松香工廠課程設(shè)計

1、廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院松香工廠課程設(shè)計項目名稱：年產(chǎn)5000t松香生產(chǎn)項目設(shè)計人：藍 貴班 級：化工0932班學 號：G20094023221設(shè)計時間 ：2011/6/165000t/a松香生產(chǎn)工藝設(shè)計（廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 南寧 530001）摘 要松香和松節(jié)油是一種生產(chǎn)量大、使用廣泛的天然樹脂與天然芳香油，是重要的工業(yè)原料。依據(jù)其來源不同，松香和松節(jié)油可分為脂松香和脂松節(jié)油、木松香和木松節(jié)油或浸提松香和浸提松節(jié)油、浮油松香和硫酸鹽松節(jié)油。其中，以脂松香和脂松節(jié)的質(zhì)量最高，通常所指的松香和松節(jié)油是脂松香和脂松節(jié)油的質(zhì)量高，通常所指的松香和松節(jié)油是脂松香和脂松節(jié)油。松香是一種復雜的固體混合物，其

2、主要成分是樹脂酸，還有少量的脂肪酸和中性物質(zhì)。工業(yè)松香樹脂酸含量一般為85%89%，脂肪酸含量2%6%，中性物質(zhì)含量5%8%。松脂加工制得的松香，其組成除與松脂原料有關(guān)外，還因松脂的貯存、運輸、加工過程與方法不同而異。組成不同，其性質(zhì)也隨之而有所變化。關(guān)鍵詞：松香 松節(jié)油 工藝設(shè)計 松香樹脂酸第一章 課程設(shè)計的原則第一節(jié)：畢業(yè)設(shè)計的任務、目的及作用通過對5000t/a松香生產(chǎn)工藝設(shè)計進行探討，了解和掌握松香生產(chǎn)工藝設(shè)計的流程設(shè)計方案，物料衡算,熱量衡算,主要的工藝設(shè)備的計算方法和生產(chǎn)過程、設(shè)備的技術(shù)參數(shù)(如溫度,壓力,流量等)控制指標的確定方法和控制方案以及掌握繪制松香生產(chǎn)物料流程圖,帶控制點

3、工藝流程圖和主要設(shè)備的要求和標準 。課程設(shè)計是本科生培養(yǎng)方案中的重要環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)論文，綜合性地運用幾年內(nèi)所學知識去分析、解決一個問題，在作課程設(shè)計的過程中，所學知識得到疏理和運用，它既是一次檢閱，又是一次鍛煉。在作完設(shè)計后，感到自己的實踐動手、動筆能力得到鍛煉，增強了即將跨入社會去競爭，去創(chuàng)造的自信心。課程設(shè)計的目的在于系統(tǒng)的鞏固我們所學的基本理論及專業(yè)知識，使學生更深入的研究其化工工業(yè)生產(chǎn)過程，培養(yǎng)我們具有獨立解決本專業(yè)工程技術(shù)方面實際問題的工作能力，以掌握專業(yè)化工工藝設(shè)計的一般程序和方法，提高化工計算技巧、制圖制表技巧以及收集研究技術(shù)資料及文獻、正確處理技術(shù)數(shù)據(jù)的能力以及工程繪圖技能、技

4、術(shù)經(jīng)濟分析及組織能力。作為一名大學生，從教學出發(fā)，進行有關(guān)工程設(shè)計方面知識的學習和訓練是十分必要的，這不僅有助于培養(yǎng)我們綜合運用多學科的基本理論，聯(lián)系實際，提高分析問題和解決問題的能力；還有助于培養(yǎng)我們深入實際，注意調(diào)查研究的工作作風，為參加今后實際工程設(shè)計作好切實的準備。一次課程設(shè)計雖然不能全面地反映出一個人的才華，也不一定能對社會直接帶來巨大的效益或?qū)I(yè)產(chǎn)生開拓性的影響。但它總是在一定程度上表明一個人的能力與才華，向社會展示自身的價值。設(shè)計過程中所喚起的對科學研究的極大興趣，所激發(fā)的對科學事業(yè)的滿腔熱情以及協(xié)作中辛勤的耕耘，都將是自己寶貴的經(jīng)驗和財富。第二節(jié)：設(shè)計的指導思想和原則1、 產(chǎn)

