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1、年产13万吨苯酚丙酮氧化工段工艺设计1主要内容1.1工艺设计原则（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。1.2工艺设计1.2.1工艺设计的内容主要包括：氧化工段的工艺流程设计，物料衡算，主要设备的计算和选型，绘制了工艺流程图，全厂平面图以及各车间平面布置图和车间各层立面图。1.2.2氧化段工艺反应温度：由于异丙苯氧
2、化在空气中进行属于动力学控制,反应温度对反应速度有很大的影响,在60时,氧化反应速度几乎为零,随着反应温度的提高反应速度明显加快,因此提高反应温度可以提高氧化液中的CHP含量,减少反应时间,提高产量,但同时选择性变差,反应收率降低.因此,适宜的反应温度由转化率,选择性和单位反应体积的生产能力共同确定,由于CHP的热稳定性差,过高的温度会引起大量的CHP热分解,释放大量的热量,使反应失去控制引起爆炸。 CHP浓度: CHP浓度对氧化反应速度和选择性均有影响,CHP浓度提高,反应速度提高,但同时选择性下降,因此为达到较理想的转化率,但同时又满足选择性的要求,需要选择适宜的CHP浓度控制。基于反应温
3、度和CHP浓度对反应速度和反应选择性的影响,通常采用两釜或多釜串联工艺,再首釜CHP浓度低则采用较高的温度,以获得较高的转化率,在后续的几釜CHP浓度相对较高则采用较低的温度以获得较高的转化率,一般单釜选择性可达91%,而双釜流程可达93%,三釜可达93.8%,四釜达到94%多。反应介质的酸碱度：酸是异丙苯氧化的阻抑剂,酸又能使CHP分解为苯酚,丙酮,而生成的苯酚是氧化反应的阻抑剂,在酸性介质中,氧化反应生成CHP的速度和收率都很低,碱性介质中对氧化反应是有利的,碱的存在可以提高氧化反应的速度,因为碱能中和掉反应产生的阻抑剂的影响,碱的存在还有一个作用,碱和CHP作用可以产生反应引发剂,CHP
4、-钠盐,产生更多的反应链,但是在强碱作用下,CHP会发生降解反应生成苯乙酮,甲醇等, 苯乙酮可发生缩合反应生成稀酮,因此氧化反应不能在强碱中进行。氧化反应器的温度; 异丙苯中高反应能力的氢很容易被氧化,生成CHP,其反应温度为90-130.为防止CHP的过早分解和产生不希望的副产物,将转化率控制在30%左右,常用Na2CO3、Ca2CO3等作分解的抑制剂,用空气作氧化剂.当用空气做氧化剂时,在氧化尾气中被带走的异丙苯过多,为防止污染大气,必须用一个吸收塔回收塔回收,反应的热量应为697.55Kj/kg异丙苯.氧化反应在在3-5个串联的搅拌釜中或是在反应器中完成,用串联的反应器是第一个为110,
5、最后一个为90,反应液进提浓塔,以得到85%的CHP。1.2.3提浓段工艺 压力：CHP的热稳定性差,安全温度极限为129,利用沸点不同分离各组分非常困难.但CHP有个特性,就是在高真空下(压力10mmHg),异丙苯对CHP有着很大的相对挥发度,当压力在30-40 mmHg时,异丙苯对CHP的相对挥发度最大可达26.CHP提浓就是利用这个特性进行的.所以提浓压力即真空度是保证提浓正常进行的重要条件。 温度：温度影响CHP的分解温度,温度越低(注意再沸器加热面的温度,可参考蒸汽加入量或蒸汽压力),CHP分解越少,过程越安全。1.2.4分解系统工艺 温度：CHP分解速度很快,低温有利于提高苯酚的收
6、率,但确定温度的另一个主要因素是反应器的撤热方式,本装置采取丙酮蒸发撤热,通过控制硫酸和丙酮的加入量,控制反应在适当的温度,防止副反应的大量发生,减少不希望的副反应产生.反应温度为反应器中混合物的沸点,一般在75-81。反应程度CHP酸分解反应速率随反应体系中水含量增加而明显下降，同时水含量的变化对分解反应的总收率也有影响，研究表明，当水含量成0.5-10%时，水含量与主副反应的速率呈线性关系，在0.5%以下时，水含量对主反应的影响，在以丙酮为介质，硫酸催化剂的分解工艺中，水含量控制在1-0.4%。1.2.5工艺计算结果（1） 氧化塔 设计塔径为： PT3 塔径D=600mm 塔高H=8000
7、mm PT4 塔径D=600mm 塔高H=11000mm PT1 塔径D=600mm 塔高H=13000mm PT2 塔径D=600mm 塔高H=14000mm 二段提浓精馏塔PT-5塔高：H=12.9m 计算塔径：D=800m m 三段提浓精馏塔PT-6塔高：H=13.25m 计算塔径：D=400mm1.2.6主要设备一览表表1-1主要塔设备设备位 号设备名称规 格材 料内径高（m）塔盘形式塔 体塔 盘PT-1氧化塔6008000波纹筛板SM41B+SUS4SUS304PT-2氧化塔60011000波纹筛板SM41B+SUS4SUS304PT-3氧化塔60013000波纹筛板SM41B+SU
8、S4SUS304PT-4氧化塔60014000波纹筛板SM41B+SUS4SUS304PT-5二段提浓塔80012900波纹筛板SUS304+SUS316SUS316SUS304PT-6三段提浓塔40013250波纹筛板SUS304+SUS316SUS316SUS3042车间布置设计（1）辅料车间与使用设备相互接近；（2）按化工生产规律把设备分别布置在楼层上，做到减轻负荷；布置紧凑，减少运送泵的数量和管道的密度；（3）相互联系的设备在保证正常运行必须的间距下彼此相互接近；（4）较合理的安排厂房的出口，通道及楼梯的位置；（5）各设备统一安排，排列整齐，留有足够的操作空间，符合该工艺流程的要求。3
9、全厂总平面设计（1）在满足生产流程条件下，结合地形情况，合理的安排场内外建筑物、构筑物、堆场等的相对位置；（2）经济合理的竖向布置，正确选择标高，确定场内外运输方式、运输布置，合理组织人流、物流；（3）布置综合管线；（4）重视绿化美化，考虑卫生消防条件，创造美好的工作条件。小结通过近三个月的毕业设计，在老师的指导和自己的努力下，已圆满完成了设计任务：A: 工艺流程设计B: 图纸七张和说明书一份。本次毕业设计是一个复习与提高、理论与实际相结合的过程，综合运用了所学的理论知识和实习积累的知识，缩小了理论与实践之间的距离，同时提高了自己对理论知识的理解。在设计过程中，学习并掌握了查阅文献资料、数据、
