1万吨年邻苯二甲酸酐合成工艺设计——毕业设计新整理

Feb. 28, 2021, 12:18 p.m. 文档页面

【文章导读】 1 邻苯二酸酐文献综述 1.1 邻苯二甲酸酐 通用名:邻苯二甲酸酐,俗称:苯酐、酞酸酐、1,3-异苯并呋喃二酮,简称:PA,英文名称:Phthalic anhydride、1,3-iso-Benzofurandione,分子式及分子量:=148,CAS号:85

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【正文内容】

1 邻苯二酸酐参考文献 1.1 邻苯二甲酸酐 通用性名:邻苯二甲酸酐,别名:苯酐、酞酸酐、 1,3 异苯并呋喃二酮,通称: PA ,英文名字 :Phthalic anhydride 、 1,3 iso Benzofurandione, 化学式及含量: =148,CAS 号: [85 44 9] ,化学结构式: 邻苯二甲酸酐是邻苯二甲酸脱干物质 , 一种关键的石油加工原料 , 广泛运用于生产 PVC 增塑 剂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂及其染剂、漆料、化肥和药业等,广泛运用在塑胶、环氧树脂、香辛料(精)、灭虫剂、漆料、染剂和苯甲酸等的生产 [1 ~ 2] 。 物理化学特点 : 苯酐是乳白色或淡黄色的纤维状结晶。比例 1.53(4 ℃ )。

溶点 130.8 ℃熔点 284.5 ℃。在小于溶点溫度即逐渐提升。不易溶解凉水 , 可溶解开水及酒精、医用乙醚等溶剂中。本产品属微毒类。主要是对眼、肌肤及呼吸道的刺激效果 , 有的由此可见过敏反映。 临床症状 : 本产品能以烟尘及蒸气形状功效于身体。据报道 , 触碰邻苯二甲酸及苯酐的职工中 , 观查到的关键变病为角膜炎、鼻孔内有血性代谢 物、鼻黏膜委缩 , 喉咙沙哑 , 干咳 , 少许脓痰。有的产生急性支气管炎乃至肺炎。职工中普遍的主述有头疼、困乏、腹疼、食欲不佳、眼刺疼、干咳嗽、胸口痛等 [3] 。 1.2 邻苯二甲酸酐生产技术性发展趋势 苯酐是当代石油加工的最重要商品之一。现阶段广泛运用于化工厂、药业、电子器件、 农牧业、建筑涂料、生物化工等产业部门。

1.2.1 全世界生产苯酐的工艺线路有 以萘为原料的循环流化床技术性 , 关键为 SWB( Sherwin,Willianms/Badger ) 工艺 : 以萘或邻二甲苯为原料的固定床反应器空气氧化技术性 , 关键为 B ASF 、 Von Heyden 、 HRhone Poulene 等工艺 [4 ~ 5] 。 现阶段海外的生产设备中绝大部分全是采用邻二甲苯固定床反应器空气氧化法。在我国苯酐的生产关键有萘空气氧化法和邻二甲苯空气氧化法 , 萘空气氧化法的生产经营规模逐渐委缩。很多在筹建的苯酐生产设备中则所有采用邻二甲苯空气氧化法 [6 ~ 7] 。 关键副产品 : 苯酞、顺酐、苯甲酸、柠康酐、二氧化碳。邻二甲苯先运用粗商品流股加热到 313 ℃、气体送至空气加热器加温到 140 ℃ 。

再运用从加热邻二甲苯出去的粗商品流股开展加热到 298 ℃。在汽化器中 , 气体与邻二甲苯混和气化后进到固定床反应器反 应器。反映后转化成的粗苯酐反映气历经冷却塔中降到 155 ℃~ 160 ℃ , 进到转换冷却器。 分离出来全过程从转换冷却器出去的有机废气历经脱硫塔 (T103) 把有害的小量苯酐及残渣去除 , 而粗苯酐先历经加热至 225 ℃ , 随后送进第一精馏装置 (T101) 开展减压蒸馏。顺酐及苯甲酸在缓解压力下做为塔上馏出物而提取 , 塔底物进到第二精馏装置 (T102), 该塔在缓解压力下实际操作 , 塔上馏出物经冷疑得商品苯酐。 现阶段 ,OX 固定床反应器空气氧化技术性已占全世界 PA 总生产工作能力的 90% 之上 。

