【年产13万吨苯酚丙酮氧化工段工艺设计】.doc

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； （）尽可能创造良好的劳动条件，以利于劳动工人的身心健康； （）重视环境保护，合理处理好三废。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，工艺流程图，全厂平面图以及各车间平面布置图。 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30-40 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： ⑵ 二段提浓精馏塔PT-塔高：H=m 计算塔径：D= m ⑶ 三段提浓精馏塔PT- 塔高：H=m 计算塔径：D=m 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 Ф×8000 波纹筛板 SM41B+SUS4 SUS304 PT-2 氧化塔 Ф×11000 波纹筛板 SM4