邻二甲苯氧化制苯酐工艺装置的优化设计

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1万吨年邻苯二甲酸酐合成工艺设计

1万吨年邻苯二甲酸酐合成工艺设计邻苯二甲酸酐是一种重要的有机化工原料，广泛应用于塑料、染料、药物和涂料等领域。

本文将针对1万吨/年邻苯二甲酸酐的合成工艺进行设计。

一、原料准备邻苯二甲酸酐的主要原料是苯和空气。

苯作为有机物需要经过预处理，去除其中的杂质和不纯物质。

空气则需经过冷凝、压缩和过滤等步骤处理，以确保其纯度和适宜的氧含量。

二、反应装置反应装置采用连续式反应器，主要包括气相催化剂床反应器和液相吸收塔。

气相催化剂床反应器采用多层多级反应床，有利于提高反应物的接触效率和催化剂的利用率。

液相吸收塔则用于抓取邻苯二甲酸酐的产物，以保证反应过程的完全进行。

三、反应工艺反应工艺采用间歇式的氧化反应。

具体工艺流程如下：1. 将经过预处理的苯和经过处理的空气按比例送入气相催化剂床反应器。

反应器内使用以镍为主催化剂，通过控制反应温度和压力，使氧化反应得以进行。

反应温度一般控制在250-300℃，反应压力在2-3MPa。

2. 反应后的气体进入液相吸收塔，吸收剂使用浓硫酸。

通过大面积接触，将气中未反应的苯和氧气吸收并转化为邻苯二甲酸酐。

3. 从吸收塔中得到的含有邻苯二甲酸酐的硫酸溶液经过沉淀、过滤和蒸馏等步骤，得到纯净的邻苯二甲酸酐产物。

四、工艺控制1. 反应温度和压力的控制是保证反应能持续进行的关键。

通过连续供氧、循环冷却和适当增减催化剂的投入，控制反应温度在适宜的范围内。

2. 吸收塔中的硫酸浓度和流量也需要进行控制。

硫酸浓度过低会影响吸收效果，而过高则会导致产物的浓度降低。

流量过大则会影响吸收效果，过小则会导致吸收物质无法及时排出。

综上所述，设计1万吨/年邻苯二甲酸酐合成的工艺主要包括原料准备、反应装置、反应工艺和工艺控制等方面。

通过科学的设计和精细的操作，能够高效、稳定地合成出高纯度的邻苯二甲酸酐产品。

五、产物收集和后处理在合成邻苯二甲酸酐的过程中，需要收集产生的邻苯二甲酸酐产物，并进行后处理。

这可以通过沉淀、过滤和蒸馏等步骤实现。

邻二甲苯气相氧化制取邻苯二甲酸酐

邻二甲苯气‎相氧化制取‎邻苯二甲酸‎酐一、实验目的1、熟悉气相催‎化氧化制取‎含氧有机化‎合物的原理‎和方法。

2、掌握气－固相催化反‎应的实验技‎术。

3、认识催化作‎用在化学品‎合成中的重‎要意义。

二、实验原理由于邻二甲‎苯侧链的易‎氧化特性，将邻二甲苯‎和空气组成‎的混合气体‎通过以五氧‎化二钒、二氧化钛为‎主的催化剂‎，在360℃以上发生氧‎化反应，生成主产品‎邻苯二甲酸‎酐（俗称苯酐），同时还生成‎顺丁烯二酸‎酐（俗称顺酐）、邻甲基苯甲‎醛、苯甲酸等副‎产物。

主反应式：CH3 CH3CCOOOH2OO2++3+1109 kJ/mol 360 ℃3V-Ti-O完全氧化反‎应（燃烧反应）：CH3CH3H2OO2+5+4380 kJ/mol10 1/2CO28+反应历程：CH3 CH3CCOOOH2OO2CH3CHO3-COOHCOOHO2+CHO O2+三、实验装置流‎程及试剂实验流程图‎如图1所示‎。

邻二甲苯的‎气相氧化制‎邻苯二甲酸‎酐的反应在‎管式固定床‎反应器内进‎行，固定床反应‎器上端（反应器高度‎的1/4）装填惰性刚‎玉球，起预热和混‎合原料气的‎作用，下端（反应器高度‎的3/4）装填催化剂‎，起氧化反应‎作用。

邻二甲苯经‎柱塞式计量‎泵计量后由‎进入反应器‎上端，从空气压缩‎机出来的空‎气经转子流‎量计计量后‎进入反应器‎，在反应器的‎上端进行预‎热气化，经过反应器‎的预热段预‎热到反应温‎度，然后通过催‎化剂床层进‎行氧化反应‎。