5、品的數(shù)量和質(zhì)量指標。松香生產(chǎn)規(guī)模要達到課程設(shè)計任務書的要求，松香產(chǎn)品質(zhì)量達到GB/T 8145-2003脂松香>要求。2、先進性和科學合理性。設(shè)計中力求技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，盡量采取國內(nèi)外已成熟的先進技術(shù)，設(shè)備和改革成果，以降低消耗和成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，化工工藝指標和經(jīng)濟效益，達到或超過國內(nèi)同類產(chǎn)品的先進水平。3、 經(jīng)濟性：除了個別情況的生產(chǎn)裝置是從產(chǎn)品的社會效益出發(fā)外，其余的裝置不僅應該有利潤，而且其技術(shù)經(jīng)濟指標應該有競爭性，即要求經(jīng)濟地使用資金、原材料、公用工程和人力。4、 安全：化工生產(chǎn)中大量物質(zhì)是易燃、易爆或有毒性的。因此，設(shè)計必須充分考慮各種明顯的和潛在的危險，保證生

6、產(chǎn)人員的健康和安全。5、 符合國家和各級地方政府制訂的環(huán)境保護法規(guī)，對排放的三廢進行處理。6、 系統(tǒng)須可操作、可控制，可操作是指設(shè)計不僅能滿足操作的要求，且能滿足開停車等非常規(guī)操作要求；可控制是指能抑制外部擾動的影響，系統(tǒng)可調(diào)節(jié)且穩(wěn)定。第二章 工藝路線及生產(chǎn)方式的選擇工藝流程設(shè)計是工廠設(shè)計中最主要的內(nèi)容，它是工藝設(shè)計的核心，這是由于工藝流程設(shè)計的質(zhì)量直接決定車間的生產(chǎn)命運，影響到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、操作條件、安全生產(chǎn)、三廢治理、經(jīng)濟效益等一系列根本性問題。由于這一步驟是決定設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵，所以，我們設(shè)計人員必須力求做到所設(shè)計的工藝流程技術(shù)上先進可靠，經(jīng)濟上合理可行。第一節(jié)：工藝線路的選擇原則在

7、設(shè)計工藝路線時要遵循一定的指導思想和原則。1、先進性工藝路線的先進性體現(xiàn)在兩個方面，即技術(shù)上的先進和經(jīng)濟上的合理，兩者不能缺一。一條工藝路線的是否先進，應具體體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）生產(chǎn)能力；符合年生產(chǎn)5000/t松香的要求；（2）原、輔材料和水、電、汽等的單耗低于同行業(yè)的平均水平.；（3）產(chǎn)品質(zhì)量完全達到國家質(zhì)量標準,松香的優(yōu)級品率大于98.5%；（4）三廢的排放完全符合國家環(huán)境衛(wèi)生的要求；（5）企業(yè)職工的全員勞動生產(chǎn)率處于本行業(yè)領(lǐng)先水平.；（6）建廠時的投資、占地面積、產(chǎn)品成本以及投資回收年限等?？傊?，先進性是一個綜合性的指標，它必須由各個具體指標反映出來。2、可靠性工廠設(shè)計必須可靠。所

8、謂工藝路線的可靠性，是指所選擇的技術(shù)路線的成熟程度。只有具備工業(yè)化生產(chǎn)的工藝技術(shù)路線才能稱得上是成熟的工藝技術(shù)路線。3、結(jié)合國情，因地制宜工藝流程路線的選擇，從技術(shù)角度上，應盡量采用新工藝，新技術(shù)，但在具體選定一條工藝路線時，要結(jié)合我國的國情和建廠所在地的具體條件。第二節(jié)：松脂加工工藝選擇一、 松脂在工廠中的貯存由于采脂具有季節(jié)性以及松脂氧化、揮發(fā)性，松脂進入工廠的數(shù)量隨季節(jié)而變化。為了使采脂旺季運入工廠的大量不致變質(zhì)，并保證連續(xù)生產(chǎn)，松脂工廠必須貯存一定數(shù)量的松脂。貯存池一般建于地下，形狀有圓柱體錐底或正方（長方）體斜底，用鋼筋混凝土建造或者磚塔成。錐形或斜底與平面的夾角小于20度。蒸汽加工

