工艺技术培训

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3.4下面是乙氧基化过程中发生的主要副反应： a)PEG的生成。 O 温度 H2C CH2+H2O HO—CH2—CH2—OH O 温度 HO—CH2—CH2—OH+nH2C —— CH2 HO— （CH2CH2O）n+1H 催化剂 b)二垩鹰的形成：
O 2H2C ——— CH2 O C H H
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六、危险化学品管理
6.1环氧乙烷 操作注意事项： 密闭操作，局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格 遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具 （全面罩），穿防静电工作服，戴橡胶手套。远离火种、 热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。 防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与酸类、碱类、醇 类接触。在传送过程中，钢瓶和容器必须接地和跨接，防 止产生静电。禁止撞击和震荡。配备相应品种和数量的消 防器材及泄漏应急处理设备。 储存注意事项： 储存于密闭罐中。远离火种、热源。避免光照。罐温不宜 超过30℃。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生 火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。 应严格执行极毒物品“五双”管理制度。 2012-9-17 20
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5.2.3后处理操作






未中和产品在注入产品罐之前须中和、冷却。 未中和产品卸料： 未中和产品从反应回路送至R103中。当中和釜达到最低液位时， 中和搅拌器启动。 汽提： 未中和产品中仍含有少量氧化物，这些残余物通过在搅拌状态下 抽真空脱除。 中和： 液体中和剂，自中和剂计量罐V103，由P105泵注入中和釜，加入 酸的量自动算出。酸加到量后，软件自动停止酸泵。 最终冷却 在搅拌状态下，向R103半管通入冷却水，使乙氧基化产品冷却至 输送温度（70～90℃） 卸料 最终中和产品由—107A/B泵送到中间储罐最终产品贮罐。
3.2乙氧基化反应可分为两步： O RXH+H2C——CH2 RX CH2 CH2OH ⑵ O RX CH2 CH2OH +（n-1）H2C——CH2 RX(CH2 CH2O) nH ⑶ 前一步反应的反应速度决定着最终产品分子量分布。反应 （1）有多种催化剂。如氢氧化物、酸、醇盐、碳酸盐等。 工业上一般采用碱催化剂。尤其是NaOH和KOH。在合成乙 氧基化产品时很少采用酸催化剂。因为它能生成象PEG和二 氧杂环已烷之类的副产物。EO是一种高活性物质。在碱性 和酸性条件下都能在C—O键处开环。这种不稳定性，可通 过分析分子的键长看出。EO开环是生产非离表面活性剂最 重要的反应。
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•脱气和真空：




反应器内残存气体首先放到尾气吸收塔。然后，启动 P106泵在真空状态下脱除。 进行再循环产品进行初步降温，为了将粗产品温度降 至预订温度，须用反应回路换热器E101/E102对 R101/R102内的粗产品进行初步冷却。 反应器卸料 脱气结束后，粗产品由P101和P103卸至中合釜R103。 当反应收集器内液位降到最低允许液位，改由氮气压 料。然后用氮气吹扫回路，使之排净。这里反应系统 已为下一批次做好准备，所有上述操作由D.C.S.软件 自动完成。
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三、反应机理




3.1反应基本原理 乙氧基化产品可通过固定摩尔数的EO与含活 泼氢化物进行缩聚反应制得。 其反应式如下：
O RXH+nH2C——CH2 ⑴ RX(CH2 CH2O) n H

在等式⑴R和X代表亲油基团，与活泼氢相连 接。n代表与1摩尔亲油团反应的EO摩尔数。
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CH2— CH2 O O
CH2—CH2
C H H
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四:主要原材料和产品物化指标
4.1环氧乙烷 外观与性状： 无色气体。 熔点(℃)： -112.2 沸点(℃)： 10.7 相对密度(水=1)： 0.87 相对蒸气密度(空气=1)： 1.52 饱和蒸气压(kPa)： 145.91(20℃) 燃烧热(kJ/mol)： 1262.8 临界温度(℃)： 195.8 临界压力(MPa)： 7.19 辛醇/水分配系数的对数值： -0.30(计算) 闪点(℃)： <-17.8(O.C) 引燃温度(℃)： 429 爆炸上限%(V/V)： 100 爆炸下限%(V/V)： 3.0 溶解性： 易溶于水、多数有机溶剂。
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3.3碱催化反应过程如下： 温度 RXH+KOH RXK+H2O醇钾。 真空 借助真空将水脱出，平衡向右侧移动。
乙氧基化：
O
RXK+nH2C——CH2 RX(CH2CH2O)nK
中和：
RX(CH2CH2O)nK+CH3COOH nH+CH3COOK
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RX(CH2CH2O)