反应气体从‎反应器下端‎出来经过第‎一捕集器冷‎却成白色针‎状晶体并加‎以收集，余气经过第‎二捕集器再‎次冷凝收集‎产品。

尾气经过第‎一、第二冷凝器‎后排空。

实验装置实‎物图如图2‎所示。

实验试剂：邻二甲苯（O-xylen‎e），纯度99%。

图 1 邻二甲苯的‎气相氧化流‎程简图图2-14-2 邻二甲苯的‎气相氧化装‎置实物图四、实验操作步‎骤1、称取苯酐第‎一捕集器空‎瓶重量分别‎记为W10‎。

苯酐装置自控系统解决方案

周期二
3
E108C
周期一
周期二
4
E108D
周期一
每台运行周期为 80 分钟*4=320 分钟，每台之间依次推迟，自动循环，但是在运行的
任意时刻，有三台在进气凝华，一台在熔化出料。
尾气洗涤从切换冷凝器排出的尾气进入尾气洗涤塔，在洗涤塔中尾气中的有机物经三级洗
涤后被除去，经洗涤后的尾气直接由高空排入大气。低位循环洗涤液中顺酸浓度达 25％，送富马酸装置。为保证洗涤效果，在高位循环液中补入脱盐水。预处理
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物质被除去，少量的醛类和其它重组份转化为树脂以便于精馏分离。苯酐精馏
经预处理的粗苯酐靠位差送入轻组份塔，塔顶含低沸物的气体经轻组份塔冷凝器冷凝，一部分凝液作为回流返回塔内，一部分冷凝液作为塔顶馏份排入轻组份提取槽。
轻组份塔底排出物靠压差和位差送入产品塔。
在产品塔中将苯酐和重组份分离。塔顶苯酐气体经产品塔冷凝器冷凝，一部分凝液作为回流返回塔内，一部分在纯苯酐中间槽中检测合格后，作为产品靠重力送入结片包装工段的纯苯酐贮罐，产品塔底间断排出重组份。两个塔均在真空下操作，其真空靠蒸汽喷射器来维持。再沸器均为热虹吸再沸器，所需的热量由 6.0MPa 蒸汽提供。两塔顶冷凝器均产生 0.3MPa 蒸汽。
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到 165℃后进入苯酐回收工序。气体冷却器分为二级。第一级用于产生 0.8MPa 饱和蒸汽，第二级用于予热锅炉给水。反应器中的反应热由流经管间的熔盐移走。熔盐通过熔盐泵进
行循环。部分热的熔盐流经反应器外部的熔盐冷却器，在此产生 6.0MPa 饱和蒸汽。通过调节流过熔盐冷却器的熔盐流量使盐浴温度保持恒定。电加热器在开车时给盐浴提供热量并在停车时保持足够的盐浴温度。开车时熔盐是通过电加热的熔盐槽熔融后用泵打入反应器的。反应器的盐浴温度，是由一台滑动控制阀调节通过熔盐冷却器的循环流量来控制的，而锅炉给水流量则用液位进行调节。苯酐回收

邻苯二甲酸酐合成工艺设计

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：C 8H4O 3=148,CAS号：[85-44-9] ，结构式：邻苯二甲酸酐是邻苯二甲酸脱水产物, 一种重要的有机化工原料, 广泛应用于生产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，广泛应用在塑料、树脂、香料(精) 、杀虫剂、油漆、染料和苯甲酸等的生产[1 ～2]。

理化特性: 苯酐是白色或黄色的针状晶体。

比重1.53(4 ℃), 熔点130.8 ℃沸点284.5 ℃。

在低于熔点温度即开始升华。

极难溶于冷水, 可溶于热水及乙醇、乙醚等有机溶剂中。

本品属低毒类。

主要是对眼、皮肤及上呼吸道的刺激作用, 有的可见皮肤过敏反应。

临床表现: 本品能以粉尘及蒸汽形态作用于人体。

据报导, 接触邻苯二甲酸及苯酐的工人中, 观察到的主要病变为结膜炎、鼻腔内有血性分泌物、鼻粘膜萎缩,声音嘶哑, 咳嗽, 偶见血痰。

有的发生支气管炎甚至肺气肿。

工人中常见的主诉有头痛、乏力、腹痛、食欲减退、眼刺痛、干咳、胸痛等[3]。

1.2 邻苯二甲酸酐生产技术发展苯酐是现代有机化工的最重要产品之一。

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1.2.1 世界上生产苯酐的工艺路线有以萘为原料的流化床技术, 主要为SWB(Sherwin,Willianms/Badger) 工艺:以萘或邻二甲苯为原料的固定床氧化技术, 主要为BASF、Von-Heyden、HRhone-Poulene 等工艺[4 5]。

目前国外的生产装置中绝大多数都是采用邻二甲苯固定床氧化法。

我国苯酐的生产主要有萘氧化法和邻二甲苯氧化法, 萘氧化法的生产规模逐年萎缩。

许多在拟建的苯酐生产装置中则全部采用邻二甲苯氧化法[6～7]。

邻二甲苯气相氧化制取邻苯二甲酸酐[精彩]

邻二甲苯气相氧化制取邻苯二甲酸酐一、实验目的1、熟悉气相催化氧化制取含氧有机化合物的原理和方法。

2、掌握气－固相催化反应的实验技术。

3、认识催化作用在化学品合成中的重要意义。

二、实验原理由于邻二甲苯侧链的易氧化特性，将邻二甲苯和空气组成的混合气体通过以五氧化二钒、二氧化钛为主的催化剂，在360℃以上发生氧化反应，生成主产品邻苯二甲酸酐（俗称苯酐），同时还生成顺丁烯二酸酐（俗称顺酐）、邻甲基苯甲醛、苯甲酸等副产物。

