1、年产一万吨松香厂设计毕业设计年产一万吨松香厂设计摘要中国乃全球最大的发展中国家，也是当今世界经济增长最快的国家之一，随着经济不断发展，西部大开发的实施，全国的经济蒸蒸日上，工业发展迅速，对资源能源的需求越来越大。我国地大物博，拥有丰富的松林资源，提供了丰富的松脂原料，同时，我国大量劳动力为采集松脂提供了方便，很好地解决生产松香的原料问题。而且我国松脂加工的技术成熟，确保生产方案有效实施。进行松脂加工，不但可向国家提供大量的工业原料和出口物资，还可提高山区人民的生活水平，繁荣山区经济。本项目年消耗松脂 1.35 万吨，年实际主产可达 0.9878 万吨松香，联产 0.2542 吨优油，0.287
2、6 吨蒎烯和 0.0408 吨重油。整个工艺采用连续蒸汽法加工松脂。包括三个工序：即松脂熔解、熔解脂液净制和净制脂液蒸馏。建厂总投资为 2054 万元，建设期一年，第二年正式投产，总产品销售收入 21570.67，生产期直接原料费及工人工资共为 13020.55 万元，本项目经济效益较高。产品松香和松节油是两种重要的工业原料，广泛应用于化工，肥皂、造成橡胶，涂料，医药，食品，塑料，电气，印刷等工业部门。同时松香也是我国的大宗出口物资之一，而且随着工业生产与科学技术的发展，世界上对松香、松节油的需求逐步增加，生产远远不能满足需要。当前世界上松香年产量约 110 万吨，我国占 1/3，脂松香的产量
3、我国居世界首位，可见我国的松香的出口前景十分广阔。所以，本厂的建立具有良好的社会效益和经济效益。1. 设 计 任 务书1.1.设计项目名称 ：年产 1 万吨松香生产工艺设计（01210000t）1.2.生产方法 ：以松脂为原料，通过水蒸汽连续蒸馏法生产松香。1.3.生产能力 ：年产 1 万吨松香。1.4.原料组成 ：松香 74% 松节油 19% 水分 6.5% 杂质 0.5%。1.5.设计说明：松香是一种季节性生产的资源型产品，松香产量随季节而变化，一般每年 611 月是松香生产季节，其中 7、8、9、10 月是生产旺季，月产量最大，这一阶段，全国松香产量维持在 3545 万 T 之间，199
4、7 年达到历史最高水平，超过 50 万吨。设实际开工 6 个月，除定期检修外，每月开工28 天，全年共开工 168 天，每天应生产松香 59.5 吨，按 60 吨计，每小时平均产松香 2.5 吨/小时。2. 松香的简介1.6.松香的主要类型松香是松树分泌的粘稠液体经蒸馏而得到的一种天然树脂，其颜色由微黄色至棕红色，是年产一万吨松香厂初步设计说明书2013 年 12 月一种透明、脆性的固体物质。松树具有极强的生命力，是分布最广的树种之一，据估计松树约占地球上森林面积的 1/3，在我国从南到北都有分布。松香是我国林产化学工业中最重要的产品之一，是一种重要的天然产物，也是一种可再生资源。松香按其来源
5、（即采集方法）的不同可分为三种类型：即脂松香、木松香、和浮游（妥尔油）松香。1.7.脂松香 使用采割的形式收集松脂再加工提炼而成的松香叫脂松香。其特点是对松树能连续采割，有利于资源的充分利用。中国松脂资源丰富，是脂松香产量最大的国家，脂松香产量在相当长时间内仍会保持 35 万吨以上。所以，估计今后 20-30 年内，世界脂松香年产量仍可保持在 65-70 万吨。 (2)木松香 木松香是将松根或树干切碎，用溶剂浸提出树脂，经加工提炼出来的松香。主要产于美国，原料依赖于该国东南部的原始松林，现在由于森林资源减少，导致木松香原料短缺，产量由 1950 年 31.6 万吨，降至目前 2 万吨。前苏联也
