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1、表面活性剂的定义是即使在很低的温度条件下也能有效的降低溶液表面的张力的物质表面张力的定义促使表面收缩的力无论什么表面活性剂 分子的一端为非极性的疏水基 分子的另一端是极性的亲水基 形成了一种特殊的分子 既亲水有亲油 又不是整体亲水或整体亲油的特性 双亲结构 双亲分子表面活性剂的分类 阴离子 阳离子 双性离子 非离子 特殊离子 高分子非离子表面活性剂的定义在溶液中不能离解 它的表面活性是靠整个分子中的极性部分和非极性的部分 显现出来的一类亲水基不带电荷的表面活性剂聚氧乙烯型聚氧乙烯型表面活性剂是具有活泼氢原子的疏水性材料 在酸和碱的参与下与环氧乙烷加成反应所得所谓的活泼氢原子是指一OH.一COO
2、H一NH2等基团中的氢原子表面活性剂溶液的几个重要性质1临界胶束浓度2浊点3表面吸附4乳化5破乳临界胶束浓度（CMC）表面活性剂能形成胶束时最小浓度称为临界胶束浓度（CMC）低于（CMC）时表面活性剂以单分子状态存在与溶液中高于此浓度表面活性剂以胶束的动态平衡存在与溶液中浊点定义指1%聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂溶液加热时由澄清变浑浊时温度总反应式RXH+NCH2CH2O一RX-(CH2CH2O)-NH减水剂的定义减水剂是指在混凝土和易性及水泥用量不变的条件下能减少拌合用水量 提高混凝土的强度 或在混凝土和易性及水泥用量不变的条件下 节约水泥用量的外加剂主装置介绍 众鑫集团建设初期上2套醇醚装
3、置每套年产6万吨 外加年产4万吨的预留装置 1套乙醇胺装置年产2万吨每套装置都有一下特点有一个卧式的反应接触器一个立式的反应收集器 两条并行的循环回路 一个大循环 一个小循环 每条循环回路上有一个循环泵一台换热器 每台中和装置 有两台带有搅拌器的中和釜 两台容积式卸料泵 排放单元有一座碱洗塔 一个碱溶液槽 两台循环泵 一开一备组成装置的生产能力 标准生产能力每年6万吨 标准批量生产能力为每批10吨 最大生产能力每批14吨操作条件 装置的最大允许操作条件为 反映底部最大温度为220 度反应压力0.6兆帕其他岗位介绍 100号反应中和 200号反应中和 300号吸收 400号中间罐区 500号原料
4、预处理灌区600号包装 800号成品 900号公用工程催化剂配制乙氧基化反应分两步 一般用氢氧化钠 氢氧化钾 氢化钠作催化剂在合成乙氧基化产品的同时通常会伴随一些反应产物的产生PEG的生成（聚乙二醇）环氧乙烷和水在一定的温度下会生成乙二醇 乙二醇和环氧乙烷生成聚乙二醇环氧乙烷在一定的条件下自聚生成二恶烷环氧乙烷 分子式 C2H4O 别名 恶烷 一氧三环分子量 44.1 熔点一111度沸点10.7度 燃点429（空气混合）571度（纯物质）闪点小于一17.7度 相对密度0.895相对蒸汽温度1.52 最高允许浓度50PPM 爆炸极限3%一100%最大填充量75%环氧乙烷用24倍的水稀释是非常安全
5、的 50%的浓度为危险浓度 1%的浓度会灼伤皮肤（PO）环氧丙烷中文别名 氧化丙烯 分子式C3H6O分子量58.08在空气中爆炸范围2.1%一38.5%熔点一112度沸点34度闪点一31度 相对密度0.83 在20度的水中溶解度为40.5%醋酸（中和剂）分子式CH3COOH分子量60.05 熔点16.6度 沸点117.9度 闪点39度 相对密度1.05 蒸气密度2爆炸极限5.4%一16% 燃点40度 当温度少于16度时醋酸变成固体称冰醋酸催化剂的定义 能提高化学反应速率 而本身机构不能永久改变的物质公用工程概述 短程精馏的原理及应用短程蒸餾(short path distillation)是一
