年产四万吨苯酐生产工艺设计[1]
苯酐生产工艺
苯酐生产工艺苯酐是一种重要的有机化工原料，广泛应用于药品、染料、塑料、橡胶、香料等行业。
以下是苯酐生产的工艺流程。
首先，苯酐的生产通常采用氧化法。
苯酐生产工艺的主要原料是苯和空气。
首先将苯和空气进入反应器，通过催化剂的作用，进行氧化反应。
氧化反应的主要反应方程式为：2C6H6 + O2→ 2C6H5COOH。
反应生成的苯甲酸进一步反应，产生苯酐。
在氧化反应中，为了提高反应速率和选择性，需要选择合适的催化剂。
目前常用的催化剂有钒酸铵、钒酰酸、钼酸等。
其中，钒酸铵催化剂催化剂广泛应用于苯酐工业生产中，它具有高活性和良好的选择性，可满足工业生产的要求。
反应过程中，苯酐的生成速率取决于反应的温度、压力和催化剂的用量。
一般情况下，反应温度在140-160℃的范围内，反应压力为0.3-0.6 MPa。
此外，还需要加入适量的溶剂，用于调控反应的浓度和温度。
反应完成后，通过蒸馏技术将产物中的苯酐进行提取和分离。
首先进行粗提，将反应混合物经过蒸馏塔，收集蒸馏液，再进行精提，提纯苯酐。
苯酐的纯度要求根据不同的应用需要，可达到99%以上。
苯酐生产工艺中还需要注意安全措施。
氧化反应过程中，由于反应液中产生大量的热量和气体，应注意加热和通风，防止反应器过热和压力过高。
此外，工艺中还需要采取防爆措施，确保生产过程的安全。
苯酐生产工艺具有以下优点：一、原料广泛且可获取性强，苯和空气是常见的化工原料，价格相对较低；二、工艺简单，易于操作和控制；三、产物纯度高，适用于各种行业的需求；四、可大规模生产，满足市场需求。
总之，苯酐生产工艺是一种重要的有机化工工艺。
通过氧化反应，将苯氧化生成苯甲酸，再经过苯酐反应得到苯酐。
这一生产工艺简单、原料易得，产物纯度高，广泛应用于药品、染料、塑料等行业。
在实际生产中，需要注意安全措施，确保工艺能够安全稳定地进行。
苯酐生产工艺
方法一其制备方法是由萘或邻二甲苯催化氧化，现在国内大部分已采用邻二甲苯氧化[1]，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℃，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流化床法以钒一钾一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400～460℃进行氧化反应，进料空速2000～3000h-1，空气中的邻二甲苯浓度40～60g/m2，反应热由管外循环熔盐带出。
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。
方法二目前在工业生产中有两种苯酐原料路线，即邻二甲苯法(简称邻法)和萘法。
生产工艺有三种：固定床氧化法、流化床气相氧化法和液相法。
世界苯酐生产中以邻法固定床氧化技术为主，大约占苯酐生产总能力的80%以上。
1.邻二甲苯氧化法一般采用以五氧化二钒为主的钒系催化剂进行邻二甲苯的气相氧化，反应器多数为列管式固定床。
将过滤后的无尘气经压缩、预热，与气化的邻二甲苯蒸气混合后进入反应器，在400-460℃进行氧化反应，进料空速2000-3000h-1，空气中邻二甲苯浓度40-60g/m2（标准），反应热由管外循环的熔盐带出。
年产吨苯酐的车间工艺设计
应急救援程序与措 施
Part Five
优化原料配比：提高苯酐收率，降低能耗 改进反应器设计：提高反应效率，减少副产物生成 优化工艺参数：控制反应温度、压力、时间等，提高产品质量 采用先进的控制系统：实现自动化控制，提高生产效率和稳定性
优化工艺流程，减 少能源消耗
采用节能设备，提 高能源利用效率
折旧成本：设备、厂房等 固定资产的折旧费用
市场需求：苯 酐广泛应用于 塑料、橡胶、 涂料等领域， 市场需求稳定
竞争情况：苯 酐市场竞争激 烈，需要提高 产品质量和降
低成本
价格趋势：苯 酐价格受供需 关系影响，价
格波动较大
发展趋势：随 着环保政策的 实施，苯酐市 场将向绿色、 环保方向发展
利润率：销售收入与成本的 比例
废水来源：苯酐生产过程中产 生的废水
废水处理方法：采用物理、化 学、生物等方法进行处理
废水处理标准：达到国家规定 的排放标准
废水处理设备：包括沉淀池、 曝气池、生物滤池等设备
Part Two
车间面积：根据 年产吨苯酐的需 求确定
车间分区：原料 区、生产区、成 品区、仓储区等
设备布局：根据 工艺流程和设备 类型进行合理布 局
反应器控制：选择合适的控制系统，如PLC、 DCS等，实现对反应过程的精确控制
反应器安全：考虑反应器的安全设计，如防爆、 防火、防泄漏等措施
设备类型：离心 机、过滤器、干 燥器等
设备选型原则： 高效、节能、环 保、安全
设备性能要求： 分离效率高、操 作简便、维护方 便
设备选型考虑因素： 生产规模、工艺要 求、投资预算、运 行成本等
投资回报期：根据利润预测和总投资 额计算投资回报期
汇报人：
通风系统：保 证车间空气流 通，防止有害
年产4万吨邻苯二甲酸酐计算过程,毕业设计
