石油磺酸鹽培訓

1.5萬噸/年石油磺酸鹽裝置

培訓2013年4月1、裝置簡介

1.5萬噸/年石油磺酸鹽裝置，以大慶煉化公司自產的原油餾分油和硫磺為主要原料，在膜式磺化反應器內，利用氣體SO3和原料油進行連續的氣液膜式磺化反應，磺化反應得到的適宜深度的磺酸，再經過中和反應，生產石油磺酸鹽產品。本裝置通過調節SO3／原料油的摩爾比、SO3轉化率、SO3氣濃、反應溫度等工藝參數，可穩定地調控磺化反應的程度。

裝置設備主要包括列管式磺化器、氣液分離器、尾氣旋風分離器、空氣干燥器、熔硫槽、燃硫爐、轉化塔、換熱器、SO3吸收塔、靜電除霧器及各類容器等。篩選確定的定型設備主要包括羅茨鼓風機、冷卻風機、再生風機、保護風機、制冷機組、計量泵、離心泵和齒輪泵等。1、裝置簡介2、工藝原理

燃硫

由熔融的液體硫磺在干燥空氣中燃燒，與空氣中的氧氣發生反應，生成二氧化硫氣體，化學反應式如下：S﹢O2→SO2↑﹢9282KJ/Kgs該反應為放熱反應，產生大量的熱。二氧化硫氣體轉化

由二氧化硫氣體和空氣中的氧氣在礬催化劑存在的條件下反應生成三氧化硫，反應式如下：

SO2﹢1/2O2→SO3﹢3043KJ/Kgs（427℃）

此反應為放熱反應，在V2O5觸媒條件下，二氧化硫生成三氧化硫的轉化率可達98%。2、工藝原理

磺化反應

磺化反應階段，化學反應式如下：

主反應：RArH+SO3→RArSO3H副反應：RArSO3H+SO3→RArSO2OSO3HRArSO2OSO3H+RArSO3H→(RArSO2)2O+H2SO4磺化反應是精細化工有機合成工藝中的重要反應，磺化技術是制備陰離子表面活性劑的關鍵技術，它是在有機化合物分子中引入磺酸基（-SO3H）或硫酸基（-OSO3H）的化學反應過程。2、工藝原理

中和反應中和時使用氫氧化鈉堿液作為中和劑，化學反應式如下：主反應：RArSO3H+NaOH→RArSO3Na+H2O副反應：H2SO4+NaOH→Na2SO4+H2OH2SO3+NaOH→Na2SO3+H2O2、工藝原理

中和反應的特征：

①有機酸和堿之間是瞬間反應和強放熱反應。

②中和溫度、在線產品PH值可能使產品粘度發生變化，對中和壓力有較大影響。因此應該準確控制中和系統的溫度及PH值。

2、工藝原理

尾氣洗滌

在尾氣洗滌塔（T1501）中尾氣中的SO2用一定濃度的氫氧化鈉堿液吸收。反應式：SO2+NaOH→Na2SO3+H2O2、工藝原理

酸吸收

用98.3%硫酸吸收中尾氣中的SO3，生成焦硫酸。

SO3+H2SO4═H2S2O7（焦硫酸）

生成的焦硫酸，加新鮮水稀釋。

H2S2O7+H2O═2H2SO42、工藝原理

產品配制

采用氧化劑將亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽。Na2SO3+氧化劑→Na2SO4

2、工藝原理

燃硫和轉化所需的空氣經過濾，通過羅茨鼓風機（B1101A/B）壓縮后送入空氣冷卻器組（E1101），經循環冷卻水和乙二醇冷凍液二級冷卻，除去壓縮過程中產生的熱量并將水份冷凝，經冷凝的空氣在恒定溫度下送入硅膠干燥器（V1104A/B），經硅膠吸附水份后，使硅膠干燥器（V1104A/B）出口處干燥空氣的露點達到-60℃以下。3工藝流程說明-----空氣干燥系統