6、生产木松香，由于资源减少，产量也急剧下降。估计世界现木松香产量只占松香总量 5%以下。(3)浮油松香 来自木材制浆造纸工业，从硫酸盐制浆中回的黑液经加工而得，原来在性能上不如脂松香，后来由于质量不断提高，如今性能己与脂松香相近。由于造纸所用松木比例减少，降低了浮油分馏所得松香产率（从 27%降至 21%） 。所以近年来虽然粗浮油分馏能力增加，但是浮油松香产量仍只保持相对稳定，约占松香总量 30%-35%。上述三类松香，以脂松香的质量最好。我国目前以脂松香为主，而且也是世界上最大的脂松香生产国和出口国。因此发展松香生产必须首先发展松脂生产。松脂主要集中于松树树木的树脂道中，为了取得松脂，在松树上
7、有规律地切开伤口，使松脂外流，收集起来作为生产松香的原料，这种作业称为采脂。采脂的主要树种有松属树木中的马尾松、云南松、湿地松，其他如南亚松、黑松、油松和红松等也可采脂。松脂应分级存储，以保证松香质量。松脂的质量取决于颜色、含油量、杂质和水分等。树脂的分级可评定为特级、一级、二级、三级。1.2.2 国内松香情况：目前，松香的世界年产量约为 11010 412010 4t。我国松树资源丰富，是松香产量最大的国家。目前我国松香主要产地为广西、广东、福建、江西、云南、湖南、海南等省（自治区） ，其中两广产量占全国总产量的一半以上，素有“两广平，天下宁”之说。由于采脂劳动力强大，随着经济的发展，松香的
8、产区逐渐移向较偏远的山区，近年来广西的产量开始大于广东。云南的脂松香产量也呈现了较快的增长势头。马尾松主要分布在淮河流域、汉水流域以南和云南、贵州、四川东部地区。云南松分布在广西西南部、云南、贵州、四川的西部和西藏东部。湿地松使广西、广东、福建、江西、湖南等省引种的很有希望的采脂树种。南亚松是热带树种，主要分布在海南省。产品规格、性能及在国民经济中的应用松 香 产品规格级别 特级 一级 二级 三级 四级 五级外观 透明体年产一万吨松香厂初步设计说明书2013 年 12 月1、肥皂工业松香与纯碱或烧碱一起蒸煮，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
9、肥皂不易开裂和酸败变质。2、造纸工业 松香在造纸工业上用作抄纸胶料。松香与苛性钠制成松香钠皂，即胶料，胶料与纸浆混合并加入明矾，使松香成为不溶于水的游离树脂酸微粒附着在小纤维上，当纸浆在干燥圆筒上滚压加热时，松香软化填充在纤维之间，这种作用叫“上胶”或“施胶”。纸张“ 上胶”后，可增强抗水性，防止墨水渗透，改善强度和平滑度，减少伸缩度。 3、油漆涂料工业松香易溶于各种有机溶剂，而且易成膜，有光泽，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泽光亮，干燥快，漆膜光滑不易脱落。4、油墨工业松香在印刷油墨中主要用作载色体，并增强油墨对纸张的附着力。油墨中若不用松香，印制成的墨迹就会色调呆滞