设计评述2.2工艺计算2.2.1物料衡算1）：物料衡算的原理､方法､步骤(1):原理对于连续稳定过程,物料衡算的方程是:ΣMλ=ΣM出 (2-1)即: 初始输入量=最终输出量对不连续过程,物料衡算的方程为:ΣMλ=ΣM出+M累积(2-2)即:初始输入量+生成输入量=最终输出量+消耗量(2)：方法本设计属于间歇式反应,采用第二种计算方法(3)：步骤:a:收集数据:①:原理,产品规格｡②:过程单位时间的物流量｡③:有关消耗定额｡④:有关转化率､选择性､单程收率｡b:画物料流程图,确定衡算对象,根据题目要求它可以是总物料某个组分某个元素等;c:确定衡算范围,根据题目要求它可以是一个系统一个车间某个设备,某个设备的局部等;d:确定衡算基准: 根据题目要求它可以是单位质量单位时间等;e:列出输入输出物料平衡表;2）：物料衡算过程(1):收集数据表2-1 原料性质原料名称密度(Kg/m3)摩尔质量(g/mol)沸点(℃) 含量(%)比热容kJ/(kg.℃)邻二甲苯100 2.406 氧气（空气）36（29）184.4 20 1.0121 (2):确定单位时间内物流量:已知: 40000t/a 年工作天数:365-(t1+t2) 选择不连续工作制度:t1=52+1+1+2+3=59(其中对于工厂,星期六照常上班,故只有星期天休息,一年52周共52天,再加上劳动节1天,元旦1天,国庆节2天,春节3天)t1---设备大､中､小修及正常检修总天数,反应釜取6天/年｡ 故年工作天数=365-(52+7+6)=300d/a∴苯酐日产量:40000 t/a÷300d/a=133.333t/d以单位时间为基准，按年工作300天，每天24小时，硝酸小时生产量34000010555630024⨯=⨯Kg/h1． 计算依据● 苯酐产量5556Kg/h. 即37.5Kmol/h. ● 原料组成邻二甲苯：空气=1:19 ● 操作压力 0.08MPa （表压）● 反应器进口气体温度 145℃,出口温度360℃ 2． 物料衡算苯酐副产物水假设循环气不参与反应，只起带走热量的作用。
年产5.5万吨苯酐生产工艺设计毕业设计说明书
诚信申明本人申明：我所呈交的本科毕业设计是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新出不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得燕京理工学院或其他教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。
与我一同完成毕业设计的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确地说明并表示了谢意。
若有不实之处，本人承担一切相关责任。
本人签名：年月日年产5.5万吨苯酐生产工艺设计应用化学专业应化1304班摘要苯酐是重要的有机化工原料之一，用于生产增塑剂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、染料及颜料、医药及农药等。
目前，全球苯酐生产所采用的工艺路线有萘流化床氧化和萘/邻二甲苯固定床氧化，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。
本设计采用邻二甲苯氧化连续式生产邻苯二甲酸酐，该法工艺比较成熟，资料较多，故采用该工艺。
本设计确定生产6000吨邻苯二甲酸酐的合理生产工艺；完成年产6000吨苯酐生产的全部工艺计算（物料衡算，热量衡算），根据工艺计算确定生产设备的工艺尺寸；绘制工艺流程简图、带控制点的工艺流程图和设备图。
关键词：苯酐邻二甲苯氧化工艺设计Production Technology Design of 55000 Tons of PhthalicAnhydride with an Annual OutputAbstractPhthalic anhydride is one of the important organic chemical raw materials for the production of plasticizers, alkyd resins, unsaturated polyester resins, dyes and pigments, pharmaceuticals and pesticides. At present, the global phthalic anhydride production process used in naphthalene fluidized bed oxidation and naphthalene /o-xylene fixed bed oxidation, which o-xylene fixed bed oxidation technology accounts for about 90% of the world's total production capacity. The design ofo-xylene oxidation continuous production of phthalic anhydride, the process is more mature, more information, so the use of the process.The design to determine the production of 6,000 tons of phthalic anhydride reasonable production process; complete with an annual output of 6,000 tons of phthalic anhydride production of all the process calculation (material accounting, heat balance), according to the process to determine the production process equipment size; Schematic diagram, process diagram and equipment diagram with control points.Keywords：Phthalic anhydride O-xylene OxidationProcess Design目录前言 1 第一章设计任务 (2)第1.1节设计题目 (2)第1.2节设计主要内容 (2)第1.3节产品主要规格与参数 (2)第1.4节生产条件 (2)第1.5节基础条件 (3)第二章物料衡算 (4)第2.1节反应器中氧化反应的物料衡算 (4)第2.2节冷凝工段的物料衡算 (7)第2.3节精馏工段物料衡算 (8)第2.5节轻组分塔物料衡算 (8)第三章能量衡算 (11)第3.1节反应器能量衡算过程 (11)第3.2节反应器能量衡算表 (12)第四章主要设备选型及计算 (14)第4.1节基础数据整理 (14)第4.2节塔板数的确定 (16)第4.3节塔径的计算及半间距离的确定 (17)第4.4节塔高的计算 (18)第4.5节溢流堰长计算 (19)第4.6节塔体厚度的计算 (19)第4.7节塔设备计算结果列表 (19)第六章经济计算 (21)第七章设计说明 (22)结论23 参考文献24前言苯酐生产工艺有三种：固定床氧化法、流化床气相氧化法和液相法。
