第一篇：甲醇精餾工藝及塔器優(yōu)化設(shè)計(jì)論文[大全]

甲醇作為非常重要的化工原料，其制備過(guò)程較為復(fù)雜，隨著科技的進(jìn)步，在甲醇精餾工藝上我國(guó)化工行業(yè)已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步。目前，國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的是魯奇節(jié)能工藝的改進(jìn)版本，但是由于目前的需求更高，要求也不斷升級(jí)，所以技術(shù)人員還需要對(duì)精餾工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和完善，選用更加合理的塔器甲醇精餾。因?yàn)樵诩状季s工藝分析方面和塔器選擇優(yōu)化方面還有發(fā)展進(jìn)步的空間，所以本文著重對(duì)此進(jìn)行了分析。

1甲醇精餾工藝分析

(1)雙塔精餾工藝傳統(tǒng)的甲醇精餾裝置主要使用雙塔精餾工藝，該工藝主要應(yīng)用精餾塔和預(yù)精餾塔，應(yīng)用最為廣泛。甲醇的與處理工藝是由與之精餾塔完成，預(yù)熱器完成甲醇的預(yù)熱，塔釜泵對(duì)粗甲醇實(shí)行加壓，然后將其置于預(yù)精餾塔中，去除粗甲醇的水分。為了實(shí)現(xiàn)大量的甲醇能留住，特別是在液相中，最大限度的實(shí)現(xiàn)甲醇回收，需要將塔頂?shù)膬蓸O冷凝應(yīng)用起來(lái)，在塔內(nèi)形成了一種返流現(xiàn)象，這樣不僅最大程度的回收了甲醇，還提高其穩(wěn)定性能。塔頂會(huì)出現(xiàn)一些甲醇或者初餾份，這些溢出的部分在通過(guò)某些通道回到主精餾塔中，我們生產(chǎn)的甲醇在塔頂，廢物及循環(huán)甲醇水會(huì)在塔底，最終實(shí)現(xiàn)甲醇的精餾。(2)三塔精餾工藝三塔精餾同雙塔精餾相比應(yīng)用更為廣泛，其生產(chǎn)效率非常高。三塔精餾有加壓塔和常壓塔，其生產(chǎn)過(guò)程較為綠色環(huán)保，能源使用較少，利用率較高。粗甲醇進(jìn)入預(yù)熱器，然后在送到精餾塔。粗甲醇雜質(zhì)發(fā)生分解，精餾的甲醇去往塔頂，然后經(jīng)過(guò)燃料管，用塔釜泵加壓物料并送到加壓塔。甲醇經(jīng)過(guò)冷凝進(jìn)入回流槽，冷凝后會(huì)出現(xiàn)兩種產(chǎn)品，一種是甲醇水溶液，一種是精甲醇產(chǎn)品。

2甲醇精餾塔器優(yōu)化設(shè)計(jì)

(1)理論優(yōu)化,配置塔器精甲醇的生產(chǎn)離不開精餾塔，精餾塔在生產(chǎn)甲醇中起到了至關(guān)重要的作用，因此在甲醇精餾塔器設(shè)計(jì)中應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行理論優(yōu)化。一般設(shè)計(jì)人員認(rèn)為操作和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)甲醇的生產(chǎn)有巨大影響，尤其是操作配置和精餾塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，事實(shí)證明確實(shí)會(huì)對(duì)甲醇產(chǎn)量造成重大影響。因此選擇塔器的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)生產(chǎn)甲醇的規(guī)模和特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在保證效益的前提下選擇塔器，從而在根本上降低生產(chǎn)操作成本，實(shí)現(xiàn)企業(yè)利益增加。同時(shí)塔器的增加可以提高廢棄溶液的利用和回收，間接地降低成本和提高甲醇質(zhì)量。

(2)預(yù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)甲醇在精餾期間會(huì)出現(xiàn)消耗的問(wèn)題，這是由于在預(yù)精餾塔的頂部會(huì)出現(xiàn)凝氣問(wèn)題，最后導(dǎo)致甲醇消耗掉。因此，采用何種方式能夠降低再生產(chǎn)過(guò)程中甲醇的消耗呢，研究人員通過(guò)研究分析，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)預(yù)制精餾塔的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)降低甲醇消耗的問(wèn)題。在此期間還能夠更多的回收甲醇。預(yù)精餾塔的優(yōu)化設(shè)計(jì)操作為根據(jù)甲醇的生產(chǎn)要求，以及一些器具的規(guī)格最后確定調(diào)節(jié)以及控制塔頂凝器的參數(shù)。

(3)加壓塔優(yōu)化設(shè)計(jì)加壓塔的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包括使塔器內(nèi)的甲醇純度足夠高，一般情況下要保證精甲醇的純度高于55%，另外對(duì)于填料過(guò)程要保證操作規(guī)范，塔內(nèi)的溫度要保證。對(duì)于與常壓塔的聯(lián)系也要巧妙利用，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)有效的調(diào)節(jié)和控制，溫度和壓力兩個(gè)參數(shù)之間是有必要聯(lián)系的，因此塔器內(nèi)的的溫度和壓力需要互相配合調(diào)節(jié)。

(4)常壓塔優(yōu)化設(shè)計(jì)常壓塔的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包括控制內(nèi)部溫度實(shí)現(xiàn)塔頂?shù)募状細(xì)怏w加壓完成，因?yàn)榧訅核统核g存在聯(lián)系，所以需要關(guān)注二者之間是如何產(chǎn)生相互之間的作用的。

(5)控制雜醇油的采出情況雜醇油能夠降低高沸點(diǎn)物質(zhì)的濃度，一般在常壓塔的底部應(yīng)用廣泛，能夠便于塔器的操作。因此在采出雜醇油過(guò)程中要注意加入適當(dāng)?shù)妮腿∷妥⒁饩s的負(fù)荷。通過(guò)這兩點(diǎn)因素最后決定雜醇油的采出量。

(6)準(zhǔn)確的管理塔底殘液在實(shí)際的操作中，我們必須充分認(rèn)識(shí)到塔底殘液中甲醇含量及甲醇濃度受溫度問(wèn)題的影響較大。塔底殘液中產(chǎn)生的過(guò)高甲醇含量是因生產(chǎn)工藝中溫度超出了既定范圍而產(chǎn)生的。為給予甲醇轉(zhuǎn)換處理工作足夠的時(shí)間，我們要嚴(yán)格控制塔頂溫度和進(jìn)料量，預(yù)防溫度超出范圍引發(fā)輕組分或重組分的過(guò)分下移或上浮。

3結(jié)語(yǔ)

本文主要闡述了甲醇精餾的工藝分析和塔器的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在甲醇精餾方面主要講述了兩種我國(guó)應(yīng)用較為廣泛的雙塔精餾工藝和三塔精餾工藝，這兩種精餾工藝在我國(guó)精甲醇制備中起到了至關(guān)重要的作用。在塔器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，本文主要闡述了從理論優(yōu)化,配置塔器、預(yù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)、加壓塔優(yōu)化設(shè)計(jì)、常壓塔優(yōu)化設(shè)計(jì)、控制雜醇油的采出情況以及準(zhǔn)確的管理塔底殘液等幾個(gè)方面。針對(duì)不同塔器提出了不同的建議，希望讀者能夠在文中收獲關(guān)于甲醇精餾工藝以及塔器優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

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第二篇：齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(20萬(wàn)噸甲醇羰基化法醋酸車間醋酸精餾工段)

摘 要

甲醇羰基化法醋酸又名尼龍酸，是己二酸生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的副產(chǎn)物，僅國(guó)內(nèi)己二酸生產(chǎn)企業(yè)每年就副產(chǎn)混合二元酸40-60萬(wàn)噸。由于其含雜質(zhì)、水分多，顏色呈綠色或黃褐色，難以利用。國(guó)外一般將其送進(jìn)污水處理裝置作焚燒或填埋處理；國(guó)內(nèi)有采用重結(jié)晶法回收，但回收率低于60％，廢水量較大，不僅對(duì)環(huán)境造成污染，而且也造成資源的浪費(fèi)。為了物盡其用，本文開展了應(yīng)用基礎(chǔ)研究以C4-C6混合二元酸為原料、對(duì)甲苯磺酸為催化劑，制備混合二元酸二甲酯，并利用減壓精餾得到純凈的二甲酯。實(shí)驗(yàn)中考查了各種反應(yīng)的影響因素，并利用制備的混合二甲酸二甲酯與異辛醇進(jìn)行酯交換制備混合二元酸二異辛酯。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，通過(guò)酯化法分離混合二元酸的工藝路線是可行的。酯化的適宜反應(yīng)條件為：反應(yīng)時(shí)間5.0h，醇酸物質(zhì)的量比6:1，催化劑用量1.0%混合酸，以此條件，二元酸二甲酯的收率可達(dá)89%。酯化所得粗酯可以在壓力為40mmHg下進(jìn)行減壓精餾，截取95～105℃下的餾分，為丁二酸二甲酯，截取110～120℃下的餾分，為戊二酸二甲酯，截取145～155℃下的餾分，為己二酸二甲酯。利用精餾所得的二元酸二甲酯，通過(guò)酯交換法制得的二元酸二異辛酯的顏色很淺，說(shuō)明通過(guò)酯化法可以有效地分離混合二元酸。

關(guān)鍵詞：甲醇羰基化；醋酸；酯交換；混合二元酸二甲酯

I

Abstract Mixed dibasic acid(DBA), also known as nylon acid, adipic acid production process by-products, only domestic producers of adipic acid by-product mixture in each of dicarboxylic acid 40-60 million tons.Because of its impurities, water content, the color green or brown, it is difficult to use.Foreign general to be sent to sewage treatment plant for incineration or landfilling;domestic use recrystallization recovery, but recovery was less than 60%, large amount of wastewater, not only pollute the environment, but also a waste of resources.In order to make the best use, this application of basic research carried out to C4-C6 dicarboxylic acid as raw material mixture, p-toluenesulfonic acid as catalyst, prepared by mixing two yuan acid ester, and the use of vacuum distillation to get pure dimethyl ester.Experiment examined the response of various factors, and use a mixture of dimethyl ester prepared with different octanol prepared by mixing two yuan for transesterification ethylhexyl sebacate.According to the experimental data show that, by esterification of dicarboxylic acid mixture separation process route is feasible.Esterification of the appropriate reaction conditions: reaction time 5.0h, alkyd molar ratio of 6:1, 1.0% mixed acid catalyst, in this condition, binary acid ester yield of 89%.Esters derived from crude esterification can be carried out under the pressure of 40mmHg vacuum distillation, the interception of 95 ~ 105 ℃ under the distillate, as dimethyl succinate, the interception of 110 ~ 120 ℃ under the fractions for Dimethyl glutarate , the interception of 145 ~ 155 ℃ under the distillate, is dimethyl adipate.The use of binary distillation from acid ester by transesterification of the binary system were acid-ethylhexyl the color is very light, indicating that by esterification can be effectively separated mixed dicarboxylic acid.Key words: mixed dibasic acid;toluenesulfonate;transesterification;mixed two yuan Dimethyl