主反应式：CH3 CH3CCOOOH2OO2++3+1109 kJ/mol 360 ℃3V-Ti-O完全氧化反应（燃烧反应）：CH3CH3H2OO2+5+4380 kJ/mol10 1/2CO28+反应历程：CH3 CH3CCOOOH2OO2CH3CHO3-COOHCOOHO2+CHO O2+三、实验装置流程及试剂实验流程图如图1所示。

邻二甲苯的气相氧化制邻苯二甲酸酐的反应在管式固定床反应器内进行，固定床反应器上端（反应器高度的1/4）装填惰性刚玉球，起预热和混合原料气的作用，下端（反应器高度的3/4）装填催化剂，起氧化反应作用。

邻二甲苯经柱塞式计量泵计量后由进入反应器上端，从空气压缩机出来的空气经转子流量计计量后进入反应器，在反应器的上端进行预热气化，经过反应器的预热段预热到反应温度，然后通过催化剂床层进行氧化反应。

反应气体从反应器下端出来经过第一捕集器冷却成白色针状晶体并加以收集，余气经过第二捕集器再次冷凝收集产品。

尾气经过第一、第二冷凝器后排空。

实验装置实物图如图2所示。

实验试剂：邻二甲苯（O-xylene），纯度99%。

图 1 邻二甲苯的气相氧化流程简图图2-14-2 邻二甲苯的气相氧化装置实物图四、实验操作步骤1、称取苯酐第一捕集器空瓶重量分别记为W10。

2、安装捕集器，检查各部分仪器连接是否正确，注意各橡皮管是否塞紧，压紧，以防漏气。

3、启动无油空压机，调节出口压力为0.1 MPa，调节转子流量计，观察气流是否畅通，接通装置电源，对预热器和反应器进行加热，预热器加热设定温度为180℃，反应器加热设定温度为340－360℃。

6000吨年苯酐装置的工艺设计

6000吨/年苯酐装置的工艺设计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。

本设计根据年产6000吨/年的生产需求对苯酐装置进行了设计。

设计中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，反应器采用列管式固定床反应器。

将过滤后的无尘气经压缩、预热至160℃，与被气化的邻二甲苯蒸气混合后进入反应器，在400-460℃进行催化氧化反应，反应进料空速3200h-1，空气中邻二甲苯浓度40g/m2（标准），反应热由管外循环的熔盐带出。

反应产物进入熔盐冷却器，被冷却的反应气经进一步冷却，进入粗酐贮槽，回收粗苯酐。

同时尾气经水洗塔回收顺丁烯二酸酐后放空。

粗苯酐经减压蒸馏，由初馏塔塔顶分离出低沸点的顺丁烯二酸酐，甲基顺丁烯二酸酐及苯甲酸等；塔底物料经精馏塔真空精馏，在塔底蒸出苯酞等重组分，再由塔顶得到精制苯酐产品，最后结片包装。