苯酐生产工艺
方法一其制备方法是由萘或邻二甲苯催化氧化，现在国内大部分已采用邻二甲苯氧化[1]，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℃，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流化床法以钒一钾一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400～460℃进行氧化反应，进料空速2000～3000h-1，空气中的邻二甲苯浓度40～60g/m2，反应热由管外循环熔盐带出。
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。
方法二目前在工业生产中有两种苯酐原料路线，即邻二甲苯法(简称邻法)和萘法。
生产工艺有三种：固定床氧化法、流化床气相氧化法和液相法。
世界苯酐生产中以邻法固定床氧化技术为主，大约占苯酐生产总能力的80%以上。
1.邻二甲苯氧化法一般采用以五氧化二钒为主的钒系催化剂进行邻二甲苯的气相氧化，反应器多数为列管式固定床。
将过滤后的无尘气经压缩、预热，与气化的邻二甲苯蒸气混合后进入反应器，在400-460℃进行氧化反应，进料空速2000-3000h-1，空气中邻二甲苯浓度40-60g/m2（标准），反应热由管外循环的熔盐带出。
年产40000吨苯酐(安定)的车间工艺设计
年产40000吨苯酐(安定)的车间工艺设计第一章文献综述1.1苯酐简述苯酐，全称为邻苯二甲酸酐（Phthalic Anhydride）,常温下为一种白色针状结晶（工业苯酐为白色片状晶体），易燃，在沸点以下易升华，有特殊轻微的刺激性气味。
苯酐能引起人们呼吸器官的过敏性症状，苯酐的粉尘或蒸汽对皮肤、眼睛及呼吸道有刺激作用，特别对潮湿的组织刺激更大。
苯酐主要用于生产PVC 增塑剂、不饱和聚酯、醇酸树脂以及染料、涂料、农药、医药和仪器添加剂、食用糖精等，是一种重要的有机化工原料。
在PVC 生产中，增塑剂最大用量已超过50％，随着塑料工业的快速发展，使苯酐的需求随之增长，推动了国内外苯酐生产的快速发展。
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，并先后形成了萘法、邻法两种比较成熟的工艺[1]。
1.2苯酐的性质[2]苯酐，常温下为一种白色针状结晶（工业苯酐为白色片状晶体），易燃，在沸点以下易升华，有特殊轻微的刺激性气味。
分子式C8H4O3，相对密度1.527(4.0℃)，熔点131.6℃，沸点295℃（升华），闪点（开杯）151.7℃，燃点584℃。
微溶于热水和乙醚，溶于乙醇、苯和吡啶。
1.3苯酐的合成方法比较及选取1.3.1合成苯酐的主要工艺路线1.3.1.1 萘法[1]1.3.1.1.1反应原理萘与空气在催化剂作用下气相氧化生成苯酐。
+O OO 2V 2O 5CO 2OH 29/2++221.3.1.1.2 工艺流程空气经净化、压缩预热后进入流化床反应器底部，喷入液体萘，萘汽化后与空气混合，通过流化状态的催化剂层，发生放热反应生成苯酐。
反应器内装有列管冷却器，用水为热载体移出反应热。
反应气体经三级旋风分离器，把气体携带的催化剂分离下来后，进入液体冷凝器，有40%－60%的粗苯酐以液态冷凝下来，气体再进入切换冷凝器（ 又称热融箱）进一步分离粗苯酐，粗苯酐经预分解后进行精馏得到苯酐成品。
苯酐的生产工艺
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。
苯酐生产流程模拟
Aspenplus大作业综述题目：邻二甲苯制苯酐生产工艺流程模拟综述学生姓名刘国栋侯凯学院化学工程学院专业班级化工卓越11级1班指导教师孙兰义2014年 5月12日1中南大学学士学位论文摘要摘要苯酐是重要的有机化工原料，主要用于增塑剂、涂染料、聚酯、不饱和聚脂树脂、醇酸树脂等领域，因此苯酐的生产是现在企业的重要工艺流程之一，而提高产率也是此行业的最为关注的问题。
根据市场预测，由于目前原料邻二甲苯的供应比较紧张，价格居高不下，导致苯酐的生产成本又面临考验。
由此可见，提高苯酐的生产产量将会大大的提高各化工企业的竞争实力，满足市场的要求，进行苯酐生产工艺的设计与改进对于国内外市场都具有重要的意义。
本设计生产大约40000吨/ y高纯度的苯酐，是选用的是邻二甲苯固定床氧化，其基本原理是经计量的邻二甲苯预热后与经计量和加热的空气，在混合器中接触汽化后进入固定床反应器内反应生成苯酐及副产品顺酐和苯甲酸，反应气经水冷却器冷却进入闪蒸罐蒸出大部分未反应的原料和生成的CO2,H2O等气体，粗苯酐加热后进入到精馏塔中进行精馏得到收率为99.8%的苯酐。
随着计算技术和计算机技术的发展,化工流程过程模拟软件也越来越成熟，计算机辅助设计也日趋广泛。
在进行化工设计时，采用流程系统模拟物料衡算和热量衡算，投资和成本估算等问题以及采用流程模拟软件进行整体优化也越来越普遍。
本文采用国际上最流行的化工过程模拟软件之一的ASPEN 作为辅助设计的主要工具，与过程有关的物料和能量的衡算基本上有该软件给出，并以设计流程计算的收敛与否来检验该流程是否可行。