10、控理分析资料数据以及编写文件等技能。 初步了解了苯酚丙酮氧化车间工艺设计的基本过程、方法以及设计文件的构成内容。培养了科学的工作方法，循序渐进，思路清晰，同时又反复设计，不断提高，以求精益求精，提高了独立思考与科学分析问题的能力。达到了解决专业范围内一般技术问题的要求。 本设计的题目是年产13万吨苯酚丙酮车间氧化工段工艺设计，重点说明了生产车间。在本次设计中，始终贯彻了党和政府的方针政策，遵循国家工业企业设计规范，并体现出技术先进，经营管理，符合国情的设计原则。化工类毕业设计题目作者QQ 1371345877参考文献参考文献1 有机化工原料大全第二版M北京：化学工业出版社，19992 陈均志化
11、工原理实验及课程设计 M西安：陕西人民出版社，20023 北京燕山石化集团苯酚丙酮车间工艺说明和操作手册燕山石化，19994 李绍芬反应工程 M化学工业出版社，1990their own conditions to develop the correct road, the maximum to avoid investment risk, gain profit.(three) vigorously promote the brand. To establish brand awareness, awareness of the use of brand, brand value, bran
12、d acquisition performance, enhance the competitive strength. Concentrated manpower, careful planning, packaging and publicity of a number of unique, market influence and coverage of the brand, the implementation of key breakthroughs, to enhance the competitive strength, walking business road the com
13、petition of alienation and characteristics, the pursuit of stability and development of the market.(four) to promote the integration of resources. To further broaden their horizons, effective integration of resources within the group, the city resources, other industries and regional resources, mutu
14、al trust, mutual benefit, seeking win-win principle, in the framework of national policies and regulations, strict inspection and argumentation, legal consultation, examination and approval procedures, strict regulation of economic activities, attract injection the social investment to the industry
15、group, to achieve leveraging the development, ensure that the value of state-owned assets.(five) to strengthen the construction management personnel. Strengthen the management of education and training of cadres and workers of the existing business, firmly establish the concept of the market, enhanc
16、e the sense of crisis to adapt to market competition, the sense of urgency, improve the ability to respond to market competition, improve management and operation of the market. At the same time, according to the need of industrial development, vigorously the introduction of high-quality management
17、management personnel, and strive to build a high-quality professional management team, hard work, and promote the entire workforce knowledge structure, age structure, structure optimization and upgrading ability, enhance core competitiveness, adapt to the need of market competition.(six) seriously s
18、tudy the policy for policy. Serious research about social support the development of cultural undertakings in the country and the XX policy, especially the policy of industrial development, financial investment policy, financial policy and tax policy, and actively seek policy, projects and funds, enterprise and industry group mission to promote leapfrog development.11