顺酐生产知识课件

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,任务回顾：,20万吨/年顺酐的生产技术,本次课,任务点01 顺酐生产工艺路线选择；,任务点02 生产工艺条件影响因素分析；,任务点03 典型设备的选择；,任务点04 顺酐生产中安全、环保、节能措施；,下次课,任务点04 顺酐生产中安全、环保、节能措施；,任务点05 顺酐生产工艺流程组织；,下下次课,任务点06 顺酐生产操作要点；,任务点07 顺酐生产中可能故障分析及应对措施。,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,。,生产方法选择,原料来源,催化剂/性能,安全性分析,环保分析,经济性分析,技术先进性,苯氧化法,国内原料价廉（焦化苯）,活性高、不贵,危险反应体系,（苯+空气）,尾气含苯、醛、酸等,酸性废水,原料相对贵（2个C 没用）,工艺技术成熟可靠,碳四烯烃法,国际原料价廉、广泛（ 混合C4）,活性高、不贵,危险反应体系,（C4+空气）,废气含C4、醛、酸等,酸性废水,原料价廉，副产较多、后处理复杂,工艺技术成熟可靠,正丁烷氧化法,国际原料价廉、广泛（正丁烷）,活性高、不贵,危险反应体系,（正丁烷+空气）,废气正丁烷、醛、酸等,酸性废水,原料价廉，副产少,工艺技术成熟可靠,苯酐副产,国内顺酐企业现状,企业,产能,生产工艺,常州亚邦化学有限公司,12.0,苯氧化法,山西太原市侨友化工有限公司,11.0,苯氧化法,天津渤海精细化工有限公司,1.,10.0,苯氧化法,山西洪洞豪信化工有限公司,7.5,苯氧化法,w,江阴市顺飞精细化工厂,5.0,苯氧化法,山西高义煤化有限公司,5.0,苯氧化法,山西新合太明化工有限公司,4.5,苯氧化法,山西恒强化工有限公司,4.0,苯氧化法,山西洪洞浩溢煤焦化有限公司,4.0,苯氧化法,o,河北黄骅鸿承化工有限公司,4.0,苯氧化法,浙江华辰能源有限公司,4.0,苯氧化法,石家庄白龙化工股份有限公司,3.3,苯氧化法,江苏丹阳中超有限公司,2.5,苯氧化法,哈尔滨蓝星石化有限公司,2.2,苯氧化法,中石油兰州石油化工公司,2.0,正丁烷氧化法,N,克拉玛依金源精细化工股份有限公司,2.0,正丁烷氧化法,山东淄博嘉周化工有限公司,2.0,苯氧化法,国内顺酐企业现状,企业,产能,生产工艺,江苏钟腾化工有限公司,2.0,苯氧化法,常州曙光化工厂,2.0,苯氧化法,苏州合成化工有限公司,2.0,苯氧化法,山东宏信化工股份有限公司,2.0,苯氧化法,新疆吐哈石油有限公司,2.0,正丁烷氧化法,河北唐山宝铁煤化工有限公司,2.0,苯氧化法,河南开封油脂厂,2.0,苯氧化法,上海长风化工厂,2.0,苯氧化法,山西龙腾达化工有限公司,2.0,苯氧化法,% u-,新疆凯涟捷石化有限责任公司,2.0,苯氧化法,% u-,江苏长三角精细化工有限公司,2.0,苯氧化法,% u-,其他,13.4,合计,120.4,选择：苯氧化法,任务点02,工艺参数影响因素分析,热力学分析,动力性分析,催化剂性能,配比,反应温度,压力（浓度）,化学平衡移动,催化剂性能是影响化学反应速率的主要因素，因此，动力性分析时，温度、组成、空速一般由催化剂性能决定。,反应温度,压力（浓度）,组成（含杂质）,空速（反应时间）,反应速率,经济性分析：,从能耗、设备要求、生产能力方面考虑温度、压力、组成、空速 。,任务点02 生产工艺影响因素分析,反应原理：,C6H6+7.5O26CO2+3H2O+3264.45KJ/mol,C6H6+6O23CO2+3CO+3H2O+2416.31KJ/mol,C6H6+1.5O2C6H4O2,（苯醌）,+H2O+530.86KJ/mol,主反应方程式：,C6H6+4.5O2C4H2O3+2H2O+2CO2+1804KJ/mol,副反应方程：,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,动力学分析,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623723K。,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。,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。,能克服床层阻力 即可。,空速,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,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,反应条件,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,空速太低：深度氧化加剧，转化率高，但收率低；热量剧增，难控。