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年产16万吨苯酚丙酮车间精馏工段工艺设计缩写稿



For personal use only in study and research; not for commercial use



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年产 16 万吨苯酚丙酮车间精馏工段工艺设计



摘 要:本设计以苯和丙烯为原料,年产 16 万吨苯酚丙酮的精馏工段工艺设计,重点为苯酚丙酮车

间异丙苯精馏工段的工艺计算及设备的选型,并绘制精馏工段的工艺流程图、平面图、立面图及其全 厂平面布置图。



关键词:异丙苯,苯酚,丙酮,精馏工段,工程设计



The Design of Distillation Workshop With an Annual Output



of 160,000 Tons Phenol and Acetone



ABSTRACT:Design and as raw material, produce 160.000 cymene law phenol chemical plant of acetone

per year with benzene and propylene . Retrieve craft calculating and equipment selecting type of the section for phenol , acetone workshop cymene especially among them . Draw flow chart , plane figure, elevation and complete factory.



KEYWORDS:cymene,,phenol,acetone,distillation, workshop section design



一、课题研究的目的和意义



1.1 概述



苯酚是一种重要的基本有机化工原料,主要用于生产酚醛树脂、双酚 A 和己内酰胺、己二酸、苯胺

等;苯酚衍生物如卤代酚、硝基酚、烷基酚可用于医药、染料、香料以及各种添加剂等的生产。世界 上约 1/3 的苯酚用于制取双酚 A 和酚醛树脂。双酚 A 是环氧树脂、聚碳酸酯、不饱和聚酯和聚砜的主 要原料;酚醛树脂广泛用于建筑、汽车、电子等行业;己内酰胺是尼龙 6 纤维和一些工程塑料的原料; 烷基酚可用于生产表面活性剂、抗氧剂等。 丙酮既是重要的溶剂,又是重要的有机化工原料。溶剂之外的主要用途是生产甲基丙烯酸甲酯



(MMA) 、双酚 A、醇醛缩合物等化工产品。[1]



1.2 市场需求



近十年来.我国苯酚的市场需求迅速增长。1998 年国内表观消费量为 25.2 万 t,2004 年达到 69.0

万 t,年均增长 14.5%,高于同期 GDP 增长速度。酚醛树脂是日前国内苯酚最主要的消费领域,约占消 费总量的 60%。随着我国汽车、电子、建筑及冶金等工业的快速发展.对酚醛树脂的需求大幅增长。而 国内产量特别是部分中高档产品的产量仍无法满足市场需求.每年均有较大数量的进口。2004 年国内 酚醛树脂的净进口量为 7.57 万 t 折苯酚当量消费约 6.2 万 t。[2] 国内化学工业的发展,特别是丙酮氰醇法 MMA 和涂料等行业的发展,带动了丙酮消费量的不断增



长。1998 年,我国丙酮表观消费量为 15.78 万 t,2004 年为 50.05 万 t,年均增长率 21.2%。近年国 内丙酮进口量持续攀升,1998 年丙酮进口量 6.71 万 t,2003 年进口量增至 20.9 万 t,2004 年进口量

达到 25.4 万 t ,1998-2004 年进口量年均增长率为 24.8%,在世界丙酮总量过剩的情况下,我国丙酮 市场已经成为各国企业争夺的对象。[1]



二、生产工艺流程

罿

2.1 苯酚的工艺流程的选择



生产苯酚的主要方法是异丙苯法,异丙苯法是以苯和丙烯为主要原料在催化剂三氧化铝或固体磷

酸作用下制成异丙苯,异丙苯经空气氧化生成过氧化氢异丙苯(CHP) ,经提浓、酸化、催化分解生成 苯酚,同时生成丙酮的生产技术。目前,全国 90%以上的苯酚生产厂家均采用此方法。鉴于异丙苯法 在世界的广泛应用,以及技术的成熟,并可以联产丙酮,本设计也采用此法。



2.2 催化剂的选择



生产异丙苯的工艺技术主要分为以固体磷酸(SPA)为催化剂的反应工艺,以三氯化铝(AlCl3 )为催

化剂的均相 AlCl3 法工艺和分子筛催化合成异丙苯工艺。由于 A1C13 法存在设备腐蚀性强,污染严重 及流程长等缺点,现已趋于淘汰;SPA 法虽然具有低污染、低腐蚀等优点,但却存在苯的收率低、酸 流失、易结焦、不易再生、废催化剂难于处理等缺点,同时由于 SPA 没有烷基转移活性,所以产品选 择性低。 而分子筛催化合成异丙苯的工艺已克服了上述缺点, 与其他两种工艺相比具有明显的优越性。
[4]



所以本设计以苯酚、丙烯为原料,采用分子筛为催化剂的异丙苯法工艺。



2.3 工艺流程说明



苯酚丙酮装置的精制单元由丙酮精制系统和苯酚精制系统组成,此外,还包括丙酮汽提塔、苯酚回

收塔和酚处理器等设备。在送来的分解液中除含有丙酮、苯酚、异丙苯、溶解水以外,还有少量乙醛、 苯乙酮等酮类、α -甲基苯乙烯等烃类及高沸物。分解液经粗丙酮塔进行切割分离,富含丙酮的轻组分 自塔顶采出,进入丙酮精制塔进行丙酮精制,并在侧线得到产品丙酮;而富含苯酚的重组分自粗丙酮塔 塔底采出,经粗苯酚塔、脱烃塔和苯酚精制塔得到产品苯酚。[5]



