顺酐生产

能克服床层阻力 即可。
配比提高苯或空气，反应速率提高。 但，氧化反应体系，配比由体系爆炸极限限制。 安全考虑，通常苯含量在爆炸极限下限。 过低会影响设备生产能力。
空速
反应条件
空速:影响选择性和转化率,直接关系到催化剂的生 产能力和单位时间的放热量。
●增加空速在一定程度上能够增加顺酐产量 ●增加空速有利于反应热的移出，防止催化剂过热
恒沸工段就是利用二甲苯和水混合分层，将酸水中的分子水和离子水脱 除，从而得到粗顺酐
恒沸洗釜的废水：将废水打入蒸馏釜进行加热回收在利用，排放出 富马酸进行收集，外卖
注意：蒸二甲苯的过程中，当塔顶温度和压力开始大幅变化时即说明 蒸二甲苯结束。
任务点03 典型设备的选择；
顺丁烯二酸脱水塔
工艺特点 顺丁烯二酸水溶液 脱水为顺酐
工艺对设备的要求 1、温度要求：较高温 2、顺丁烯二酸135℃分解为顺酐，顺酐易升华。
工业上采用二甲苯恒沸精馏先脱游离水，再脱分子内水。再真空精馏蒸出顺酐 恒沸精馏流程
任务点04 顺酐生产中安全、环保、节能措施； 项目涉及危险化学品特性一览表
4反应物料初步分离
分离类型 气-气分离 分离要求 顺酐气与反应尾气分离。将 反应混合气冷凝，顺酐气转 变为液态，气气分离转变为 气液分离 液态顺酐与反应尾气、顺酐 蒸汽分离 反应尾气与顺酐蒸汽分离 分离单元及设备
气液分离的前处理 换热器 （注意顺酐熔点）
旋液分离器 吸收塔 水吸收？ 溶剂吸收？
气液分离 气-气分离
危险物质 名称 熔点 （℃） 沸点 （℃） 爆炸极 限 (V％) 引燃温度 （℃） 饱和蒸气 压（KPa） 相对密度 (水=1) 相对密度 (空气=1)
序号
闪点（℃）
外观与性状
01
顺酐
52. 202 110 8
1.4 7.1
447 0.02 1.48 3.38 。
无色针状结 晶
危险特性
粉体与空气可形成爆炸性混合物, 当达到一定浓度时, 遇火星会发生爆炸
尾气含苯、 醛、酸等 酸性废水
废气含C4、 醛、酸等 酸性废水 废气正丁 烷、、醛、 酸等 酸性废水
原料相对贵 工艺技术 （2个C 没用）成熟可靠 原料价廉， 副产较多、 后处理复杂 原料价廉， 副产少 工艺技术 成熟可靠 工艺技术 成熟可靠
苯酐 副产
任务点02 生产工艺影响因素分析
反应原理： 主反应方程式： 副反应方程： C6H6+4.5O2→C4H2O3+2H2O+2CO2+1804KJ/mol C6H6+7.5O2→6CO2+3H2O+3264.45KJ/mol C6H6+6O2→3CO2+3CO+3H2O+2416.31KJ/mol C6H6+1.5O2→C6H4O2（苯醌）+H2O+530.86KJ/mol
2.恒沸脱水
浓酸用浓酸泵打到酸水蒸发器中提浓，通过气液分离 装置，分离出来的带有少量顺酸的水蒸气，利用淡酸冷凝 器冷凝回收后，可以送回吸收塔进行提浓。分离出来的浓 酸直接进入板式精馏塔，和二甲苯进行恒沸脱水，二甲苯 和水的恒沸物在塔顶排出，通过塔顶冷凝器冷凝，送入苯 水分离器，水由底部排到淡酸箱。二甲苯送回塔顶回流。 顺酐由塔底排到精馏釜中，待釜中的顺酐浓度达到饱和， 就可以进行间歇精馏了。 3.间歇精馏 由于二甲苯的沸点比顺酐低，所以二甲苯先蒸出来，通过塔顶冷凝 器和二甲苯冷凝器冷凝用。当二甲苯蒸得差不多时，顺酐也开始蒸 出，此时的顺酐浓度还达不到要求，可以回收到割头锅里。待蒸出 的顺酐浓度达到要求，就可以回收产品了。在精馏后期，所须的温 度太高，可以采取减压精馏，这个工作由蒸汽喷射泵和真空冷凝器 完成。到最后剩下的是顺酐与二甲苯恒沸物，回收。二甲苯锅、割 头锅和割尾锅的料液供下一次恒沸脱水过程使用，这样可以节省成 本。顺酐则送到切片车间进行切片包装。
任务点01 生产工艺路线选择