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；邻苯二甲酸酐；工艺设计Design of phthalic anhydride of yearly produces6000 tonsAbstractPhthalic anhydride is one of important organic Chemical industry material for producing plasticizer、alkyd resin、unsaturated polyester resin、dyestuff and pigment、medicine and pesticide. Currently, the process routes of phthalic anhydride produceing are fluidized bed oxidation of naphthalene and fixed bed oxidation of o-xylene/naphthalene all over the world. And the technology of fixed bed oxidation of o-xylene is about 90% of the world's total production capacity. This design uses the method of o-xylene oxidation to produce Phthalic anhydride continuously. The technology is mature and more information,so it is used.According to the production requirements of annual output of 6000 tons, phthalic anhydride plant is designed. The design is gas phase oxidation of o-xylene by vanadium catalyst, which is mainly about vanadium pentoxide. The reactor used is tubular fixed-bed reactor. Detailed design process: After fliteration, no the dust gas is compressed、preheated by 160℃, and sent into the reactor mixing with o-xylene steam which has been gasified. Catalyze oxide reaction is continued in 400-460℃. Airspeed of response feed is 3200h-1, the concentration of o-xylene in air is 40g/m2 (stp), heat of reaction is taken away by molten salt, which recycle outside the pipe. Product of reaction sent into salt cooler, cooled reaction gas sent into crude anhydride tank after further cooling. At the same time, exhaust is recovered by Water Scrubber to get maleic anhydride, then shorting. By vacuum distillation, Maleic anhydride，Methylmaleic anhydride and Benzoic acid is separated from crude anhydride by the tower of the first distillation, with low boiling point. Bottom of the column material is made vacuum distillation by the second distillation column. Phthalide and other fractions are steamed at the bottom of tower, then get refined phthalic anhydride product from the tower . At last, sheeting and package.This design determines a reasonable production process of 6000 tons Phthalic anhydride; Completes process calculation(mass balance, heat balance) of producing 6000 tons o-xylene anhydride; According to process calculation, calculate the size of the production process equipment, drawing process diagrams、process diagrams with control points and equipment chartKeywords：Phthalic anhydride；O-xylene；Phthalic anhydride；Process Design目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (7)1.1 对苯酐的用途及其应用前景 (7)1.2 苯酐的生产概况 (7)1.2.1 萘氧化法 (8)1.2.2 邻二甲苯氧化法 (9)1.3 本课题研究的目的和内容 (10)1.3.1 研究的目的 (10)1.3.2 研究的内容 (11)1.4 本章小结 (11)第2章生产流程的确定 (12)2.1 苯酐生产技术介绍 (12)2.2 生产流程简述 (12)2.3 工艺流程简图 (13)2.4 设计参数 (13)2.5 本章小结 (14)第3章物料衡算与能量衡算 (15)3.1 参与反应的物质性质 (15)3.1.1 邻二甲苯 (15)3.1.2 空气 (15)3.1.3 氧气 (16)3.1.4 邻苯二甲酸酐 (16)3.2 物料衡算 (17)3.2.1 物料衡算依据及方框图 (17)3.2.2 反应器的物料衡算 (17)3.2.3 初馏塔的物料衡算 (19)3.2.4 精馏塔的物料衡算 (21)3.3 能量衡算 (22)3.3.1 反应器的能量衡算 (22)3.3.2 初馏塔的能量衡算 (24)3.3.3 初馏塔换热器的能量衡算 (26)3.3.4 精馏塔的能量衡算 (29)3.4 本章小结 (31)第4章设备的选型与计算 (32)4.1 反应器的选型与计算 (32)4.1.1 选择合适的反应器的型式 (32)4.1.2 确定最佳的操作条件 (32)4.1.3 反应器的设计计算 (33)4.1.4 传动装置及搅拌轴的设计 (36)4.2 初馏塔的选型与计算 (36)4.2.1 理论塔板数计算 (36)4.2.2 初馏塔设计的主要依据和条件 (38)4.2.3 初馏塔塔径设计计算 (40)4.2.4 塔釜的计算 (41)4.2.5 塔高的计算 (44)4.2.6 塔体管径的确定 (44)4.3 初馏塔的换热器设计 (45)4.3.1 确定设计方案 (45)4.3.2 确定物性数据 (45)4.3.3 计算总传热系数 (46)4.3.4 计算传热面积 (47)4.3.5 工艺结构尺寸 (47)4.3.6 换热器核算 (48)4.4 精馏塔的选型与计算 (51)4.4.1 理论塔板数计算 (51)4.4.2 精馏塔设计的主要依据和条件 (53)4.4.3 精馏塔塔径设计计算 (55)4.4.4 塔釜的计算 (56)4.4.5塔高的计算 (59)4.4.6塔体管径的确定 (59)4.5 精馏塔的换热器设计 (59)4.5.1 确定设计方案 (60)4.5.2 确定物性数据 (60)4.5.3 计算总传热系数 (60)4.5.4 计算传热面积 (61)4.5.5 工艺结构尺寸 (62)4.5.6 换热器核算 (63)4.6 其他部分设备的选型与计算 (65)4.6.1 原料贮罐的选型 (65)4.6.2 中间储罐I的选型 (66)4.6.3 中间储罐Ⅱ的选型 (66)4.6.4 泵的选型 (66)4.7 本章小结 (67)结论 (68)致谢 (69)参考文献 (70)附录A (71)附录B (76)附录C (77)附录D (768)附录E (79)附录F (76)附录G (81)附录H (82)附录I (83)第1章绪论1.1对苯酐的用途及其应用前景苯酐的用途十分广泛：邻苯二甲酸酐简称苯酐，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。

邻苯二甲酸酐反应器设计及操作条件优选

邻苯二甲酸酐反应器设计及操作条件优选邻苯二甲酸酐是一种重要的有机化学原料，广泛应用于塑料、涂料、橡胶等行业。

为了生产高质量的邻苯二甲酸酐，需要设计一套高效的反应器，并优选最佳的操作条件。

反应器设计反应器的设计应该满足以下要求：1. 制备高质量的邻苯二甲酸酐，达到产量和选择性高、副反应少的效果；2. 降低能耗和生产成本，提高效率；3. 设计符合工艺流程、结构合理、维修和清洗方便。

