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化学工程学院设计说明书“化工设计”课程作业题目：应用PROⅡ软件设计苯酐的生产工艺过程学生班级：学号：指导教师2010年10月目录一、引言 (3)二、苯酐工艺设计 (3)2.1设计任务 (3)2.2产品规格及用途 (3)2.3原材料规格及来源 (4)2.4生产方法 (4)2.5工艺流程 (4)2.5.1氧化反应部分 (4)2.5.2冷凝水洗部分 (5)2.5.3冷凝水洗部分精制部分 (5)三、工艺设计书 (5)3.1 计算条件及基准 (5)3.1.1 体系所含组分 (5)3.1.2原料输入情况 (5)3.2 反应过程 (6)3.2.1 反应方程及反应平衡常数 (6)3.2.2 反应器参数 (6)3.3 分离过程 (6)3.4 原材料和动力的消耗定额和消耗量 (7)四、苯酐分离过程的模拟与优化 (7)4.1 分离系统 (7)4.2 顺酐分离塔T1操作条件确定 (8)4.2.1 塔压力的选择 (9)4.2.2 进料位置对分离效果的影响 (9)4.2.3 论板数对分离效果的影响 (9)4.2.4 流比对分离效果的影响 (10)4.2.5 顺酐分离塔T1优化结果 (10)4.3 苯酐回收塔T2操作条件确定 (11)4.3.1 塔压力的选择 (11)4.3.2 进料板位置对分离效果的影响 (11)4.3.3 理论塔板数对分离效果的影响 (11)4.3.4 回流比对分离效果的影响 (12)4.3.5 苯酐回收塔T2优化结果 (13)五、用ProⅡ流程模拟过程说明 (13)5.1绘制流程图 (13)5.1.1工艺装置的选择与配置 (13)5.1.2物流线连接 (14)5.2组分和热力学方法的定义 (15)5.2.1定义组分 (15)5.2.2热力学方法的定义 (17)5.3物流和工艺装置数据输入 (18)5.3.1物流数据输入 (18)5.3.2压缩机的数据输入 (18)5.3.3 泵的数据输入 (19)5.3.4 换热器的数据输入 (19)5.3.5 反应器的数据输入 (20)5.3.6闪蒸罐的数据输入 (21)5.3.7反馈过程控制器 (22)5.3.8精馏塔的数据输入 (22)5.3.9 水洗塔的数据输入 (23)六、计算结果 (24)七、总结及心得 (25)苯酐生产工艺设计一、引言邻苯二甲酸酐(PA)简称苯酐，是邻二甲苯(OX)主要的市场应用领域，主要用于生产PVC 增塑剂、不饱和聚酯、醇酸树脂以及染料、油漆、农药和医药等，是一种重要的有机化工原料。
苯酐的生产设计课题来源及意义
苯酐是世界上最重要的有机化工原料之一,苯酐目前广泛应用于化工、医药、电子、农业、涂料、精细化工等工业部门。
我国的苯酐主要用于生产邻二甲酸脂类增塑剂,耗用的苯酐约占苯酐总消费量的 60%,染料和油漆占 25%,不饱和树脂和其他产品占 15%左右。
苯酐是一种重要的有机化工原料,主要
用于生产塑料增塑剂、醇酸树脂、染料、不饱和树脂以及某些医药和农药。
制备方法
目前国内外四氢苯酐的生产工艺路线均为由顺丁烯二酸酐和1,3-丁二烯
在催化剂存在下的加成反应，是一种传统而经典的生产方法，尚未见有新的
生产方法及工艺路线的报道。
外观白色鳞片状或结晶性粉末白色微带其它色调的鳞片状或结晶性粉末
熔融色度（色度号）≤
热稳定色度（色度号）≤
结晶点≥℃.0
纯度%≥99.5
游离酸含量≤%0.5
工业萘纯度要求95.5%以上，低了不行，一般使用精萘97%以上作萘法苯酐原料。
上世纪80年代开始由德国BASF公司开发的工业萘流化床法制苯酐，后
来又开发出了邻二甲苯法制苯酐。
萘法逐渐被取代，直到近几年，由于邻二
甲苯价格高，原料不易采购，而工业萘原料充足，价格较低，加之新的工艺
及专用催化剂的研制，使萘法苯酐工艺又热门起来！
萘法苯酐，普遍采用的是固定床空气催化氧化法。
催化剂有BASF的04-29专用催化剂和大连龙翔的催化剂。
工艺流程简单说有：