2.3.1 丙酮精制 来自 PTK-20 的分解液首先从 PT-8(粗丙酮塔)塔顶分离丙酮、水和比苯酚轻的组分作为 PT-



10(精丙酮塔)的进料,PT-10 塔用苛性钠处理除去醛类等低沸物,塔顶馏出物作为分解用的丙酮, 侧线采出产品丙酮,塔釜液送回收工段回收有效成分。[6]



2.3.2 苯酚精制 PT-8 塔釜液送到 PT-13(粗苯酚塔) ,分离掉高沸点组分,得到由苯酚、烃类组成的塔顶馏分作



为脱烃塔 PT-14 的进料;PT-14 塔顶含酚较高的烃类馏分循环回分解液罐 PTK-20,塔釜液含有大量 的粗苯酚送到 PT-15(苯酚精制塔)进行精馏;PT-15 塔顶馏分循环回脱烃塔 PT-14,塔釜液循环回 PT-13(粗苯酚塔) ,侧线采出得到产品苯酚。[6] 含有高沸点组分的 PT-13(粗苯酚塔)塔釜液送到裂解器 PD-41 进行高温裂解,其馏出物在



PT-18(苯乙酮塔)进行蒸馏,回收丙酮、异丙苯、α -甲基苯乙烯(α -MS)、苯酚等有效组分,然 后循环分解产物中,剩余焦油送至 PTK-11。[6] 其简易工艺流程为:







三、工艺设计



3.1 设计原则



(1)遵守法则,法规,贯彻党的基本建设方针,实事求是,因地制宜;



(2)合理利用资源和财产,最大限度的发挥硬件设施的内在潜力,节约土地,减少投资,降低成本; (3)采用成熟的、先进的工艺流程、设备,学习先进的生产技术,努力实现自动化; (4)尽可能创造良好的劳动条件,以利于劳动工人的身心健康; (5)重视环境保护,合理处理好三废。









3.2 工艺设计的内容



工艺设计的内容主要包括:物料衡算,热量衡算,换热器的计算,塔设备的计算和绘制工艺流程

图等。

3.3 3.4


主要设备的选型



设备选型的总体原则是: 1、满足工艺要求; 2、设备成熟可靠; 3、尽量采用国产设备。









一般要求:生产能力大;有足够弹性;机器性能好;可靠性高;满足工艺要求;炒作稳定;效率

高;结构简单;制作和维修方便;成本低。









表 3-1

塔的选型与型号





格 塔










设 备 位 号



设 备


介 质



内径× 高 (mm)

螄 芈

塔盘 形式

盘 数

进料






名 称


塔 体



塔 盘







位置



羄 虿

粗丙




Ф 1700 × 31000



斜孔




OOCr17


PT-8


分解液


50



41#


316L

酮塔



筛板

Ni14Mo2

袁 膆

精丙 酮塔



丙酮、水 异丙苯



Ф 2000 × 42000 ×



斜孔


PT-10
肈 薆 膀

70



12#



OCr18Ni9



304



条阀 OOCr17 Ni14Mo2 SUS304L SM41+ SUS316L CLAD SUS304L SUS316L SM41B SUS304 SUS316

Ф 1500


PT-13

罿

粗苯酚 塔

粗苯酚

斜孔 筛板

48

16#

316L

30000 苯酚、二甘 醇 Ф 1600 × 34000 Ф 2600 粗苯酚 × 41000

PT-14

脱烃塔

波纹 筛板

31# 55 34# 37#

PT-15

苯酚精制 塔

浮阀塔

50

20#

四、设计成果
本次设计按照《毕业设计任务书》完成了教研室下达的任务,共完成 1 号图纸 7 张和说明书 1 份 图纸包括车间平面图 3 张,立面图 1 张,工艺流程图 2 张和全厂平面图 1 张。

参考文献:化工类毕业设计题目

作者 QQ 77

参考文献

[1] 于春梅.苯酚和丙酮生产消费现状与展望.化工技术经济,2005.6(6):31~35 [2] 贺宗昌,纪振华.国内外苯酚生产现状及市场分析.精细与专用化学品,2005.9(18) :23~26 [3] 党红翌,张瑛.苯酚制备工艺进展.齐鲁石油化工,1999,27(2):127~130 [4] 戈军.苯酚-丙酮装置烃化系统改造工艺技术方案的优化.石化技术,2004,11(2):4 [5] 马振忠.苯酚丙酮装置扩能技术改造.石油炼制与化工.2005,9(9):13~16 [6] 北京燕山石化集团花山厂苯酚丙酮车间工艺说明和操作手册,1999

仅供个人用于学习、研究;不得用于商业用途。
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