9、廠每個貯存池的容量以200-500噸為宜。考慮生產(chǎn)時的安全，貯存池應該離鍋爐房20米以上。在地下水位較高的地區(qū)，貯存池最好能開道出水。貯存池的布局應該充分利用地形，以節(jié)約建設(shè)為原則。適用的貯存池布局如圖所示：二、 松脂在工廠中的運送 根據(jù)地形的不同，可選用螺旋輸送機輸送和壓縮空氣輸送。1、螺旋輸送機如圖所示2、壓縮空氣輸送工藝三、生產(chǎn)方式的選擇松脂的簡單加工是指將揮發(fā)性的松節(jié)油與不揮發(fā)的松香分離，并除去雜質(zhì)和水分。由于松節(jié)油具有揮發(fā)性，沸點相對較低，加熱過程中先逸出，經(jīng)冷凝后收集，留下的便是松香。松脂加工的主要方法有水蒸氣蒸餾法和滴水法。其中，水蒸氣蒸餾法又分為連續(xù)式、間歇式和部分連續(xù)式等工藝

10、。不同的加工方法有不同的工藝流程。1、滴水法松脂加工工藝（直接火法）直接火法就是把松脂直接裝于蒸餾鍋內(nèi)，鍋底用直接燒火進行加熱，故稱為直接火法。由于本法在蒸餾過程中，當加熱到規(guī)定溫度時，必須滴入適量清水，產(chǎn)生出水蒸汽，降低蒸餾溫度，蒸出松節(jié)油，所以直接火法又稱為滴水法。為了降低蒸餾溫度，采用滴水法松脂加工工藝。當松脂加熱到一定溫度時，滴入適量清水，水很快變成水蒸氣，與松節(jié)油的蒸氣一同蒸出，在冷卻器冷卻后進入油水分離器，分離后得商品松節(jié)油。蒸完松節(jié)油后，趁熱從鍋內(nèi)放出松香，過濾除雜后，包裝得松香。滴水法屬于簡單的松脂加工工藝，其特點是投資小，技術(shù)要求也不高，適宜于遠離工業(yè)城市的山區(qū)生產(chǎn)。但由于滴

11、水法直接用火加熱，溫度不易控制，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，且易滋生火災，生產(chǎn)規(guī)模也不宜太大。1、 水蒸氣蒸餾松脂加工工藝水蒸氣蒸餾松脂加工工藝采用水蒸氣作為加熱和解吸介質(zhì)，加工過程分為三個工段，分別是松脂的熔解、脂液的液制和脂液的蒸餾。先將松脂加熱并加入松節(jié)油和水，使之熔解為液態(tài)，濾去雜質(zhì)，同時加入脫色劑，除去松脂中的鐵化合物。再用熱水洗滌，澄清，得凈制脂液，凈制脂液經(jīng)過熱水蒸氣蒸餾，得到松香和松節(jié)油。松脂的蒸汽法加工分三個工序進行：即松脂熔解、熔解脂液凈制和凈制液蒸餾。若三個工序都連續(xù)進行，稱為連續(xù)法；若三個工序全部間歇進行，則稱為間歇法。但也有些工廠，某些工序采用連續(xù)法而另一些工序采用間歇法的生產(chǎn)方

12、式。因生產(chǎn)上還有連續(xù)法、間歇法之分，故這里需要進行比較選擇。（1）、連續(xù)法進香、放香和排渣都是連續(xù)的。連續(xù)化生產(chǎn)能縮短工藝流程，相應減少設(shè)備和場地，具有投資少，原材料及能源消耗低，勞動生產(chǎn)率高，生產(chǎn)成本較低等優(yōu)點，但還應該注意連續(xù)化生產(chǎn)帶來的另一方面，例如，對建廠條件、車間布置、設(shè)備安裝等要求高，對工人的文化素質(zhì)、操作要求以及對干部的管理水平要求高，對生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定性要求高，對自動化程度要求高，對原材料的規(guī)格質(zhì)量要求高等等。此外 ，連續(xù)化生產(chǎn)不宜、不易、有時不能更換產(chǎn)品品種，因此，往往達不到“一線多能、一機多用”、產(chǎn)品品種多樣化的目的。在一般情況下，生產(chǎn)規(guī)模較大，生產(chǎn)水平要求較高（如自動化程度