1、粗制苯酐：工业萘汽化，空气压缩，氧化反应，切换冷凝，尾气处理；
2、苯酐精制：预热，熟化，脱轻，苯酐精制，残渣处理；
3、锅炉系统：蒸汽系统和凝液系统。
4、还有苯酐结片包装等。
江西理工大学冶金与化学工程学院2013级化学工程与工艺萘及其衍生物的制备与应用化学工程与工艺132班 23号程理想摘要：萘是一种有机化合物,分子式C10H8,白色，易挥发并有特殊气味的多环烃晶体。
从炼焦的副产品煤焦油和石油蒸馏中大量生产，主要用于合成邻苯二甲酸酐等。
萘是重要的有机化工原料,广泛用于合成纤维合成树脂、增塑剂、橡胶防老剂、染料中间体、医学卫生材料。
（1）萘的制备与应用萘主要来源于煤焦油，可从石油化工中经过裂化等过程获得萘，中国是全球萘的最大消费国，主要用于用于生产苯酐，还有苯系减水剂与精萘的生产。
精萘的的下游应用是染料及有机染料中间体，工业萘中的杂质主要是与萘沸点较接近的四氢萘、硫杂茚、二甲酚等。
如萘的沸点（218℃）和硫茚的沸点（219.9℃）相差不到2℃，因此为了制造纯度更高的精萘，就要利用萘与这些杂质熔点不同的物理性质进行分离，或者利用化学方法来改变它们的化学组成。
当前精萘的生产方法，有结晶法、加氢精制法酸洗蒸馏法、升华法等。
染料和有机颜料精萘的主要应用领域是染料及有机颜料中间体，产量最大的是2－萘酚和H酸。
提纯的精萘在除染料等其他多种工业方面都有其用途。
其他萘在农用化学品和医药领域也有重要应用，这也是萘消费中增长最快的部分。
主要产品包括植物生长调节剂和除草剂、熏蒸剂、鞣革剂、饲料添加剂、计生药品等。
精萘的制备：（2）萘制苯酐苯酐目前广泛应用于化工、医药、电子、农业、涂料、精细化工等工业部门。
中国的苯酐主要用于生产邻二甲酸脂类增塑剂，耗用的苯酐约占苯酐总消费量的60%，染料和油漆占25%，不饱和树脂和其他产品占15%左右。
苯酐是一种重要的有机化工原料，主要用于生产塑料增塑剂、醇酸树脂、染料、不饱和树酯以及某些医药和农药。
工业萘与邻苯都可以作为苯酐原料，我国苯酐工艺开始于50年代，最初引进的是萘法工艺。
在1990年之前，奈法工艺占国内苯酐产能90%。
反应用萘氧化法，副反应生成萘醌、顺丁烯二酸酐等。
中文名：苯酐中文别名：邻苯二甲酸酐; PA; 酞酐英文名称：Phthalic anhydride英文别名：2,5-Isobenzofurandione; Phthalic anhydride 99+ %; 2-benzofuran-1,3-dioneCAS No.：85-44-9EINECS号：201-607-5分子式：C8H4O3分子量：148.12熔点：129-132℃沸点：284℃折射率：1.646闪光点：152℃Inchi：InChI=1/C8H4O3/c9-7-5-3-1-2-4-6(5)8(10)11-7/h1-4H密度：1.53水溶性：6 g/L (20℃)储存条件：储存于冷库。
外观：白色结晶固体带有令人窒息的气味危险类别码：R22;R37/38;R41;R42/43危险品运输编号：2214安全说明：S22;S24/25;S26;S37/39;S46包装等级：III危险类别：8敏感性：耐潮性急性毒性：口服- 大鼠? LD50:4020 毫克/ 公斤; 口服- 小鼠? LD50:1500 毫克/ 公斤毒性分级：中毒刺激数据：皮肤- 兔子500 毫克/ 24小时? 轻度; 眼- 兔子100 毫克/ 24小时? 重度爆炸物危险特性：与空气混合可爆储运特性：库房通风低温干燥; 与氧化剂分开存放可燃性危险特性：遇明火、强氧化剂可燃; 燃烧产生刺激烟雾职业标准：TLV-TWA 1 PPM (6 毫克/ 立方米); STEL 3 毫克/ 立方米苯酐用途用作分析试剂，也用于有机合成苯酐描述邻苯二甲酸酐（85-44-9）的制备方法如下：1、萘催化氧化法：预热后的空气及熔融的液萘喷入催化剂床层中，在360～370℃下萘被催化氧化生成苯酐气体。
含苯酐的反应气体经冷凝器，苯酐冷凝成固体。
加热至200℃使苯酐熔融流至粗苯酐贮槽。