10、，模糊不清。 5、粘合剂工业以松香酯和氢化松香酯为基本原料的粘合剂，常用作热熔性粘合剂、压敏粘合剂和橡胶增粘剂。 6、橡胶工业松香在橡胶工业上用作软化剂，可增加其弹性。歧化松香钾皂可作合成。7、食品工业氢化松香甘油酯与天然糖胶树胶、蜡、醋酸乙烯等一起加热溶融，然后加香料、砂糖及色素等调匀，可制成口香糖。 在屠宰场中宰杀猪、牛、羊时，经过用脱毛机械操作之后，遗留在动物体和头部的毛可用由 88-94%的熔融松香和 6-12%的棉籽油所组成的脱毛剂来除去。 8、电气工业用松香 35%与光亮油 65%配制成绝缘油在电缆上用作保护膜，起绝缘及耐热作用。松微黄 淡黄 黄色 深黄 黄棕 黄红颜色符合松香色级
11、玻璃标准色块的要求软化点（环球法） ，, 76 75 74酸值（mgKOH/g） ， 166 165 164乙醇不溶物， % ， 0.03 0.03 0.04不皂化物含量， % , 5 5 6灰分, (%) , 0.02 0.03 0.04性质和用途松香是一种天然树脂，主要由各种树脂酸组成，易溶於多种溶剂，具有特有的化学活性。是造纸、涂料、油墨、橡胶、肥皂、电子、食用酯胶、松香酯树脂等工业的重要原料。年产一万吨松香厂初步设计说明书2013 年 12 月香和电木以及其他人造树脂相混合用作绝缘清漆 9、建筑材料工业松香在建筑材料工业上主要用做混凝土起泡剂和地板花砖粘结剂。 松香也用作氯乙烯石棉瓷砖
12、的粘结剂。 松香和亚麻油、碳 酸钙、木炭、颜料等在一起混合可制造地毡瓷砖。:1.1.1 松节油质量指标（TB12901-91）1.4.2.松节油指标名称 优级 一级 重级外观 透明、无水、无杂质和悬浮物颜色 符合 GB/T12902 3.2 规定 不规定相对密度 d204 0. 870 0.880 0.940折光率 1.4650-1.4710 1.4670-1.4780 1.5100 170 初馏点 , , 150 150 不规定170 前馏出液体积 ,(%) 90 85 不规定酸值, (mgKOH/g) 0.5 1.0 10性质和用途松节油的主要组份是蒎烯，具有特殊的化学性质，是一种优良的溶
13、剂，是涂料、合成樟脑、合成树脂、香料和其他有机合成工业的重要原料。松节油长期以来作为溶剂，应用于油漆、油膏等，但被溶剂汽油取代后，主要应用于合成工业。在合成工业中，松节油作为原料，可合成樟脑、薄荷片、松油醇 、香料等，在油漆工业中，作为催化剂、溶剂使漆膜平滑。还作高级轿车上光蜡原料，农药工业上，可合成敌稻瘟，此外，还广泛应用于造纸工业、冶金工业、医学工业、日用化工等领域。松香生产的方法介绍松脂加工方法有多种，各地可根据资源情况，掌握的技术水平，选择合适的生产方法。1、直接火法直接火法就是把松脂直接装于蒸馏锅内，锅底用直接烧火进行加热，故称为直接火法。由于本法在蒸馏过程中，当加热到规定温度时，必
14、须滴入适量清水，产生出水蒸汽，降低蒸馏温度，蒸出松节油，所以直接火法又称为滴水法。2 、蒸汽法 蒸汽法是用蒸汽作加工热源，并用过热蒸汽作活汽，即蒸汽从蒸汽管的小孔喷出，以降低蒸馏温度，蒸出松节油。 松脂的蒸汽法加工分三个工序进行：即松脂熔解、熔解脂液净制和净制脂液蒸馏。若三个工序都连续进行，称为连续法；若三个工序全部间歇进行，则称为间歇法。但也有些工厂，某些工序采用连续法而另一些工序采用间歇法的生产方式。 连续蒸汽法松脂加工分三个工序进行，其工艺流程如下：年产一万吨松香厂初步设计说明书2013 年 12 月1 、松脂熔解工序 松脂用螺旋输送机由贮脂池打入进料斗，经螺旋给料器进入连续熔解器，松脂
