年产16万吨苯酚丙酮车间精馏工段工艺设计

年产16万吨苯酚丙酮车间精馏工段工艺设计年产16万吨苯酚丙酮车间精馏工段工艺设计一、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
[1](MMA)、双酚A、醇醛缩合物等化工产品。

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
[2]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。

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
[1]市场已经成为各国企业争夺的对象。

二、生产工艺流程
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(AlCl )为催3化剂的均相AlCl法工艺和分子筛催化合成异丙苯工艺。

由于A1C1法存在设备腐蚀性强，污染严重33
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
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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
[5]塔底采出,经粗苯酚塔、脱烃塔和苯酚精制塔得到产品苯酚。

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
[6]线采出产品丙酮，塔釜液送回收工段回收有效成分。

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
[6]PT-13(粗苯酚塔)，侧线采出得到产品苯酚。

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
[6] 分解产物中，剩余焦油送至PTK,11。

其简易工艺流程为:
三、工艺设计
3.1 设计原则
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(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 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
规格材料设备设备内径×介质塔盘塔盘进料位号名称高塔体塔盘形式数量位置 (mm)
Ф1700粗丙斜孔 OOCr17 PT,8 分解液× 50 41# 316L 酮塔筛板 Ni14Mo2 31000
Ф2000精丙丙酮、水斜孔PT,10 × 70 12# OCr18Ni9 304 酮塔异丙苯条阀 42000
Ф1500斜孔 OOCr17 PT,13 粗苯酚塔粗苯酚× 48 16# 316L 筛板 Ni14Mo2 30000
SUS304L Ф160031# 苯酚、二甘波纹 SM41+ SUS304 PT,14 脱烃塔× 55 34# 醇筛板 SUS316L SUS316 34000 37# CLAD PT,15 苯酚精制粗苯酚Ф2600浮阀塔50 20# SUS304L
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塔× SUS316L
41000 SM41B 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 1371345877
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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
10。