【文章內容簡介】 評估 ............................................................................................ 81 投資回收期（靜態(tài)） .................................................................... 82 投資利潤率（年） ........................................................................ 83 投資利稅率 .................................................................................... 83 參考文獻 .................................................................................................................. 86 第 1 章 概述 設計的目 的和意義 酚是一種芳香族碳氫化合物的含氧衍生物。酚類化合物種類繁多 ,有苯酚、甲酚、氨基酚、硝基酚、萘酚、氯酚等 ,其中苯酚、甲酚污染最突出。含酚廢水是危害十分嚴重的工業(yè)廢水之一。酚類物質對生物活體均能產生毒害，它可通過皮膚及粘膜的接觸而吸入或經口腔侵入體內，與細胞原漿中蛋白質接觸后，形成不溶性蛋白質，使細胞失活。一般低濃度酚可使蛋白質變性，高濃度酚則使蛋白質凝固，并繼續(xù)向體內滲透，引起組織損傷、壞死乃至使生物體中毒。因此，如何合理而有效地處理含酚廢水是環(huán)境保護及綜合利用的重要研究課題。 [12] 隨著近代化學工業(yè)的迅猛發(fā)展 , 對酚類物資的需求量日益增加。酚類物資的用途十分廣泛 ,利用酚可以制作酚醛樹脂、黏合劑、增塑劑、炸藥、染料、顏料、殺菌劑、防腐劑、醫(yī)藥、香料、合成纖維等等 , 總之酚類物質在工業(yè)、農業(yè)、國防、醫(yī)藥衛(wèi)生等方面有著廣泛應用 , 因此 , 回收廢水中的酚既達到了凈化含酚廢水的目的 , 同時又變廢為寶 , 利用回收的酚為我們人類服務。從這些含酚廢水中提取酚類物質既可回收利用資源，又可減少環(huán)境污染。真正實現社會效益、經濟效益和環(huán)境效益三者的統一。 粗酚的質量指標、市場需求、價格 粗酚的質量指標 ： 含酚 95%以上；溶劑油 1% 市場需求 ： 近十年來我國苯酚的市場需求迅速增長。 1998 年國內表觀消費量為 萬 t,2021 年達到 萬 t，年均增長 %，高于同期GDP 增長速度。酚醛樹脂是日前國內苯酚最主要的消費領域，約占消費總量的 60%。隨著我國汽車、電子、建筑及冶金等工業(yè)的快速發(fā)展 .對酚醛樹脂的需求大幅增長。而國內產量特別是部分中高檔產品的產量仍無法滿足市場需求。每年均有較大數量的進口。 2021 年國內酚醛樹脂的凈進口量為 萬 t折苯酚當量消費約 萬 t。 2021 年，世界苯酚消費量達到 萬噸，其中 44%用于生產雙酚 A，27%用于生產酚醛樹脂，雙酚 A 繼續(xù)拉動苯酚消費增長。從地區(qū)來看，美國苯酚消費量為 萬噸，歐洲為 萬噸，日本為 萬噸。 預計今后幾年，世界苯酚的需求量將以年平均 %的速度增長，到 2021年總需求量將達到 萬噸，其中，雙酚 A 和酚醛樹脂仍將是苯酚最主要的需求領域，將分 別占總需求量的 46%和 27%。 2021 年世界主要國家或地區(qū)苯酚消費結構見下表 11,2021 年世界主要國家或地區(qū)苯酚需求預測見下表 12. 