磺化油DAH合成工藝計(jì)劃書第一章 任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱：磺化油DAH合成工藝1.2生產(chǎn)方法：蓖麻油與丁醇進(jìn)行酯交換，生成蓖麻油丁酯和甘油，分出甘油后，將蓖麻油丁酯磺化，再用二乙醇胺中和得到磺化油（DAH）1.3生產(chǎn)條件：1、酯交換反應(yīng)：在搪玻璃酯交換釜中加入蓖麻油、丁醇和濃硫酸，攪拌、加熱升溫至90℃，保溫8h，靜置12h，分出下層甘油2、磺化反應(yīng)：在磺化搪玻璃反應(yīng)釜中加入蓖麻油酸丁酯，攪拌冷卻至0-5℃，加入98%濃硫酸，加完后攪拌1h3、中和反應(yīng)：壓入磺化物，在中和釜中加入（5mol水/3mol磺化物）攪拌，溫度控制在45℃以下，攪拌15-20min，靜置過(guò)夜分出下層廢酸攪拌加入三乙醇胺，中和到pH7-7.5，中和時(shí)溫度不超過(guò)45℃，得到產(chǎn)品1.4生產(chǎn)能力：5000t/年DAH(300天/年，24小時(shí)/日)，設(shè)計(jì)裕量10%，總損失10%，（分甘油5%，分廢酸5%），酯交換收率70%，磺化收率75%，中和收率80%1.5原料組成：蓖麻油與丁醇1:3，硫酸、堿等1.6產(chǎn)品磺化油（DAH），本設(shè)計(jì)關(guān)于其他項(xiàng)目如：設(shè)計(jì)依據(jù)，廠址選址，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，原料的供應(yīng)，水、電、汽的主要來(lái)源，建廠期限，設(shè)計(jì)單位，設(shè)計(jì)進(jìn)度及設(shè)計(jì)階段的規(guī)定等內(nèi)容從略。

第二章 生產(chǎn)方法2.1磺化油（DAH）簡(jiǎn)介：【中文名稱】磺化油【英文名稱】sulfonated oil;sulfate oil【性狀】微黃色至深棕色液體溶解情況】溶于水和乙醇，遇酸分解用途】陰離子型表面活性劑的一類具有潤(rùn)濕、乳化、分散、潤(rùn)滑等作用廣泛用于紡織、制革、造紙、金屬加工等工業(yè)，也用作農(nóng)藥乳化劑制備或來(lái)源】由蓖麻油或其他植物油或某些魚油與硫酸作用，經(jīng)中和而制得性質(zhì)】陰離子型表面活性劑的一類實(shí)際上是硫酸化油（含有一O?SO3Na基）由蓖麻油或其他植物或某些魚油與硫酸作用，再經(jīng)中和而制得由蓖麻油制得的常稱太古油或土耳其紅油涉及領(lǐng)域】合成柴油柴油是從石油中提煉而成，因柴油含臘較多，所以燃燒后產(chǎn)生的黑煙較大，污染比較嚴(yán)重本工藝生產(chǎn)的目的是提供一種污染比較輕的磺化油合成柴油本工藝生產(chǎn)的特征是：磺化油合成柴油由磺化油、煤油和氫氧化鈉組成，其組份按重量百分比為：磺化油70%-80%，煤油19.9%-29.9%，氫氧化鈉0.1%-0.2%本工藝生產(chǎn)由磺化油、煤油和氫氧化鈉組成，由于磺化油的粘度比較高，所以利用煤油加以稀釋，又由于磺化油和煤油具有酸性，所以采用氫氧化鈉增加堿性，以達(dá)到中性，由于本工藝生產(chǎn)不含臘的成份，所以其燃燒后產(chǎn)生的黑煙較少，污染比較輕。