ABSTRACTPhthalic anhydride is an important organic chemical raw materials , mainly used in the fields plasticizers, dyes coated polyester , unsaturated polyester resins, alkyd resins, etc., and therefore the production of phthalic anhydride is now one of the important business processes , and improve productivity rate is the issue of most concern in this industry. According to market forecasts, the supply of raw materials due to the current tight o-xylene , high prices , leading to the production costs of PA is facing challenges. Thus, to improve the yield of phthalic anhydride production will greatly improve the competitiveness of the various chemical companies to meet market requirements, phthalic anhydride production process design and improvement has important implications for domestic and international markets.The design and production of about 40,000 t / y of high purity phthalic anhydride, is the choice of a fixed bed oxidation of o-xylene , the basic principle is measured after o-xylene was measured with preheated air and heating , contact mixer after entering the vaporized reaction by-products and maleic anhydride and benzoic acid in the fixed-bed reactor, through the gas cooler entering the flash tank of water distilled off most of the unreacted starting material and generation of CO2, H2O and other gases, heating the crude phthalic anhydride after entering into the distillation column is rectified to obtain a yield of 99.8% of phthalic anhydride .With the development of computer technology and computer technology , chemical process simulation software has become increasingly sophisticated , computer-aided design are becoming increasingly widespread. During chemical engineering design , system simulation using process material balance and heat balance , investment and cost estimates and other issues and the use of process simulation software for overall optimization has become increasingly common. In this paper, using the most popular ASPEN chemical process simulation software as one of the main tools aided design , materials and process -related and energy accountancy basically gives the software and the design process of convergence tocalculate whether or not to the inspection process is feasible.目录第1章引言 (6)第2章组分 (7)2.1邻二甲苯 (7)2.2 空气 (7)2.3 苯酐 (8)2.4 苯酞 (8)2.5 顺酐 (8)2.6 苯甲酸 (9)第3章邻二甲苯生产苯酐工艺过程介绍 (10)第4章物性方法 (11)第5章反应动力学 (12)第6章邻苯二甲酸酐生产过程模拟 (13)第7章模拟结果验证 (16)第8章结论 (17)参考文献 (18)第1章引言化工过程设计是一门将一个化学新产品、新工艺或对旧工艺改造从理论运用到工业实践的学科，它为化学新产品、新工艺以及旧工艺改造在工业上运用的可行性提供了较充分的判断依据，是我们进行化工企业项目开发的一个必要前期工作。
苯酐工艺流程
苯酐工艺流程苯酐是一种重要的有机化工原料，广泛应用于合成树脂、染料、药品等领域。
下面将介绍苯酐的工艺流程。