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二、工艺流程简图(物料走向）
EO
反应器
前处理
E-0107
后处理
接受器
E-0101
E-0102
P-0107 中和剂罐
P-0110
P-0103
P-0101
E-0104
催化剂罐
P-0108
P-28P-28
E-0103 P-0102 P-0106
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工艺流程简图
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五：工艺生产过程简述
5.1本装置特点 本装置采用PRESS生产工艺，本装置于气液接触器中发 生反应，不断循环的液相，经过良好的分散后，通过由 EO构成的连续的气相，在气液相界面发生乙氧基化反应。 本装置设计能力为30000T/年，年操作时间8000小时， 外循环喷雾乙氧基化工艺技术具备的特点是气液接触面积 大，反应过程中操作压力低,聚合速度快，而且产品分子 量分布窄，三废少；无搅拌转动装置，减少环氧乙烷的泄 漏和接触的危险；产品中未反应的环氧乙烷较少，减少环 氧乙烷的排放量。 生产上采用分散型控制系统（简称DCS）进行过程控制， 使每批操作都是自动进行。具有可靠的重复性，完全适应 的操作参数，被预存在电子存储配方中，在批量次序过程 中，互标配方参数与连锁活化，反应系统具有可靠控制系 统。
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4.3氢氧化纳


主要成分： 含量: 工业品 一级≥99.5％; 二级 ≥99.0％。 外观与性状： 白色不透明固体，易潮解。 熔点(℃)： 318.4 沸点(℃)： 1390 相对密度(水=1)： 2.12 饱和蒸气压(kPa)： 0.13(739℃) 溶解性： 易溶于水、乙醇、甘油，不溶于丙 酮。
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后处理单元
后处理为流程中进行产品精制的单元，在反应系统经过降 温的物料，通过主循环泵打入后处理中，达到搅拌启动液 位后自动启动搅拌，通过中和剂加入泵将定量的中和剂加 入到后处理中，搅拌一定的时间后，进行取样分析，合格 后进行下一步工序操作。 出料包装单元。 在后处理取样合格后，将产品通过后处理循环泵打入成品 罐中，按照工艺规定的包装要求（如果为切片产品则将物 料打入切片产品中间罐中），通过包装灌装泵和自动灌装 机进行产品包装，如果为切片产品则通过切片中间罐和切 片上料泵打入切片机中进行切片，通过自动包装机进行物 料包装 以上流程即为本装置生产的一个完整的过程
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4.4乙酸(冰醋酸)






主要成分： 含量: 一级≥99.0％; 二级≥98.0％。 外观与性状： 无色透明液体，有刺激性酸臭。 熔点(℃)： 16.7 沸点(℃)： 118.1 相对密度(水=1)： 1.05 相对蒸气密度(空气=1)： 2.07 饱和蒸气压(kPa)： 1.52(20℃) 燃烧热(kJ/mol)： 873.7 临界温度(℃)： 321.6 临界压力(MPa)： 5.78 辛醇/水分配系数的对数值： -0.31～0.17 闪点(℃)： 39 引燃温度(℃)： 463 爆炸上限%(V/V)： 17.0 爆炸下限%(V/V)： 4.0 溶解性： 溶于水、醚、甘油，不溶于二硫化碳。
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5.2工艺叙述

5.2.1前处理操作

原料加入：启动原材料输送泵（甲醇、二乙二醇），按照工艺卡片和 作业指导书的要求，将规定量的链起始剂（通过质量流量计）加入到 前处理釜中。
催化剂加入：链起始剂上料完成后，启动前处理循环泵，同时启动催 化剂加料泵，按照作业指导书的要求，通过液位的指示，将规定量的 催化剂加入链起始剂中。 升温脱水：前处理循环泵启动后，同时启动真空泵，（需要进行脱水 操作），利用反应系统中的反应热，通过反应系统的主换热器中的导 热油和前处理换热器将前处理中的链起始剂加热到规定温度根据链起 始剂的种类，可将反应初始温度在110～150℃范围内进行相应调整。 接收器进料：反应系统倒空后，通过前处理循环泵，将加完催化剂和 升温脱水完毕的链起始剂打入反应系统的接收器中，管线使用氮气进 行吹扫，确保前处理中的物料全部进入反应系统中。
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•反应条件的控制：




一方面借助导热油将反应热导出，从而使反应产物进入反应器的 温度维持恒定。另一方面，EO加入反应器的量由流速、温度、压 力来控制（温度为R102底部温度。） 压力： 在反应开始时，反应器压力不高于0.05Mpa 打开EO加料阀后，环氧乙烷流入反应器，并气化。这样反应器的 压力增加，产生凝结成液相的作用。然后与循环回路上分布在反 应器内部喷雾、喷出的液滴接触、发生反应。 环氧乙烷进料阀，受反应压力控制。由于环氧乙烷不断反应，反 应器内压力基本上保持稳定。由于液相体积不断增长，氮气分压 升高以及位阻效应，将导致反应速度不断下降。 配方规定的EO量加完后，EO进料阀自动关闭。进料阀关闭后， 气相、液相中仍有EO存在。所以反应通过熟化继续进行，直到环 氧乙烷耗尽。液相中的EO也在进行反应。由于EO具有较高的反 应活性，因此熟化时间较短，在整个熟化阶段内，必须对反应器 内产品进行加热。当反应压力维持恒定，可以认为反应已经结束， 下一批次操作可以开始。