13、），產(chǎn)品品種較單一的宜采用連續(xù)化生產(chǎn)。（2）、間歇法進香、放香和排渣時都是間歇的。其優(yōu)點是技術(shù)比較成熟，可操作性強，對產(chǎn)品有很好的控制度。把松香一次性放到熔解鍋內(nèi)，23個小時就可熔解完，操作時間相對較少。但采用此法操作起來比較麻煩，且浪費勞動力和設(shè)備?？紤]到本次設(shè)計的產(chǎn)品是松香甘油酯，酯化時間比較長。而由于間歇式反應釜是間歇操作，每進行一批生產(chǎn)都要有情況記錄、裝卸料、升降溫等操作，這些輔助工序所需時間也很可觀，一般適用于一些反應時間較長的反應，而且它操作上比較靈活、簡便。經(jīng)過對比比較，對于年產(chǎn)5000噸松香的企業(yè)來說，為提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，提高勞動效率，提高經(jīng)濟效益，選用間歇法生產(chǎn)是最佳的方案

14、。第三章 化學工藝計算第一節(jié)：設(shè)計技術(shù)要求及數(shù)據(jù)1、生產(chǎn)車間組成（1）、松脂熔解工序（2）、熔解脂液凈制工序（3）、凈制脂液的蒸餾工序2、生產(chǎn)規(guī)模5000噸/年的松香產(chǎn)品。3、產(chǎn)品質(zhì)量指標各級脂松香質(zhì)量技術(shù)指標（8145-2OO3）級 別名 稱 指 標特級一級二級三級四級五級外 觀透 明 體顏 色微黃淡黃黃色深黃黃棕黃紅符合松香色級玻璃標準色塊的要求軟化點（環(huán)球法）不底于767574酸值mgKOH/g不小于166165164不皂物含量%不大于556乙醇不溶物%不大于0.030.030.04灰分%不大于0.020.030.04各級脂松節(jié)油質(zhì)量技術(shù)指標（GB/T12901-91）名 稱級 別優(yōu) 級

15、一 級重 級外 觀透明、無水、無雜質(zhì)和懸浮液顏 色符合GB/T129023.2項規(guī)定相對密度d420小于0.8700.8800.940折光率n201.46501.47101.46701.47801.5100初餾點不大于150150不規(guī)定170前餾出液體積%不小于9085不規(guī)定酸值mgKOH/g不大于0.51.0104、 產(chǎn)品性能 用途松香為微黃至黃紅色的透明固體，軟化點7090，比重1.0701.085， 溶解熱：15.8kcal/kg，熱容：0.54kcal/kg·，導熱系數(shù)：0.11kcal/m·h·，體積電阻率：5×1016cm，閃點：216。松香

16、還具有結(jié)晶特性，容易產(chǎn)生結(jié)晶現(xiàn)象，在丙酮等有機溶劑中會有結(jié)晶趨勢，結(jié)晶臨界溫度約100，結(jié)晶松香熔點110135，且難于皂化。此外，松香還具有旋光性，松香比旋值控制在015°之間(最佳點+7°)即為無結(jié)晶現(xiàn)象和結(jié)晶趨勢最低的松香。工業(yè)原料（1）、肥皂工業(yè)松香與純堿或燒堿一起蒸煮，形成松香皂。松香皂具有很大的去污力，易溶于水，能溶解油脂，易起泡沫。松香具有粘性，可使肥皂不易開裂和酸敗變質(zhì)。 （2）、造紙工業(yè)松香在造紙工業(yè)上用作抄紙膠料。松香與苛性鈉制成松香鈉皂，即膠料，膠料與紙漿混合并加入明礬，使松香成為不溶于水的游離樹脂酸微粒附著在小纖維上，當紙漿在干燥圓筒上滾壓加熱時，松