苯酐的工艺流程主要包括苯氧化反应、酸洗反应、结晶分离和蒸馏等步骤。
首先是苯氧化反应。
苯氧化是指将苯通过氧化反应转化为苯酚，然后经过进一步氧化反应生成苯酐的过程。
苯和空气在催化剂的作用下进行反应，产生苯酚。
此步骤通常采用催化剂如氯化铬或二氧化锰，反应温度一般在180-200℃，反应时间视具体工艺而定。
接下来是酸洗反应。
苯酚与氧气反应后生成的苯酐会与苯酚同时存在。
为了分离苯酐和苯酚，需要将反应产物进行酸洗。
具体而言，可以用稀硫酸溶液进行酸洗，使苯酚和酸性废水反应生成水溶性物质，从而实现苯酐和苯酚的分离。
反应结束后，通过脱水与脱硫作用，获得苯酐并去除酸性污染物。
然后是结晶分离。
将酸洗后得到的溶液通过冷却结晶来分离苯酐。
首先将溶液进行冷却、搅拌和过滤，获得苯酐的结晶体。
然后对结晶体进行洗涤和过滤，去除杂质，得到纯净的苯酐晶体。
最后对苯酐晶体进行干燥，以去除结晶体中的水分，得到纯净的苯酐产品。
最后是蒸馏。
苯酐的产品通常不仅含有苯酐，还可能含有未反应的苯和苯酚等杂质。
蒸馏是将苯酐产品进行精制的步骤。
通过加热苯酐产品，使其沸点高于苯和苯酚，但低于其他杂质的沸点，从而实现对苯酐的分离和纯化。
经过蒸馏，可以得到高纯度的苯酐产品。
总的来说，苯酐的工艺流程包括苯氧化反应、酸洗反应、结晶分离和蒸馏等步骤。
通过这些步骤，可以将苯转化为苯酐，并获得高纯度的苯酐产品。
这一工艺流程在苯酐的生产中得到了广泛应用，为各种应用领域提供了重要的有机化工原料。
苯酐生产工艺
苯酐生产工艺
苯酐是一种重要的烃类化合物，也是现代化工和医药工业的重要原料，可用于合成去
甲醛和多种有机化学中间体。
有许多原料可用于生产苯酐，其中最常用的是甲醇和氧。
本
文介绍一种生产苯酐的常见方法——催化氧化法，并分析其优缺点。
催化氧化法是一种常用的生产苯酐的方法，它通过将甲醇和氧在含铂催化剂的高温高
压条件下反应，获得苯酐与二氧化碳组成的生成物。
其反应方程式为：
2CH3OH+O2=CH3COOH+2H2O
优点：
1. 这种生产苯酐的方法利用了自发反应的原理，使过程具有更快的反应速度；
2. 用该方法生产的苯酐量较大，且苯酐质量好，稳定性高，能有效满足企业的需求；
3. 催化氧化法在生产过程中没有产生有毒有害物质，十分安全有效。
1. 催化氧化法在过程中能耗较高，成本高；
2. 电解质的加入易使反应系统较稳定，容易造成停机；
3. 催化剂（一般是铂酸盐）在反应过程中易破坏或产生污染物，从而浪费原料和降
低产量。
总结：
催化氧化法是生产苯酐的一种常见方法，整个反应过程中化学运算的相对稳定，反应
速度快，成本较低，对环境也比较友好，但催化剂的使用和其产生的有毒有害物质仍不可
忽视。
因此，在应用这种方法生产苯酐时，应加强催化剂的分离，降低能耗，减少污染物
的产生，以提高生产效率。
年产四万吨苯酐生产工艺设计[1]
![年产四万吨苯酐生产工艺设计[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/96f387da76eeaeaad1f33012.png)
年产四万吨苯酐生产工艺设计李健(安徽工程大学机电学院，芜湖，241000)摘要本次设计产品的为苯酐。
目前生产工艺有萘或邻二甲苯以及萘和邻二甲苯混合原料的固定床氧化工艺和萘流化床氧化工艺。
该设计的苯酐生产艺是以邻二甲苯为原料，经气化后与空气混合进入反应器催化氧化生成粗苯酐，气体粗苯酐在切换冷凝器冷凝收集，再经预处理后送入精馏塔精馏，得到产品。
该工艺流程主要包括氧化反应、冷凝回收、精馏、产品包装和废液尾气处理。
工艺设计内容包括：工艺流程设计、物料衡算、能量衡算、精馏塔设计工艺计算以及生产装置中其他设备的选择等。
图纸包括生产流程图、工厂布置图以及塔设备结构图。
关键词：邻二甲苯、苯酐、工艺设计Process design for producing 40000 tons of PA per yearLi Jian（Anhui Polytechnic university of Electrical and Mechanical College,Wuhu,Zip:241000）AbstractThe design of the product is phthalic anhydride. The current PA design is Fixed Fluidized Bed Design based on anhydride or OX,as well as the mixture of anhydrideand OX,and the naphthalene fluidized bed.This thesis is intended to take the O-xylene as its raw materials and get it gasified,and then enter catalytic reactor,mixing with air,to catalyze phthalic anhydride. The unrefined PA gas would first be gathered in condenser,finally be refined in fractionating tower after Processing.The process includes oxidation,condensation recovery,distillation,packaging and waste gas treatment.Process design include:process design, material balance,energy balance,chemical engineering process calculations and other equipment, plant selection.Blueprints include production flow chart,factory