毕业设计

太原科技大学毕业设计(论文) 于管板上。在管壳换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。

在间壁式冷凝器中，酚水气体混合物走壳程，冷却水走管程，酚水气体混合物在冷却水的作用下得以部分冷却，使得高沸点物质得到了冷却，低沸点物质通过壳程流出冷凝器。

2.2 生产工艺流程

本次设计主要设计粗苯精馏工序 粗苯蒸馏工序工艺流程

自粗苯酚中蒸出酚水过程是在真空中进行的，加入蒸馏釜内的粗酚，用釜内的大小加热蛇管升温至沸，在0.053MPa真空下，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，进入酚水受槽，待酚水出尽后用0.25MPa压缩空气压入酚水高位槽，供分解配料用。

2.3 主要设备的选择

2.4.1 蒸馏釜的选择

蒸气加热式的减压蒸馏釜 2.4.2 分馏塔的选择

采用间歇式的气相式入料的塔式分馏塔 2.4.3 部分冷凝器的选择 采用列管式冷凝器

2.5 三废处理

2.5.1三废排放物

本生产工艺产生的三废排放物见下表（以每吨苯酚产品计）：

表2.1三废排放物表

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太原科技大学毕业设计(论文) 序号

名称 组成 C6H6含量

单位 立方米 立方米 吨

数量 处理方法 排放源

1 酸性水

990.81mg/l含有少量亚硫酸

0.70 排下水 循环使用

蒸馏真2

空泵尾气

3

苯基苯酚残渣

酚含量4.220mg/m3 苯基苯酚含量

206.52 排空 尾气排气筒

0.011 外排

苯基苯酚蒸馏

锅

2.5.2 处理方式

(一) 苯酚蒸馏树脂的处理 1.蒸馏树脂的加水处理

树脂加水处理是在树脂酸化槽内进行的。接受蒸馏树脂3-4次，体积约3000升后，停止加料，加入洗锅水高位槽的洗锅循环水约4500-5500升，使得总体积约为7500-8500升，进行搅拌，并通入直接蒸汽加热至70℃-80℃，继续搅拌5-10分钟，然后静止沉降8小时左右。待树脂与水分层后进行分离操作。

启动水环真空泵，将酸化后水槽抽成真空，然后将此真空通至树脂酸化槽真空软管吸头，将吸头轻轻放入已分层的水层（一般水层在上面，树脂层在下面）含酚污水在真空抽离下，被吸入酸化污水槽，真空吸头随着污水液面下降而逐渐下放，直至吸完水、切断酸化污水槽的真空，将真空移入与酸化污水槽相同的酸化渣受槽，将树脂酸化槽的真空吸头继续下放到树脂层，将树脂吸收到酸化渣受槽，直至吸净为止，停止真空泵运转，已抽空的树脂酸化槽备下次接受树脂水处理使用。吸入酸化污水槽的酚水，排入下水。

将储于酸化渣受槽的树脂，用离心泵送苯基苯酚蒸馏釜，提取苯基苯酚。 2. 苯基苯酚蒸馏

树脂蒸馏釜的盖上装有筛板式分馏塔和列管式部分冷凝器。该釜位于煤气加

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太原科技大学毕业设计(论文) 热炉上，燃烧煤气使锅内物料沸腾汽化，然后经筛板塔分馏，实现分离苯基苯酚的目的。

(二) 蒸馏洗锅水的循环

蒸馏洗锅水是蒸馏压榨后洗刷粘结在釜壁和加热蛇管上的树脂所形成的。 治理这股污水是在洗锅水高位槽及洗锅水循环槽中进行的。其治理工艺为开始往蒸馏釜中加入生产水洗锅。清水经水计量槽计量后2 m3的清水进入蒸馏釜中，打开大小加热盘管蒸汽开动搅拌，进行搅拌，洗完过后，洗锅水从锅底放入洗锅水循环槽，其液面不得超过5 m3,用其上液下泵送入洗锅水高位槽，循环使用三天，将洗锅水高位槽的蒸汽鼓泡器开启，将渣和水一并放入树脂酸化器，供处理树脂用水。然后再经计量槽加入清水，重复操作，进行循环。

2.6 安全生产得基本要求（蒸馏工段）

1.能导致中毒或死亡。苯酚蒸汽在空气中最大允许浓度为5mg/m3,因此，在苯酚吸入人体操作中要求设备、管道阀门应密封，并在真空中进行操作。使用防毒面具按规定为3型。若设备内苯酚浓度超过2％，且含氧在18％以下时应戴隔离式面具进入设备检修。

2.苯酚灼伤人体皮肤时应立即用酒精、甘油等擦洗，严禁用冷水冲洗皮肤。眼睛被苯酚灼伤后，则用大量温水冲洗。操作工要带好防护眼睛。

2.7 粗粉蒸馏的生产工时定额

1. 加料： 15分钟 2. 蒸出酚水： 8 - 9小时 3. 蒸出液酚： 3 - 4小时 4. 蒸出成品： 7 - 8小时 5. 放成品： 30分钟 6. 分析控制时间： 1小时 7. 送料时间： 30 - 40分 8. 分析控制时间; 1小时 9. 包装： 2小时

总共： 23小时45分 — 26小时5分

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太原科技大学毕业设计(论文) 总计： 59小时20分 — 74小时35分

第三章 蒸馏釜的工艺计算

3.1粗苯的处理量：

已知：V（酚水）=200L,V（液酚）=300L，m(苯酚）=6吨/釜，ρ(苯酚）=1.071ｇ/m3，V（残渣）=700L,则

V(苯酚）=m(苯酚）/ρ(苯酚）=6000/1.071=5600L

由此可得此蒸馏釜最小体积为V=V（酚水）+V（液酚）+V(苯酚）+V（残渣） =8600L

3.2 蒸馏釜的蒸馏体积

已知蒸馏釜的填充系数为0.75

则实际蒸馏塔的体积为8.6/0.75=11.47m3

3.3蒸馏釜的设计

3.3.1蒸馏釜的直径和高度

在已知搅拌器的操作容积后，首先要选择罐体适宜的高径比（H/Di），以确定罐体的直径和高度。选择罐体高径比主要考虑以下两方面因数：

1、高径比对搅拌功率的影响：在转速不变的情况下，p?Di3（其中D—搅拌器直径，P—搅拌功率），P随釜体直径的增大，而增加很多，减小高径比只能无谓地消耗一些搅拌功率。因此一般情况下，高径比应选择大一些。 2、高径比对传热的影响：当容积一定时，H/Di越高，越有利于传热。

3—1 高径比的确定通常才用经验值表[6]

种类 罐体物料类型 15

H/Di