顺丁烯二酸酐 简称顺酐，又名马来酸酐， 是一种重 要的有机化工原料和精细化工产品， 是目前世界上仅 次于苯酐和醋酐的第三大酸酐 主要用于生产不饱和聚 酯树脂、 醇酸树脂、 用于农药、 医药、涂料、油墨、 润滑油添加剂、造纸化学品、纺织品整理剂、食品添加 剂以及表面活性剂等领域。
动力学分析
由于氧化反应为不可逆反应，不考虑化学平衡移动问题。
温度因素
苯是最稳定的碳氢化合物之一，苯易燃，空气中能完全氧化。 因此苯氧化生产顺酐除了需要活性较高的催化剂外，还需要比较高
的反应温度。
工业生产上一般控制在623～723K。
动力学分析
压力升高,反应速率升高(气相反应,压力高相当于浓 度高)。放热量大。 若原料质量流量不变，压力升高，流速降低，停留时 间增长，副反应增加。
健康危害LD50
本品粉尘和蒸气具有刺激性。吸入后可引起咽炎、喉炎和支气管炎。可伴有腹痛。眼和皮肤直接接触有明显刺激作用，并引起灼伤。慢性影 响：慢性结膜炎，鼻粘膜溃疡和炎症。有致敏性，可引起皮疹和哮喘。
一、安全技术方案 1危险物料的安全技术方案
物料 顺酐 苯 二甲苯 闪点℃
110
爆炸极限
1.4-7.1
氧化反应
安全措施 ，防爆膜
反应器选择：等温式固定床
反应器结构类型：
移走热量的结构：等温式---列管式 列管式等温反应器：催化剂装管程，熔盐走壳程。
2 反应器材质
选用20#钢（或15CrMo钢） 为列管材质；壳体、管板为16MnR
3反应温度控制 采用熔盐移走反应热，低压蒸汽冷却熔盐成为中高压蒸汽。
压力
控制空气进 气量 1.用产生蒸汽 2.与原料气热交换
冷却后顺酐为 液相，与反应 尾气气液分离
压缩机与鼓 风机区别？
空压机:通常用作气动机器或器具的动力源，一般气 压较高
鼓风机:一般用作通风，输气．一般气压较低，风量较大
3、产物分离方案 分离类型 气液分离 气-气分离 液液分离 分离要求 分离单元及设备 旋液分离器 吸收塔 水吸收
生产方法选择
原料来源 苯氧化 法★ 碳四烯 烃法 正丁烷 氧化法 ★ 催化剂/ 性能 安全性分析 环保分析 经济性分析 技术先进 性
危险反应体 国内原料价 活性高、 系 廉（焦化苯）不贵 （苯+空气）
国际原料价 危险反应体 活性高、 廉、广泛 系 不贵 （ 混合C4） （C4+空气） 危险反应体 国际原料价 活性高、 系 廉、广泛 不贵 （正丁烷+空 （正丁烷） 气）
●空速太高：转化率降低，循环气量增加，从而增加能量消耗；
增加分离设备和换热负荷
●空速太低：深度氧化加剧，转化率高，但收率低；热量剧增，
难控。
适宜的空速与催化剂的活性、反应温 度、压力及配比有关 实践证明：适应空速 2000-4000h-1
任务点03 典型设备的选择；
1反应器的结构和材质
反应特点 气固相反应 强放热反应 气固相反应器 1、温度要求：高温 2、保持适当温度：反应热及时移出;或反应热由物料带出 工艺对反应器的要求
A.反应器
由于反应器的反应温度较高，可将热量通过熔盐将热量 导出
B.反应后物料出产
反应后的产物具有大量的热量，可将中低压蒸汽进一步加热 产生更高压的水蒸气，可用于动力使用和发电使用及后续的 加热适用。
任务点05生产工艺流程组织
流程
苯经蒸发器蒸发后与空气(由300KW空气压缩机压缩至 0.4~0.5MPa)混合，进入热交换器。预热后的原料气进入列管式 固定床反应器，在催化剂作用下发生氧化反应，生成顺丁烯二酸 酐。控制反应温度623~723K，接触时间0.1~0.2s。借助反应器管 间循环熔盐导出反应热，并利用废热锅炉回收余热，副产高压蒸 汽。 自反应器出来的反应气体经三级冷却 第一级为废热锅炉产生蒸汽；第二级为热换热器预热原料气； 第三级为反应产物在冷却器中用温水冷却冷凝，以防止顺酐冷凝 成固体堵塞冷却器。被冷凝的顺酐（约占总量的60%）在分离器2 分出后进入粗顺酐贮槽6，气体送入水洗塔3，用水或顺丁烯二酸 水溶液吸收未冷凝顺酐。水吸收后尾气送燃烧，吸收液送入脱水 塔4。经脱水后的粗顺酐入粗顺酐槽6。 脱水顺酐和冷凝顺酐由粗顺酐贮槽送入蒸馏塔5进行精制，即可得 到熔融态顺丁烯二酸酐产品。