II

目 錄

摘要..............................................錯(cuò)誤！未定義書簽。Abstract..........................................................II

第1章 緒論........................................................5 1.1 課題的目的、意義............................................5 1.1.1 甲醇羰基化法醋酸的由來(lái)....................................5 1.1.2 甲醇羰基化法醋酸的利用....................................6 1.1.3 甲醇羰基化法醋酸的分離....................................7 1.1.4 甲醇羰基化法醋酸的用途...................................10 1.2 甲醇羰基化法醋酸制備的研究...................................11 1.2.1 固體酸H催化法........................................11 1.2.2 硫酸氫鈉催化法........................................12 1.2.3 固載磷鎢酸催化法......................................12 1.2.4 樹脂催化法............................錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2.5 一水硫酸氫鈉催化法....................錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2.6 復(fù)合固體酸催化法......................錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2.7 雜多酸催化法..........................錯(cuò)誤！未定義書簽。

1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容...........................錯(cuò)誤！未定義書簽。第2章 實(shí)驗(yàn)部分...................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

2.1 實(shí)驗(yàn)原理...................................錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1.1 酯化反應(yīng)原理...........................錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1.2 減壓蒸餾原理...........................錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1.3 酯交換反應(yīng)原理.........................錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及試劑.........................錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備...........................錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑...............................錯(cuò)誤！未定義書簽。2.3 實(shí)驗(yàn)裝置圖.................................錯(cuò)誤！未定義書簽。2.4 實(shí)驗(yàn)步驟...................................錯(cuò)誤！未定義書簽。2.4.1 甲醇羰基化法醋酸的合成...................錯(cuò)誤！未定義書簽。

III

2.4.2 甲醇羰基化法醋酸的分離...................錯(cuò)誤！未定義書簽。2.4.3 甲醇羰基化法醋酸的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)...............錯(cuò)誤！未定義書簽。2.5 工藝流程框圖...............................錯(cuò)誤！未定義書簽。2.6 分析方法...................................錯(cuò)誤！未定義書簽。2.6.1 酸值的測(cè)定.............................錯(cuò)誤！未定義書簽。2.6.2 酯化率的確定...........................錯(cuò)誤！未定義書簽。第3章 實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理.........................錯(cuò)誤！未定義書簽。3.1 酯化的影響因素選擇及其水平的確定...........錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2 酯化正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果...........................錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3 數(shù)據(jù)處理...................................錯(cuò)誤！未定義書簽。第4章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論...............................錯(cuò)誤！未定義書簽。

4.1 酯化過(guò)程中反應(yīng)時(shí)間的影響...................錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2 酯化過(guò)程中醇酸摩爾比的影響.................錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3 酯化過(guò)程中催化劑用量的影響.................錯(cuò)誤！未定義書簽。4.4 甲醇羰基化法醋酸的分離與提純.................錯(cuò)誤！未定義書簽。4.5 甲醇羰基化法醋酸的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)...................錯(cuò)誤！未定義書簽。結(jié)論..............................................錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn)..........................................................14 鳴謝..............................................................28

IV

遼寧石油化工大學(xué)本科生畢業(yè)論文

第1章 引 言

1.1 課題的目的意義

甲醇羰基化法醋酸又名尼龍酸，是己二酸生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的副產(chǎn)物，僅國(guó)內(nèi)己二酸生產(chǎn)企業(yè)每年就副產(chǎn)混合二元酸40-60萬(wàn)噸。由于其含雜質(zhì)、水分多，顏色呈綠色或黃褐色，難以利用。國(guó)外一般將其送進(jìn)污水處理裝置作焚燒或填埋處理；國(guó)內(nèi)有采用重結(jié)晶法回收，但回收率低于60％，廢水量較大，不僅對(duì)環(huán)境造成污染，而且也造成資源的浪費(fèi)。本課題通過(guò)酯化法分離混合二元酸不僅反應(yīng)條件溫和而且二元酸二甲酯的收率可達(dá)89%。利用精餾所得的二元酸二甲酯，通過(guò)酯交換法制得的二元酸二異辛酯的顏色很淺，說(shuō)明通過(guò)酯化法可以有效地分離混合二元酸。因此，本課題不僅大大提高了回收率而且具有良好的環(huán)境效益。

1.1.1 甲醇羰基化法醋酸的由來(lái)

（1）甲醇羰基化法醋酸醇的生產(chǎn)路線

國(guó)內(nèi)外己二酸生產(chǎn)工藝大多以苯為起始原料，一般先由苯催化加氫制成環(huán)己烷，然后用空氣氧化制取KA油(環(huán)己醇和環(huán)己酮的混合物)，或部分加氫生成環(huán)己烯，再水合生成環(huán)己醇，利用硝酸氧化得己二酸，即二步氧化法；工業(yè)上由KA油生產(chǎn)己二酸大多采用硝酸氧化法。另外開發(fā)的工藝路線有空氣氧化等多種工藝。

①KA油或環(huán)己醇硝酸氧化法

在銅、釩催化劑的作用下，用硝酸氧化KA油或環(huán)己醇生產(chǎn)己二酸。己二酸收率一般在94%左右，主要副產(chǎn)物是戊二酸和丁二酸(DBA)。這種工藝在2-酸生產(chǎn)中占主導(dǎo)地位，目前國(guó)際上主要生產(chǎn)廠家如美國(guó)的杜邦公司和孟山都公司、法國(guó)的羅那公司、國(guó)內(nèi)遼陽(yáng)石化都是用KA油進(jìn)行硝酸氧化；日本旭化成和我國(guó)的神馬集團(tuán)用環(huán)己醇進(jìn)行硝酸氧化。我國(guó)神馬集團(tuán)、日本旭化成采用65%硝酸多釜反應(yīng)器串聯(lián)操作，溫度控制在70-90℃，己二酸結(jié)晶采用臥式真空絕熱蒸發(fā)結(jié)晶器，氧化產(chǎn)生的氮氧化合物采用三塔串聯(lián)吸收，母液酸由濃縮塔濃縮重復(fù)利用；陽(yáng)離子樹脂吸附銅、釩催化劑。這套裝置的缺點(diǎn)是己二酸結(jié)晶器需定期清洗，結(jié)晶情況比較嚴(yán)重。另外，由于采用硝酸作氧化劑，易引起氮氧化合物大氣污染等問(wèn)題。法國(guó)羅那公司在韓國(guó)建成的己二酸裝置對(duì)結(jié)晶器進(jìn)行了改進(jìn)，采用新型常壓結(jié)晶器，從根本上解決了己二酸裝置需定期停車清洗結(jié)晶器的難題。意大利RADICI公司生產(chǎn)己二酸，遼寧石油化工大學(xué)本科生畢業(yè)論文

采用獨(dú)特的銅、釩催化劑回收工藝，從而不需要設(shè)置陽(yáng)離子樹脂吸附塔回收催化劑。美國(guó)杜邦公司和孟山都公司的氧化反應(yīng)器則采用二級(jí)高、低溫反應(yīng)器，低溫反應(yīng)器為列管式反應(yīng)器(反應(yīng)溫度80℃)，高溫反應(yīng)器為空塔式反應(yīng)器(反應(yīng)溫度110℃)，結(jié)晶器采用立式連續(xù)真空蒸發(fā)結(jié)晶器，1～1.5個(gè)月需停車一次。

②環(huán)己烷法

是目前世界上己二酸生產(chǎn)中主要采用的方法，產(chǎn)量占總產(chǎn)量的90%以上，原料為苯。環(huán)已烷法共分兩步進(jìn)行，第一步為苯加氫作環(huán)已烷，世界上共有兩工藝，一種為氣相加氫，一種為液相加氫。美國(guó)普遍采用前一種工藝，西歐和日本則多采用液相加氫工藝，目前遼化的環(huán)己烷技術(shù)采用歐洲技術(shù)加上公司本身的技術(shù)改進(jìn)，為液相加氫工藝，較原引進(jìn)時(shí)工藝技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)，操作穩(wěn)定。第二步環(huán)已烷氧化制備醇酮的生產(chǎn)路線，根據(jù)過(guò)程中是否加入催化劑分為：催化氧化和無(wú)催化氧化。催化氧化又可根據(jù)催化劑品種的不同而分為鈷鹽氧化法和硼酸氧化法。（2）廢酸水的由來(lái)及利用現(xiàn)狀

遼陽(yáng)石油化纖公司化工引進(jìn)的法國(guó)無(wú)催化氧化生產(chǎn)工藝，是以環(huán)己烷為原料，先空氣氧化得到環(huán)己醇和環(huán)己酮混合液，然后再用硝酸氧化制得己二酸。在生產(chǎn)環(huán)己醇和環(huán)己酮的過(guò)程中，總有相當(dāng)部分的環(huán)己烷要轉(zhuǎn)變?yōu)楦碑a(chǎn)物，副產(chǎn)物的組成十分復(fù)雜，包括1～6個(gè)碳原子的一元酸、二元酸、含氧酸、酯類、縮聚物及少量低級(jí)醇、酮、醛等。副產(chǎn)物分兩大部分從裝置排出，大部分通過(guò)水洗除掉形成BI廢酸水，排到污水處理裝置處理。其余部分隨產(chǎn)物進(jìn)到精餾系統(tǒng)，最后以焦油(X油)形式排出。

目前工業(yè)上環(huán)己烷氧化廢堿液的處理方法主要有焚燒法和化學(xué)法兩種。焚燒法是將有機(jī)廢堿液加入蒸發(fā)鍋內(nèi)，加熱濃縮去除20%～60%的水分。濃縮物放入焚燒爐內(nèi)加熱至250～300℃，直至濃縮物自燃，停止加熱。利用濃縮物燃燒時(shí)的熱量濃縮新的廢堿液。當(dāng)濃縮物燃燒完畢，在溫度700～800℃下繼續(xù)加熱0.5～3個(gè)小時(shí)。焚燒物即成碳酸鈉成品。這種方法比較簡(jiǎn)單，但是它不僅產(chǎn)生二次污染，而且資源浪費(fèi)嚴(yán)重，顯然不值得提倡。