layout plan,the blueprint of structure of the rectifier.Key words: O-xylene, PA, process design-2-目录引言 (6)第1章概述 (7)1.1 苯酐的性质与用途 (7)1.1.1 一般性状 (7)1.1.2 物理性质 (7)1.1.3 毒性防护 (8)1.1.4 苯酐及其衍生物的用途 (8)1.2 苯酐的生产方法概述 (9)1.2.1 苯酐生产工艺技术 (9)1.2.2 邻法制苯酐几种工艺简介 (10)1.2.3 国内工艺现状 (11)1.3 苯酐市场状况及生产规模 (12)1.4 苯酐市场需求状况分析 (13)第2章工艺设计 (14)2.1 苯酐生产工艺原料 (14)2.2 反应原理 (14)2.3 苯酐生产工艺催化剂 (15)2.3.1 苯酐催化剂的选择 (15)2.3.2 苯酐催化剂的填装与操作 (16)2.4 苯酐工艺流程设计 (17)2.4.1 氧化反应 (17)2.4.2 冷凝回收 (17)2.4.3 尾气洗涤 (18)2.4.4 预处理 (18)2.4.5 精馏 (18)2.4.6 结片包装 (19)2.4.7 废液焚烧 (19)2.5 工艺流程方块图 (19)第3章物料衡算 (20)3.1 反应器中氧化反应的物料衡算 (20)3.1.1 氧化反应过程的衡算基准 (20)3.1.2 氧化反应过程的物料衡算图 (20)3.1.3 氧化反应过程的物料衡算： (20)3.2 冷凝工段物料衡算 (24)3.3 精馏工段物料衡算 (25)3.3.1 物料衡算方框图： (25)3.3.2 轻组分塔物料衡算 (26)第4章能量衡算 (28)4.1 反应过程的能量方框图 (28)4.2 反应器能量横算过程 (28)4.2.1 Q1和Q4的计算 (28)4.2.2 过程Q3的计算 (29)4.2.3 Q5的计算 (30)4.2.4 Q2的计算 (30)4.3 反应器能量衡算表 (30)第5章精馏塔的计算与设计 (31)5.1 确定操作条件 (31)5.2 基础数据整理 (31)5.3 塔板数的确定 (33)5.4 塔径的计算及板间距离的确定 (34)5.4.1 精馏段 (34)5.4.2 提馏段 (35)5.5 塔高的计算 (36)5.6 溢流堰长计算 (36)5.7 塔体厚度的计算 (36)5.8 塔设备计算结果列表 (37)第6章苯酐生产装置其他主要设备选择 (38)6.1 主要附件设备选择 (38)6.2 反应器组设计 (38)6.2.1 固定床列管反应器设计： (38)6.2.2 熔盐循环泵： (39)6.2.3 电加热器 (39)6.2.4 熔盐冷却器 (39)6.2.5 蒸汽过热器 (39)6.2.6 邻二甲苯汽化器 (39)6.2.7 熔盐调节阀 (39)结论与展望 (40)致谢 (41)参考文献 (42)附录 (43)-4-插图清单图2-1 工艺流程方块图 (19)图3-1 反应过程物料衡算图 (20)图3-2 冷凝工段物料衡算图 (24)图3-3 精馏工段物料衡算图 (25)图4-1 反应工段能量衡算图 (29)图5-1 精馏段物流图 (31)图5-2 提馏段物料图 (32)表格清单表1-1全球苯酐产量 (12)表2-1各催化剂参数比较 (16)表3-1副反应转化率 (21)表3-2反应过程物料衡算表 (24)表3-3冷凝工段物料衡算表 (25)表3-4精馏工段物料衡算表 (27)表4-1各物相平均比热容 (29)表4-2反应工段能量衡算表 (30)表5-1精馏段物料流率 (32)表5-2提馏段内回流 (33)表5-3塔设备计算结果列表 (37)引言邻苯二甲酸酐，简称苯酐，英文缩写PA（Phthalic anhydride），是一种重要的基本有机化工原料，被认为是十大有机化工原料之一。
苯酐工艺技术
苯酐工艺技术苯酐是一种重要的化工原料，广泛应用于橡胶、染料、表面活性剂等行业。
其生产工艺技术主要有苯氧化法和全氧化法两种方法。
苯氧化法是苯酐生产的传统工艺方法，其主要原料为苯和空气，通过催化剂的作用，在高温下进行苯的氧化反应而生成苯酐。
整个反应过程需要考虑温度、压力、氧液量等因素的控制。
首先，将苯和空气以一定比例通入反应器中，在催化剂的作用下，苯酐的产量随着温度的升高而增加。
同时，为了保持反应的稳定性，需要控制空气通入的速率，使其与苯的进料速率保持一致。
此外，反应压力的控制也很重要，一般采用升压和减压两个阶段，以达到较高的压力。
最后，反应的产物需进行分离、纯化和干燥处理，以得到高纯度的苯酐产品。
全氧化法是一种新兴的苯酐生产工艺，其主要特点是直接使用氧气作为氧化剂，而不需要辅助的催化剂。
该方法通过高温下对苯进行完全氧化反应，从而制备苯酐。
整个生产过程需要考虑温度、氧气流量等因素的控制。
首先，将苯和氧气以一定比例通入反应器中，在高温下进行完全氧化反应，生成苯酐。
与苯氧化法不同的是，全氧化法不需要催化剂，因此反应的温度控制尤为重要。
若温度过高，反应速度过快，难以控制反应的稳定性；若温度过低，反应速度过慢，影响生产效率。
此外，需要根据氧气流量的大小调节反应的压力，以保持适宜的反应速率和产物的质量。
苯酐工艺技术中最重要的环节是反应条件的控制。
无论是苯氧化法还是全氧化法，都需要考虑温度、压力、氧气流量等因素。
同时，还需要注意反应的平衡状态和催化剂的选用。
此外，后续的分离、纯化和干燥处理也是非常重要的环节，可以通过蒸馏、结晶、吸附等方法将苯酐纯化，以提高产品的质量和纯度。
总之，苯酐工艺技术的选择和控制对产品的质量和产量有着重要的影响。
正确选择合适的工艺方法，并对反应条件进行有效的控制，可以提高苯酐的产量和质量，为化工行业提供更加优质的原料。
苯酐生产工艺