在以上的条件下，我们可以采用以下的反应器设计：1. 实现分子间氧化反应的反应器：对于邻苯二甲酸酐的合成，采用分子间氧化反应较为常见。

反应器应该采用催化剂，例如：钴、锰等金属离子配合物。

2. 反应器选用管壳式反应器：管壳式反应器结构简单、可以进行灵活的操作控制，还可以很好的进行热量控制和冷却。

选择适合规模的反应器，可以减少生产成本和提高产量。

3. 反应器内部结构：反应器内部应该设置适当的混合器，确保反应物均匀分布的同时，有效的去除反应产物。

混合器的结构应该被选择为适当的结构，例如角混器、框形混合器等。

操作条件优选1. 操作温度：反应温度通常会对邻苯二甲酸酐的产量和质量产生影响。

较低的温度可以减少副反应的产生，但反应速率较慢。

较高的温度可以加快反应，但可能会导致副反应，降低产量和产品质量。

因此，最佳的温度范围应该选择在150℃至180℃以内。

2. 反应时间：反应时间通常是根据反应器的尺寸和操作温度来确定的。

一般来说，反应时间在5小时至10小时范围内比较合适。

3. 催化剂：钴、锰离子配合物被广泛用于邻苯二甲酸酐的合成。

但是，催化剂的类型和浓度应该根据实际情况以及所需的产物质量控制来选择。

4. 搅拌速率：搅拌的速率会影响反应混合效果。

然而，过快的搅拌会产生过多的氧化物，从而影响产物的品质和产量。

根据反应器的尺寸、容积和反应条件的选择，可以选择适当的搅拌速率。

总结邻苯二甲酸酐反应器的设计及操作条件的优选对整个生产工艺的成功影响重大。

{生产工艺技术}万吨年邻苯二甲酸酐合成工艺设计

BASF 也提出了类似的双层催化，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,可同时处理 OX 和萘的混合原料
[9～10]。
BASF 的另一篇专利也提出了类似的方案。BASF 还提出,由于大部分 OX 来源于 BTX 抽提,所以含有一定量的含氮化合物(如 N 一甲酰基吗琳)，反应器中残留部分有机物,通过加人一定量的可防止该类问题的产生。 1.2.2 国外和国内邻苯二甲酸酐生产及市场需求 2002 年全球 PA 主要生产能力分布为:北美 667kt/a；南美 254kt/a；西欧 313kt/a；东欧 370kt/a；中东 90kt/a；非洲 24kt/a；亚太地区 2207kt/a。近年来,随着全球新增产能的纷纷投产,除中国市场仍存在供不应求的状况外,在全球范围内已出现了供过于求的局面。在未来几年中,全球主要新建装置将集中在亚洲,尤其是中国,其他地区随着全球经济的复苏,市场对 PA 的需求也将逐渐转强,将使现有 PA 装置的开工率逐步提高。据有关资料统计,2002 年全球 PA 消费量为 3400kt，2003 年消费量为 3470kt，其用比例为：增塑剂 56%,醇酸树脂 17%、不饱和聚醋 17%,其他 10%。在此后几年中,以需求年均增长率为 2%-3%,其中亚太地区的需求增长率将达到 5%-8%(中国年需求增长率为 8%-10%),到 2010 年全球需求量将达到 4260kt。
类增塑剂占 60%，醇酸树脂占 22%,不饱和聚酷占 10%,其他产品占 8%。 2004 年我国 PA 需求量为 927kt,2005 年将为 1044kt，2005-2010 年我国 PA 年均需求增长率将达到 12.6%,到 2010 年我国 PA 需求量将达到 1894kt。

邻苯二甲酸酐装置

一、装置说明1．概况苯酐装置引进德国Lurgi石油-天然气化学公司的专利技术，采用xxxx的催化剂，以邻二甲苯为原料进行氧化反应生产高纯度邻苯二甲酸酐(苯酐)。

装置氧化部分正常生产能力年操作7，500小时，邻二甲苯负荷为80g／Nm3air时为40，000t；邻二甲苯负荷达到100g／Nm3air时，反应器的设计能力为50，000t。

装置的精馏部分正常处理能力为50，000t。

结片部分安装了2台生产能力均为4t／h的结片机。

2．产品说明2．1邻苯二甲酸酐的化学和物理数据化学结构式OCOCO分子式 C8H4O3分子量 148.12 g/mol热力学数据：熔点 131.1℃ (WER53)131.6℃ (CRC)沸点(1．013bar) 284.5℃ (WER53)熔化焓 23．56 kJ／mol (WER3)23．26 kJ／mol (CR046)蒸发焓 63．14 kJ／mol (GOT52)65．42 kJ／mol (UER53) 58．28 kJ／mol (CRC) 凝华焓 -88．98 kJ／mol (WER53) 燃烧焓 -3282．2 kJ／mol (SUT) -3260．3 kJ／mol (ULM) 物理数据：固体密度(150℃) 1．593 g／cm3 (ULM) 液体密度(200℃) 1．197 g／cm3 (LUR) 蒸汽压(200℃) O．113 bar (HUE) O．127 bar (CR046) 0．120 bar (SUT) 水中溶解度20℃ 1．64 g／100g溶液100℃ 1．74 g／100g溶液乙醇中溶解度20℃微溶安全数据：在1．013bar空气中爆炸下限 100g／Nm3 (NAB)在1．013bar空气中爆炸上限 650g／Nm3 (NAB)闪点 152 ℃ (NAB)150 ℃ (ULM)自燃温度 580 ℃ (NAB)2．2产品规格(邻苯二甲酸酐)项目指标测试方法苯酐含量≥99．5wt％ GB／T15336—94凝固点≥130．6℃Hazen ≤50(APHA)热稳定色度 ≤150(APHA)游离酸 ≤0．5wt ％二、工艺原理和流程简述1 .邻二甲苯的氧化1．1 反应原理邻二甲苯与空气的混合物在-定温度时会在催化剂V 205-Ti02 催化作用下发生氧化反应生成邻苯二甲酸酐。