1.1.2 甲醇羰基化法醋酸的利用

目前，許多生產(chǎn)廠家都沒(méi)有專門回收DBA的車間或分廠，DBA產(chǎn)量較為可觀，售價(jià)也較便宜。國(guó)外一般將其送進(jìn)污水處理裝置作焚燒或填埋處理，國(guó)內(nèi)有采用重結(jié)晶法回收，但回收率低于60％，廢水量較大，不僅對(duì)環(huán)境造成污染，而且也造成遼寧石油化工大學(xué)本科生畢業(yè)論文

了資源的浪費(fèi)。對(duì)DBA進(jìn)行綜合利用既可節(jié)約資源，又有利于保護(hù)環(huán)境。但由于DBA含雜質(zhì)和水分多，顏色呈綠色或土黃色，不利于對(duì)DBA進(jìn)行綜合利用[1][2]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)混合二元酸進(jìn)行了一系列的研究和綜合利用，主要包括DBA的分離純化和DBA的酯化，即利用DBA合成增塑劑和混合二元酸二甲酯（DME）等。其中，二元酸二甲酯的合成及應(yīng)用是利用混合二元酸的一個(gè)重要途徑。

1.1.3甲醇羰基化法醋酸的分離

長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外科研及工程技術(shù)人員對(duì)C4~C6混合二元酸的分離與純化工藝的研究較多，取得了豐碩的成果。并對(duì)其進(jìn)行分析與研究。現(xiàn)將收集到的國(guó)內(nèi)外C4~C6混合二元酸的分離與純化技術(shù)列述如下。(1)酯化蒸餾法

①蒸發(fā)

蒸發(fā)工藝是濃縮、冷卻、結(jié)片而制取C4~C6混合二元酸。②酯化

酯化所用的醇是C1~C4醇中的一種醇，酯化催化劑是一種無(wú)機(jī)酸類，包括固體超強(qiáng)酸。酯化反應(yīng)溫度為60-140℃，應(yīng)壓力為常壓。酯化反應(yīng)經(jīng)過(guò)一個(gè)分餾塔不斷除去反應(yīng)所生成的水，與水一起出來(lái)的經(jīng)分離后的回收醇返回到酯化釜中，反應(yīng)趨向完全。

③精餾

精餾工藝是把混合二元酸酯經(jīng)過(guò)一個(gè)精餾塔分離為單體二元酸酯。精餾是在減壓下進(jìn)行的。

④水解

水解工藝是將單體二元酸酯分別放入水解釜中，各自加入一定量的水進(jìn)行水解。水解反應(yīng)在沸騰溫度下進(jìn)行，同時(shí)連續(xù)取出反應(yīng)生成的醇，使水解反應(yīng)趨向完成。取出的醇返回到酯化工藝過(guò)程中。水解反應(yīng)結(jié)束后使二元酸溶液冷卻結(jié)晶，然后各自經(jīng)過(guò)濾器得到純的相應(yīng)單體二元酸。(2)脫水蒸餾法

乙酸酐和混合二元酸以0.75:1的質(zhì)量比例混合，加熱回流反應(yīng)3h，然后在120℃蒸出乙酸，再在減壓條件下蒸出殘余乙酸和乙酸酐后，分別收集160～165℃(5.333kPa)、163～164℃(2.533kPa)兩個(gè)餾分，前者為丁二酸酐，后者為戊二酸酐。反應(yīng)殘液用熱水溶解，然后冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到己二酸。方法可

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行，接利用混合二元酸獲取有用的產(chǎn)品，達(dá)到分離混合二元酸的目的[3]。

根據(jù)戊二酸與丁二酸、己二酸在冷水中溶解度的不同進(jìn)行分離，將混合二元酸溶解于水中，冷卻，析出丁二酸和己二酸晶體，用布氏漏斗抽濾，分離出晶體。濾液通過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂交換脫除金屬離子，然后用活性炭脫色。濾液濃縮，得到淡粉色固體，為戊二酸粗產(chǎn)品，濃縮后產(chǎn)品純度不夠理想，為進(jìn)一步純化，根據(jù)戊二酸易脫水形成相應(yīng)酸酐，而酸酐易通過(guò)減壓蒸餾的方法進(jìn)行純化，所以將其粗產(chǎn)品制成酸酐。將戊二酸粗產(chǎn)品與乙酸酐一起加入圓底燒瓶，在水浴上加熱回流，然后用冷水充分冷卻，析出戊二酸酐晶體，抽濾，晶體在室溫下自然干燥，然后減壓蒸餾，收集149-152℃的餾分(1.3kPa)，水解為戊二酸，測(cè)其熔點(diǎn)為97-99℃。這樣得到的產(chǎn)品純度較高，而且涉及的化學(xué)反應(yīng)及操作均較為簡(jiǎn)單[4]。(3)氨化蒸餾法

在170-230℃，無(wú)水氨氣與混合二元酸中的戊二酸、丁二酸反應(yīng)生成相應(yīng)的戊二酰亞胺和琥珀酰亞胺，所用無(wú)水氨氣的量應(yīng)能使戊二酸和丁二酸全部氨化，而且其量小于能使戊二酸、丁二酸和己二酸全部氨化的量，這些二酰亞胺可用蒸餾、分步結(jié)晶或溶劑萃取的方式從氨化混合物中分離出來(lái)，混合二元酸中的己二酸組分主要是以己二酸的形式回收。在溫度為170-215℃，壓力小于3.33kPa的條件下蒸餾分離氨化的混合物[5]。(4)直接減壓蒸餾法

直接蒸餾分離C4~C6混合二元酸容易發(fā)生副反應(yīng)，造成損失，影響純度。因此對(duì)直接蒸餾法進(jìn)行改進(jìn)：

①混合二元酸溶液冷卻至10℃，將己二酸結(jié)晶出來(lái)，但大部分丁二酸、戊二酸仍保留在母液中，然后離心分離。

②母液中主要含有戊二酸、丁二酸及少量的己二酸，然后進(jìn)行間歇蒸餾，在6.27kPa殘壓，汽相溫度125℃的條件下，采出丁二酸，壓力不變，在230℃條件下采出戊二酸。(5)萃取(浸取)法

用適量的水溶解混合二元酸固體，使水溶液結(jié)晶以獲得高純度的己二酸晶體(純度為98%)和母液1，使母液1結(jié)晶以獲得粗己二酸(純度為85%)和母液2，將母液2蒸發(fā)濃縮以獲得固體1，用單環(huán)芳烴(苯)浸取此固體1以溶解其中的戊二酸,將浸取液中的溶劑蒸發(fā)得到戊二酸。不溶于單環(huán)芳烴(苯)的固體2在低分子量脂肪族酮

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類溶劑(如丙酮)中重新溶解，使酮類溶液結(jié)晶以獲得高純度的丁二酸(純度為98%)[6]。

混合二元酸中己二酸含量約為12%-24%，戊二酸含量約為50%-74%，丁二酸含量約為13%-25%。從此混合二元酸中分出單體二元羧酸的方法為：將混合二元酸溶解于熱水中，冷卻，收集結(jié)晶。結(jié)晶中丁二酸含量超過(guò)50%，己二酸含量約為20%-45%，濾液含有大部分的戊二酸。用二異丙醚溶解結(jié)晶中含有的少量戊二酸后得到固體，然后用55%-65%的硝酸溶液溶解此固體，冷卻并收集結(jié)晶出的丁二酸。蒸發(fā)脫除硝酸，濃縮水溶液，冷卻并收集結(jié)晶出的己二酸[7]。

先用苯、硝基苯或氯仿浸取混合二元酸分離出戊二酸，然后用由水、環(huán)己醇和環(huán)己酮組成的萃取劑(水的質(zhì)量與環(huán)己醇和環(huán)己酮的質(zhì)量比為0.1-20)，從含有丁二酸和己二酸的水溶液中萃取出己二酸，萃取溫度為20-120℃。從有機(jī)相中回收己二酸，剩余的有機(jī)相用作空氣或硝酸氧化生產(chǎn)己二酸的原料，再冷卻溶液以結(jié)晶出高純度(99.8%)的己二酸。

向混合二元酸溶液中加入足夠不溶的溶劑以形成水-溶劑比在0.05-5的混合物1。溶劑是C6~C15的飽和脂肪醇和由其與乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、己二酸、戊二酸、丁二酸生成的酯。將混合物1分離成水相1和溶劑相1。將足夠的水加入溶劑相1以形成水-溶劑比在0.1～10的混合物2。將混合物2分離成水相2和溶劑相2，從水相2中回收己二酸。從丁二酸和戊二酸的水溶液中分離出丁二酸的方法為：向水溶液中加入足夠不溶的溶劑以形成水-溶劑比在0.05-5的混合物3，溶劑同前。將混合物3分離成水相3和溶劑相3；從水相3中回收丁二酸。向溶劑相3中加入足夠的水以形成水-溶劑比在0.1～10的混合物4，將混合物4分離成水相4和溶劑相4，從水相4中回收戊二酸[8]。(6)結(jié)晶法

通過(guò)蒸發(fā)脫除混合二元酸溶液中的硝酸，從剩余的母液中結(jié)晶出己二酸和丁二酸，使戊二酸留在溶液中。結(jié)晶過(guò)程分為兩個(gè)階段：一個(gè)階段溫度為45～55℃，另一階段溫度為20～30℃。結(jié)晶出的丁二酸脫水生成丁二酸酐，通過(guò)蒸餾把丁二酸酐和己二酸分開。從剩余的母液中結(jié)晶出戊二酸，結(jié)晶分為兩個(gè)階段，一個(gè)階段溫度為10～20℃，另一個(gè)階段溫度為20～30℃[9]。(7)脫水法

通過(guò)脫水可使二元酸在有機(jī)溶劑中飽和并析出晶體，可通過(guò)蒸發(fā)、過(guò)濾或膜滲

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透等方法進(jìn)行脫水，也可通過(guò)吸收和吸附如利用3A分子篩或多孔硅膠進(jìn)行脫水。對(duì)脫水后的含酸溶劑進(jìn)行冷卻，利用離心過(guò)濾機(jī)過(guò)濾或沉降池使有機(jī)溶劑與固體酸分離，并通過(guò)干燥等手段進(jìn)行酸類的分離與純化。可用適宜溶劑分離丁二酸和己二酸[10]。