1976 年之前 , 海外以生产工艺都采用每立方 OX 入料浓度值为 40g 的 工艺 , 为适用浓度较高的 OX 原料气 , 历经巧年进度提升到 60 75g 工艺。一直到 20 新世纪 90 时代 , 开发设计取得成功 100克 工艺。现阶段 , 把握以生产技术性的专利权商关键有 BASF 、 Wacker/von Heyden 、 ElfAtoehem(Atofina)/ 日触、 Alusuisse(Lonza) 等企业。 BASF 工艺特性是低反映溫度、高空速、 V Ti 催化反应管理体系 (80g 环形催化剂 ) 、水清洗收购 副产顺配 ( 每 100kgPA 可回收利用顺酐 5kg) 、生产花费低、无污水排出来。采用蒸气透平 。

輸出高压蒸气。 Waeke/von Heyde 。 工艺特性是节能型、长时间负荷、生产工作能力大。粗 PA 特制采用持续精馏塔 , 废气催化反应焚烧处理或收购 顺酐及富马酸。催化剂在活性时无须应用 。全新的 Wawker/Von Heyden 工艺因为 OX 成分达到 100克/m3, 应用了较高能 催化剂、反方向入料技术性及合理的撤热对策 , 进而减少了管式反应器“飞温”概率。 ElfAtoehem(Atofina )/ 日触工艺特性是具备低空飞行烃比 , 提升了实际操作安全系数。长时间负荷 , 气量相对降低 , 采用 蒸气透平反映直膨式 , 总耗能降低。工艺中的空气氧化和冷疑机器设备较小 , 项目投资较低。废气所有根据催化剂集中焚烧处理 , 环境污染小。

采用日触使用寿命为 4 年的 NX 16R 高可选择性 75g 工艺催化剂 ,PA 成品率为 110% 113%, 催化剂活性时不要加 , 该催化剂常用的管式反应器长度为 2 3M , 为“双层”催化剂。 Alusuisse (Lonza) 该工艺特性是空烃比低 , 入料 OX 浓度值可达到 134g/m3 。采用萘、 OX 或混和原料的双用催化剂。催化剂样子为球形或半球形管式反应器和制冷压缩机容积较小 , 故机器设备 项目投资降低 [8] 。 BASF 企业此前开发设计的 BASF04 28 型催化剂主要成分为和 , 媒介为 , 该催化剂分2段填装 , 其粗 PA 均值成品率 108% ,限定负载为 80g/ m 3 。现又开发设计的 R HYHL Iv 新式催化剂分四段填装 。

均值成品率 113%, 限定负载 10 岁耐。现阶段现代化设备 PA 的可选择性一般为 7%( 摩尔分数 ) 或是品质成品率 107% , 提升的 6 个点可使原料 OX( 价钱为 441 美金 /t) 花费减少 30 美金 /t 。日本川琦制铁企业的 PA 现代化生产 设备采用以萘为原料的循环流化床工艺 , 为了更好地提升 PA 产出率 , 改进循环流化床中催化剂流通性 , 该企业研发了 A 型和 B 型二种催化剂 ,A 型是以硅橡胶为媒介的 球形催化剂 , B 型是把特异性成份控制算法在最少、并加上了 Cs 的催化剂。 A 型催化剂和 B 型催化剂按 1 : 3 占比混和生产 , 并按时填补含 Cs 的 B 型催化剂 。

使循环流化床内的催化剂 Cs/ K 特异性成分比维持一定 , 保持催化剂流通性 , 进而利润最大化地提升了 PA 产出率 , 另外大幅降低了催化剂消耗量。 BA S F 也明确提出了相近的两层催化反应 , 第一层采用含 Cs 的 V Ti 催剂 , 第二层采用含 Sb 、 P 和 Cs 的 V Ti 催化剂 , 可另外解决 OX 和萘的混和原料 [9 ~ 10] 。 BASF 的另一篇专利权也 明确提出了相近的计划方案。 BA S F 还明确提出 , 因为绝大多数 OX 来自 BT X 抽提 , 因此带有一定量的含氮化合物 ( 如 N 一甲 酰 基吗琳 ) , 管式反应器中残余一部分有机化合物 , 根据加微信好友一定量的 可避免该

1.2. 2 海外 和 中国邻苯二甲酸酐生产及销售市场 要求 2002 年全世界 PA 关键生产工作能力遍布为 : 北美地区 665kt/a ; 南美洲 254kt/a ; 欧洲 313kt/a ; 东欧其他国家 375kt/a ; 中东地区 90kt/a ; 非州 24kt/a ; 亚洲地区 2207kt/a 。 近些年 , 伴随着全世界增加生产能力的陆续建成投产 , 除我国 销售市场仍存有需求量很高的情况外 , 在全世界范畴内已发生了供大于求的局势。在未来两年中 , 全世界关键新创建设备将集中化在亚洲地区 , 尤其是我国 , 别的地域伴随着世界经济的再生 , 销售市场对 PA 的要求也将慢慢转强 , 将使目前 PA 设备的产销率明显提高。据相关材料统计分析 。

