年产13万吨苯酚丙酮氧化工段工艺设计资料讲解.docx
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年产13万吨苯酚丙酮氧化工段工艺设计资料讲解.docx
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年产13万吨苯酚丙酮氧化工段工艺设计资料讲解
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-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℃,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30-40mmHg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:
PT—3塔径D=600mm塔高H=8000mm
PT—4塔径D=600mm塔高H=11000mm
PT—1塔径D=600mm塔高H=13000mm
PT—2塔径D=600mm塔高H=14000mm
⑵二段提浓精馏塔PT-5
塔高:
H=12.9m计算塔径:
D=800mm
⑶三段提浓精馏塔PT-6
塔高:
H=13.25m计算塔径:
D=400mm
1.2.6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
Ф600×8000
波纹筛板
SM41B+SUS4
SUS304
PT-2
氧化塔
Ф600×11000
波纹筛板
SM41B+SUS4
SUS304
PT-3
氧化塔
Ф600×13000
波纹筛板
SM41B+SUS4
SUS304
PT-4
氧化塔
Ф600×14000
波纹筛板
SM41B+SUS4
SUS304
PT-5
二段提浓塔
Ф800×12900
波纹筛板
SUS304+SUS316
SUS316
SUS304
PT-6
三段提浓塔
Ф400×13250
波纹筛板
SUS304+SUS316
SUS316
SUS304
2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、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QQ1371345877
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,1999.
[2]陈均志.化工原理实验及课程设计[M].西安:
陕西人民出版社,2002
[3]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,1999.
[4]李绍芬.反应工程[M].化学工业出版社,1990.
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- 年产 13 苯酚 丙酮 氧化 工段 工艺 设计 资料 讲解
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