實(shí)施例一：磺化油合成柴油由磺化油、煤油和氫氧化鈉組成，其組份按重量百分比為：磺化油70%，煤油29.8%，氫氧化鈉0.2%實(shí)施例二：磺化油合成柴油由磺化油、煤油和氫氧化鈉組成，其組份按重量百分比為：磺化油75%，煤油24.9%，氫氧化鈉0.1%實(shí)施例三：磺化油合成柴油由磺化油、煤油和氫氧化鈉組成，其組份按重量百分比為：磺化油80%，煤油19.9%，氫氧化鈉0.1%磺化油是微黃色至深棕色液體，溶于水和乙醇，遇酸分解，是石油化學(xué)工業(yè)的重要產(chǎn)品，是陰離子型表面活性劑的一類，具有潤(rùn)滑、乳化、分散、潤(rùn)濕的作用，廣泛用于紡織、制革、造紙、金屬加工等工業(yè)，也可作農(nóng)藥乳化劑工藝簡(jiǎn)述如下：2.1.1酯交換反應(yīng)：在搪玻璃酯交換釜中加入蓖麻油、丁醇和濃硫酸，攪拌、加熱升溫至90℃，保溫8h，靜置12h，分出下層甘油2.1.2磺化反應(yīng)：在磺化搪玻璃反應(yīng)釜中加入蓖麻油酸丁酯，攪拌冷卻至0-5℃，加入98%濃硫酸，加完后攪拌1h2.1.3中和反應(yīng)：壓入磺化物，在中和釜中加入（5mol水/3mol磺化物）攪拌，溫度控制在45℃一下，攪拌15-20min，靜置過(guò)夜分出下層廢酸攪拌加入三乙醇胺，中和到pH7-7.5，中和時(shí)溫度不超過(guò)45℃，得到產(chǎn)品。

2.1.4主要反應(yīng)式：1、酯交換： 蓖麻油 丁醇 蓖麻油酸丁酯 甘油2、磺化： 蓖麻油酸丁酯 硫酸 磺化蓖麻油酸丁酯 水3、中和：磺化蓖麻油酸丁酯 三乙醇胺磺化油(DAH)2.2選定計(jì)算基準(zhǔn)：本方案采用間歇式操作，間歇式操作以一批進(jìn)料量為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算kg/批，kmol/批）2.3根據(jù)上述生產(chǎn)方法確定生產(chǎn)路線，見工藝流程圖（2-1）. 工藝流程圖（2-1）第三章. 物料衡算3.1初步計(jì)算產(chǎn)量：裝置生產(chǎn)能力為：因?yàn)樵O(shè)計(jì)裕量10%，總損失10%，酯交換收率70%，磺化收率75%，中和收率80%故所需加入的蓖麻油為： 校正，當(dāng)時(shí)：產(chǎn)物的產(chǎn)量 所以當(dāng)進(jìn)料為時(shí)，符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 酯交換反應(yīng)計(jì)算：酯交換：根據(jù)酯交換反應(yīng)方程式：的蓖麻油需要的丁醇與之反應(yīng)，生成的蓖麻油酸丁酯和甘油，故需要加入丁醇的量為因?yàn)轷ソ粨Q收率為，所以產(chǎn)物蓖麻油酸丁酯的量為甘油的量為分甘油時(shí)蓖麻油酸丁酯損失，則，進(jìn)行磺化反應(yīng)的蓖麻油酸丁酯的量為3.3 磺化反應(yīng)計(jì)算：磺化反應(yīng)：根據(jù)磺化反應(yīng)方程式:的蓖麻油酸丁酯需要的硫酸與之反應(yīng)，生成的磺化蓖麻油酸丁酯的水，故需要加入硫酸的量為因?yàn)榛腔磻?yīng)的收率為，所以產(chǎn)物磺化蓖麻油酸丁酯的量為水的量為分廢酸時(shí)磺化蓖麻油酸丁酯損失，則，進(jìn)行中和反應(yīng)的磺化蓖麻油酸丁酯的量為3.4 中和反應(yīng)計(jì)算：中和反應(yīng)：根據(jù)中和反應(yīng)方程式:的磺化蓖麻油酸丁酯需要的三乙醇胺與之反應(yīng)，生成的磺化油DAH，故需要加入三乙醇胺的量為因?yàn)橹泻头磻?yīng)的收率為，所以產(chǎn)物磺化油DAH的量為3.5物料衡算1、酯交換：由方程式： 蓖麻油--------丁醇--------蓖麻油酸丁酯---------甘油 Mol比： 1 3 3 1Fw: 943.4303 74.1216 354.5671 92.0938M: 1.1894kmol/h 3.5682kmol/h 3.5682kmol/h 1.1894kmol/hm ：1122.1160kg/h 264.4807kg/h 1265.1663kg/h 109.5364kg/h又因收率為70%且分甘油損失為5%,則蓖麻油丁酯的產(chǎn)量為2.3731kmol/h*354.5671=841.4231kg/h2、磺化反應(yīng)：由方程式：蓖麻油酸丁酯------硫酸------磺化蓖麻油酸丁酯------水Mol比： 1 1 1 1FW: 354.5671 98.0785 434.6303 18.02M: 2.3731kmol/h 2.3731kmol/h 2.3731kmol/h 2.3731kmol/h M: 841.4231kg/h 232.7500kg/h 1031.4211kg/h 42.7633kg/h又因收率為75%且分廢酸損失為5%,則磺化蓖麻油丁酯的產(chǎn)量為：1.6908kmol/h*434.6303=734.8729kg/h3、中和反應(yīng)：由方程式：磺化蓖麻油酸丁酯----------三乙醇胺----------磺化油Mol比： 1 1 1FW : 434.6303 (kg/kmol) 149.1882 583.8185 m ： 1.6909kmol/h 1.6909kmol/h 1.6909kmol/h m: 734.9164kmol/h 252.2474kmol/h 987.1203kg/h又因收率為80%則磺化油的產(chǎn)量為：1.353kmol/h*583.8185=789.9064kg/h第四章 繪制物料平衡圖 見圖（附錄圖4-1）第五章 能量衡算全面的能量衡算應(yīng)該包括熱能、動(dòng)能、電能、化學(xué)能和輻射能等。