邻二甲苯气相氧化制邻苯二甲酸酐

当反应器及汽化器达到所需温度时，先打放空阀，再打开压缩空气进口阀门及用调节放空阀的放空量大小，使一定量的空气经过缓冲瓶、稳压管，稳压管便有少量气泡逸出。此时系统的压力由稳压管的液柱高度决定。空气再经缓冲瓶及干燥瓶分为二路(经锐孔流速计计量)一路空气经汽化器代出邻二甲苯，形成空气-邻二甲苯混合蒸气；另一路不经过汽化器，两股气体会合进入反应器。反应温度明显上升，控制反应温度在 440-480℃，在接收器中便有白色针状结晶出现。
套使用时，若采用补偿线冷端补偿器，应将机械零点调正至冷端补偿器的基准温度点。如单独采用补偿导线，可将机械零点调正至零，但所指示的温度为被测点和热电偶冷端的温度差。 3. 将给定指针调整至所需控制的温度。 4. 将 ZK-50 可控硅电压调整器右下角开关拨向＂手动＂位置。 5. 接通电源，将左下角开关拨向＂通＂指示灯即亮。 6. 调节 ZK-50 面板右侧手动旋钮，使其读数从零逐渐增加到 90%左右，然后将其读数减少到 50%左右，稍片刻，炉温上升，这就表示仪表＂手动＂部分工作正常。 7. 将开关掷向＂自动＂位置，使 XCT-191 输出为最大。这时表上的读数应指到 90% 处，若该数上不去，可调节＂反馈＂使反馈量适当减少，电表读数方能增加。 8. 如需快速升温，可将右下角开关拨至＂手动＂，调节右侧手调旋钮，使电表读数最大。
式中:N:
NaOH 当量浓度
V:
NaOH 用量
G:
试样重
思考题:
1. 工业上邻二甲苯的生产方法有哪些？ 2. 那些因素影响产品的质量和收率？ 3. 为什么要控制汽化器的温度？ 4. 为什么开始加料时床层温度低于反应温度？ 5. 对比流化床和固定床反应器的优缺点。
反应过程中要控制好水浴温度及反应温度，并每隔 10 分钟记一次温度、流速、系统压力等工艺参数，并及时记录各种现象。