粗苯酐由98%的硫酸处理，然后再加入碳酸钠中和过量的硫酸。
粗苯酐送至精馏，即得成品。
苯酐合成巴晶一、摘要：经过过滤与预热的邻二甲苯与经过过滤预热的空气在混合器内经过8个OX喷嘴雾化混合后进入反应器中，反应器内有17900根列管，管内装有4层不同的触煤,混合后的OX与空气中的氧气在催化剂五氧化二钒的作用下发生氧化放热反应，生产邻苯二甲酸酐。
二、关键词：邻二甲苯(ox)、空气(air) 、邻苯二甲酸酐(Pa)、反应器(reactor)、三、正文：苯酐(邻苯二甲酸酐)是重要的有机合成化工原料之一，利用其容易脱酸、磺化、酯化的化学特性，被广泛用作增塑剂、聚酯树脂、醇酸树脂及医药、食品、染料、农药等的原料和中间体。
其衍生物可加工成品种繁多、性能优越、用途广泛的化工产品，以满足化工、电子、机械、航天、纺织等工业部门的需求，同时其新的衍生物正在不断增加，应用范围也日益拓宽。
苯酐的生产工艺流程如下：苯酐的合成一般有柰法和邻法两种，本论文讨论的为邻法合成。
邻法合成采用德国巴斯夫公司技术，采用固定床空气催化氧化法。
经过过滤与预热的邻二甲苯与经过预热的空气在混合器内经过8个OX喷嘴雾化混合后进入反应器中，反应器内有17900根列管，管内装有4层不同的触煤（V2O5）,混合后的OX与空气中的氧气在催化剂五氧化二钒的作用下发生氧化放热反应，生成粗邻苯二甲酸酐。
高温反应放出的热量通过融盐传递给蒸气供发电或其它单元加热用。
粗苯酐在经过冷却除杂质后进入精馏单元，利用各物质沸点的不同原理来去除轻组份、重组份得到纯度较高的PA。
苯酐合成过程一般可分为如下操作单元，进料、反应、切换冷凝器、热处理、精馏。
其中反应和精馏为苯酐合成的主要单元。
反应区工艺流程：涡轮空气机将空气压缩后通过空气过滤器和空气预热器，邻二甲苯经过生产现场的OX泵提供动力，通过OX过滤器和预热器，过滤预热后的空气和OX混合后蒸气雾化由八个OX喷嘴喷入反应器内，反应器为整套装置的核心。
在反应器的管层OX与空气在触煤的催化作用下，发生氧化放热反应，化学能转化为热能，反应得到PA和少量MA/BA等等。
苯酐生产工艺控制中影响产品质量的因素摘要：随着房地产行业中的工业萘下游产品减水剂的持续减少，工业萘的价格因此发生巨大的变化，由于邻二甲苯是制取苯酐的主要材料，而且邻二甲苯的价格与石油的价格之间有着十分密切的关联，所以苯酐的价格一直都处于较高的状态。
关键词：苯酐生产；生产工艺；产品质量；影响因素苯酐又称邻苯二甲酸酐。
苯酐不仅是有机化工原料的基础，而且在四种酸酐中的生产量和消费量都较大。
苯酐的主要原料是邻二甲苯，邻二甲苯在空气中通过催化剂的催化发生气相氧化反应便生成苯酐。
1、苯酐生产的主要流程苯酐生产的主要流程如下：一、首先需要将制作过程所需的空气先进行过滤，其次利用空气鼓风机将过滤后的空气压缩到0.06MPa，然后再利用预热器中的蒸汽将压缩的空气加热到185℃，最后再将空气运输到气化器中；二、利用低压蒸汽将邻二甲苯加热到145℃，然后再将邻二甲苯送入气化器中与空气完全混合气化；三、将气化器中出来的混合物送入反应器的顶部，再向反应器中加入V-Ti系催化剂[修改]，使邻二甲苯发生氧化反应生产苯酐。
在反应的过程中有一部分反应热会将反应气体加热到360℃到400℃这个范围，但是大部分的反应热会从熔盐[修改]却器中移出，然后再在高压气压[修改]的环境下产生饱和蒸汽。
被部分反应热加热到360℃到400℃的反应气体从反应器底部进入冷却器的时候，其温度将会大幅度的降低[修改]，反应气体经过冷却器冷却之后将会直接进入苯酐冷凝回收阶段。
2、苯酐生产工艺控制中影响产品质量的因素苯酐的实际生产过程中会发生一些可逆的副反应，这些副反应不仅会受到催化剂的活性和选择性的影响，而且也会受到操作参数的控制。
2.1、原料萘对产品质量的影响工业萘中的四氢萘、二甲酚、甲基萘以及灰分等很多杂质都很难被分离出来，所以在制取苯酐[修改]的时候，生成物还有许多的萘醌、苯甲酸以及微量的杂质，通常想要将这些微量的杂质在后面苯酐[修改]的精馏过程分离出来十分困难。
