年产三万吨苯酐合成车间工艺设计开题报告

1. 研究目的与意义

苯酐又名邻苯二甲酸酐，英文简写为pa。苯酐是基础有机合成原料的重要品种，也是四大有机酸酐中生产与消费量最大品种。苯酐是重要的医药、农药中间体，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。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苯二甲酸酯类增塑剂（主要是邻苯二甲酸二丁酯和二辛酯）、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂等，广泛应用于塑料、涂料、合成材料等领域，另有少量用于生产染料、农药、医药中间体和糖精等。合成树脂工业用于不饱和聚脂树脂、醇酸树脂等；染料工业用于制备合成蒽醌、酞菁蓝等染料；塑料工业用于制备邻苯二甲酸二丁脂、邻苯二甲酸二辛酯及其它芳香酯等增塑剂。另外还被用于制备高级油墨、人造革、合成橡胶、绝缘材料等。

最早的苯酐生产始于1872 年，当时德国basf 公司以萘为原料，铬酸氧化生产苯酐，后又改用发烟硫酸氧化生产苯酐，但收率极低，仅有15%。自1917 年世界开始以氧化钒为催化剂，用萘生产苯酐后，苯酐的生产逐步走向工业化、规模化，并先后形成了萘氧化法、邻二甲苯氧化法两种比较成熟的工艺，其中邻二甲苯固定床氧化技术约占世界总生产能力的90%以上。由于萘氧化法生产方法受到原料来源、动力消耗、生产成本等方面的限制，因此在国外已逐步淘汰，但在我国的苯酐生产中仍占有一定比例。随着我国石化工业的稳步发展和苯酐装置的技术引进，目前我国较大规模的苯酐生产都采用邻苯氧化法。

萘法作为最早生产苯酐的方法，也是最早形成工业化生产的方法，其原料为焦油萘。 我国在1953 年开始萘法生产苯酐，当时是以萘为原料，固定床气相氧化法生产苯酐。1958 年我国又开发了流化床工艺，并在此基础上建设了多套工业生产装置。由于我国萘流化床法发展较快，到1988 年大部分工厂仍在采用萘流化床法生产苯酐，当时萘法产量高达总产量的90%。随着石油工业的发展以及邻法技术的开发，萘法的劣势显露出来：原料焦油萘供应日趋紧张，价格不断上扬，单台反应器生产能力较低，这些都不可避免地造成了萘法的高能耗。 随着苯酐产量的迅速增长，焦油萘越来越不能满足生产的需要，而随着石油工业的发展，又提供了大量廉价的邻二甲苯，扩大了苯酐的原料来源。从20世纪60年代开始，生产苯酐的原料从萘转向邻二甲苯。随着催化剂研发的重大进展以及参加反应的空气和邻二甲苯比例的降低，再加上生产设备大型化的实现等一系列新技术的开发和应用，进一步加速了原料的转换进程。近几年，各厂家也都在为提高自身产品的竞争力而不断地在节能降耗等方面改进、完善自己的工艺，这就使得邻法工艺更加成熟，更加先进。

2. 研究内容和预期目标

本次设计以邻二甲苯为原料，V2O5-TiO2为主要活性组分高负荷催化剂，将原料气体与净化后的空气完全混合送入气相列管式固定床反应器中，在催化剂的作用下，邻二甲苯氧化生成苯酐气体，然后进入苯酐切换冷凝器凝固成粗苯酐产物。粗苯酐经过精馏分离达到指定产品纯度。确定上述详细工艺流程后。通过物料衡算、能量衡算，计算主体反应器和分离设备的工艺尺寸，并对辅助设备选型和一些非标设备进行计算。画出物料流程图、带控制点工艺流程图、主体设备图和若干非标辅助设备图、车间平面布置图和立面图、管道布置图等。

3. 研究的方法与步骤

由于石油邻二甲苯资源比较丰富，理论收率高，价廉，选择性高成为现代生产苯酐的首选原料，所以决定按以下技术路线进行研究：

工艺流程：苯酐生产工艺系统包括氧化反应部分、冷凝水洗部分、苯酐精制部分。

氧化部分：邻二甲苯通过换热器预热，经净化换热器加热后在汽化器内混合均匀并完全雾化，进入反应器反应。反应器内埋填化热列管，用熔盐循环移去反应热，热的熔盐产生高压蒸汽。

4. 参考文献

【1】高枫．苯酐的技术进展和市场分析[j]．精细化工原料及中间体，2006,（2）:14-17

【2】 王俐．苯酐生产技术进展[j]．精细石油化工进展,2002,3（2）:48-54

【3】 nicholas p,chopey.handbook of chemical engineering calculations[m]北京:中国石化出版社.2005

5. 计划与进度安排

1 第1周 毕业实习

2 第2-3周 熟悉课题，查阅参考文献，论证工艺流程，确定计算方法与过程，写出开题报告。

3 第4-6周 完成外文文献翻译 。