制冷機組（M1101）通過將乙二醇溶液（22%）冷卻，為空氣冷卻器組（E1101）提供冷源，利用乙二醇循環泵（P1101A/B）將乙二醇循環利用，硅膠干燥器（V1104A/B）兩臺交替使用，硅膠的再生通過再生風機（B1102A/B）、再生空氣冷卻器（E1102）、再生空氣加熱器（E1103），采用SO2和SO3冷卻時產生的熱空氣加熱完成，通過氣動蝶閥（KV1101～1114）定時切換工作與再生，一般8小時為一個周期。硅膠干燥器出口干燥空氣露點由在線露點儀（MI1101）連續檢測，保證干燥空氣的露點達到-60℃以下。3工藝流程說明-----空氣干燥系統固體硫磺定期投入熔硫罐（V1201）中，用0.3～0.45MPa蒸汽加熱熔化（135℃～150℃），以保持液硫溫度恒定，靜置沉淀除去雜質，后經液硫轉料泵（P1201A/B）、液硫粗濾器（F1201）輸送到液硫恒位槽（V1202）中，再經液硫過濾器（F1202A/B）、液硫輸送泵（P1202A/B）、質量流量計（FIC1202）定量輸送至燃硫爐（H1201）中。------三氧化硫發生系統3工藝流程說明液體硫磺與干燥空氣逆流進入燃硫爐，燃硫爐內裝填耐火球，硫磺在爐內充分燃燒，生成濃度大約為7％（體積濃度）的SO2氣體，生成的二氧化硫氣體經二氧化硫冷卻器（E1202）冷卻至450～480℃后，送至轉化塔（T1201），在釩催化劑的作用下生成SO3氣體。塔內裝三層五氧化二釩催化劑，在釩觸媒作用下催化轉化成三氧化硫氣體，在第一層與第二層之間、第二層與第三層之間分別注入不同數量的激冷空氣，可將轉化溫度控制在最佳范圍內，轉化塔出口約98％SO2轉化為SO3。三氧化硫氣體再經串聯的1#SO3冷卻器（E1203）和2#SO3冷卻器（E1204），用空氣間接冷卻至70～90℃左右，冷凝煙酸則流入煙酸收集罐（V1204），定期通過P1203輸送至酸吸收系統。-------三氧化硫發生系統3工藝流程說明

本工序在正常操作時，燃硫、轉化反應放熱即能保證正常運行，只需適當調節各點的溫度，冷卻SO2和SO3時生成的熱空氣（＜200℃左右）可用于硅膠的再生，熔硫蒸汽要保持穩定，不宜太高和太低，應隨時保證硫磺進料量穩定。為使開車迅速，本中試裝置采用了電加熱快速升溫預熱系統，采用直接加熱方式，裝置開車前，將燃硫爐預熱到一定溫度后，將液體硫磺滴入或噴入燃硫爐中，使其迅速充分燃燒成二氧化硫氣體，再與礬催化劑作用轉化成三氧化硫氣體。-------三氧化硫發生系統3工藝流程說明