方法一其制备方法是由萘或邻二甲苯催化氧化，现在国内大部分已采用邻二甲苯氧化[1]，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℃，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流化床法以钒一钾一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400～460℃进行氧化反应，进料空速2000～3000h-1，空气中的邻二甲苯浓度40～60g/m2，反应热由管外循环熔盐带出。
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。
方法二目前在工业生产中有两种苯酐原料路线，即邻二甲苯法(简称邻法)和萘法。
生产工艺有三种：固定床氧化法、流化床气相氧化法和液相法。
世界苯酐生产中以邻法固定床氧化技术为主，大约占苯酐生产总能力的80%以上。
1.邻二甲苯氧化法一般采用以五氧化二钒为主的钒系催化剂进行邻二甲苯的气相氧化，反应器多数为列管式固定床。
将过滤后的无尘气经压缩、预热，与气化的邻二甲苯蒸气混合后进入反应器，在400-460℃进行氧化反应，进料空速2000-3000h-1，空气中邻二甲苯浓度40-60g/m2（标准），反应热由管外循环的熔盐带出。
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年产四万吨苯酐生产工艺设计李健(安徽工程大学机电学院，芜湖，241000)摘要本次设计产品的为苯酐。
目前生产工艺有萘或邻二甲苯以及萘和邻二甲苯混合原料的固定床氧化工艺和萘流化床氧化工艺。
该设计的苯酐生产艺是以邻二甲苯为原料，经气化后与空气混合进入反应器催化氧化生成粗苯酐，气体粗苯酐在切换冷凝器冷凝收集，再经预处理后送入精馏塔精馏，得到产品。
该工艺流程主要包括氧化反应、冷凝回收、精馏、产品包装和废液尾气处理。
工艺设计内容包括：工艺流程设计、物料衡算、能量衡算、精馏塔设计工艺计算以及生产装置中其他设备的选择等。
图纸包括生产流程图、工厂布置图以及塔设备结构图。
关键词：邻二甲苯、苯酐、工艺设计Process design for producing 40000 tons of PA per yearLi Jian（Anhui Polytechnic university of Electrical and Mechanical College,Wuhu,Zip:241000）AbstractThe design of the product is phthalic anhydride. The current PA design is Fixed Fluidized Bed Design based on anhydride or OX,as well as the mixture of anhydrideand OX,and the naphthalene fluidized bed.This thesis is intended to take the O-xylene as its raw materials and get it gasified,and then enter catalytic reactor,mixing with air,to catalyze phthalic anhydride. The unrefined PA gas would first be gathered in condenser,finally be refined in fractionating tower after Processing.The process includes oxidation,condensation recovery,distillation,packaging and waste gas treatment.Process design include:process design, material balance,energy balance,chemical engineering process calculations and other equipment, plant selection.Blueprints include production flow chart,factory layout plan,the blueprint of structure of the rectifier.Key words: O-xylene, PA, process design-2-目录引言 (6)第1章概述 (7)1.1 苯酐的性质与用途 (7)1.1.1 一般性状 (7)1.1.2 物理性质 (7)1.1.3 毒性防护 (8)1.1.4 苯酐及其衍生物的用途 (8)1.2 苯酐的生产方法概述 (9)1.2.1 苯酐生产工艺技术 (9)1.2.2 邻法制苯酐几种工艺简介 (10)1.2.3 国内工艺现状 (11)1.3 苯酐市场状况及生产规模 (12)1.4 苯酐市场需求状况分析 (13)第2章工艺设计 (14)2.1 苯酐生产工艺原料 (14)2.2 反应原理 (14)2.3 苯酐生产工艺催化剂 (15)2.3.1 苯酐催化剂的选择 (15)2.3.2 苯酐催化剂的填装与操作 (16)2.4 苯酐工艺流程设计 (17)2.4.1 氧化反应 (17)2.4.2 冷凝回收 (17)2.4.3 尾气洗涤 (18)2.4.4 预处理 (18)2.4.5 精馏 (18)2.4.6 结片包装 (19)2.4.7 废液焚烧 (19)2.5 工艺流程方块图 (19)第3章物料衡算 (20)3.1 反应器中氧化反应的物料衡算 (20)3.1.1 氧化反应过程的衡算基准 (20)3.1.2 氧化反应过程的物料衡算图 (20)3.1.3 氧化反应过程的物料衡算： (20)3.2 冷凝工段物料衡算 (24)3.3 精馏工段物料衡算 (25)3.3.1 物料衡算方框图： (25)3.3.2 轻组分塔物料衡算 (26)第4章能量衡算 (28)4.1 反应过程的能量方框图 (28)4.2 反应器能量横算过程 (28)4.2.1 