(8)尿素加合結(jié)晶法

當(dāng)混合二元酸中己二酸的含量為0～7%時(shí)，加入的尿素與混合二元酸的物質(zhì)的量比應(yīng)為1.2-1.5，溶液中戊二酸與丁二酸的質(zhì)量比≤1.2。當(dāng)混合二元酸中己二酸的含量為7%～30%時(shí)，加入的尿素與混合二元酸的物質(zhì)的量比應(yīng)為1.5～1.8，戊二酸尿素加合物從溶液中沉淀出來(lái)；溶液中戊二酸與丁二酸的質(zhì)量比≤1.4。混合二元酸與尿素的反應(yīng)可在水、醇、酮或酯中進(jìn)行。

為了分離母液中的丁二酸和己二酸，向已經(jīng)分離出戊二酸尿素加合物的濾液中再加入最初二元酸量0.2～2.0倍的尿素，經(jīng)加合、冷卻結(jié)晶，析出丁二酸尿素加合物。過(guò)濾將其分離出來(lái)，后對(duì)母液進(jìn)行濃縮以沉淀出己二酸和己二酸尿素加合物，用脂環(huán)族醚處理己二酸尿素加合物以得到粗己二酸，粗己二酸通過(guò)重結(jié)晶得到高純度的己二酸。

二元酸尿素加合物分離方便，易用過(guò)濾的方式從溶液中分離出來(lái)。可用離子交換樹脂或脂環(huán)族醚分解二元酸尿素加合物為單體二元酸和尿素，常用強(qiáng)酸性離子交換樹脂。用熱水或熱的有機(jī)溶劑使強(qiáng)酸性離子交換樹脂上吸附的尿素脫附[11]。

1.1.4 甲醇羰基化法醋酸的用途

混合二元酸二甲酯是由三種二價(jià)酸酯組成的混合物(DBE)，俗稱尼龍酸二甲酯，包括琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯。混合二元酸二甲酯為無(wú)色透明液體，毒性低，溶解能力強(qiáng)，能生物降解，沸點(diǎn)高，可作為高效環(huán)保溶劑，廣泛應(yīng)用于煙草、醫(yī)藥、橡膠、塑料、高檔汽車烤漆、彩色鋼板涂料、木器涂料、家電涂料等。混合二元酸二甲酯也可以作為醫(yī)藥、染料和香料行業(yè)中重要的有機(jī)中間體，應(yīng)用于分析儀器的固定液高檔涂料、稀釋劑、化學(xué)反應(yīng)的溶劑等[12]。現(xiàn)舉出幾個(gè)典型的例子。

（1）木器涂料

DBE沸點(diǎn)高，餾程長(zhǎng)，可以幫助調(diào)節(jié)揮發(fā)速度，改善溜平，防止白霧、針孔等表面缺陷出現(xiàn)。DBE和常規(guī)溶劑如乙醇，丙酮，丁酯，乙二醇醚類具有良好的相溶性。在環(huán)保安全性能方面，DBE將是傳統(tǒng)溶劑如鹵代烷（三氯乙烷、氯甲烷等），遼寧石油化工大學(xué)本科生畢業(yè)論文

酮（環(huán)己酮、異佛爾酮等），甲苯等溶劑的良好替代品。

（2）烤漆工業(yè)

DBE有特殊的揮發(fā)性，隨著溫度的升高，DBE的揮發(fā)速度比其它溶劑提高的更快，即在揮發(fā)過(guò)程的前半段DBE揮發(fā)慢，后部分揮發(fā)快，這樣允許更有利烘干過(guò)程，溶劑揮發(fā)更平均，有利于改善溜平、光澤，消除表面缺陷。

（3）油墨工業(yè)

有些油墨如SCREEN INK 中常常需要有高沸點(diǎn)溶劑，如ISOPHORONE，但其毒性大，臭味濃，而DBE卻可以彌補(bǔ)著方面的缺陷，加以取代。

（4）樹脂工業(yè)

DBE 具有低黏度，其一可降低樹脂的黏度而無(wú)需降低分子量或者固含量，其二在保持同一黏度時(shí)，可提高固含量。利用DBE這一特點(diǎn)，可生產(chǎn)出高固體份，低黏度的樹脂。

（5）工業(yè)清洗劑

DBE可有效的清除設(shè)備和工作區(qū)殘留部分固化漆。DBE無(wú)論單獨(dú)使用還是同其它溶劑混合，都是溶解聚氨酯、丙烯酸、環(huán)氧、聚酯和醇酸脂的良好溶劑，它還可以除去聚氨酯、不飽和樹脂和彈性體。

（6）儲(chǔ)存

儲(chǔ)存DBE并不需要特別注意事項(xiàng)，沒(méi)有腐蝕性，沒(méi)有光化學(xué)反應(yīng)性，應(yīng)歸類為非有害物質(zhì)，而且燃火性低，可分類屬非易燃品。

1.2 甲醇羰基化法醋酸制備的研究

二元酸二甲酯的合成目前主要是使二元酸在濃硫酸催化作用下與甲醇酯化而得到，這種采用濃硫酸催化酯化的工藝存在許多問(wèn)題，例如設(shè)備腐蝕，副產(chǎn)劇毒的硫酸二甲酯以及后處理較繁鎖，環(huán)境污染嚴(yán)重等。目前，也有以水合硫酸氫鈉、雜多酸、磷鎢酸等為催化劑，通過(guò)酯化反應(yīng)制備該化合物的報(bào)道。

1.2.1 固體酸H催化法

該方法以固體酸H代替濃硫酸用于二元酸二甲酯的合成，旨在尋找一種可以代替硫酸的新型實(shí)用催化劑。通過(guò)對(duì)催化劑的比較，對(duì)反應(yīng)時(shí)間、酸醇比、催化劑濃度以及催化劑使用壽命對(duì)反應(yīng)影響的考察確定了固體酸H催化合成混合二元酸二甲酯的最適宜條件。

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對(duì)于酯化反應(yīng)，適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行。但由于酯化反應(yīng)是一個(gè)平衡反應(yīng)，一旦反應(yīng)達(dá)到平衡，即使再延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，也無(wú)法提高其轉(zhuǎn)化率。因此，考察了時(shí)間對(duì)酯化反應(yīng)的影響，確定了適宜的反應(yīng)時(shí)間。增大反應(yīng)物的濃度，可使反應(yīng)正向進(jìn)行。因此可通過(guò)提高酸醇比來(lái)提高轉(zhuǎn)化率。催化劑的濃度與使用壽命對(duì)反應(yīng)也有很大影響。

該方法固體酸H具有催化活性高、易分離、工藝簡(jiǎn)單、不腐蝕設(shè)備、循環(huán)使用及減少污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種可以替代濃硫酸的理想新型催化劑。確定了混合二元酸二甲醋的最佳合成條件為反應(yīng)時(shí)間：300min；酸醇比：1:4；催化劑濃度：10％；反應(yīng)溫度：甲醇回流溫度72～76℃。在最佳條件下，二元酸二甲酯轉(zhuǎn)化率可達(dá)96.38％，催化劑可連續(xù)使用六次以上，轉(zhuǎn)化率不低于96％[13]。

1.2.2 硫酸氫鈉催化法

該方法以混合二元酸和甲醇為原料，以硫酸氫鈉為催化劑，合成了混合二元酸二甲酯。考察了醇酸量的比反應(yīng)溫度、催化劑用量、反應(yīng)時(shí)間對(duì)混合二元酸二甲酯收率的影響。固定催化劑量和混合酸量，在回流溫度下考察了醇酸量的比對(duì)酯化反應(yīng)收率和殘?jiān)实挠绊懀S著醇酸量的比的增加，混合酸二甲酯的收率逐漸降低，殘?jiān)手饾u升高，這是由于醇酸量的比增加，甲醇體積分?jǐn)?shù)增加，反應(yīng)體系回流反應(yīng)溫度降低所致。反應(yīng)時(shí)間對(duì)酯化反應(yīng)收率和殘?jiān)实挠绊懀谙嗤瑮l件下，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，混合二元酸二甲酯的收率也逐漸增加，殘?jiān)手饾u降低。反應(yīng)溫度對(duì)酯化收率的影響，隨著溫度的升高，酯化反應(yīng)收率也升高，殘?jiān)式档汀９潭ù妓崃康摹⒎磻?yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度，考察催化劑用量對(duì)酯化反應(yīng)收率和殘?jiān)实挠绊懀柞ナ章孰S催化劑用量增加而增加，隨著催化劑的增加，混合二元酸二甲酯的收率反而降低。

反應(yīng)溫度低于80℃將使混合酸二元酸二甲酯收率下降；提高醇酸量的比使反應(yīng)溫度下降，導(dǎo)致二甲酯收率降低；酯化時(shí)間以4h為宜，繼續(xù)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間將引發(fā)副反應(yīng)；硫酸氫鈉催化劑適宜的使用量為20～30g（/mol酸）。單次酯化，混合二元酸二甲酯收率最高為80％。

1.2.3 固載磷鎢酸催化法

該方法是以固載型磷鎢酸催化劑催化混合二元酸(DBA)和甲醇反應(yīng)合成混合二元酸二甲酯(DBE)。考察了催化劑用量、醇酸物質(zhì)的量比、反應(yīng)時(shí)間及帶水劑等因素對(duì)酯化率的影

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通過(guò)一個(gè)學(xué)期的努力，在徐老師的精心指導(dǎo)、幫助下，我順利的完成了本次論文。這次畢業(yè)論文是我從理論到實(shí)踐邁出的新一步，為日后的工作研究打下了良好的基礎(chǔ)。而徐老師認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、一絲不茍的治學(xué)學(xué)風(fēng)和兢兢業(yè)業(yè)、吃苦耐勞的工作作風(fēng)以及對(duì)學(xué)術(shù)和工作的奉獻(xiàn)精神，所有這一切都給我留下了深刻的印象，并使我受益終生。在以后的工作中，我一定要以徐老師為榜樣，認(rèn)真做好自己的本職工作。在此謹(jǐn)向徐老師表示衷心的感謝！

此外，我還要向在我完成畢業(yè)論文過(guò)程中給予我很大幫助的許多老師表示深深的謝意。

第三篇：化妝品工藝論文設(shè)計(jì)

化妝品工藝論文設(shè)計(jì)

科

目

化妝品工藝學(xué)

