I
年产9万吨苯酚丙酮车间氧化工段工艺设计
毕业设计
摘 要
苯酚丙酮可以由异丙苯氧化生成过氧化氢异丙苯，过氧化氢异丙苯再进一步分解得到。本设计是年产9万吨苯酚丙酮的氧化工段的工艺设计，主要进行了工艺计算、设备选型，并绘制了全厂平面布置图、氧化工段流程图、各车间的立面图和平面图。 关键词：异丙苯，过氧化氢异丙苯，设备选型
II
Oxidization Process of The Technological Design
of 90,000 t Phenol and Acetone per Year
ABSTRACT
Phenol and acetone is deserved by the decomposion of CHP which is the oxidation products of cymene.This indication is to design for a chemical factory, which produce 90,000 t phenol and acetone chemical plant of oxidization process yearly. It include the main equipment computation and the shaping in the technical process of oxidizing CHP, entire factory floor-plan, synthetic CHP total flow chart, various workshops elevation and horizontal plan.
KEY WORDS: cymene ，CHP ， the equipment computation and the shaping
III
目 录
摘 要 ........................................................................................................................................... I ABSTRACT .............................................................................................................................. II 1 总 论 ...................................................................................................................................... 1
1.1项目依据....................................................................................................................... 1
1.1.1课题背景 ............................................................................................................ 1 1.1.2我国苯酚丙酮产业概况 .................................................................................... 1 1.1.3我国苯酚丙酮需求现状 .................................................................................... 1 1.2设计原则....................................................................................................................... 2 1.3设计任务....................................................................................................................... 2 1.4厂制概况....................................................................................................................... 2
1.4.1工厂组织 ............................................................................................................ 2 1.4.2工作制度 ............................................................................................................ 2 1.4.3人员配备 ............................................................................................................ 2 1.5厂址选择....................................................................................................................... 3
1.5.1 建厂依据 ........................................................................................................... 3 1.5.2 指导方针 ........................................................................................................... 3 1.5.3 选厂经过 ........................................................................................................... 3 1.6 环境保护及废物处理 .................................................................................................. 3 2 工艺设计 ................................................................................................................................ 5
2.1工艺流程设计............................................................................................................... 5
2.1.1 工艺流程设计的重要性 ................................................................................... 5 2.1.2 工艺流程设计的原则 ....................................................................................... 5 2.1.3 工艺流程设计 ................................................................................................... 5 2.1.4氧化工段工艺流程叙述 .................................................................................... 5 2.1.5工艺流程设计参数 ............................................................................................ 7
3 工艺计算及设备选型 ............................................................................................................ 8
3.1 CHP的提浓塔PT-5的工艺计算 ................................................................................ 8
3.1.1物料衡算 ............................................................................................................ 8 3.1.2最小回流比的计算 .......................................................................................... 11 3.1.3全塔理论塔板数 .............................................................................................. 12 3.1.4 精馏段理论塔板数 ......................................................................................... 13 3.1.5板效率及实际塔板数 ...................................................................................... 14 3.1.6塔和塔板主要工艺尺寸计算 .......................................................................... 15 3.1.7塔板负荷性能方程 .......................................................................................... 18
IV
3.1.8冷凝器的计算 .................................................................................................. 21 3.2 PD-95塔的工艺计算 ............................................................................................... 22
3.2.1物料衡算 .......................................................................................................... 22 3.2.2最小回流比的计算 .......................................................................................... 25 3.2.3全塔理论塔板数 .............................................................................................. 27 3.2.4塔和塔板主要工艺尺寸计算 .......................................................................... 28 3.3 氧化塔的工艺计算 .................................................................................................. 31
3.3.1物料衡算 .......................................................................................................... 31 3.4 分解塔的工艺计算 .................................................................................................... 37
3.4.1物料衡算 .......................................................................................................... 37
4 设备型号一览表 .................................................................................................................. 41
4.1 塔的选择 .................................................................................................................... 41 4.2 泵的选择 .................................................................................................................... 41 4.3 容器、罐的选择 ........................................................................................................ 41 4.4冷凝器、再沸器的选择............................................................................................. 41 5 全厂总平面设计 .................................................................................................................. 46
5.1总平面设计任务和步骤............................................................................................. 46
5.1.1总平面设计任务 .............................................................................................. 46 5.1.2 工厂组织 ....................................................................................................... 46 5.2总平面设计原则......................................................................................................... 46 5.3总平面布置评述......................................................................................................... 47 6 设计结果 .............................................................................................................................. 49
6.1设计成果..................................................................................................................... 49 6.2图纸及比例................................................................................................................. 49 6.3关键设备一览表......................................................................................................... 49 总 结 ........................................................................................................................................ 50 致 谢 ........................................................................................................................................ 51 参考文献 .................................................................................................................................. 52
年产9万吨苯酚丙酮车间氧化工段工艺设计 1
1 总 论
1.1项目依据
1.1.1课题背景
苯酚，又名石炭酸，是重要的基本有机原料之一。它主要用于制造酚醛树脂、己内酰胺、双酚A、己二酸、烷基酚、苯胺，增塑剂、杀虫剂等各种化工产品，并作为染料、医药等精细化学品的原料。在我国，近年随着双酚A和酚醛树脂的高速增长，使苯酚产业进入了发展快车道，目前已经迎来了发展高潮。苯酚工业生产以异丙苯法为主，该法具有产品纯度高、原料和能源消耗低等优点。 1.1.2我国苯酚丙酮产业概况
目前，我国现有苯酚生产企业40多家，其中采用先进的异丙苯法并具有一定规模的企业有4家。我国苯酚生产能力中虽然80%采用了异丙苯法生产技术，与国外厂家相比，异丙苯过氧化法苯酚生产装置规模普遍偏小。虽然我国苯酚生产能力大幅度提高，产量也有明显增加，可供资源是不容乐观，即:原料丙烯资源短缺制约了我国苯酚产量的提高。
1.1.3我国苯酚丙酮需求现状
苯酚下游产品涉及到众多领域，在工业上的用途非常广泛。主要用于制造酚醛树脂、双酚Ａ和已内酰胺。此外，苯酚衍生物如卤代酚、硝基酚、烷基酚可用于医药、农药、油漆、染料、炸药、石油添加剂、脱漆剂、木材防腐剂、香料等的生产，在皮革领域还用来消毒。随着工业经济的发展，合成材料的品种和产量迅速扩大和增长，这也是苯酚的需求量持续增长的重要原因，因此苯酚下游产品开发大有前途。
2003年我国苯酚的总需求量将达到约54万吨，2005年需求量将达到约67.2万吨，其中酚醛树脂和双酚A仍将是我国苯酚最主要的消费领域，尤其是双酚A在苯酚消费量中所占的比例将由目前的29.5%增加到2005年的41.0%。与之相比，我国苯酚产量增加相对较慢，自给率有逐年下降趋势。
我国丙酮主要用于生产丙烯酸甲酯类和医药行业，两者消费量分别占丙酮生产总量的35和 12。甲基丙烯酸甲酯主要用于生产有机玻璃，后者主要用于建材行业和仪器仪表等领域，在“九五”期间需用量是很大的。