17、香軟化填充在纖維之間，這種作用叫“上膠”或“施膠”。紙張“上膠”后，可增強抗水性，防止墨水滲透，改善強度和平滑度，減少伸縮度。 （3）、油漆涂料工業(yè)松香易溶于各種有機溶劑，而且易成膜，有光澤，是油漆涂料的基本原料之一。松香在油漆中的作用是使油漆色澤光亮，干燥快，漆模光滑不易脫落。 （4）、油墨工業(yè)松香在印刷油墨中主要用作載色體，并增強油墨對紙張的附著力。油墨中若不用松香，印制成的墨跡就會色調(diào)呆滯，模糊不清。 （5）、粘合劑工業(yè)以松香酯和氫化松香酯為基本原料的粘合劑，常用作熱熔性粘合劑、壓敏粘合劑和橡膠增粘劑。 （6）、橡膠工業(yè)松香在橡膠工業(yè)上用作軟化劑，可增加其彈性。酯化松香鉀皂可作合成 （7

18、）、食品工業(yè)氫化松香甘油酯與天然糖膠樹膠、蠟、醋酸乙烯等一起加熱溶融，然后加香料、砂糖及色素等調(diào)勻，可 制成口香糖。 在屠宰場中宰殺豬、牛、羊時，經(jīng)過用脫毛機械操作之后，遺留在動物體和頭部的毛可用由88-94%的熔融松香和6-12%的棉籽油所組成的脫毛劑來除去。 （8）、電氣工業(yè)用松香35%與光亮油65%配制成絕緣油在電纜上用作保護膜，起絕緣及耐熱作用。松香和電木以及其他人造樹脂相混合用作絕緣清漆 （9）、建筑材料工業(yè)松香在建筑材料工業(yè)上主要用做混凝土起泡劑和地板花磚粘結(jié)劑。 松香也用作氯乙烯石棉瓷磚的粘結(jié)劑。 松香和亞麻油、碳 酸鈣、木炭、顏料等在一起混合可制造地氈瓷磚助焊劑由于金屬表面同空

19、氣接觸后都會生成一層氧化膜，溫度越高，氧化層越厚。這層氧化膜阻止液態(tài)焊錫對金屬的浸潤作用，猶如玻璃上沾上油就會使水不能浸潤玻璃一樣。焊劑是清除氧化膜的一種專用材料，又稱助焊劑。助焊劑有三大作用： （1）.除氧化膜：實質(zhì)是助焊劑中的物質(zhì)發(fā)生還原反應，從而除去氧化膜，反應生成物變成懸浮的渣，漂浮在焊料表面。 （2）.防止氧化：其熔化后，漂浮在焊料表面，形成隔離層，因而防止了焊接面的氧化。 （3）.減小表面張力：增加焊錫流動性，有助于焊錫濕潤焊件。松香被涂抹在二胡，提琴等樂器的弓毛上用來增大弓毛對琴弦的摩擦。5、 原料的性質(zhì) 技術(shù)參數(shù)松屬樹木分泌出來的樹脂，稱為松脂。從化學組成來看，松脂主要是固體樹

20、脂酸溶解在萜烯類中所形成的溶液。松脂被加工后，揮發(fā)性的萜烯類物質(zhì)稱為松節(jié)油，不揮發(fā)性的樹脂酸熔合物稱為松香。松脂剛從松樹樹干的樹脂道流出時，無色透明，其萜烯含量可達36%。在與空氣接觸后，萜烯揮發(fā)很快，同時樹脂酸呈結(jié)晶狀析出，松脂本身逐漸變得濃稠，呈蜂蜜狀的半流體。從林區(qū)送到工廠的松脂，常常含有各種機械混合物，包括松針、樹皮、木片、昆蟲和灰塵等。馬尾松松脂一般組成為：松香 7275% 松節(jié)油 1620% 水分 46% 雜質(zhì) 0.050.3%松脂靜置時，樹脂酸的結(jié)晶從松脂中析出下沉。上層常呈現(xiàn)一層黃色的液體，它是由液體萜烯和一些難于結(jié)晶的物質(zhì)組成。上層液體中松節(jié)油含量可達50%，其他的物質(zhì)主要是