院

系

化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 專

業(yè)

化學(xué)工程與工藝081班

姓

名

楊

玲

學(xué)

號(hào)

081301126 指導(dǎo)老師

王 婷 婷

摘

要

化妝品作為一種時(shí)尚產(chǎn)品，其發(fā)展方向是日趨傾向于天然性、療效性和多功能性。以科技為先導(dǎo)，采用新工藝、新設(shè)備迅速推出新產(chǎn)品，是近年來(lái)國(guó)際化妝品工業(yè)發(fā)展的一大趨勢(shì)。化妝品的工藝、設(shè)備及包裝容器近些年有了長(zhǎng)足發(fā)展，其中低能乳化法是目前國(guó)際上流行的一種生產(chǎn)工藝。低能乳化法是以機(jī)械強(qiáng)乳化裝置達(dá)到乳化的效果。以機(jī)械乳化代替化學(xué)乳化，可減少表面活性劑對(duì)人體皮膚的刺激。水-油-水多相乳化法是一種較佳的生產(chǎn)工藝。以該法制得的膏體由無(wú)數(shù)超薄微膠囊構(gòu)成，這種微膠囊的壁厚僅為0.01微米，使用時(shí)遇壓后瞬間破裂，內(nèi)含的香精和天然添加劑即時(shí)流出，滋潤(rùn)皮膚。這種膏體對(duì)皮膚有較強(qiáng)的滲透力，因而可被皮膚迅速吸收，并能在皮膚表面形成一層液晶保護(hù)膜，對(duì)人體安全無(wú)刺激。

關(guān)鍵詞：化妝品、天然性、多功能性、低能乳化法、滲透力

川楝子,佛手柑,白術(shù)各五十克 ,八月柞,木蝴蝶,龜板,白芍,沉香,高麗參各三十克,澤瀉,黃芩,烏術(shù)粉各二十克,茯苓,柴胡,金精粉各十克,白砂糖七百克,蜂蜜五百克,豬苦膽汁3個(gè).配法:上藥為細(xì)面,先把膽汁,蜂蜜,白砂糖放在鍋里先熬,把水熬凈,再放入藥面拌勻,倒瓷盆里,再放鍋里蒸30分鐘,拿出冷涼做丸（丸重九克）,一日三次,一次一丸,用麥飯石泡開水飯后送服

乳化護(hù)膚品生產(chǎn)工藝

一、引言

皮膚與化妝品：化妝品大多涂在人的皮膚表面，與人的皮膚長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)接觸，配方合理、與皮膚親和性好、使用安全的化妝品能起到清潔、保護(hù)、美化肌膚的作用；相反使用不當(dāng)或者使用質(zhì)量低劣的化妝品，會(huì)引起皮膚炎癥或其他皮膚疾病。因此，為了更好的研究化妝品功效，開發(fā)與皮膚親和性好、安全、有效的化妝品，同時(shí)作為消費(fèi)者的我們能正確的選擇適合自己肌膚特性的化妝品很重要，這就需要我們?nèi)W(xué)習(xí)了解化妝品工藝和配方。在此，我主要介紹有關(guān)乳化護(hù)膚品的生產(chǎn)工藝。

二、論文內(nèi)容

(一)生產(chǎn)程序

(1)油相的制備 將油、脂、蠟、乳化劑和其他油溶性成分加入夾套溶解鍋內(nèi)，開啟蒸汽加熱，在不斷攪拌條件下加熱至70－75℃，使其充分熔化或溶解均勻待用。要避免過(guò)度加熱和長(zhǎng)時(shí)間加熱以防止原料成分氧化變質(zhì)。容易氧化的油分、防腐劑和乳化劑等可在乳化之前加入油相，溶解均勻，即可進(jìn)行乳化。

(2)水相的制備 先將去離子水加人夾套溶解鍋中，水溶性成分如甘油、丙二醇、山梨醇等保濕劑，堿類，水溶性乳化劑等加人其中，攪拌下加熱至90－100℃，維持20min滅菌，然后冷卻至70～80℃待用。如配方中含有水溶性聚合物，應(yīng)單獨(dú)配制，將其溶解在水中，在室溫下充分?jǐn)嚢枋蛊渚鶆蛉苊洠乐菇Y(jié)團(tuán)，如有必要可進(jìn)行均質(zhì)，在乳化前加入水相。要避免長(zhǎng)時(shí)間加熱，以免引起粘度變化。為補(bǔ)充加熱和乳化時(shí)揮發(fā)掉的水分，可按配方多加3％～5％的水，精確數(shù)量可在第一批制成后分析成品水分而求得。

(3)乳化和冷卻

上述油相和水相原料通過(guò)過(guò)濾器按照一定的順序加入乳化鍋內(nèi)，在一定的溫度(如70－80℃)條件下，進(jìn)行一定時(shí)間的攪拌和乳化。乳化過(guò)程中，油相和水相的添加方法(油相加入水相或水相加入油相)、添加的速度、攪拌條件、乳化溫度和時(shí)間、乳化器的結(jié)構(gòu)和種類等對(duì)乳化體粒子的形狀及其分布狀態(tài)都有很大影響。均質(zhì)的速度和時(shí)間因不同的乳化體系而異。含有水溶性聚合物的體系、均質(zhì)的速度和時(shí)間應(yīng)加以嚴(yán)格控制，以免過(guò)度剪切，破壞，聚合物的結(jié)構(gòu)，造成不可逆的變化，改變體系的流變性質(zhì)。如配方中含有維生素或熱敏的添加劑，則在乳化后較低溫下加入，以確保其活性，但應(yīng)注意其溶解性能。

乳化后，乳化體系要冷卻到接近室溫。卸料溫度取決于乳化體系的軟化溫度，一般應(yīng)使其借助自身的重力，能從乳化鍋內(nèi)流出為宜。當(dāng)然也可用泵抽出或用加壓空氣壓出。冷卻方式一般是將冷卻水通人乳化鍋的夾套內(nèi)，邊攪拌，邊冷卻。冷卻速度，冷卻時(shí)的剪切應(yīng)力，終點(diǎn)溫度等對(duì)乳化劑體系的粒子大小和分布都有影響，必須根據(jù)不同乳化體系，選擇最優(yōu)條件。特別是從實(shí)驗(yàn)室小試轉(zhuǎn)人大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)尤為重要。

(二)乳化劑的加入方法

(1)乳化劑溶于水中的方法

這種方法是將乳化劑直接溶解于水中，然后在激烈攪拌作用下慢慢地把 油加入水中，制成油/水型乳化體。(2)乳化劑溶于油中的方法

將乳化劑溶于油相(用非離子表面活性劑作乳化劑時(shí)，一般用這種方法)，有2種方法可得到乳化體。

①將乳化劑和油脂的混合物直接加入水中形成為油/水型乳化體。

②將乳化劑溶于油中，將水相加入油脂混合物中，開始時(shí)形成為水/油型乳化體，當(dāng)加入多量的水后，粘度突然下降，轉(zhuǎn)相變型為油/水型乳化體。(3)乳化劑分別溶解的方法

這種方法是將水溶性乳化劑溶于水中，油溶性乳化劑溶于油中，再把水相加人油相中，開始形成水/油型乳化體，當(dāng)加人多量的水后，粘度突然下降，轉(zhuǎn)相變型為油/水型乳化體。如果做成W/O型乳化體，先將油相加入水相生成O/W型乳化體，再經(jīng)轉(zhuǎn)相生成W/O型乳化體。(4)初生皂法

用皂類穩(wěn)定的O/W型或W/O型乳化體都可以用這個(gè)方法來(lái)制備。將脂肪酸類溶于油中，堿類溶于水中，加熱后混合并攪拌，2相接觸在界面上發(fā)生中和反應(yīng)生成肥皂，起乳化作用。這種方法能得到穩(wěn)定的乳化體。例如硬脂酸鉀皂制成的雪花膏，硬脂酸胺皂制成的膏霜、奶液等。(5)交替加液的方法

在空的容器里先放人乳化劑，然后邊攪拌邊少量交替加入油相和水相。這種方法對(duì)于乳化植物油脂是比較適宜的，在食品工業(yè)中應(yīng)用較多，在化妝品生產(chǎn)中此法很少應(yīng)用。

(三)轉(zhuǎn)相的方法

(1)增加外相的轉(zhuǎn)相法 當(dāng)需制備一個(gè)O/W型的乳化體時(shí)，可以將水相慢慢加入油相中，開始時(shí)由于水相量少，體系容易形成W/O型乳液。隨著水相的不斷加入，使得油相無(wú)法將這許多水相包住，只能發(fā)生轉(zhuǎn)相，形成O/W型乳化體。(2)降低溫度的轉(zhuǎn)相法

對(duì)于用非離子表面活性劑穩(wěn)定的O/W型乳液，在某一溫度點(diǎn)，內(nèi)相和外相將互相轉(zhuǎn)化，變型成為W/O乳液，這一溫度叫做轉(zhuǎn)相溫度。由于非離子表面活性劑有濁點(diǎn)的特性，在高于濁點(diǎn)溫度時(shí)，使非離子表面活性劑與水分子之間的氫鍵斷裂，導(dǎo)致表面活性劑的HLB值下降，即親水力變?nèi)酰瑥亩纬蒞/O型乳液；當(dāng)溫度低于濁點(diǎn)時(shí)，親水力又恢復(fù)，從而形成O/W型乳液。利用這一點(diǎn)可完成轉(zhuǎn)相。一般選擇濁點(diǎn)在50-60℃左右的非離子表面活性劑作為乳化劑，將其加入油相中，然后和水相在80℃左右混合，這時(shí)形成W/O型乳液。隨著攪拌的進(jìn)行乳化體系降溫，當(dāng)溫度降至濁點(diǎn)以下不進(jìn)行強(qiáng)烈的攪拌，乳化粒子也很容易變小。(3)初生皂法

用皂類穩(wěn)定的O/W型或W/O型乳化體都可以用這個(gè)方法來(lái)制備。將脂肪酸類溶于油中，堿類溶于水中，加熱后混合并攪拌，2相接觸在界面上發(fā)生中和反應(yīng)生成肥皂，起乳化作用。這種方法能得到穩(wěn)定的乳化體。例如硬脂酸鉀皂制成的雪花膏，硬脂酸胺皂制成的膏霜、奶液等。(4)交替加液的方法