15、一般是粘稠而带有一定水分和杂质的半流体，为了便于除去杂质的输送，在熔解时需加入一定份量的松节油和水分。松脂熔解时通入开口蒸汽，温度控制在 9095，熔解过程中蒸发出来的松节油和水蒸气由熔解器上部的冷凝器回收。熔解脂液经熔解器内的过滤装置除去粗大的杂质后进入连续澄清槽。2 、熔解脂液净制工序 熔解脂液的组分包括：松香 4749%，松节油 2730%，水分 2030%，杂质 01%左右。熔解脂液中含有大量的水分和细小杂质，我国采用澄清法除去。熔解脂液在澄清槽进行澄清，澄清槽的容积较大，一般能使脂液在其中停留68 小时，使脂液和水自行分层，澄清后的净制脂液送往蒸馏工序。 澄清槽逸出的水和松节油的蒸汽
16、进入冷凝器回收，下部的渣水混合物，通过稳定罐排出。水分、细小杂质和少量暗色松脂形成的中间层送入中层脂液澄清槽，回收其中的脂液。3 、净制脂液的蒸馏工序 蒸馏工序是在连续蒸馏塔中进行。澄清的脂液由过渡罐经转子流量计测定流量后进入加热器预热至 140左右，送入蒸馏塔。塔分二段，上塔段塔顶蒸出优级松节油，优级松节油的蒸汽和水蒸气的混合气体由塔顶引出进入冷凝器，冷凝和冷却后经优油的油水分离器分离出水分，优级松节油再经盐滤器去除微量水分后送入油库即为成品。下塔段塔顶蒸出重油，塔底放出松香。重油经泠凝器、油水分离器分离水分后送往油库。松香放出后送至包装场装桶。1.8.各工段的工艺条件:1.1.2 熔解工段
17、工艺条件:控制项目 工艺要求松香松节油比 60:40（重量比） 加水量（原料量） 待求熔解温度 98熔解时间 25min加热方式 活汽喷射1.1.3 澄清工段工艺条件：控制项目 工艺要求加料量 80%温度（槽组） 90时间 6 小时水份含量 0.5%1.1.4 预热蒸馏工段工艺条件：预热:控制项目 工艺要求预热温度 40蒸汽压力 0.5MPa年产一万吨松香厂初步设计说明书2013 年 12 月蒸汽温度 174.5优油段:进料温度 140出段温度 180活汽压力 0.34MPa油水比 1：0.5闭汽压力 0.78MPa重油段:进段温度 180出塔温度 200活汽压力 0.15MPa油水比 1:5
18、闭汽压力 0.78MPa塔用汽温度活 汽 340闭 汽 340冷凝冷却器:油水混合蒸汽冷凝后温度 40进水温度 25出水温度 503. 松脂加工工序图：松脂贮存 松脂输送 松脂熔解 脂液水洗脂液澄清 脂液预热 脂液蒸馏 产品包装贮运中层脂液处理1.9.工艺流程方框图：年产一万吨松香厂初步设计说明书2013 年 12 月贮脂池料斗螺旋输送机松脂车间料斗连续熔解器螺旋给料器压脂罐脂液水洗器浮渣过滤器澄清槽滤渣器预热器净制脂液贮罐蒸馏塔中层脂液压脂罐中层脂液过滤器中层脂液澄清槽中层脂液贮罐热水罐草酸溶液计量器松香压脂罐熔解油贮罐排渣排渣排渣蒎烯冷却分离 油库优油 冷却分离油库重油油冷却分离油库年产一
19、万吨松香厂设计毕业设计4. 各工序物料衡算和热量衡算和典型设备的选择和计算1.10. 原料工段物料衡算原料组成松香：74% 松节油：19.0% 水：6.5% 杂质：0.5 松香加工过程中的损耗根据实际测定经验，考虑各个工序的损耗，以及松脂在运输储藏过程中的消耗，每吨松香约需松脂 1.35 吨。生产规模设计年产量 10000 吨，除定期检修外，每年开工 168 天，每天应生产松香 60 吨，则每小时平均生产松香 2500。则每小时需松脂量为：W1=25001.35=3375Kg全年生产所需的松脂量为：W2= W124168=13608t厂内松脂贮存量以供给二个月正常生产所需的松脂量计：W3= 1