表 11 2021 年世界主要國家或地區(qū)苯酚消費構成 表 12 2021 年世界主要國家或地區(qū)苯酚消費構成預測 消費領域 美國 消費量 /萬 t 消費比例 /% 西歐 消費量 /萬 t 消費比例 /% 日本 消費量 /萬 t 消費比例 /% 雙酚 A 酚醛樹脂 己內酰胺 0 0 烷基酚 0 0 其它 合計 消費領域 美國 消費量 /萬 t 消費例 /% 西歐 消費量 /萬 t 消費比例 /% 日本 消費量 /萬 t 消費比例 /% 雙酚 A 酚醛樹脂 己內酰胺 0 0 烷基酚 0 0 其它 合計 隨著市場的發(fā)展和雙酚 A 及酚醛樹脂需求的拉動，國內苯酚的消費量逐年增長。 2021 年消費量為 萬噸， 2021 年增至 99 萬噸，同比增長 %。其消費結構如下圖 1:A酚醛樹脂； B雙酚 A； C水楊酸； D壬基酚； E其它 圖 11 國內苯酚 消費結構圖 從總體上看，國內苯酚市場消費主要還是在傳統的樹脂行業(yè)， 2021 年，酚醛樹脂和雙酚 A 對苯酚的消費量占其總消費量的 %，未來 3～ 5 年，國內苯酚主要需求亮點將來自雙酚 A。預計到 2021 年，用于雙酚 A 的苯酚需求比例將從 2021 年的 14%提高到 24%，需求的年平均增長率達 %；而酚醛樹脂、醫(yī)藥、農藥等其它領域，在受到低附加值的成本壓力和環(huán)保整治力度加強等外在因素影響下，預計對苯酚的需求增長將保持在 5%～ 7%，到2021 年國內苯酚市場的需求量將接近 160 萬噸。 2021 年國內苯酚的消費情況及 2021 年消費預測見下表 3. 表 13 2021 年國內苯酚的消費情況及 2021 年消費預測 消費 領域 2021 消費量 /萬 t 消費例 /% 2021 消費量 /萬 t 消費比例 /% 2021 年 2021 年 平均增長率 /% 雙酚 A 酚醛樹脂 農藥 醫(yī)藥 烷基酚 其它 合計 100% % 2021 年，我國苯酚出口 1113 噸，比 2021 年增加 714%。出口貿 易最多的是印度，占出口比例的 %；其次是韓國，占出口比例的 %。 產品價格分析及預測 2021 年上半年，亞洲苯酚價格基本維持在 16301680 美元 /t，六月至八月有小幅上升，最高達到 1800 美元 /t。從 2021 年九月至 2021 年 1 月，亞洲苯酚價格一直呈下降趨勢，最低點降到 520 美元 /t,從 2021 年 2 月開始，亞洲苯酚價格開始緩慢上升，到 2021 年底升至 1180 美元 /t。 2021 年 1 月～ 7 月，國內苯酚價格在 13800～ 15000 元 /t之間徘徊，波動較小，受世界金融危機影響，從 8 月開始，苯酚價格呈回落趨勢，到 2021年 1 月末已跌至 4200 元 /t,之后緩慢回升，至 2021 年 11 月、 12 月達到 10200元 /t[3]. 粗酚的組成及物性參數 萃取脫酚得到的主要產品是粗酚，呈白色或無色，易潮解結晶，快狀，帶顯著氣味及尖銳灼燒味道，可溶于水，能溶于乙醇?？捎糜谏a合成纖維、農藥、工程塑料和染料中間體。主要用于提取苯酚、鄰甲酚、間對甲酚、二甲酚、 3,5二甲酚等，是高級絕緣漆的 溶劑，也是塑料、醫(yī)藥、防霉劑等行業(yè)的重要原料。 粗酚組成比較復雜，含有苯酚及甲酚類，甲酚包括一甲酚、二甲酚和三甲酚；一甲酚有鄰甲酚、間甲酚和對甲酚；二甲酚有 2,3二甲酚、 2,4二甲酚、2,5二甲酚、 2,6二甲酚、 3,4二甲酚、 3,5二甲酚，其中用量最大的是 2,6二甲酚；三甲酚主要包括 2,3,6三甲酚和 2,4,6三甲酚。由于粗酚組成復雜，各組份之間沸點非常接近，對其進行加工分離工藝比較復雜。目前我國粗酚的加工量還比較低，主要是從中分離出苯酚、間甲酚、鄰甲酚等單組份以及混合甲酚、二甲酚 。 