在空的容器里先放人乳化劑，然后邊攪拌邊少量交替加入油相和水相。這種方法對(duì)于乳化植物油脂是比較適宜的，在食品工業(yè)中應(yīng)用較多，在化妝晶生產(chǎn)中此法很少應(yīng)用。(三)轉(zhuǎn)相的方法

(1)增加外相的轉(zhuǎn)相法

當(dāng)需制備一個(gè)O/W型的乳化體時(shí)，可以將水相慢慢加入油相中，開始時(shí)由于水相量少，體系容易形成W/O型乳液。隨著水相的不斷加入，使得油相無(wú)法將這許多水相包住，只能發(fā)生轉(zhuǎn)相，形成O/W型乳化體。

(2)降低溫度的轉(zhuǎn)相法

對(duì)于用非離子表面活性劑穩(wěn)定的O/W型乳液，在某一溫度點(diǎn)，內(nèi)相和外相將互相轉(zhuǎn)化，變型成為W/O乳液，這一溫度叫做轉(zhuǎn)相溫度。由于非離子表面活性劑有濁點(diǎn)的特性，在高于濁點(diǎn)溫度時(shí)，使非離子表面活性劑與水分子之間的氫鍵斷裂，導(dǎo)致表面活性劑的HLB值下降，即親水力變?nèi)酰瑥亩纬蒞/O型乳液；當(dāng)溫度低于濁點(diǎn)時(shí)，親水力又恢復(fù)，從而形成為O/W型乳液。利用這一點(diǎn)可完成轉(zhuǎn)相。

(3)加入陰離子表面活性劑的轉(zhuǎn)相法

在非離子表面活性劑的體系中，如加入少量的陰離子表面活性劑，將極大提 高乳化體系的濁點(diǎn)。利用這一點(diǎn)可以將濁點(diǎn)在50－60℃的非離子表面活性劑加入油相中，然后和水相在8013左右混合，這時(shí)易形成W/O型的乳液，如此時(shí)加入少量的陰離子表面活性劑，并加強(qiáng)攪拌，體系將發(fā)生轉(zhuǎn)相變成O/W型乳液。

(四)低能乳化法

在通常制造化妝品乳化體的過(guò)程中，先要將油相、水相分別加熱至75～95℃，然后混合攪拌、冷卻，而且冷卻水帶走的熱量是不加利用的，因此在制造乳化體的過(guò)程中，能量的消耗是較大的。如果采用低能乳化，大約可節(jié)約50％的熱能。低能乳化法在間歇操作中一般分為2步進(jìn)行：

第1步先將部分的水相(B相)和油相分別加熱到所需溫度，將水相加入油相中，進(jìn)行均質(zhì)乳化攪拌，開始乳化體是W/O型，隨著B相水的繼續(xù)加入，變型成為O/W型乳化體，稱為濃縮乳化體。

第2步再加入剩余的一部分未經(jīng)加熱而經(jīng)過(guò)紫外線滅菌的去離子水(A相)進(jìn)行稀釋，因?yàn)闈饪s乳化體的外相是水，所以乳化體的稀釋能夠順利完成，此過(guò)程中，乳化體的溫度下降很快，當(dāng)A相加完之后，乳化體的溫度能下降到50～60C。

(五)攪拌條件

乳化時(shí)攪拌愈強(qiáng)烈，乳化劑用量可以愈低。但乳化體顆粒大小與攪拌強(qiáng)度和乳化劑用量均有關(guān)系。過(guò)分的強(qiáng)烈攪拌對(duì)降低顆粒大小并不一定有效，而且易將空氣混人。在采用中等攪拌強(qiáng)度時(shí)，運(yùn)用轉(zhuǎn)相辦法可以得到細(xì)的顆粒，采用槳式或旋槳式攪拌時(shí)，應(yīng)注意不使空氣攪人乳化體中。一般情況是，在開始乳化時(shí)采用較高速攪拌對(duì)乳化有利，在乳化結(jié)束而進(jìn)入冷卻階段后，則以中等速度或慢速攪拌有利，這樣可減少混入氣泡。如果是膏狀產(chǎn)品，則攪拌到固化溫度止。如果是液狀產(chǎn)品，則一直攪拌至室溫。

(六)混合速度

分散相加人的速度和機(jī)械攪拌的快慢對(duì)乳化效果十分重要，可以形成內(nèi)相完全分散的良好乳化體系，也可形成乳化不好的混合乳化體系，后者主要是內(nèi)相加得太快和攪拌效力差所造成。乳化操作的條件影響乳化體的稠度、粘度和乳化穩(wěn)定性。研究表明，在制備O/W型乳化體時(shí)，最好的方法是在激烈的持續(xù)攪拌下將水相加入油相中，且高溫混合較低溫混合好。

在制備W/O型乳化體時(shí)，建議在不斷攪拌下，將水相慢慢地加到油相中去，可制得內(nèi)相粒子均勻、穩(wěn)定性和光澤性好的乳化體。對(duì)內(nèi)相濃·度較高的乳化體系，內(nèi)相加入的流速應(yīng)該比內(nèi)相濃度較低的乳化體系為慢。采用高效的乳化設(shè)備較攪拌差的設(shè)備在乳化時(shí)流速可以快一些。(七)溫度控制

制備乳化體時(shí)，除了控制攪拌條件外，還要控制溫度，包括乳化時(shí)與乳化后的溫度。

由于溫度對(duì)乳化劑溶解性和固態(tài)油、脂、蠟的熔化等的影響，乳化時(shí)溫度控制對(duì)乳化效果的影響很大。如果溫度太低，乳化劑溶解度低，且固態(tài)油、脂、蠟未熔化，乳化效果差；溫度太高，加熱時(shí)間長(zhǎng)，冷卻時(shí)間也長(zhǎng)，浪費(fèi)能源，加長(zhǎng)生產(chǎn)周期。一般常使油相溫度控制高于其熔點(diǎn)10-15℃，而水相溫度則稍高于油相溫度。通常膏霜類在75～95℃條件下進(jìn)行乳化。

以上是乳化護(hù)膚品的大致生產(chǎn)過(guò)程。

完美肌膚是每位女士的追求，如何做到真正的皮膚光滑，水分充 足。選用合適自己乳化護(hù)膚品可以讓你更加美麗，看起來(lái)更年輕，與此同時(shí)自信也會(huì)倍增。

三、謝辭

在八周的化妝品工藝的學(xué)習(xí)中，我不再會(huì)自我感覺皮膚完美而忽視對(duì)自己肌膚的保養(yǎng)，現(xiàn)在我能自動(dòng)少吃或者不吃會(huì)傷害皮膚的食物。好的皮膚會(huì)向大家展示你光鮮的一面，在增強(qiáng)自信的同時(shí)讓你一天都過(guò)得舒爽。感謝王老師細(xì)心的講解，同時(shí)那些視頻也教會(huì)了我如何讓自己變得好看，如何去自制化妝品，如何去打扮自己。在此，我再次感謝您讓我學(xué)到了這么多美化肌膚的方法！

四、參考文獻(xiàn)

張素霞

《蘆薈凝膠原汁制備工藝的研究》

Ara Der Marderosian,金懷榮 《生物學(xué)研究與化妝品配方概論》 章蘇寧 《化妝品工藝學(xué)》

裘炳毅 《化妝品化學(xué)與工藝技術(shù)大全》 吳可克 《功能性化妝品》 金其璋 《香料香精化妝品》

第四篇：焦炭塔工藝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的幾個(gè)問(wèn)題

SEI第二屆延遲焦化年會(huì)論文〔5〕

焦炭塔工藝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的幾個(gè)問(wèn)題

中國(guó)石化工程建設(shè)公司

李出和

1.概述

延遲焦化裝置的主要設(shè)備有加熱爐、焦炭塔、分餾塔、放空塔、加熱爐進(jìn)料泵、水力除焦機(jī)械等，其中加熱爐被認(rèn)為是焦化裝置的關(guān)鍵設(shè)備，而焦炭塔那么是焦化裝置的核心設(shè)備。因?yàn)榻固克墙够b置的反響器，加熱爐、分餾塔、放空系統(tǒng)、冷切焦水處理系統(tǒng)、水力除焦系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)均與之有關(guān)。雖然焦炭塔是一個(gè)空筒設(shè)備，但它的設(shè)計(jì)涉及到幾乎全裝置的工藝過(guò)程，因此在焦炭塔的工藝設(shè)計(jì)不僅要考慮焦炭塔的規(guī)格尺寸設(shè)計(jì)，還應(yīng)考慮與之相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

.焦炭塔直徑和高度確實(shí)定

焦炭塔的直徑和高度主要取決于裝置的處理量、原料性質(zhì)、操作溫度、操作壓力和循環(huán)比。裝置的處理量是決定焦炭塔大小的主要參數(shù)，焦炭塔的單塔處理量越大，要求的焦炭塔直徑越大，這主要是由焦炭塔塔內(nèi)的允許氣速?zèng)Q定的。原料進(jìn)入焦炭塔，在塔內(nèi)適宜的壓力、溫度和停留時(shí)間的條件下發(fā)生裂解和縮合反響，裂解反響產(chǎn)生氣體及輕質(zhì)及中質(zhì)油品，縮合反響生成焦炭并停留在塔內(nèi)。在焦炭層以上為主要反響區(qū)，即泡沫層。泡沫層分輕相泡沫及重相泡沫，輕相泡沫在上部，其密度約為30～100kg/m3，重相泡沫在焦層以上，其密度約為100～700

kg/m3，泡沫層溫度一般為460～480℃。熱態(tài)的焦炭層高度一般高于冷態(tài)的焦炭高度。隨著原料的不斷進(jìn)入，產(chǎn)生的焦炭量增加，焦炭層高度增加，泡沫層也隨之連續(xù)升高。

由于泡沫層為反響區(qū)，一般不希望泡沫被油氣夾帶到焦炭塔出口的油氣管線和分餾塔，導(dǎo)致管線結(jié)焦和分餾塔內(nèi)結(jié)焦影響正常操作和產(chǎn)品質(zhì)量，因此應(yīng)考慮焦炭塔內(nèi)油氣的適宜氣速，適宜氣速應(yīng)該是泡沫夾帶的臨界氣速乘上一個(gè)平安系數(shù)。據(jù)資料報(bào)導(dǎo)，國(guó)外在焦炭塔內(nèi)不注入消泡劑時(shí)，設(shè)計(jì)焦炭塔內(nèi)油氣氣速一般為0.11～0.17m/s。在使用消泡劑時(shí)，由于泡沫層密度變大，設(shè)計(jì)焦炭塔內(nèi)油氣速度一般為0.12～0.21m/s。根據(jù)適宜的油氣速度和焦炭塔內(nèi)的實(shí)際油氣流量來(lái)考慮焦炭塔的直徑，為減少泡沫夾帶，新設(shè)計(jì)焦炭塔建議采用低的油氣速度，國(guó)內(nèi)焦炭塔設(shè)計(jì)的油氣速度一般低于0.10～0.15m/s。