SO3氣體由干燥空氣稀釋至被磺化原料所需濃度，經SO3過濾器（F1301A/B）過濾后，進入磺化反應器（R1301A/B）并精確地等量分布到每一根反應管中。由混料罐來的原料經原料供料泵、原料油過濾器（F1303A/B）、原料加熱器（E1302）定量輸送至磺化反應器（R1301A/B）的頭部，磺化器頭部的分配機構自行將原料油均勻分配至各反應管，沿反應管內壁均勻成膜狀降落，與從頂部通入的三氧化硫氣體并流而下，短時間內完成磺化反應，反應熱通過夾套冷卻水取走，冷卻水溫度由磺化冷卻水循環泵（P1301A/B）通過溫度控制閥自動調節。------磺化系統3工藝流程說明磺化的氣液混合物經氣液分離器（V1301A/B）進行氣液分離，尾氣經旋風分離器（V1302A/B）、酸霧分離器（S1301）送至酸吸收和尾氣處理系統（其中經過旋風分離器和酸霧分離器所分離的液相排入磺化出料泵的入口，被帶入磺化產物的液相中）?；腔蟮囊合嗤ㄟ^磺化出料泵（P1302A/B）輸送至中和系統。------磺化系統3工藝流程說明液堿由罐車卸入到液堿儲罐（V1704），在儲罐內的液堿經過泵輸送至靜態混合器（MX1401），在靜態混合器內按一定比例與新鮮水輸送泵（P1401A/B）來的新鮮水充分混合后進入液堿恒位槽（V1402）內（其中液堿與新鮮水的量是通過流量計與調節閥進行自動控制），液堿恒位槽內的液堿經過液堿輸送泵（P1402A/B）定量的輸送至中和泵（P1403A/B）進口，在中和泵高速攪拌下完成中和反應。中和后產物經中和循環泵（P1404A/B）輸送至中和冷卻器，經中和冷卻器（E1401）移去反應熱，大部分產物返回氣液分離器形成循環回路，另一部分中和產物經單體出料泵（P1406A/B）出料進入產品調制單元。----------中和系統3工藝流程說明

單體出料泵（P1406A/B）入口有pH自動檢測器（PHIC1406）來測定產品pH值，通過液堿輸送泵（P1402A/B）出口的調節閥開度來控制液堿的流量，來調節產品pH值，中和溫度由中和冷卻水通過溫度控制閥自動調節。3工藝流程說明----------中和系統濃硫酸貯罐（V1602）內的濃硫酸經泵輸送至進入硫酸循環槽（V1601），通過硫酸循環泵（P1602A/B）在硫酸循環槽（V1601）、硫酸換熱器（E1601）、酸吸收塔（T1601）內建立循環。尾氣進入酸吸收塔（T1601）內與濃硫酸氣液接觸放熱，通過硫酸換熱器（E1601）來循環取熱，尾氣中的SO3逐漸被吸收，濃硫酸濃度逐漸上升，新鮮水通過新鮮水計量泵（P1601A/B）補充到酸吸收系統中，通過加水量來控制硫酸濃度在98%以上。---------酸吸收系統3工藝流程說明

處理后的尾氣在硫酸循環槽頂部進入到酸霧分離器（S1601）中，氣相進入到靜電除霧器中，液相從酸霧分離器底部重新進入到酸吸收系統。另外在SO3發生系統產生的煙酸通過煙酸輸送泵（P1203）輸送到硫酸循環泵（P1602A/B）入口處，從而使產生的煙酸進入到酸吸收系統中。酸吸收系統中有測量硫酸濃度的儀表（CIC1601），通過硫酸濃度來控制新鮮水計量泵（P1601A/B）出口新鮮水的流量。---------酸吸收系統3工藝流程說明

從酸吸收系統來的尾氣進入靜電除霧器（V1501A/B）除去硫酸霧和有機酸霧，從頂部排出至尾氣洗滌塔（T1501）內，塔內通過引入液堿，由洗滌液循環泵（P1501A/B）使洗滌液在塔內循環，除去尾氣中的二氧化硫。液堿經調節閥進入到洗滌塔內，通過PH檢測器（PHIC501）測定值來調節加堿量，以便使洗滌塔的pH值控制在7～9之間。處理后的洗滌液通過溢流可以保持塔內液位恒定。--------尾氣處理系統3工藝流程說明

餾分油儲罐(V1701)、輔劑儲罐(V1702)的原料油，分別經餾分油輸送泵(P1701)、輔劑輸送泵(P1702)，控制原料加入量，配成混合料，輸送至靜態混合器，混合后進入到原料蒸發系統，經蒸發脫水后的原料輸送至混合料儲罐（V1304A/B），再經攪拌混合均勻，然后通過原料供料泵（P1303A/B）送入磺化系統。---------原料和成品罐系統3工藝流程說明

將穩定劑加入到穩定劑儲罐，通過穩定劑輸出泵將一定量穩定劑送入產品靜態混合器，在靜態混合器內與產品出料泵（P1406A/B）來的產