21、氧化樹脂酸。6、 生產(chǎn)工藝流程圖松脂破碎熔解除渣多級蒸餾產(chǎn)品1. 熔解釜2.加料斗3，17 熔解油（中油）貯罐；4，12，16，24，29.冷凝冷卻器（換熱器）；5.過渡槽；6.過濾器；7，8，9，10.澄清槽；11.一級蒸餾釜；13.優(yōu)油貯罐；14，20 鹽濾器；15，18，21，23.油水分離器；19.重油貯罐；22.二級蒸餾釜；25.黑香或殘渣受器；26.噴提鍋；27.中層脂液澄清罐；28.排渣水槽；30.分離器7、 生產(chǎn)流程說明1.松脂的熔解：松脂的熔解在9335下進行。在熔解過程中，必須加入適量的水、松節(jié)油和草酸。加水是為了洗去松脂中的水溶性色素和單寧等。加入草酸是為了除去有色的樹脂

22、酸鐵鹽，其用量為松脂重量的0.05%0.15%。松節(jié)油的加入可更好地熔解松脂，降低脂液的密度與黏度，以利于過濾、凈制和輸送，松節(jié)油直接用做煉制過程中的熔解油。松脂的溶解工藝流程2.熔解脂液的凈制：脂液的凈制由水洗和澄清兩部分組成。水洗過程中，為了使兩相充分接觸，施以較強的湍動，但注意避免乳化，水溫須與脂液同溫。水洗完畢，產(chǎn)生的兩相應盡快地分離。水洗后的脂液要澄清。澄清是利用懸浮液或不相溶的液體中的各種物質(zhì)的密度差而自行分層的原理。脂液的密度和黏度都與脂液中松節(jié)油的含量和溫度有關(guān)，在松脂熔解時加松節(jié)油，加大了水和脂液的密度差，當脂液中的含油量為40%、溫度為90時，脂液澄清較快。3.凈制脂液蒸餾

23、：凈制的脂液采用水蒸氣蒸餾，該過程可視為解吸過程。在蒸餾中，用間接水蒸氣（閉氣）加熱脂液，以直接水蒸氣（活氣）作為解吸介質(zhì)，帶出松節(jié)油，直接水蒸氣的溫度為320以上。為了達到較好的蒸餾效果，可以多釜多級蒸餾。脂液在蒸餾過程中，150160的餾分為優(yōu)油，主要是蒎烯；160185的餾分主要是單萜和倍半萜，稱為熔解油和中油，這部分油不作為商品油，而用來熔解松脂，循環(huán)使用；185200的餾分主要是倍半萜，稱重油。第二節(jié)：工藝計算(1)本設(shè)計為年產(chǎn)量5000t。(2)根據(jù)（GB/T81462003）松脂工廠建設(shè)標準的規(guī)定、松脂加工的季節(jié)性強的特點以及松脂及時加工的要求，采用年工作日200d、每日三班生產(chǎn)

24、。（3）松香用鍍鋅鐵桶包裝，每桶松香凈重225.0 k g士0.5 k g.（4）產(chǎn)品合格率按98.5(取XX廠經(jīng)驗數(shù)據(jù))，則實際年產(chǎn)量為：5000t/98.5%=5076.14t(5)平均日產(chǎn)：25.38t 5076.14/200=25.38 (t日)(7)每日三班。平均每班生產(chǎn)8.46t25.38/3=8.46t(8)每天按8h生產(chǎn)，則每小時生產(chǎn)1.06t 8.46/8=1.06(th)(9)平均每小時生產(chǎn)桶數(shù)：1060/225=4.71桶 約等于5桶左右第四章 廢水處理松香生產(chǎn)中會產(chǎn)生一定量的污染物，必須根據(jù)標準進行治理。在所有污染中最主要的是廢水。根據(jù)加工松香生產(chǎn)特點和排放廢水質(zhì)情況,治理工藝采用多級”物化+生化”法,其工藝流程圖如下:主要設(shè)施：集水池、緩沖池、隔油池等。廢水的PH值調(diào)至6.5-7.5之后，加入適量混合絮凝劑。氣浮是氣浮是去除廢水中SS、CODcr、BOD5 最重要的步驟之一，本設(shè)計采用了加壓