产8万吨苯酐精制工段的初步设计开题报告

《产8万吨苯酐精制工段的初步设计开题报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、华北理工大学本科生毕业设计开题报告题目：年产8万吨苯酐精制工段的初步设计学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工3班姓名：黄铁军学号：201214160320指导教师：高筠2015年11月10日一、选题背景1题目来源结合企业实际生产确立了通过8万吨苯酐精制工段的初步设计来实现。2文献综述2.1苯酐的性质邻苯二甲酸酐，简称苯酐是邻苯二甲酸分子脱水形成的环状酸酐。苯酐为白色固体、针状晶体，易溶于水，溶点为130.8℃，沸点为284℃，闪点为152℃。化学式为C8H4O3。邻苯二甲酸酐可以发生水解、醇解和氨解反应[1]，与芳烃反应可以合成蒽醌衍生物。邻苯二甲酸酐在工业上是在

2、五氧化钒催化下，由萘与空气在350~360℃进行气相氧化制得，也可以用空气氧化邻苯二甲苯制得。邻苯二甲酸酐可代替邻苯二甲酸使用，主要与一元醇反应形成酯，例邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯。苯酐具有低毒性，有刺激性，遇高热、明火或与氧化剂接触，有引起燃烧的危险。燃烧产物为CO、CO2。2.2苯酐的发展历程及背景1896年德国巴登苯胺纯碱公司首先提出由萘液相氧化制苯酐的方法。1920年德国冯海登化学公司建立由萘气相催化氧化制苯酐的生产装置；但萘来源有限，价格较贵，使苯酐发展受到限制。石油化工的发展提供了大量价廉的邻二甲苯。以邻二甲苯为原料生产苯酐，产品的碳原子数和原料碳原子数一

3、样，与萘作原料相比消除了氧化降解,减少氧气需要量及反应放热量,因而促使开展邻二甲苯氧化制苯酐的研究，1945年美国首先实现该法的工业化生产[2]。以后，催化剂的不断改进以及新的高负荷、高原料空气比和高产率催化剂的采用，大大提高了经济效益，现各国均主要采用此法生产苯酐。1985年，世界苯酐产量约为2.9Mt,其中80%左右由邻二甲苯生产。而现在随着工艺技术的成熟和苯酐需求的增加，2011年世界苯酐产量约为6.28Mt,其中我国苯酐产量为1.32Mt约占世界总产量的两成。苯酐的生产有萘氧化法和邻二甲氧化法两种工艺路线。在国内80年代以前，萘氧化法占主导地位，但由于萘原料的来源受到

4、限制，从而影响到了苯酐的正常发展；随着我国石油化学工业的发展，新建生产装置大都采用邻二甲苯法。目前领苯二甲酸酐的生产工艺路线有固定床氧化工艺和流化床氧化工艺。邻二甲苯因其高产率、廉价和高选择性成为现代生产苯酐的首选原料，邻二甲苯固定床工艺有低能耗（LEVH)法和低空气比率（LAR）法两种方式，其流程和设备基本类似。现分述如下。(1)萘氧化法有沸腾床和固定床法，国内主要采用沸腾床。其工艺是：将热空气送入装有钒催化剂(V2O5)的沸腾床氧化器中升温至300～340℃[3]，将催化剂活化数小时，然后将空气送入氧化器，将熔化的萘喷入氧化器催化层中，反应温度360～380℃，反应后产生

5、的苯酐气体经沸腾床顶部的过滤管滤去催化剂后，经过冷凝器多级冷凝，尾气再经水喷淋塔吸收，将热机油送人热熔冷凝器的翅片管中，苯酐熔成液体，流入储槽即为粗品，分别用浓硫酸处理，碳酸钠中和，然后精馏得成品。(2)邻二甲苯氧化法本法分固定床法和沸腾床法(流化床法)。①流化床法以钒-钾-锑的氧化物为活性组分，以扩孔硅胶为载体，制成粉状催化剂，在流化床内进行氧化反应，邻二甲苯与空气在气化器内混合后进入流化床反应器，反应温度一般在365～380℃下进行。②固定床法以五氧化二钒为主的钒系催化剂，在列管式固定床进行。将过滤后的无尘空气经压缩、预热与气化的邻二甲苯蒸气混合后进人反应器，在400～4

6、60℃进行氧化反应，反应热由管外循环熔盐带出[4]。反应产物进入蒸气发生器，被冷却的反应气经进一步冷却回收粗苯酐，尾气经水洗回收顺丁烯二酸酐，粗苯酐经减压粗馏，塔顶分馏出低沸点的顺丁烯二酸酐等，塔底物料再真空精馏，得到苯酐成品。工艺流程如图1图1邻二甲苯氧化固定床法生产苯酐的工艺流程图精馏部分轻组分塔底排出物经产品塔进料口送入产品塔。在产品塔中将苯酐和重组分分离塔顶苯酐气体经塔顶产品冷凝器冷凝，一部分凝液作为回流液回到塔中，另一部分作为产品由纯苯酐提取泵输送进入纯苯酐罐。2.3苯酐及其衍生物的用途2.3.1苯酐的用途苯酐是一种非常重要的有机化工原料，主要应用于生产塑料增塑剂、

7、醇酸树脂、染料、不饱和树脂以及某些医药和农药。我国的苯酐主要用于生产领二甲酸脂类增塑剂约占总消耗的6成左右。领二甲酸脂类可以由苯酐与两分子醇进行酯化反应得到，具有色泽浅、毒性低、电性能好等特点，8成应用于聚氯乙烯树脂的增塑剂[5]。另外还可被用于制备高级油墨、人造革、合成橡胶、绝缘材料等富马酸主要用于不饱和树脂行业。苯酐可以调节不饱和聚酯的不饱和度，使不饱和聚酯有良好的综合性能。预计该领域的消费量将以年均2.5%的速度增长。苯酐还可以用作制糖精，工业糖精的生产途径是，苯酐与氨水和氢氧化钠反应后用次酸钠及