歧化松香酸钾皂的技术改造及优势

2023-02-12

现生产歧化松香酸钾皂, 主要的生产工艺分别为热皂化以及冷皂化两种, 热皂化采取的歧化松香材料为热歧化松香 (液态) , 而冷皂化则是采用常温桶装歧化松香 (固态) 。我厂在为合成树脂厂 (以下简称) 生产25%钾皂的时候, 先后采用的热皂化与冷皂化。

一、产品物化性质及质量指标

物化性质;ABS用歧化松香酸钾皂 (25%) 外观为淡黄色液体, 比重1.046 (25℃) , 沸点104℃, 熔点-4~-6℃, 浊点不大于5℃。化学性质:显弱碱性, 非危险化学品。产品质量控制指标;固含量25.0±0.5%, p H值10.4-10.8, 去氢枞酸钾13.5-14.0, 雾点低于5℃, 比色度为2级。

二、工艺控制

1. 热皂化

(1) 工艺简述:将定量的歧化松香投入到松香熔化槽V-101C内, 用液下泵将熔融的歧化松香输送至热歧化松香贮罐V-203C内备用。将定量的固体氢氧化钾投入到碱液配置罐中配制成所需浓度的液体氢氧化钾, 分析合格后, 用配碱泵P-102输送至碱液中间罐V-202B中备用。将定量的V-202B中的液碱经碱液泵P-201输送至皂化C釜内, 启搅拌并升温至57℃后, 经松香泵P-202向皂化釜内进定量的热歧化松香, 进行皂化反应, 反应完全后取样分析, 分析合格后, 排入贮罐V-304C内。

(2) 工艺控制条件

1R-301C内的定量液碱必须达到84℃时方可进松香;2整个生产过程中, 尤其是歧化松香进料时, R-301C内的温度必须是恒温85℃±1℃, 进料结束后温度不得超过87℃, 否则水分蒸发较大, 固含量调整不准确;3取样时要置换好取样用具内的物料;4R-301C夹套压力控制在≦0.06MPa以下, 当循环水温度较高时, 切换至生活水控制;5每进行一次调整必须搅拌40分钟-1小时。

热皂化过程在受到计量等硬件条件的制约下, 生产复杂且效率偏低, 在控制方面精确度稍有不足就会导致各项指标尤其是颜色上的偏差, 大规模投入生产后, 牵扯了大量的人力物力, 生产波动频繁。

2. 冷皂化

(1) 工艺简述

定量的脱盐水经脱盐水泵P-306输送至皂化D釜, 再把定量的液碱经液碱泵P-104输送至皂化D釜, 启皂化D釜搅拌5分钟后取样分析, 分析合格后, 将皂化D釜升温至85℃时, 向皂化D釜投入定量的歧化松香, 反应完全后取样分析, 分析合格后用皂液输送泵P-305将皂化D釜内皂液排入贮罐V-304C内。

(2) 工艺控制条件

1皂化釜D釜温升至84℃时, 向皂化釜投料;2皂化釜D釜温度控制在84±1℃。进料结束后温度不得超过85℃, 否则水分蒸发较大, 固含量调整不准确;3取样时要置换好取样用具内的物料;4每进行一次调整必须搅拌30分钟。

通过上述对比可知, 冷皂化系统采用DCS控制, 自动化程度较高, 从根本上解放了生产力, 该操作计量准确不必多次繁琐的调整质量指标。由于歧化松香不经过高温熔化, 钾皂的外观要优于热皂化。

三、经济性评价

能耗

1.电

C线电耗

松香熔化槽电加热器:191kw/h×6=1146度;液下泵:7.5 kw/h×0.19=1.425度;排风:7.5 kw/h×1=7.5度;配碱泵;2.2 kw/h×0.1=0.22度;碱液泵:2.2 kw/h×0.5=1.1度;松香泵:3.0 kw/h×1.5=4.5度;皂化C釜减速机:30 kw/h×9=270度;小计:1430.745度×1.2元/度=1716.894元≈1716.9元

D线电耗

提升机:4.0 kw/h×1=4.0度;液碱泵:7.5 kw/h×0.08=0.6度;脱盐水:15 kw/h×0.35=5.25度;皂化D釜减速机:45 kw/h×9=405度;小计:414.85度×1.2元/度=497.82元

2. 氮气

C线氮气消耗

松香熔化槽:10m3/h×24=240 m3×0.8元/m3=192元

D线基本无氮气消耗

3. 蒸汽

C线蒸汽消耗

皂化C釜夹套升温:0.2t/h×1.5=0.3t×285元/t=85.5元

皂化D釜夹套升温:0.5t/h×2.5=1.25t×285元/t=356.25元

4.水

皂化C釜冷却水生活水:20t/h×1.5h=30t×5元/t=150元

皂化D釜冷却水循环水:50t/h×3=150t×0.87元/t=130.5元

5. 数据分析

从以上数据可以算出热皂化能耗为1716.9+192+85.5+150=2144.4元/釜, 皂化C釜每釜产量为10吨, 热皂化能耗为2144.4÷10=214.44元/吨;冷皂化能耗为495.9+356.25+130.5=982.65元/釜, 皂化D釜每釜产量为24吨, 冷皂化能耗为982.65÷24≈40.94元/吨, 吨产品能耗节约214.44-40.94=173.5元。以年输送量1656吨计, 年约节创173.5元/吨×1656吨=28.7316万元。

通过工艺、能耗等分析可以看出, 使用皂化D线替代皂化C线进行25%歧化松香酸钾皂的生产, 不但简化了工艺操作, 提高了产品质量, 而且降低了吨产品能耗, 达到了工艺优化节能降耗的目的。

摘要：本文通过对生产合成树脂厂用25%歧化松香酸钾皂先后所采取的热皂化及冷皂化进行系统性的对比, 分别从工艺操作、经济性评价进行阐述, 用对比的方法鲜明的展示出技术改进后采用的冷皂化工艺的优越处。

关键词：热皂化,冷皂化,工艺操作,经济性评价