危险特性
易燃固体、易升华 易燃液体 易燃液体
安全对策
-11
1.2-8.0
易燃易爆储罐工艺安全措施 （氮封系统） 氮封系统
30
1.0-7.0
2危险工艺的安全技术方案
工艺参数 苯蒸发器 空气-苯混合器 反应器
280-320
温度℃
压力MPa
1.5
危险特性
易燃蒸汽 可燃烧系统 高温、可燃烧系统
安全对策 安全阀；超压、超温连锁跳车 控制配比，管线设阻火器隔离；安全 阀；超压连锁跳车 防爆膜，超压、超温连锁跳车，管线 设阻火器隔离
1.5
1.5
二、环保技术方案
三废来源
三废组成
预防方案
治理方案 蓄热式尾气燃烧系统燃 烧后排放；废热锅炉回 收热量
反应尾气
CO、CO2、苯、醛等
。。。
顺酸脱水塔废水
H2O、顺酸
全部回用于吸收反应气
。。。
顺酐精馏塔底废渣 废渣苯醌、顺Biblioteka 等 更换的旧触媒。。。 。。。
集中焚烧处理 送催化剂厂回收
三、节能技术方案
液态顺酐与反应尾气、顺酐 蒸汽分离
反应尾气与顺酐蒸汽分离
顺酐与副产分离
顺酸与水分离
精馏塔
恒沸精馏塔，减压操作
分离三部分
1.吸收
1.吸收
2.恒沸脱水
3.间歇精馏
产物由反应器底部排出，在预热器内加热原料后，通到部分冷凝 器中用温水进行部分冷凝。在顺酐冷却到露点时变为液体，通过酐气 分离，流到粗酐槽中待精馏。剩下的产物还含有较多的顺酐，此时， 可以将物料通到吸收塔中进行水吸收。当吸收塔中的顺酸浓度达到饱 和（30%）就可以出料。顺酸打到浓酸箱中进行后续工序。这时尾气 中只含二氧化碳、水和氮气，所以可以直接排放到空气中。
1、原料及预处理工段
苯 储存 输送 计量 预处理要求
储罐 泵 流量自控 鼓风机 流量自控
空气
二甲苯
储罐 泵 流量自控
用反应产生的高热量进行预热
原料苯
苯的温度是苯罐安全储存的一个重要方面,这是由于其闪点较低、 爆炸浓度极限宽的特性所决定的,特别在南方夏季尤其应重视。此外, 苯罐确定了合适的储存温度,还要从根本上消除爆炸燃烧的三要素之激 发源,所以,加强消防安全管理,苯罐区严格禁烟禁火、远离火种和热源 尤其重要。苯罐的安全储存,除了储存温度外,在安全技术措施上还应 做到以下几点。 (1) 消除静电积聚,限制装卸流速。 (2) 苯罐顶部安装带阻火器的呼吸阀。 (3) 安装可燃气体自动报警设施。 (4) 按技术规范要求对苯罐外壁设置保冷隔离层或水喷淋设施,避 免阳光直射,尽可能减少苯蒸气挥发
可能回收利用的热量 高温产物所携带的反应热 反应热 尾气燃烧热
回收利用方案 产生中高压水蒸汽 与冷原料换热预热原料 熔盐移走反应热，产生中高压水蒸汽， 可推动压缩机工作或用于其他 产生过热蒸汽，发电
反应器反应热的应用
自反应器出来的反应气体经三级冷却。第一级为废热锅炉 产生蒸汽；第二级为热换热器预热原料气；第三级为反应产 物在冷却器中用温水冷却冷凝，以防止顺酐冷凝成固体堵塞 冷却器。被冷凝的顺酐（约占总量的60%）在分离器分出后进 入粗顺酐贮槽，气体送入水洗塔，用水或顺丁烯二酸水溶液 吸收未冷凝顺酐。
二甲苯：
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜 超过30℃。保持容器密封。应与氧化剂分开存放，切忌混储。 采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设 备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
2、反应工段
维持反应条件技术方案
反应热利用方案
初步分离方案
温度
控制熔盐的 流速