2002 年全世界 PA 消耗量为 3405kt , 2003 年消耗量为 3475kt , 其用占比为 : 增粘剂 56%, 丙烯酸树脂 17% 、不饱和脂肪聚醋 17% , 别的 10 % 。 在自此 两年中 , 以要求年平均增长率为 2 % 3% , 在其中亚洲地区的要求年增长率将做到 5 % 8% ( 欢乐中国年要求年增长率为 8 % 10 % ) , 到 2010 年全世界需要量将做到 4265kt 。 在我国 PA 工业生产生产起源于 20 新世纪 50 时代 ,90 时代逐渐引入海外成套设备生产技术性。生产方式 关键有萘催化反应法和 OX 空气氧化法。在其中采用萘空气氧化法生产的生产工作能力仅有 3475kt / a 上下 。

其他为 OX 空气氧化法。伴随着 OX 空气氧化法生产设备不断发展 , 另外引入海外大中型生产设备 , 消化和吸收海外优秀生产技术性 , 使原料耗费大幅度降低 , 产品品质持续提升 , 另外国内生产制造的 PA 生产工艺、设备制造、催化剂研发和机械自动化水准都是有非常大发展趋势。近些年 , 尽管中国 PA 生产工作能力、生产量拥有较 大幅的提升 , 但仍然达到不上中国要求 , 每一年都是有很多的 PA 進口。 在 1997 2003 年 , 在我国的苯酐出口量大部分是逐渐提升的。尽管 2003 年 8 月份 , 在我国国家商务部就宏信化工厂、中国石化金陵石化等 5 家 PA 生产公司明确提出的反补贴申请办理做出了仲载决策 , 对原产地于韩、日本和印尼的進口苯配征缴反倾销 。

但 PA 出口量仍未发生下降发展趋势 ,2003 年的出口量仍超出 2002 年 , 做到了 253.1kt 。 受反倾销的危害 , 来自于韩、日本等国的 PA 在欠缺竞争能力的情况下已经陆续撤出在我国销售市场 , 其 PA 商品已转到东南亚地区独辟蹊径销售市场。现阶段 , 台湾益航和东亚等已变成在我国较大 的進口经销商。因为最近 PA 的原料 OX 供货趋紧 , 价格行情挺立 , 促使 PA 的生产成本持续上升。除此之外 , 因为很多廉价 PA 的進口 , 造成 中国许多生产公司处在泊车限产的情况 , 整体中国的生产加工厂因为生产成本费较为高 , 因而产销率都并不是很高。现阶段在我国的 PA 消费观念为 : 邻苯二甲酸酷类增粘剂占 60% 。

丙烯酸树脂占 22% , 不饱和脂肪聚酷占 10 %, 别的商品占 8% 。 2004 年在我国 PA 需要量为 925k t, 2005 年将为 1044kt , 2005 2010 年在我国 PA 年平均要求年增长率将做到 12. 6 % , 到 2010 年在我国 PA 需要量将做到 1894kt 。 在我国在 PA 技术领域也开展了一些开发设计工作中 , 比如中国石化北京市化工研究院全新开发设计的 B C 23g 型催化剂 , 其 PA 成品率达到 111% 1 1 3% , 该催化剂已在金陵石化企业化工厂一厂 40kt/a 生产设备上应用 , 据悉其特性已与進口类似 PA 催化剂非常 , 并于 2003 今年初在其实验产业基地北京奥达石油化工新科研开发管理中心完工了催化剂生产产业基地 。

投人大批量生产。在这个基础上 , 北化院又在开发设计更性能卓越催化剂。 南开大学应用化学研究室开发设计的“ 邻苯二甲酸配特制环保节能新技术应用”初次将金属材料 金属丝网规整填料运用于 PA 间歇性精馏装置 , 塔内件采用南开大学专利技术“ 高弹力液态遍布器” , 该成效依次在北京化工二厂、安徽铜陵化工集团的 PA 间歇性精馏装置上运用 , 后又对从法国 BASF 、西班牙 Lonza 等企业引入的 40kt/a 大中型 PA 精馏装置开展了更新改造。据悉 , 该成效不但提升了精馏装置的解决工作能力和产品品质 , 还收到了减少耗能和物料消耗的实际效果 , 已做到国际性优秀水准。 天津市有机溶剂厂自主新产品研发的 60 80g PA 催化剂和工艺生产技术性 , 第一家完成了每台管式反应器 20k t/ a PA 生产收归国有 。

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