Q1和Q4的计算 (28)4.2.2 过程Q3的计算 (29)4.2.3 Q5的计算 (30)4.2.4 Q2的计算 (30)4.3 反应器能量衡算表 (30)第5章精馏塔的计算与设计 (31)5.1 确定操作条件 (31)5.2 基础数据整理 (31)5.3 塔板数的确定 (33)5.4 塔径的计算及板间距离的确定 (34)5.4.1 精馏段 (34)5.4.2 提馏段 (35)5.5 塔高的计算 (36)5.6 溢流堰长计算 (36)5.7 塔体厚度的计算 (36)5.8 塔设备计算结果列表 (37)第6章苯酐生产装置其他主要设备选择 (38)6.1 主要附件设备选择 (38)6.2 反应器组设计 (38)6.2.1 固定床列管反应器设计： (38)6.2.2 熔盐循环泵： (39)6.2.3 电加热器 (39)6.2.4 熔盐冷却器 (39)6.2.5 蒸汽过热器 (39)6.2.6 邻二甲苯汽化器 (39)6.2.7 熔盐调节阀 (39)结论与展望 (40)致谢 (41)参考文献 (42)附录 (43)-4-插图清单图2-1 工艺流程方块图 (19)图3-1 反应过程物料衡算图 (20)图3-2 冷凝工段物料衡算图 (24)图3-3 精馏工段物料衡算图 (25)图4-1 反应工段能量衡算图 (29)图5-1 精馏段物流图 (31)图5-2 提馏段物料图 (32)表格清单表1-1全球苯酐产量 (12)表2-1各催化剂参数比较 (16)表3-1副反应转化率 (21)表3-2反应过程物料衡算表 (24)表3-3冷凝工段物料衡算表 (25)表3-4精馏工段物料衡算表 (27)表4-1各物相平均比热容 (29)表4-2反应工段能量衡算表 (30)表5-1精馏段物料流率 (32)表5-2提馏段内回流 (33)表5-3塔设备计算结果列表 (37)引言邻苯二甲酸酐，简称苯酐，英文缩写PA（Phthalic anhydride），是一种重要的基本有机化工原料，被认为是十大有机化工原料之一。
苯酐主要用于制造增塑剂、聚酯树脂和醇酸树脂，此外，还可用于生产涂料、医药、农药、糖精等。
我国苯酐最主要的用途是生产邻苯二甲酸酯类增塑剂，如邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、混合酯等，该类增塑剂大量用于聚氯乙烯塑料制品的加工；其次是用于生产醇酸树脂和氨基树脂涂料。
苯酐还可以用于不饱和聚酯的生产，在染料工业中用以合成蒽醌，在颜料生产中合成酞青兰BS、酞菁蓝CT、酞菁蓝B等颜料；在医药工业中用于制备酚酞，在农药生产中用于亚胺磷等中间体的生产。
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的苯酐生产工艺。
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，在催化剂的催化作用下，邻二甲苯氧化生成苯酐气体，并且发生一些列的副反应。
热的生成气体离开反应器后在气体冷却器中，然后进入苯酐切换冷凝器凝固成粗苯酐产物。
粗苯酐还需要经过二级精馏才能达到产品的要求投入市场销售。
-6-第1章概述1.1 苯酐的性质与用途1.1.1 一般性状苯酐全称为邻苯二甲酸酐（Phthalic annychide，缩写PA），常温下为一种白色针状结晶（工业苯酐为白色片状晶体）；不溶于冷水，溶于热水、乙醇、乙醚、苯等多数有机溶剂；易燃，在沸点以下易升华，有特殊轻微的刺激性气味；苯酐有毒，能引起支气管炎，眼炎，肺气肿等症状，对皮肤有刺激作用。
1.1.2 物理性质（1）苯酐的物理常数分子式：C8H4O3；C6H4(CO)2O分子量：148.12C A S 号：85-44-9沸点：284.5℃（101KPa）凝固点：131.11℃ (干燥空气)熔点：130.5℃三相点：131.00℃自燃点：584℃密度：相对密度(水=1)：1.53；相对密度(空气=1)：5.10闪点：151.7℃（开杯）蒸汽压：0.13kPa/96.5℃溶解性：不溶于冷水，溶于热水、乙醇、乙醚、苯等多数有机溶剂熔融色度（色度号）≤100热稳定色度（色度号）≤150结晶点≥130.0℃纯度≥99.5%游离酸含量≤0.5%稳定性：稳定危险标记：20(腐蚀品)（2）苯酐的热力学常数比热容：0.4229 J/g.K (90K)0.7637 J/g.K (200K)1.0999 J/g.K (300K)熔融热：23.446 kJ/mol (131℃)升华热：88.76 kJ/mol (131℃)燃烧热：3264.9 kJ/mol (25℃气体)3259.9 kJ/mol (25℃固体)生成热：-373.6 kJ/mol (25℃气体)-460.7 kJ/mol (25℃固体)绝对熵：179.6 kJ/(mol.℃) (25℃)生成自由能：-332.6 kJ/mol (25℃)溶解热：43.96℃（在25℃水中）水合常数：0.607 (25℃)临界常数：温度t c ,K 810压力p c ,MPa 4.61密度ρc ,g/cm3 0.402压缩因子Z c 0.261.1.3 毒性防护与苯甲酸同样对皮肤，粘膜有局部刺激性，有时会引起严重的炎症和发疱，并且有不少形成难以治愈的溃疡，其毒性略比苯甲酸小，毒性LD50为对大鼠经口大鼠经口4020(mg/kg)，危险标记为20(腐蚀品)。
空气中最高容许浓度2ppm。
生产中可采用水喷淋捕集法减少车间空气中邻苯二甲酸酐的浓度，操作人员应配戴好劳保用具。
1.1.4 苯酐及其衍生物的用途(1) 苯酐的用途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。
是重要的医药、农药中间体，主要用语生产邻苯二甲酸酯类增塑剂，如邻苯二甲酸二丁酯、二辛酯、异辛酯、环已酯和丁卞酯等。
邻苯二甲酸酐与多元醇(如甘油、季戊四醇)缩聚生成聚芳酯树脂，用于油漆工业；若与乙二醇和不饱和酸缩聚，则生成不饱和聚酯树脂，可制造绝缘漆和玻璃纤维增强塑料。