毕业设计

太原科技大学毕业设计(论文) 第1章 概 述

1.1 产品概述

1.1.1 苯酚的简介

苯酚（Phenol，C6H5OH）是一种具有特殊气味的无色针状晶体， 有毒，是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物（如阿司匹林）的重要原料。也可用于消毒外科器械和排泄物的处理， 皮肤杀菌、止痒及中耳炎。熔点43℃，常温下微溶于水，易溶于有机溶剂；当温度高于65℃时，能跟水以任意比例互溶。苯酚有腐蚀性，接触后会使局部蛋白质变性，其溶液沾到皮肤上可用酒精洗涤。小部分苯酚暴露在空气中被氧气氧化为醌而呈粉红色。 1.1.2 苯酚的性质 化学性质

可吸收空气中水分并液化。有特殊臭味，极稀的溶液有甜味。腐蚀性极强。化学反应能力强。与醛、酮反应生成酚醛树脂、双酚A，与醋酐；水杨酸反应生成醋酸苯酯、水杨酸酯。还可进行卤代、加氢、氧化、烷基化、羧基化、酯化、醚化等反应。苯酚在通常温度下是固体，与钠不能顺利发生反应，如果采用加热熔化苯酚，再加入金属钠的方法进行实验，苯酚易被还原，在加热时苯酚颜色发生变化而影响实验效果。 物理性质

相对蒸气密度（空气=1）：3.24 折射率1.5418

饱和蒸气压(kPa)：0.13(40.1℃) 燃烧热(kJ/mol)：3050.6 临界温度(℃)：419.2 临界压力(MPa)：6.13

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太原科技大学毕业设计(论文) 辛醇/水分配系数的对数值：1.46 爆炸上限%(V/V)：8.6 引燃温度(℃)：715 爆炸下限%(V/V)：1.7

溶解性：可混溶于醚、氯仿、甘油、二硫化碳、凡士林、挥发油、强碱水溶液。常温时易溶于乙醇、甘油、氯仿、乙醚等有机溶剂，室温时稍溶于水，与大约8%水混合可液化，65℃以上能与水混溶，几乎不溶于石油醚。

1.1.3 苯酚的用途 工业

苯酚是重要的有机化工原料，用它可制取酚醛树脂、己内酰胺、双酚A、水杨酸、苦味酸、五氯酚、2,4-D、己二酸、酚酞n-乙酰乙氧基苯胺等化工产品及中间体，在化工原料、烷基酚、合成纤维、塑料、合成橡胶、医药、农药、香料、染料、涂料和炼油等工业中有着重要用途。此外，苯酚还可用作溶剂、实验试剂和消毒剂,苯酚的水溶液可以使植物细胞内染色体上蛋白质与DNA分离，便于对DNA进行染色。 医疗

【用法与用量】

1.器械消毒及排泄物处理1%～5%水溶液。 2.皮肤杀菌与止痒：2%软膏涂患处。

3.中耳炎用1%～2%苯酚甘油滴耳，每日3次。

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太原科技大学毕业设计(论文) 广泛用于制造酚醛树脂、环氧树脂、锦纶纤维、增塑剂、显影剂、防腐剂、杀虫剂、杀菌剂、染料、医药、香料和炸药等 1.1.4 国内苯酚的发展前景

今年我国经济放缓，苯酚交易清淡，但总体上，市场对苯酚的需求逐年上升，受此影响，国内苯酚装置出现扩产高潮，企业应警惕产能过剩。

受欧债危机蔓延、国内经济增长减缓等因素影响，国内建筑行业、汽车行业、家电行业等终端市场需求明显萎缩，导致酚醛树脂、减水剂、聚碳酸酯和双酚A下游行业需求锐减，市场购买能力明显下降，苯酚市场成交量稀少。但我国市场对苯酚的需求量逐年上升，且上升幅度较大，2010年表观消费量达到140万吨，比上年增长16.7%;2011年表观消费量达到160万吨，增长12.1%。国产苯酚的产量不能满足市场的需求，国内苯酚装置正在出现扩产高潮，预计2013年新增产能182.75万吨/年，苯酚总产能有望达到290.85万吨，产量预计达到340万吨左右，我国苯酚消费量将达到198.8万吨，产量将超过消费量，应引起我国企业警惕。业内人士表示，由于世界苯酚生产能力增长也很快，且新建、扩建装置几乎都集中在亚洲，我国苯酚市场竞争将更加激烈。

1.2 苯酚的生产工艺

以苯为原料，用硫酸进行磺化生成苯磺酸，用亚硫酸中和，再用烧碱进行碱熔，经磺化和减压蒸馏等步骤而制得。

第2章 生产工艺设计

2.1 生产工艺基本原理

2.1.1 蒸馏釜的原理

蒸馏是一种热力学的分离工艺，它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发的过程。

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太原科技大学毕业设计(论文) 蒸馏釜，涉及一种化工生产中蒸馏所使用的釜。主要是为解决现有的蒸馏釜在生产过程中当物料中含有固状物及高沸点物时需间断检修清理的问题而设计的。它包括蒸馏釜壳体，在蒸馏釜壳体上方是上封头，上封头上有气体出口，上封头下方有除沫器，除沫器下方为贮料室，贮料室上部有进料口，室内设立式蒸发器，蒸馏釜下部为固状物及高沸点物沉降室，在沉降室内设搅拌器，搅拌器轴通过轴封与外部电机相连，蒸馏釜底部设固状物及高沸点物排出口。优点是可随时排出固状物及高沸点物，无须间断检修清理，保证生产连续进行。

酚水经进料口进入储料室，酚水在蒸发器提供热量的条件下进行蒸馏分离，使得低沸点物质与高沸点物质在搅拌器的作用下得到分离，低沸点物质经除沫器后通过气体出口而排出，高沸点物质通过蒸馏釜底部而排出。

2.1.2 分馏塔的基本原理

在有限的空间内，尽可能的增大液相混合物的热交换面积，一般用于精馏分馏的混合物为有机共沸物，共沸物从反应釜内首先受热上升至分流段，沸点低的继续上升，因为塔顶在受到低沸点物的传热后温度和低沸点物一致，所以低沸点物被分馏出来，而较高沸点物因为没有达到相应的沸点，故会受冷却后回流至反应釜内或分馏柱下半部分，待低沸点物被完全馏出后，较高沸点物相继被分馏，然后是高沸点物的馏出，最后反应釜底部是残渣。

水与苯酚蒸汽经飞沫阻挡器扑集飞沫与液滴后，进入分馏塔，与塔上部回流的高沸馏分凝液进行热与质的传递后，低沸馏分成气态上升进入部分冷凝器，再次，低沸馏分中的高沸物再次被冷凝，凝液回流入塔，塔底凝液经液封管返回蒸馏釜内，未凝蒸汽经列管全凝器与冷却水换热，全部冷凝成液体。

2.1.3 部分冷凝器的工作原理

管壳式(又称列管式) 冷凝器是管壳式换热器，主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行管束或者螺旋管，管束两端固定

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