但在許多工程操作中，經(jīng)常涉及的能量是熱能，所以化工設(shè)計(jì)中的能量衡算就是熱量衡算5.1化工設(shè)計(jì)工作中，通過(guò)熱量衡算可以得到的設(shè)計(jì)參數(shù)包括：（1）換熱設(shè)備的熱負(fù)荷 換熱設(shè)備包括熱交換器、加熱器、冷卻器、汽化器等2）反應(yīng)器的換熱量：包括間歇釜式反應(yīng)器、連續(xù)釜式反應(yīng)器等3）吸收塔冷卻裝置的熱負(fù)荷（4）冷激式多段傳熱固定床反應(yīng)器的冷激劑用量5）加熱蒸汽、冷卻水、冷凍鹽水的用量6）有機(jī)高溫?zé)彷d體和熔鹽的循環(huán)量7）冷凍系統(tǒng)的制冷量和冷凍劑的循環(huán)量8）換熱器冷、熱支路的物流比例9）設(shè)備進(jìn)、出口的各股物料中某股物料的溫度本方案中熱量衡算要求較少，只需進(jìn)行計(jì)算得反應(yīng)器的換熱量以選取合適的換熱器規(guī)格5.2本工序中涉及能量衡算:主要是酯交換反應(yīng)的搪玻璃反應(yīng)釜，故主要針對(duì)酯交換工段，進(jìn)行熱量衡算，按工段要求將蓖麻油與丁醇加熱至90℃，選取蓖麻油和丁醇的起始溫度為25℃由內(nèi)差法求出蓖麻油在25℃時(shí)的比熱容：解得：同理求出在90℃時(shí)蓖麻油的比熱為：解得:C隨著t的變化而變化，若物質(zhì)在t1-t2 范圍內(nèi)C-t關(guān)系為一直線，可知此溫度范圍內(nèi)的平均定壓比熱容為（t1+t2）/2時(shí)物質(zhì)的熱容，也等于t1和t2溫度下物質(zhì)的比熱C1與C2的算數(shù)平均值，一般來(lái)說(shuō)，物質(zhì)的C-t關(guān)系不是一直線，但是它的曲率并不大，只要在計(jì)算時(shí)溫度變化范圍不大，可按直線計(jì)算。

但是我方案中采用取C1與C2的對(duì)數(shù)平均值作為整個(gè)加熱過(guò)程的比熱，這樣更準(zhǔn)確一些 C= （C2–C1）/ln(C2 -C 1) (5-1)則： 查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》知：丁醇的比熱為0.65 kcal/（kg. oC）,由酯交換反應(yīng)機(jī)理知丁醇與蓖麻油的摩爾比為3:1，則其各占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：蓖麻油 %=所以:丁醇 %=0.1908由： Q吸=mC△t (5-2)所以：Q吸 =（0.8092*0.46+0.1908*0.65）*（1122.1160+264.4807）*（90-25） =44726.590kcal/h則：Q吸總= Q吸*22h=44726.590*22=983984.98 kcal/h將本傳熱過(guò)程按對(duì)流傳熱考慮： t 25 oC → 90 o。