237.LambFrank.MaleicAnhydridepolymerpartialestepreparationanduseasdemuls-ifiers[P].US:473204A,1988(3):29.周立川，李欣，白月光等.聚硅氧烷-聚氧乙烯聚氧丙烯原油破乳劑的應(yīng)用研究[J].東北師范大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版,1999(1):51-59.KupferRainer,HilleMaltin,BoehmRoland,ela1.Methodforseparationofpetroleumemulsionsofwater-in-oiltypes[P].DE:4217985A1,1993-12-02.LeukefeldWilfried,VeithJoachim,RichterHansJoachim,ela1.Demulsifiersforpetroleumemulsionbreakingbasedonoligomericestersfromaminopolyoxyalkylenesanddicarboxylicacids[P].DD:298806A5,1992-03-12.方洪波，王春生,陳愚等.用于高含水原油的RAK-5多元復(fù)配破乳劑[J].油氣田地面工程,1996,15(1):44—46.崔昌峰，楊永軍，朱成君,藏永生.新型原油生物復(fù)合破乳劑的研究與應(yīng)用[J].石油化工腐蝕與防護(hù),2005,22(4):5-8.P.貝歇爾(美).乳狀液理論與實踐[M].北京:科學(xué)出版社,1987:20-30.賀豐果，馬喜平,李濤.原油破乳劑現(xiàn)狀及其選擇評價方法[J].上?；?2006,31(1):33.董國君，曹華，檀國榮,樊明紅.嵌段聚醚破乳劑的合成及破乳規(guī)律[J].化學(xué)工程師,2005-10:65-66.徐家業(yè)等.組合化學(xué)法建立小型破乳劑聚醚庫的研究[J].化學(xué)通報,2002,65:3.馬峰華，詹敏，徐靜茹等.新疆原油深度脫鹽的研究[J].華東化工學(xué)院學(xué)報,l993,19(6):7l2-717.詹敏,馬峰華，徐靜茹等.勝利黃島原油深度脫鹽研究[J].華東理工大學(xué)學(xué)報,1995,21(1):37-41.杜玉海，康仕芳.優(yōu)秀原油破乳劑所具備的性能初探[J].高分子通報,2006(11):94-95.鄭幗,肖長發(fā).聚醚系非離子表面活性劑結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的研究[J].天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2007-8,26(4):20.尹紅，陳志榮,呂德偉.環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷共聚中的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[J].精細(xì)石油化工,2001,(1):22-24.劉廣軍.HD-4原油破乳劑合成過程中出現(xiàn)固化的原因分析(J).天然氣與石油，2005-12,23(5):34.李和平.精細(xì)化工工藝學(xué)(第二版)[M].北京:科學(xué)出版社,2007:533-534.崔新安，寧朝暉，樓世松等.一種廣譜型原油破乳劑[P].CN:02138900.4,2003.選題依據(jù)、主要設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計方案論證。選題依據(jù)化工助劑是一類廣泛應(yīng)用于各種材料和產(chǎn)品的精細(xì)化學(xué)品。在生產(chǎn)加工過程中其用量雖小，但可顯著改善制品的性能。近20年來助劑工業(yè)得到了極其迅速的發(fā)展，其涉及領(lǐng)域之廣，專用性之強(qiáng)，是任何其他行業(yè)所無法比擬的。本次畢業(yè)設(shè)計課題是選擇了為中國石化集團(tuán)廣州石油化工總廠的煉油、石油化工生產(chǎn)提供石油加工助劑的廣州赫爾普化工有限公司下屬化工助劑廠作為設(shè)計對象。根據(jù)該廠的生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)的復(fù)雜性和技術(shù)的成熟度，將本次設(shè)計的性質(zhì)定為一個階段的設(shè)計，即施工圖設(shè)計階段。主要設(shè)計內(nèi)容破乳劑的種類很多，分為離子表面活性劑和非離子表面活性劑。目前用的較多的是非離子表面活性劑。表面活性劑加入原油中，能降低原油乳狀液的表面張力，而使得水分子和其他雜質(zhì)與油分子分離，達(dá)到脫水脫鹽的目的。對年產(chǎn)3000噸原油破乳劑車間進(jìn)行物料和能量衡算，完成主要設(shè)備的工藝計算及輔助設(shè)備的選型，編寫畢業(yè)設(shè)計說明書1份。完成畢業(yè)設(shè)計圖紙四張：物料平衡圖1張；帶控制點的工藝流程圖1張；主要設(shè)備的工藝條件圖1張；車間設(shè)備平、立面布置圖1張。設(shè)計方案論證本設(shè)計是以醇類(十八醇)為起始劑，在堿性條件下，環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷發(fā)生開環(huán)聚合而得到高分子聚醚，即非離子表面活性劑。聚醚系非離子表面活性劑，分為無規(guī)結(jié)構(gòu)的聚醚和嵌段結(jié)構(gòu)的聚醚。方案1：合成無規(guī)結(jié)構(gòu)的聚醚：先將環(huán)氧乙烷(EO)和環(huán)氧丙烷(PO)混合均勻，再連續(xù)通人反應(yīng)釜進(jìn)行共聚。由于EO競聚率高，反應(yīng)活性較PO高，因此，EPO分子往往呈類似于嵌段聚醚的結(jié)構(gòu)，而且端基以PO為主。要使EPO鏈段中EO、PO分布均勻，大分子的無規(guī)度較高?？梢栽诜磻?yīng)初期，適當(dāng)降低混合單體中EO的比例。中、后期逐漸提高混合單體中EO的比例。聚醚端基結(jié)構(gòu)則可通過反應(yīng)后期通人部分EO、PO,獲得相應(yīng)的端基結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到分子結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的。工藝流程：將準(zhǔn)確稱取的氫氧化鉀和起始劑加入不銹鋼高壓釜中，升溫抽真空充氮(高純氮)置換3次，升溫并脫水，加入按預(yù)定配比混勻的EO、PO聚合，控制反應(yīng)壓力小于0.4MPa，達(dá)到預(yù)定分子量后，降壓，將產(chǎn)物進(jìn)行后處理，放料。方案2：嵌段結(jié)構(gòu)的聚醚：是先將一種單體(EO或PO)進(jìn)行均聚，再加入另一種單體(PO或EO)進(jìn)行共聚。最后接的共聚單體是PO時得到的EPO端基是親油性較強(qiáng)的PO端基；反之，則為親水性較強(qiáng)的EO端基。在反應(yīng)釜中加入一定量的起始劑和氫氧化鉀催化劑，在100-140°C溫度下，依次加入計量的環(huán)氧丙烷與環(huán)氧乙烷，吸收至負(fù)壓，真空脫除低沸物即得聚醚。工藝流程如下：起始劑+催化劑一真空脫水一EO/PO—中間體一粗品聚醚一后處理一成品聚醚.EO-PO-EO嵌段聚醚反應(yīng)方程式如下：ROH+m(EO)—>RO(EO)mHRO(EO)mH+n(PO)堿/RO(EO)m(PO)nHRO(EO)(PO)H+p(EO)—?RO(EO)(PO)(EO)Hmnmnp工