20、3608/3=4536t原料贮存与输送由于采脂具有季节性，松脂进入工厂的数量随季节而变化，为使采脂旺季进入工厂的大量松脂不至于变质，并保证连续的生产，松脂厂内必须贮存一定量松脂。在工厂中，一般采用贮脂池贮存松脂，松脂加工时再由螺旋输送机输送到加工工序。1.1.5 典型设备的选择和计算贮脂池设计松香原料进厂，经过称重检验后，用贮脂池贮存松脂，贮存量能保证二个月的生产需要。 贮脂池建于地面上， 贮脂池的池底为正方体斜年产一万吨松香厂初步设计说明书2013 年 12 月底， 池底斜面与池底夹角为 20，贮脂池用钢筋混凝土建造，各池以钢筋混凝土墙隔开，墙厚 35，池露出地面的高度以便于汽车装卸松脂为宜
21、，池面以钢筋混凝土为梁，呈格形过道，过道宽 1.6m，过道之间放置木栅栏，以便倾倒松脂。贮脂池顶上盖以砖木结构棚，以免松脂日晒雨淋和尘土杂质混入。贮脂池以四个一组,每个池的最低点位于池组的中心，其对角位于池组底侧墙设一松脂流出口。贮脂时将闸门闸住；使用时，在池上通道处控制，通过螺杆打开闸门。四池合用一台螺旋输送机。为防止松脂在贮存时氧化、结块变质和松节油挥发，通常贮脂池内加保养水，超过脂面 1020cm。启用一池的松脂时，先用泵抽出保养水，然后将该池靠螺旋输送机侧墙低处的闸门打开，松脂因重力流出闸口，由螺旋输送机送到加料槽内。工艺计算为：1. 贮存供二个月生产的原料所需的体积为（=1030/m
22、 3）V=4536/1.03=4403.88 m3则每一个贮脂池的容积为 ： V=V/4= 550.485 m2. 设贮脂池长宽各为 12m，池底斜面与地面倾角为 20，则h1=12tg20=4.37mV1=1212 h1/3=209.76 m3V2= V- V1= 550.485-209.76=340.73mh2= 340.73/144=2.366 m则贮脂池总高度为 h= h 1 h 2=6.74m实际中取 h=7.50m贮脂池总容积为V 总 =41212h1/31212（7.50-4.37） = 2641.92 m3螺旋输送机螺旋输送机由螺旋槽，螺旋叶，支承以及传动机构等部分组成。螺旋槽
23、外壳用铁板卷成，与螺旋叶的距离 5为宜，螺旋叶采用空心轴分为数节联成，以便于装拆，两轴联接处插入一实心圆铁，以螺钉栓柱。年产一万吨松香厂初步设计说明书2013 年 12 月外部再套以套筒，螺旋叶片用铁板拉成，叶片之间用焊接，然后焊接在轴上。铁制的叶片与槽易为松脂腐蚀，且生成暗色的树脂酸铁盐，使松香颜色变暗。因此必须涂以红丹紫胶漆。松脂随螺旋输送机输送前进时，螺旋输送机同时起到搅拌和破碎的作用。工艺计算为：1.有效长度设螺旋输送机的倾角为 30，螺旋输送机在垂直平面上的投影高度H=7.5m，则 L=Hctg30=13m2.螺旋输送机生产能力 Q 及螺旋直径 DQ=60 SnC =47 SnCD 24D2式中 Q每小时生产能力（t/h）松脂充满系数S螺距，取 S=0.8Dn螺旋输送机的转数，取为 90r/min松脂密度，取 1.03t/mC螺旋输送机与地平面倾斜度 的校正系数，倾斜角一般不应大于 3（根据实测 C 取 0.2）D螺旋直径解得 D=0.170m扩大 20%，则 D=0.1701.2=0.204m 3.功率计算N0=K 0LH）367Q式中 Q每小时生产能力（t/h） 0阻力系数包括螺旋输送机的全部阻力，经测定为 10