邻苯二甲酸酐反应器设计及操作条件优选

邻苯二甲酸酐反应器设计及操作条件优选介绍邻苯二甲酸酐（phthalic anhydride）是一种重要的有机化工原料，广泛应用于合成塑料、橡胶和染料等领域。

本文将探讨邻苯二甲酸酐反应器的设计和操作条件的优选，以提高生产效率和产物质量。

1. 邻苯二甲酸酐反应机理邻苯二甲酸酐的合成一般通过苯的氧化反应进行。

反应机理如下： 1. 苯在氧气的作用下通过催化剂转化为苯酚。

2. 苯酚与二氧化碳反应生成邻苯二甲酸。

3. 邻苯二甲酸再经过脱水反应形成邻苯二甲酸酐。

2. 反应器的选型反应器的选型是优化邻苯二甲酸酐合成过程的关键。

常见的反应器类型有： - 批式反应器：适用于小规模实验和生产，但生产效率相对较低。

- 塔式连续反应器：适用于大规模生产，但设备成本较高。

- 循环流化床反应器：适用于高度控制反应和气固相反应。

综合考虑生产规模、反应速率和投资成本等因素，选择塔式连续反应器作为生产邻苯二甲酸酐的主要反应器。

3. 反应器参数的优化设计针对塔式连续反应器，以下是关键参数的优化设计建议：3.1 反应温度反应温度对反应速率和产物质量都有显著影响。

通过实验和模拟计算，确定最佳反应温度。

- 建议反应温度范围：350-400°C - 过低的温度：反应速率较慢，导致低产率和较长的反应时间。

- 过高的温度：容易引起副反应和产物质量的下降。

3.2 反应压力反应压力对反应平衡和反应速率都有影响。

通过实验和模拟计算，确定最佳反应压力。

- 建议反应压力范围：1-2 MPa - 过低的压力：反应平衡偏向生成物的反应方向，但反应速率较慢。

- 过高的压力：反应平衡偏向原料的反应方向，但可能引起副反应和设备压力过高的安全风险。

3.3 催化剂选择与用量催化剂对反应速率和产物选择性起着重要作用。

常用的催化剂包括钒、钨、铬等化合物。

- 建议催化剂选择：钒酸氧钒(V2O5) - 建议催化剂用量：1-3%（以原料质量计） - 过低的催化剂用量：反应速率较慢，导致低产率。

浅谈邻二甲苯氧化制苯酐工艺装置的优化设计

浅谈邻二甲苯氧化制苯酐工艺装置的优化设计摘要：苯酐全名邻苯二甲酸酐，是世界上常用的化工、医药生产产品，我国的苯酐主要用于制造塑料制品和树脂涂料。

本文主要介绍了邻二甲苯氧化制苯酐的工艺生产过程，我国的生产现状，说明了苯酐制造流程必须进行优化设计，实现苯酐国产化。

关键词：苯酐邻二甲苯法工艺装置优化苯酐，一种重要的化工生产原料，目前在我国广泛的应用在制作塑料、树脂当中。

邻二甲苯氧化法是苯酐的主要生产工艺，这种工艺的技术较为先进，生产效率更高，生产成本也比较低。

这种生产工艺多采用气相催化氧化法，另外在国际上也有多种工艺技术。

为了提高生产效率，提升企业效益，我们还需对生产工艺进一步进行优化。

一、邻二甲苯氧化制苯酐工艺流程1.氧化反应首先将空气和邻二甲苯进行预热处理，并对空气进行压缩，然后送入邻二甲苯气化器，令二者均匀混合。

随后，将充分混合的气体送入到列管式固定床反应器当中，这时反应器中的催化剂便起了作用使邻二甲苯被氧化，生成苯酐，由于这时一个放热反应，同时还会放出大量热。

热量会被反应管周围循环使用的熔盐带走。

另外，反应中附带的蒸汽要提供反应装置的保温作用。

2.冷凝回收反应气体会从反应器底部出来，经过冷却器，到达自动切换操作的冷凝系统中，从而回收反应气体中的苯酐。

由于苯酐是从气态转化到固态，所以这是一个凝华的过程，凝华时冷凝器内通入冷油，固体苯酐数量达到需要回收的时候转变为热油，使固态的苯酐液化，通入到粗苯酐贮槽中。

3.精制苯酐粗苯酐还要进行精制处理，首先进行高温加热，将反应副产物分解。

粗苯进行过高温处理后脱掉其中的轻组分和重组分，最后得到精度较高的液态苯酐，并进行真空精馏。

4.结片包装将液态苯酐进行结片处理，得到片状的固态苯酐，并进行产品包装。

5.尾气处理冷凝器在作用时会产生大量的尾气，包括空气和大量的CO2，伴随着少许的有机物。

这些尾气要经过水洗处理，达到国家规定标准后在排放出去。

二、我国苯酐生产工艺技术现状自1980年来，我国的石油化工产业得到了迅猛的发展，虽然苯酐生产原材料越来越多，但我国的苯酐供需矛盾却没能得到解决，为了满足市场需求，我国的相关企业联合了研究所和高校等单位，进行了苯酐生产技术研发。

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。

邻苯二甲酸酐反应器设计及操作条件优选

邻苯二甲酸酐反应器设计及操作条件优选以邻苯二甲酸酐反应器设计及操作条件优选为标题邻苯二甲酸酐是一种重要的有机化工原料，广泛应用于染料、塑料、药物等行业。

本文将介绍邻苯二甲酸酐反应器的设计及操作条件的优选。

一、反应器设计邻苯二甲酸酐的生产主要通过氧化反应得到。

反应器的设计需要考虑反应温度、压力、氧化剂用量、催化剂选择等因素。

1. 反应温度和压力邻苯二甲酸酐的氧化反应是一个放热反应，因此需要控制反应温度。

一般来说，反应温度在160-200°C之间较为适宜。

反应压力可以选择大气压或略高于大气压。

过高的压力会增加设备成本，而过低的压力则会影响反应速率。

2. 氧化剂用量邻苯二甲酸酐的氧化反应需要氧气或空气作为氧化剂。

合理的氧化剂用量可以提高反应效率。

通常情况下，氧化剂的用量应该略多于理论计算的需要量，以保证反应的充分进行。

3. 催化剂选择邻苯二甲酸酐的氧化反应需要使用催化剂来提高反应速率。

常用的催化剂有过渡金属盐类，如锰盐、钴盐等。

选择合适的催化剂对反应的效果有重要影响。

催化剂的选择应根据具体情况进行优化。

二、操作条件优选在邻苯二甲酸酐反应器的操作过程中，操作条件的优选是确保反应高效进行的关键。

1. 搅拌速度搅拌速度对反应器内物料的混合程度有影响。

过高的搅拌速度会增加能耗，过低的搅拌速度则会影响反应速率。

合理选择搅拌速度可以提高反应效率。

2. 反应时间反应时间是指反应物料在反应器内停留的时间。

反应时间过长会增加反应器的体积和设备成本，反应时间过短则会影响反应的充分进行。

合理选择反应时间可以提高反应效率。

3. 冷却方式邻苯二甲酸酐的氧化反应是一个放热反应，需要进行冷却来控制反应温度。

常用的冷却方式有内置冷却管、外置冷却器等。

选择合适的冷却方式可以保证反应温度在适宜范围内。

4. 反应物料进料方式反应物料进料方式对反应器的操作效果有重要影响。

常用的进料方式有连续进料和间歇进料。

连续进料方式可以保持反应器内物料浓度的稳定，提高反应效率。

苯酐生产装置工艺控制与优化6-27

苯酐生产装置工艺控制与优化一、苯酐生产工艺简介1、邻苯法苯酐工艺2、工艺流程图解3、生产工艺关键点控制二、工艺控制与优化1、原料品质及影响A:邻二甲苯，B空气2、反应控制，及后置反应器控制3、冷凝器参数及控制优化4、热处理工艺5、精馏及回收6、开停车注意事项随着工业催化剂、大型反应设备加工技术的提高，苯酐生产装置技术水平及生产能力大幅提升。