焦炭塔內(nèi)的油氣體積流量和渣油進(jìn)料量、原料性質(zhì)、操作條件有密切的關(guān)系。在確定焦炭塔的直徑以前應(yīng)首先確定焦炭塔的操作條件和產(chǎn)品分布。渣油是以碳、氫、硫、氮、氧等為主要元素的大分子烴類，通常分為飽和烴、芳烴、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，瀝青質(zhì)含量高及殘?zhí)恐蹈叩脑蜕孤瘦^高，液體收率較低，同等處理量的焦炭塔內(nèi)的油氣體積流量小，應(yīng)采用較小直徑的焦炭塔，反之應(yīng)采用較大直徑的焦炭塔。當(dāng)原料性質(zhì)確定后，對(duì)焦炭塔規(guī)格影響較大的主要是循環(huán)比、反響溫度和壓力。循環(huán)比減少，循環(huán)油量減少，氣體、汽油、柴油收率下降，焦炭塔內(nèi)的油氣體積流量減少，適宜采用較小直徑的焦炭塔；循環(huán)比增加，循環(huán)油量增加，氣體、汽油、柴油收率提高，焦炭塔內(nèi)的油氣體積流量增大，適宜采用較大直徑的焦炭塔。提高焦化爐出口溫度可增產(chǎn)液體產(chǎn)品收率，但調(diào)整的幅度是很窄的。一般情況下是根據(jù)原料性質(zhì)確定最正確的操作溫度，采用較高的焦化爐出口溫度時(shí)可適當(dāng)放大焦炭塔的直徑。采用低壓操作可改善焦化產(chǎn)品分布，在國(guó)內(nèi)外已普遍認(rèn)可，國(guó)內(nèi)焦炭塔頂操作壓力一般為0.15～0.18Mpa，國(guó)外最低的到達(dá)0.1～0.15Mpa。壓力降低一般是提高蠟油的收率，但是增大了焦炭塔的氣體體積流量，勢(shì)必使焦炭塔的塔徑加大，裝置的投資增加，因此應(yīng)綜合設(shè)備投資、操作費(fèi)用和產(chǎn)品分布等因素確定適宜的操作壓力。

另外焦化加熱爐的注汽注水量、在線清焦用汽量、四通閥及切斷閥的汽封蒸汽量對(duì)焦炭塔的直徑確定也有較大的影響，一般加熱爐的注汽注水量按爐新鮮進(jìn)料的1.0～1.5％考慮，在線清焦時(shí)應(yīng)考慮減少渣油進(jìn)料，增加蒸汽量，蒸汽量可按2～8/h考慮。焦炭塔底閥門的汽封一般考慮0.3～0.6t/h的蒸汽量。

在根本確定焦炭塔的直徑后，根據(jù)原料性質(zhì)、焦炭產(chǎn)率、生焦時(shí)間、泡沫層高度來(lái)確定焦炭塔的高度。焦炭產(chǎn)率和原料性質(zhì)、操作條件有關(guān)，泡沫層高度和原料性質(zhì)、反響溫度及壓力有關(guān)。當(dāng)在焦炭塔內(nèi)注入消泡劑后，泡沫層的高度減少。當(dāng)單塔處理能力、原料性質(zhì)和操作條件確定后，塔內(nèi)的焦層高度主要確定于生焦時(shí)間。目前國(guó)內(nèi)焦化裝置設(shè)計(jì)的生焦時(shí)間均為24小時(shí)，國(guó)外焦化生焦時(shí)間一般為10～24小時(shí)，采用18小時(shí)的占大多數(shù)，采用短的生焦時(shí)間，可以提高焦炭塔的利用率，或者同等規(guī)模的焦炭塔的高度減少。在確定焦炭塔高度時(shí)應(yīng)留有一定的平安空高，平安空高一般為塔頂切線離泡沫層頂部的距離，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的焦炭塔一般平安空高3～5米，國(guó)外焦炭塔的平安空高一般為2～3米。空高越大，焦炭塔的利用率越低，但油氣在塔內(nèi)的沉降時(shí)間延長(zhǎng)，對(duì)減少油氣線和分餾塔內(nèi)結(jié)焦有利。焦炭塔直徑和高度相互補(bǔ)充，當(dāng)裝置處理量、操作條件確定后，直徑增大可以適當(dāng)降低高度，高度增加也可以適當(dāng)減少塔徑。國(guó)內(nèi)在過(guò)去建設(shè)的焦炭塔的直徑一般為5.4～6.4米，其高徑比一般為3～4。最近建設(shè)的大直徑焦炭塔的高徑比一般為2～3。美國(guó)焦炭塔的高徑比一般為2～3。

焦炭塔的直徑和高度受到冷焦和除焦能力、設(shè)備制造、運(yùn)輸、吊裝等的限制，直徑不宜太大和太高，美國(guó)目前運(yùn)行的最大焦炭塔的直徑為9.14米。建議在裝置處理量較大，采用一爐二塔使焦炭塔的直徑和高度特別龐大時(shí)，采用縮短生焦時(shí)間或二爐四塔或三爐六塔更為適宜。

3.焦炭塔相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

焦炭塔的相關(guān)系統(tǒng)主要是吹汽放空、給水冷焦及冷焦水處理、水力除焦及切焦水處理、油氣預(yù)熱等。焦炭塔的大小和焦炭塔的操作周期對(duì)其相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生較大影響，焦炭塔的大小和操作周期不同，假設(shè)到達(dá)同樣的處理效果，操作自動(dòng)化程度、吹入蒸汽的流量、冷焦水的流量、切焦水壓力和流量、油氣預(yù)熱流量不會(huì)同，即其相應(yīng)系統(tǒng)的配置有較大的差異，因此在確定焦炭塔的大小和生焦周期時(shí)應(yīng)慎重考慮。采用較短的生焦時(shí)間可表達(dá)裝置的設(shè)計(jì)水平，美國(guó)經(jīng)常采用的是16～18小時(shí)，而國(guó)內(nèi)都是采用24小時(shí)。這不僅和操作管理及工作制度有關(guān)，而且和焦炭塔的設(shè)計(jì)及配套系統(tǒng)設(shè)計(jì)有關(guān)，在設(shè)計(jì)焦炭塔時(shí)應(yīng)分別給于考慮。

3.1

吹汽放空系統(tǒng)

焦炭塔停止生焦以后，未反響的渣油和反響生成的局部油氣停留在焦炭塔內(nèi)，假設(shè)不去除將影響焦炭的質(zhì)量和增加冷焦水中的油含量。通常先少量吹入蒸汽，從焦炭塔焦層汽提輕質(zhì)油品至焦化分餾塔，小吹汽的蒸汽量和焦炭塔的直徑、焦炭產(chǎn)量、生焦時(shí)間有關(guān)，在生焦時(shí)間短，焦炭塔直徑大、焦炭產(chǎn)量多的情況下，要使焦炭塔中的輕油充分吹出,應(yīng)加大蒸汽量,但蒸汽量的增加將受到分餾塔設(shè)計(jì)的限制，一般為2～5.0t/h。小吹汽后，焦炭塔內(nèi)仍然存在許多重質(zhì)污油，應(yīng)該用大量蒸汽進(jìn)行汽提，蒸汽量一般為8～18t/h，視塔徑及焦炭產(chǎn)量不同而定，此時(shí)再進(jìn)分餾塔，將影響分餾塔的操作。因此在焦化裝置設(shè)置吹汽放空系統(tǒng)，專門處理焦炭塔大吹汽時(shí)吹出的油汽和給水冷焦時(shí)產(chǎn)生的含油蒸汽。目前國(guó)內(nèi)的吹汽放空系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)為密閉的油吸收式放空系統(tǒng)，該系統(tǒng)是用蠟油吸收油汽中的污油，用空冷器或水冷器冷凝未被吸收的蒸汽及輕質(zhì)油氣，該系統(tǒng)不僅減少了環(huán)境污染，而且回收了大量的污油和污水。放空塔的設(shè)計(jì)和大吹汽的蒸汽流量有關(guān)，最大空塔氣速以吸收油品不被蒸汽夾帶為原那么，放空塔塔徑根據(jù)蒸汽及油氣流量和允許空塔氣速確定，吸收及換熱擋板根據(jù)入口蒸汽中含油量和換熱量確定。國(guó)內(nèi)外一般采用擋板作為吸收換熱板，擋板數(shù)量為8～16層。在確定焦炭塔直徑的同時(shí)應(yīng)考慮放空塔直徑和放空系統(tǒng)的冷凝冷卻器的設(shè)計(jì)。大直徑的焦炭塔和短的生焦時(shí)間，需要的汽提蒸汽量大，配套的放空塔及冷凝冷卻器也應(yīng)該加大。

3.2

給水冷焦及冷焦水處理系統(tǒng)

在焦炭塔拆卸塔頂?shù)咨w以前，必須把焦炭塔冷卻到焦炭的自燃點(diǎn)以下或更低，防止翻開塔頂?shù)咨w后發(fā)生焦炭自燃和大量油汽外出影響環(huán)境。通常是向塔內(nèi)通入少量的水〔約10～30t/h〕，水在塔內(nèi)汽化吸熱冷卻焦炭，產(chǎn)生的蒸汽排至放空系統(tǒng)進(jìn)行處理，再向塔內(nèi)大量給水〔200～400t/h〕，使焦炭塔充滿并溢流，冷卻焦炭至100℃以下，然后自底部排水至冷焦水處理系統(tǒng)。焦炭塔的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮給水冷焦，給水冷焦的操作條件又決定著冷焦水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。焦炭塔直徑越大，徑向焦層厚度增加，塔壁處焦炭不易被冷卻，另外焦炭塔體積增大，充滿焦炭塔需要的一次冷卻水量增加，因此冷焦水的給水量和冷卻時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)。冷焦水處理系統(tǒng)應(yīng)該考慮加大冷焦水熱水和冷水的貯罐或貯水池，滿足一次冷焦使用，冷焦水冷水泵和熱水泵也應(yīng)考慮選用大流量泵，保證能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)充滿焦炭塔。冷焦水處理系統(tǒng)的旋流除油器、冷卻器可以考慮延長(zhǎng)操作時(shí)間，不一定按焦炭塔塔徑的增加而選用的太大。焦炭塔的給水線特別是放水線應(yīng)加大直徑，防止放水時(shí)間太長(zhǎng)。在冷焦操作時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)大吹汽后小給水時(shí)，焦炭未硬結(jié)塌落，導(dǎo)致給水不暢通，有的煉油廠采用先大給水使通道的焦炭固化，再由小給水過(guò)渡到大給水，效果比擬明顯。