6、種在高真空度下進行分離操作的連續蒸餾過程。在高真空條件下，由于短程蒸餾器的加熱面和冷凝面之間距小于或等于被分離物料分子的平均自由程，當分子在短程蒸餾器加熱面形成的液膜表面上進行蒸發時，分子間互不發生碰撞，無阻攔地向冷凝面運動并在冷凝面上被冷凝，因此短程蒸餾也被稱為分子蒸餾。由于短程蒸餾是在高真空遠低于沸點的溫度下進行的，蒸餾時間很短，所以該過程已成為分離目的產物最溫和的蒸餾方法，特別適合于濃縮、純化或分離高分子量、高沸點、高粘度的物質及熱穩定性極差的有機混合物。目前，短程蒸餾已成功地應用于食品、醫藥、精細化工和化妝品等諸多行業。1基本原理1.1短程蒸餾過程圖1給出了短程蒸餾原理示意圖，其蒸餾過
7、程分為以下五個步驟：(1)物料在加熱面上的液膜形成：通過機械方式在蒸餾器加熱面上產生快速移動、厚度均勻的薄膜。(2)分子在液膜表面上的自由蒸發：分子在高真空遠低于沸點的溫度下進行蒸發。(3)分子從加熱面向冷凝面的運動：只要短程蒸餾器保証足夠高的真空度，使蒸發分子的平均自由程大于或等于加熱面和冷凝面之間的距離，則分子向冷凝面的運動和蒸發過程就可以迅速進行。(4)分子在冷凝面上的扑獲：只要加熱面和冷凝面之間達到足夠的溫度差，冷凝面的形狀合理且光滑，輕組分就會在冷凝面上進行冷凝，該過程可以在瞬間完成。(5)餾出物和殘留物的收集：由于重力作用，餾出物在冷凝器底部收集。沒有蒸發的重組分和返回到加熱面上的
8、極少輕組分殘留物由于重力或離心力作用，滑落到加熱器底部或轉盤外緣。1.2短程蒸餾的基本原理1.2.1分子平均自由程分子平均自由程長度是短程蒸餾器設計中十分重要的參考數據，是分子在兩次碰撞之間所走路程的平均值。只有一種分子時，分子平均自由程為：(1)只有兩種分子同時存在時，分子平均自由程為：(2)式中，是分子平均自由程，T是液體的粘度，p是蒸汽壓，T是蒸發溫度，M是相對分子質量，d是分子直徑。1.2.2分子蒸發速率Langmuir和Knudsen研究了高真空下純物質的蒸發現象，從理論上得出在絕對真空下表面自由蒸發速度等于單位時間內與單位器壁面積發生碰撞的分子數，(4)式中，G是分子自由蒸發速度，
9、是活度系數，Rg是普適氣體常數。由此可以得出短程蒸餾器的處理量與壓力、溫度及蒸發器的加熱面之間的相互關系為(5)式中，Q是蒸發處理量，S是蒸餾器加熱面積，k是常數。盡管從理論上式(5)可以求出短程蒸餾的處理量，但對于實際蒸餾過程而言，可以引入系數f進行校正。f的大小隨物料性質、設備形狀、操作條件和產品物性而定。1.2.3分離因數假設以相對揮發度a表示分離二組分混合物的分離能力。對于短程蒸餾，由于分離過程是不可逆的，其分離因數a可由蒸發速度直接求出(6)對于普通蒸餾，由于液相與氣相之間達到了動態相平衡，則其分離因數a可表示為a=p11/p22(7)比較式(6)和式(7)得(8)由上式可知：短程蒸
10、餾的分離能力與被分離混合物的蒸汽壓和分子量有關，與普通蒸餾相差(M2/M1)0.5倍，表明短程蒸餾可以分離蒸汽壓十分相近而相對分子質量有所差別的混合物。1.3短程蒸餾的特點與普通蒸餾相比，短程蒸餾具有以下特點。(1)普通蒸餾是在沸點溫度下進行的分離而短程蒸餾只要冷熱兩面之間達到足夠的溫度差，就可以在任何溫度下進行分離。(2)普通蒸餾的蒸發與冷凝是可逆過程，液相和氣相之間達到了動態相平衡而短程蒸餾過程中，從加熱面逸出的分子直接飛射到冷凝面上，理論上沒有返回到加熱面的可能性，所以短程蒸餾是不可逆過程。(3)普通蒸餾有鼓泡、沸騰現象而短程蒸餾是液膜表面上的自由蒸發，沒有鼓泡現象，或者說短程蒸餾是不沸