能够保持装置高效连续运行，保证产品质量，降低原料及能源消耗，成为生产厂主要目标。

我公司采用BASF催化剂，邻苯法生产苯酐，经过多年实践摸索，就苯酐装置工艺控制、开停车事项进行一些探讨。

一、工艺流程简介图1苯酐生产流程简图1、氧化：空气由鼓风机1经空气预热器2加热到185℃后与经加热器3加热到145℃的邻二甲苯在气化器充分混合后进入反应器4，混合气体自反应器顶部进入，邻二甲苯在V-Ti系催化剂表面被空气氧化生成苯酐后从反应器底部出来。

约360℃的反应气体再经混合气体冷却器5冷却到170-175℃，后进入苯酐冷凝回收工序。

2. 预冷凝、切换冷凝由氧化反应工序来的170℃的反应混合气体，首先进入预冷凝器6，在预冷凝器中反应混合气体被进一步冷却到140℃左右进入切换冷凝器7—a、b、c、d中的任意三台进行凝华。

四台切换冷凝器是根据固定的周期切换操作，在凝华时，57℃的冷导热油（简称冷油）流经切换冷凝器翅片管内，反应混合气体中的苯酐被凝华。

当凝华操作结束时，冷油被切换为180℃的热油，粗苯酐被熔化并排入粗苯酐罐13.3、尾气洗涤从切换冷凝器a、b、c、d排出的尾气进入尾气洗涤塔12，尾气中的有机物在洗涤塔中经三级洗涤后被吸收，剩下的不凝气体直接由高空排入大气。

低位循环洗涤液中顺酸浓度17～20％（wt%）左右，酸水一部分在一段循环，其余部分从一段连续排到富马酸车间84、预处理热处理14是在微真空下将粗苯酐加热到250～270℃使凝华时形成的邻苯二甲酸脱水；粗苯酐的预处理在三个热处理罐中，平均停留时间大于24小时，以确保纯苯酐的质量。

提高邻二甲苯氧化工艺进料浓度的有效措施

安徽农业大学学报,1997,24(1):97-100Journal of A nhui A gr icultur al U niver sity提高邻二甲苯氧化工艺进料浓度的有效措施严梅松　李文忠(安徽农业大学应用化学系,合肥230036)摘　要　运用固定床拟均相两维模型,并结合正交配置法,通过计算机模拟,研究了邻二甲苯氧化制苯酐的生产工艺,提出了增加进口浓度的两条措施,即增加轴向导热系数和降低熔盐温度。

关键词　邻二甲苯　苯酐　模拟计算　进口浓度分类号　T Q241.15苯酐是化学工业中一种重要的中间有机体,由它可制造出大量的化工产品,如颜料、药品、农药等。

目前在我国苯酐年总产量约为22万吨(不包括台湾),其中55%用的原料是邻二甲苯。

金陵石化总公司采用的是BASF60g的工艺。

为了适应市场消费量的增长,我们通过计算机模拟计算,希望能找到增加进口浓度的有效措施,将原装置改进成80g工艺。

1　反应动力学模型及参数估计邻二甲苯氧化制苯酐是一个复杂的化学反应。

作者采用From ent[1]的简化动力学模型。

A k1Bk2Ck3 A:邻二甲苯　B:苯酐　C:CO+CO2 反应动力学方程如下:r A=-(k1+k2)×P a×P o×(1-x1-x2)r B=P a×P o[k1(1-x1-x2)-k2x1]r C=P a×P o[k2x1+k3(1-x2-x1)] 式中,r:反应速率;k i:反应速率常数;P a:邻二甲苯分压;P o:氧气分压;x1:B 的摩尔分率;x2;C的摩尔分率。

这是一个强放热氧化反应。

根据出口产品和反应热,我们计算得出:当进口浓度为35g/Nm3原料气及平均选择率为75%时,反应的绝热温升 Tad为700℃。

对于这类强放热气固相反应,我们一般采用拟均相两维模型,来模拟一些实际操作问题。

根据已知的出口转化率和轴向温度分布,我们采用正交配置法和Gill积分法来模拟工厂中的实际严梅松,女,1973年生,助教。

氯代邻二甲苯液相氧化制氯代苯酐工艺

氯代邻二甲苯液相氧化制氯代苯酐工艺
氯代邻二甲苯液相氧化制氯代苯酐工艺步骤如下：
1. 起始材料准备：将氯代邻二甲苯与氧气、醋酸铜等催化剂的适量加入反应釜中，使其充分混合均匀，并将反应釜加热至设定温度。

2. 反应开始：在升温条件下开始反应，反应温度一般在120~140之间。

3. 催化剂的作用：醋酸铜作为氧化剂的催化剂，在反应过程中起到促进反应速率和降低反应温度的作用。

4. 氧化反应：氯代邻二甲苯通过氧化反应，生成氯代苯酐。

5. 反应结束：反应完成后，将反应釜中的产物通过蒸气冷凝器冷却，并用稀酸或稀碱溶液中和酸性溶液。

6. 分离纯化：通过真空蒸馏、洗涤等手段将产物从反应废物中分离纯化，得到高纯度氯代苯酐。

7. 氯代邻二甲苯的回收利用：将反应废物中未反应的氯代邻二甲苯回收，可作为下一次反应的原料，以提高资源利用率。