焦炭塔的最大操作荷重應(yīng)考慮冷焦操作，因?yàn)槔浣共僮鲿r(shí)焦炭塔內(nèi)充滿水，水中有焦炭，焦炭的真比重大于水，最大操作荷重為水的重量加焦炭的重量。

3.3

水力除焦及冷切焦水處理

水力除焦及切焦水處理系統(tǒng)主要包括高壓水泵、控制閥、高壓膠管、鉆桿、切焦器、鉆機(jī)絞車、塔底蓋裝卸機(jī)、焦炭抓斗、切焦水沉淀池、切焦水貯水罐〔或貯水池〕等。上述設(shè)備的設(shè)計(jì)及選型應(yīng)和焦炭塔的設(shè)計(jì)相配套。高壓水泵的壓力和流量和焦炭塔內(nèi)的生焦量、焦炭塔直徑、焦炭硬度和切焦時(shí)間有關(guān)，一般情況下生焦量大、切焦時(shí)間要求的短、焦炭硬、焦炭塔直徑大要求的切焦水的壓力和流量就大。焦炭塔直徑增加，切焦水流量和壓力也應(yīng)加大。高壓膠管、控制閥、鉆桿、切焦器的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)按高壓水泵最高出口壓力考慮，目前國(guó)產(chǎn)的該類設(shè)備的設(shè)計(jì)壓力有32Mpa和42Mpa兩種。

鉆機(jī)絞車、控制閥、高壓水泵、高壓水切斷閥等的聯(lián)鎖控制操作也是焦炭塔輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容之一，該系統(tǒng)采用PLC測(cè)定鉆桿位置、鉆桿轉(zhuǎn)速、除焦水壓力、鋼絲繩拉力等并顯示其數(shù)值，通過(guò)程序控制實(shí)現(xiàn)除焦過(guò)程的平安操作。塔底蓋裝卸機(jī)和焦炭塔下出焦口的高度及大小有關(guān)，目前國(guó)內(nèi)φ5400~φ6800的焦炭塔下出焦口為φ1600，φ8400~φ8800的焦炭塔下出焦口為φ1800。為縮短塔頂?shù)咨w的拆裝時(shí)間、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，應(yīng)逐步考慮采用自動(dòng)卸蓋機(jī)，國(guó)外已有成熟的技術(shù)，國(guó)內(nèi)正在研究開發(fā)當(dāng)中。

焦炭抓斗的大小和除焦速度有關(guān)，大直徑焦炭生焦量多，同樣的除焦時(shí)間，單位時(shí)間內(nèi)除焦量大，抓斗應(yīng)及時(shí)把除下的焦炭抓走，因此應(yīng)考慮選用抓吊量大的抓斗吊車。

切焦水沉淀池的設(shè)計(jì)和切焦水的流速及停留時(shí)間相關(guān)，切焦水流量增加，到達(dá)同樣的處理效果應(yīng)延長(zhǎng)停留時(shí)間，因此應(yīng)考慮適當(dāng)加大切焦水沉淀池或設(shè)切焦水過(guò)濾器。

切焦水貯罐是高壓水泵的進(jìn)料緩沖罐，其大小應(yīng)滿足一次切焦用水的要求，高壓水泵需要的汽蝕余量〔NPSHR〕，對(duì)該罐的設(shè)計(jì)也有影響，焦炭塔直徑越大，一次切焦水耗量越多，高壓水泵流量越大，泵的汽蝕余量越大，因此設(shè)計(jì)切焦水貯罐時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)加大直徑和增加高度。

大給水冷焦水的流量和焦炭塔直徑、焦炭產(chǎn)量和冷焦時(shí)間有關(guān)，給水冷焦時(shí)徑向的冷卻速度約為：2.4米/時(shí)，當(dāng)水蔓過(guò)焦層時(shí)應(yīng)侵泡2小時(shí)或塔滿后溢流1小時(shí)方能把φ9400塔內(nèi)的焦炭冷卻，在確定焦炭塔直徑時(shí)應(yīng)充分考慮冷焦時(shí)間和冷焦水的流量。

3.4

焦炭塔的油氣預(yù)熱系統(tǒng)

焦炭塔在切換新的進(jìn)料以前，必須進(jìn)行蒸汽試壓和油氣預(yù)熱，通常預(yù)熱到300℃以上。其主要目的是使塔體逐漸預(yù)熱升溫，防止塔體由于溫差太大、疲勞壽命減少使塔體變形和防止由于巨大的塔體吸熱、降低初始反響溫度而產(chǎn)生出較軟的焦炭。焦炭塔的預(yù)熱時(shí)間和焦炭塔的大小及預(yù)熱油氣量有關(guān)，焦炭塔越大，在一定的時(shí)間內(nèi)完成塔體預(yù)熱需要的油氣量越多。焦炭塔的油氣預(yù)熱是把生產(chǎn)塔的油氣通過(guò)焦炭塔頂出口油氣線引至預(yù)熱塔，被冷凝冷卻的油氣混合物自塔底轉(zhuǎn)油線進(jìn)入甩油罐〔氣液別離罐〕，未凝油氣返回分餾塔，凝縮油的溫度、流量和組成隨著預(yù)熱的時(shí)間進(jìn)程而變化，前期溫度低、含水較多，后期溫度較高、油品較重。煉油廠通常把含水的凝縮油〔<120℃〕經(jīng)冷卻后送至污油罐，而把高溫的凝縮油〔≥120℃〕直接送到分餾塔下部回?zé)挕Ｔ诮固克O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮油氣預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)備及閥門的大小。一般而言，焦炭塔直徑越大，油氣線上的閥門越大，甩油罐及甩油泵越大，焦炭塔的油氣預(yù)熱對(duì)分餾塔熱平衡及物料平衡的影響也越大。油氣管線上的電動(dòng)環(huán)閥應(yīng)可調(diào)節(jié)，平衡兩路氣體的壓力，控制適宜的預(yù)熱速度。

4.小結(jié)

焦炭塔是焦化裝置的核心設(shè)備，在設(shè)計(jì)時(shí)不僅應(yīng)考慮影響焦炭塔本身結(jié)構(gòu)尺寸的因素，而且還應(yīng)考慮焦炭塔的結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)其相關(guān)系統(tǒng)的影響。因此焦炭塔設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮原料性質(zhì)，裝置規(guī)模，產(chǎn)品分布，操作溫度，操作壓力，循環(huán)比，泡沫層高度，生焦時(shí)間，焦炭塔的制造、運(yùn)輸、安裝、熱處理等因素來(lái)確定合理的焦炭塔規(guī)格。水力除焦機(jī)械、吹汽放空塔、冷切焦水處理設(shè)備、油氣管線閥門及甩油罐的設(shè)計(jì)與選型應(yīng)和焦炭塔的設(shè)計(jì)配套，該配套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力和設(shè)計(jì)水平也將直接影響到焦炭塔的設(shè)計(jì)，焦炭塔的設(shè)計(jì)應(yīng)成套化設(shè)計(jì)。

第五篇：脫硫吸收塔除霧器標(biāo)準(zhǔn)化工藝及優(yōu)點(diǎn)介紹

脫硫吸收塔除霧器標(biāo)準(zhǔn)化工藝及優(yōu)點(diǎn)介紹濕法脫硫設(shè)備系統(tǒng)是我公司根據(jù)用戶實(shí)際情況專業(yè)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化脫硫設(shè)備工藝，從而對(duì)氣體進(jìn)行系統(tǒng)的脫硫設(shè)備、再生、熔硫。脫硫設(shè)備采用物理、化學(xué)相結(jié)合，脫硫處理技術(shù)塔具有設(shè)備可長(zhǎng)期運(yùn)行、連續(xù)脫硫設(shè)備、無(wú)二次污染而且有副產(chǎn)品硫磺、處理氣量大、脫硫設(shè)備精度高等優(yōu)點(diǎn)，整個(gè)脫硫設(shè)備、再生、熔硫、處理工藝還有高效簡(jiǎn)單、管理方便、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

濕法脫硫設(shè)備原理

濕法脫硫設(shè)備可以歸納分為物理吸收法、化學(xué)吸收法和氧化法三種。物理和化學(xué)方法在硫化氫再處理問(wèn)題，氧化法是以堿性溶液為吸收劑，并加入載氧體為催化劑，吸收H2S，并將其氧化成單質(zhì)硫，濕法氧化法是把脫硫設(shè)備劑溶解在水中，液體進(jìn)入設(shè)備，與氣體混合，氣體中的硫化氫(H2S)，與液體產(chǎn)生氧化反應(yīng)，生成單質(zhì)硫吸收硫化氫的液體有氫氧化鈉、氫氧化鈣、硫酸鈉、硫酸亞鐵等。目前，成熟的氧化脫硫設(shè)備法即采用889脫硫設(shè)備劑進(jìn)行脫硫設(shè)備，在正常工藝條件下，脫硫設(shè)備效率可達(dá)99.6%以上。

分為高塔再生和再生槽再生兩種配套設(shè)備，兩種設(shè)備各具特點(diǎn)。我公司可根據(jù)用戶實(shí)際情況，進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，確保達(dá)到用戶實(shí)際效果需求。因工藝較復(fù)雜，材質(zhì)要求較高，需要的輔助設(shè)備較多，所以設(shè)備造價(jià)較高，但有副產(chǎn)品，沒(méi)二次污染等特點(diǎn)。濕法脫硫設(shè)備特點(diǎn)

(1)備可長(zhǎng)期不停的運(yùn)行，連續(xù)進(jìn)行脫硫設(shè)備酸。

(2)用PH值來(lái)保持脫硫設(shè)備效率，運(yùn)行費(fèi)用低。

(3)工藝復(fù)雜需要專人值守。

(4)設(shè)備需保養(yǎng)。

(5)適用于氣量大、硫含量高、脫硫設(shè)備精度高的氣體。