表 14 甲酚及二甲酚的物性參數如下表 [4] 化合物 相 對 分 子 量（ kg/cm3) 相對密度（ kg/cm3) 沸點 /℃ 熔點 /℃ 外觀 苯酚 針狀晶體 鄰甲酚 晶體 間甲酚 液體 對甲酚 菱形晶體 2,6二甲酚 針狀晶體 2,4二甲 酚 針狀晶體 2,5二甲酚 針狀晶體 3,4二甲酚 針狀晶體 第 2 章 工藝論證 焦化廢水是煤在高溫干餾過程中以及煤氣凈化、化學產品精制過程中形成的廢水，其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶和喹啉等幾十種污染物，成分復雜，污染物濃度高、色度高、毒性大，性質非常穩(wěn)定，是一種典型的難降解有機廢水。 目前焦化廢水一般按常規(guī)方法先進行預處理，然后 進行生物脫酚二次處理。但是，焦化廢水經上述處理后，外排廢水中氰化物、 COD 及氨氮等指標仍然很難達標。針對這種情況，近年來國內外學者開展了大量的研究工作，找到了許多比較有效的焦化廢水治理技術。 工藝路線論證 萃取脫酚原理 萃取法主要是利用難溶于水的萃取劑與廢水接觸，使廢水中的酚類化合物在從水相轉移到溶劑相中，從而達到酚類物質與水分離的目的。 含酚廢水的處理方法 酚水中所含酚、氰等均為有毒物質，必須對酚水進行妥善處理后才能外排。污水處理方法主要有以下幾 種 : （ 1）、物理法：蒸汽法吹脫、溶劑萃取、吸附、離子交換等。 （ 2）、物理化學法：超聲波、電解氧化等。 （ 3）、化學氧化法：主要有臭氧氧化等。 （ 4）、生物化學法：活性污泥、生物濾池、生物轉盤氧化塘等。 （ 5）、污水重復使用 氣提法是根據揮發(fā)性酚類化合物與水蒸氣形成共沸化合物，利用酚在兩相中的濃度差將酚水分離，從而使水得以凈化。高濃度的含酚廢水可用氣提法處理，去除率在 80％～ 85％。此種方法可回收酚，效率高，操作簡單，但對不揮發(fā)性酚不能使用。 蒸汽脫酚原理是利用含酚廢水中揮發(fā)性酚可與水蒸汽形成共沸混合物的特性，當揮發(fā)性酚的蒸汽壓與水蒸汽的蒸汽壓之和超過外界壓力時，含酚廢水就開始沸騰，并促進揮發(fā)性酚由液態(tài)轉入氣態(tài)。同時，由于酚在氣態(tài)中的平衡濃度大于酚在水中的平衡濃度，當含酚廢水被加熱至 95— 100℃時，使其從脫酚塔頂部向下噴淋，與從塔底向上水蒸汽中，從而達到含酚廢水凈化的目的。然后，用濃度為 8— 15％的氫氧化鈉堿液洗滌吸收蒸汽中的酚，含少量殘酚的廢水再輸入電化學電解設備進一步脫酚處理后循環(huán)使用。 據報道，俄羅斯研制的蒸汽脫酚和電化學電解 脫酚組合式水處理工藝，可將高濃度含酚廢水處理達到循環(huán)利用的水平。蒸汽脫酚過程中，該設備可將 50000mg/L 高濃度含酚廢水，脫酚后達到 1500— 3000mg/L，脫酚率達 94— 97％；亦可將 40— 20210mg/L 的中、高濃度含酚廢水，脫酚后達到 10—90mg/L，脫酚率達 — ％。高濃度含酚廢水經蒸汽脫酚處理后，水中仍含有一定量的酚，為進一步處理使廢水凈化達到循環(huán)利用的水平，在蒸汽脫酚后采用了電化學電解技術進行深度處理。電化學電解脫酚處理可將濃度為 1500— 3000mg/L 的含酚廢水，脫酚 后達 — ，脫酚率達 99． 98— ％。經電化學電解處理后的水清澈透明，可直接循環(huán)使用。 (1)溶劑萃取法 [5] 萃取法主要是利用難溶于水的萃取劑與廢水接觸，使廢水中的酚類化合物在從水相轉移到溶劑相中，從而達到酚類物質與水分離的目的。根據目前回收與處理含酚廢水的技術水平和經濟核算的結果，對于濃度高于 1000mg/L的高濃度含酚廢水，采取溶液萃取工藝，不失為一種經濟高效的處理方法。萃取法的實際應用表明，萃取劑及萃取設備的選定是至關重要的，這關系著廢水 處理的成本。正是以降低成本、提高效率為目的，萃取法不斷得到發(fā)展。 溶劑萃取通常指物理萃取 , 基本上不涉及化學反應的物質傳遞過程。溶劑萃取法回收含酚廢水中酚類的一個關鍵環(huán)節(jié)是萃取劑的選擇。目前我國多采用重苯油作萃取劑 , 它在我國煤炭基地山西應用很廣。其他萃取劑還有醋酸丁醋、汽油、粗苯、硝基苯、