11、騰下的蒸餾過程。(4)普通蒸餾分離能力只與組分的蒸汽壓之比有關而短程蒸餾分離能力與組分的蒸汽壓和相對分子質量之比有關，相對分子質量差異越大，餾出物就會越純，同時短程蒸餾還可以分離蒸汽壓十分相近而相對分子質量有所差別的混合物。2設備結構2.1短程蒸餾流程圖2給出了短程蒸餾裝置流程簡圖。該裝置主要包括脫氣系統、短程蒸餾器、真空系統和控制系統，其中真空系統包括泵前冷井，控制系統包括控制軟件。脫氣系統在短程蒸餾裝置中是必不可少的，其作用是在物料進入蒸餾器之前將所溶解的揮發組分盡量排出，避免易揮發組分進入短程蒸餾器內由于高真空而導致的物料爆沸，影響蒸餾過程的順利進行。短程蒸餾器是整個裝置的核心設備，一般
12、都采用內置加熱器和冷凝器，常用的有刮膜式短程蒸餾器和離心式短程蒸餾器。真空系統是保証短程蒸餾過程進行的前提，由于整個系統必須保持在非常高的真空度下操作，選擇合適的真空設備和嚴格的密封性，是短程蒸餾裝置設計的關鍵問題。2.2短程蒸餾器根據蒸餾器的結構形式和操作特點，可以將短程蒸餾器分為以下几種。2.2.1靜止式短程蒸餾器該形式的蒸餾器出現最早，結構簡單，其特點是具有一個靜止不動的水平蒸發表面，如圖3所示。按其形狀不同，靜止式可分為釜式、盤式等。靜止式設備生產能力低、分離效果差、熱分解的危險性大，一般適用于實驗室及小批量生產。2.2.2刮膜式短程蒸餾器該裝置內部設置一個轉動的刮膜器，將物料均勻覆蓋
13、在加熱面上，同時又使下沿加熱面向下流動的液層得到充分攪動，強化了傳熱和傳質過程，如圖4所示。刮膜式短程蒸餾器的優點是液膜厚度小，流體沿加熱面向下流動，被加熱混合物在蒸餾溫度下停留時間短，熱分解的危險性較小，蒸餾過程可以連續進行，生產能力大。2.2.3離心式短程蒸餾器離心式短程蒸餾器具有旋轉的加熱面，液膜非常薄，流動情況好，生產能力較大混合物在蒸餾溫度下停留時間很短，可加工熱穩性極差的有機化合物，如圖5所示。由于離心力作用，液膜分布有規律，霧沫飛濺現象少，分離效果好。2.3影響短程蒸餾器選擇的因素由于短程蒸餾是一種化學加工方法，要想達到期望的蒸餾目的，應首先了解分離混合物的成分、分解溫度、分子量
14、等數據。影響設備選擇和生產能力的主要因素有：(1)進料混合物中低沸點揮發物、溶解空氣、濕氣及其他氣體所占的百分比(2)進料混合物的粘度(3)進料混合物溫度和蒸餾器加熱面溫度，以及蒸餾器內部冷熱面溫度之間的溫差(4)蒸餾系統的真空度。3應用領域經過60多年對几千種物質的加工處理及探索，短程蒸餾器已經得到了廣泛的應用，其工業應用包括食品、化妝品、制藥、航天、塑料、石化、制蠟、造紙和化學工業等領域。圖6給出了用于短程蒸餾器進行物質分離的操作條件。(1)食品加工業：精煉食用油，分離維生素、固醇、脂肪酸和抗氧劑等多種高價值的產品。(2)化妝品業：提取羊毛脂，香料等產品。(3)制藥業：天然維生素A和維生素
15、E以及天然藥物包括鎮靜劑等。(4)涂料和油漆業：改善草麻油和亞麻油等聚合油的干燥性能及堅硬度。(5)環氧樹脂生產：使環氧樹脂的顏色變輕、粘度降低、貯存壽命延長。(6)硅生產業：易于從聚合物混合體中去除低分子量或高分子量的聚合物。(7)蠟生產業：天然石蠟、蜂蠟、棕蠟和某些微晶蠟及高熔點蠟的提純。(8)表面活化劑生產業：糖脂、聚亞氧烷基乙二醇以及天然脂肪酸和脂肪酸蠟制品的提煉。(9)塑料業：去除鄰苯二甲酸二辛醋和癸二酸二辛醋等增塑劑的凝聚液體和催化劑殘留物。(10)礦物油生產：用于高溫潤滑油和油脂，一般是從石油殘渣C/35C/100餾分中提取出來的。4結語短程蒸餾作為一種特殊的分離技朮，能在遠低于液體沸點的溫度下進行分離，蒸發時間短，特別適合于對高沸點、熱敏性及易氧化物系的最溫和分離。隨著人們對高純度品質和天然綠色產品需求的不斷增多，短程蒸餾技朮在食品、醫藥、精細化工和化妝品等行業的研究開發和工業應用正方興未艾。盡管短程蒸餾技朮在工業應用方面取得了長足的發展，但是在蒸餾理論方面存在的問題卻遠未得到解決，特別是針對短程蒸餾機理，傳熱傳質過程的描述，數學模型的建立以及設備結構和操作條件對分離程度的影響以及優化等方面還有待于深入研究。作者簡介：吳鵬，男，33歲，博士，副教授。主要從事