苯酐的生产工艺苯酐是一种重要的有机化学品，广泛应用于涂料、油墨、塑料、合成纤维等行业。
目前，苯酐的生产主要采用苯氧化法和甲苯氧化法两种工艺。
一、苯氧化法：苯氧化法是苯酐的主要生产工艺，主要分为直接法和间接法两种。
1. 直接法：直接法是将苯氧化成苯酚，然后再经过氧化、酸化和脱水等步骤得到苯酐。
具体工艺如下：（1）苯氧化：将苯与空气或氧气在催化剂的存在下进行反应，生成苯酚。
（2）氧化：将苯酚与空气或氧气在一定的温度和压力下进行反应，使其氧化成过氧苯酚或过氧苯酚二聚体。
（3）酸化：将过氧苯酚或过氧苯酚二聚体与酸接触反应，得到苯酚磺酸。
（4）脱水：将苯酚磺酸通过脱水反应得到苯酐。
2. 间接法：间接法是将苯氧化成苯酚，然后经过氯化、氧化和脱水等步骤得到苯酐。
具体工艺如下：（1）苯氧化：同直接法中的第一步，将苯氧化成苯酚。
（2）氯化：将苯酚与氯气进行氯化反应，生成氯苯。
（3）氧化：将氯苯与空气或氧气在催化剂的存在下进行反应，使其氧化成苯甲酸。
（4）脱水：通过脱水反应将苯甲酸转化为苯酐。
二、甲苯氧化法：甲苯氧化法是将甲苯氧化成苯酚，然后经过氯代、氧化和脱水等步骤得到苯酐。
具体工艺如下：（1）甲苯氧化：将甲苯与空气或氧气在催化剂的存在下进行反应，生成甲苯酚。
（2）氯代：将甲苯酚与氯气进行氯化反应，生成氯代甲苯酚。
（3）氧化：将氯代甲苯酚与空气或氧气在催化剂的存在下进行反应，使其氧化成氯代甲苯酸。
（4）脱水：通过脱水反应将氯代甲苯酸转化为苯酐。
总的来说，苯酐的生产工艺主要是以苯或甲苯为原料，经过氧化、酸化和脱水等步骤得到苯酐。
不同的工艺有所差异，但基本步骤是相似的。
同时，随着科技的进步和环保意识的提高，新的生产工艺也在不断研究和发展，以降低能耗和环境污染。
邻二甲苯氧化生产苯酐的HAZOP分析报告天津中滨海盛科技发展有限公司资质证书编号：APJ-（国）-519二零一三年八月前言根据《安全生产法》、《危险化学品安全管理条例》（国务院第591号令）、《危险化学品建设项目安全监督管理办法》（国家安全生产监督管理总局第45号令）、《关于印发贯彻执行危险化学品建设项目安全监督管理办法实施意见的通知》（安监管三（2012）34号）、《危险化学品建设项目安全设施目录（试行）》和《危险化学品建设项目安全设施设计专篇编制导则》（安监总厅管三〔2013〕39号）的要求，天津中滨海盛科技发展有限公司受建设单位天津金源泰化工有限公司委托，对其“邻二甲苯氧化生产苯酐”进行设计阶段的HAZOP分析工作。
天津金源泰化工有限公司是天津溶剂厂经改制重组后的新企业，原厂建于1951年，全厂占地面积13.32万平方米，建筑面积2万平方米，现有职工200人。
主要有邻苯二甲酸酐、增塑剂、溶剂三大类有机化工产品，同时还包括富马酸、高负荷苯酐催化剂等产品，总生产能力10.5万吨/年。
产品销往全国各地并有部分出口。
天津金源泰化工有限公司目前拥有5.2万吨/年苯酐、4万吨/年邻苯二甲酸二辛酯（DOP）的生产装置以及1万吨/年邻苯二甲酸二丁酯生产装置。
公司为扩大生产，利用现有优势，拟在天津大港石化产业园区渤海化工集团精细化工基地分三期进行苯酐及增塑剂扩能技改项目：第一期：一套年产6万吨/年苯酐装置，仓储设施、原料、成品罐区及其配套公用工程；第二期：15万吨/年DOP装置，5万吨/年增塑剂多品种装置；第三期：一套7万吨/年苯酐装置、6000吨/年富马酸。
根据《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》（安监总管三[2009]116号）的相关要求，天津金源泰化工有限公司苯酐生产过程中的氧化工艺为重点监管的危险化工工艺。
按《危险化学品建设项目安全设施设计专篇编制导则》（安监总厅管三〔2013〕39号）的要求，在安全设施设计阶段开展危险与可操作性（HAZOP）研究或其他安全风险分析，说明主要分析结果。