,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,工艺对反应器的要求,气固相反应,气固相反应器,强放热反应,1、温度要求：高温,2、保持适当温度：,反应热及时移出,氧化反应,安全措施,等温式固定床或流化床,移走热量的结构,：,等温式-,列管式,反应器结构类型：,列管式等温反应器：催化剂装管程，熔盐走壳程。,因氢蚀及Fe(CO),5,，选用Ni-Cr钢，1Cr18Ni18Ti,c. 反应器材质,合成气,CO,H,2,Fe,3,C + 2H,2,CH,4,+ 3Fe,Fe,3,C + CO,Fe(CO),5,150,氢蚀,CO腐蚀,顺酐分离器,分离类型,分离要求,分离设备,气液分离,将经过冷凝的液态顺酐与未反应的原料气分离,旋液分离器,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,序号,危险物质名称,熔点,（）,沸点,（）,闪点（）,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),外观与性状,危险特性,健康危害LD50,01,顺酐,-97.8,64.7,11,6-36.5,464,13.33kpa,0.79,1.11,无色澄清液体,100ml,02,CO,03,H2,一、安全技术方案,物料,闪点,爆炸极限,危险特性,安全对策,顺酐,易燃液体,储罐安全措施：,CO,高压易燃气体,管线安全阀；超压连锁跳车。,驰放气火炬放空。,H2,高压易燃气体,管线安全阀；超压连锁跳车；驰放气火炬放空。,工艺参数,温度,压力MPa,危险特性,安全对策,合成塔,280-320,5-10,高压设备、管线,合成塔进料管线安全阀或塔装安全阀；超压、超温连锁跳车,压缩机,5-10,高压设备、管线,出口管线安全阀；超压连锁跳车,精馏塔,二、环保技术方案,三废来源,三废组成,预防方案,治理方案,气液分离器放空气（合成塔、精馏塔）,氢气、CO。,部分送转化炉再利用或作为转化炉燃料,部分火炬排放,轻组分精馏塔塔底废水,顺酐、乙醇、甲酸等酸性有机物,进一步精馏分离回收顺酐、乙醇等,塔底废水送废水处理,重组分精馏塔塔底废水,水、有机酸,集中送三废处理,废渣,更换的旧触媒,送催化剂厂回收,压缩机油水分离器分出的废水,废水,集中后处理,三、节能技术方案,可能回收利用的热量,回收利用方案,高温产物所携带的反应热,与冷原料换热,反应热,汽包中蒸汽吸收反应热产生高压水蒸汽，可推动压缩机工作或用于其他,重组分精馏塔底的高温废水,预热合成塔气液分离器来的低温物料,任务点05生产工艺流程组织,反应系统,（反应器）,（热交换）,（反应物料初步分离及循环利用）,（安全措施）,原料系统,（原料贮存）,（原料输送）,（原料预处理）,（安全措施）,分离系统,（分离单元）,（热交换）,（物料的贮存）,（安全措施）,（三废处理）,绘制工艺流程图顺序,图面：从左至右：原料预处理反应系统分离精制,思路：首先反应系统，再原料预处理系统，再分离精制系统,考虑原料的回收利用，能量的合理利用，三废的处理。,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,压力,2、反应工段,预热进料,多级压缩,产生蒸汽？,与原料气热交换？,单程转化率低，冷却后顺酐为液相，与原料气液分离,压缩机动力？,几级？,H2,CO,循环气,储存,气柜,气柜,输送,压缩机,压缩机,计量,流量自控,流量自控,预处理要求,预热（水蒸气？反应液？）,压力,1、原料及预处理工段,分离类型,物料特性,分离方案,液液分离,顺酐、乙醇、水、二甲醚、酸、酯等,先精馏分离轻组分杂质，同时回收少部分顺酐，再精馏分离重组分杂质，得精顺酐,3、产物分离方案,任务点06 顺酐生产操作要点；(以列管式固定床反应器为例),顺酐合成塔,的操作是顺酐生产的核心，不仅关系到产品的产量、质量、消耗，还关系到催化剂和设备的使用寿命，甚至整个车间和工厂的经济效益。因此，一切操作条件都要维护顺酐合成塔的生产条件。影响合成塔的各种因素有,温度、压力、进料组成、空间速度,等。那么这些因素如何才能达到最佳状态？正常生产时应该如何控制和维护这些条件呢？,现象：,出口气体温度,调节方法,温度波动小,调节外送蒸汽量增加或减少，使汽包压力下降或上升。,温度波动较大,调节循环气量增加或减少，使气体带走的热量增加或减少,温度波动很大,调节入塔气中CO或CO2含量增加或减少，使反应加剧或减缓,1 温度控制,等温合成反应器内催化剂一般不设温度测量设备，催化剂层温度由合成塔出口气体温度进行判断。而影响合成塔出口气体温度的因素主要有汽包压力、入塔气量、入塔气体成分、系统负荷等。,2 压力控制,合成系统的压力取决于合成反应的好坏及新鲜气量的大小。,现象,调节方法,压力超标,立即减少新鲜进气量,加大驰放气量或打开驰放气放空阀泄压,压力微小波动,调节循环气中惰性气体含量,调节注意事项,系统研究超压，调压时要缓慢，以免压力突变损坏设备和管道，调速小于0.1MPA/min,3 入塔气体成分控制,影响因素,调节方法,氢碳比,调节新鲜气的氢碳比2.052.15,同时调节汽包压力和循环气量，确保温度稳定,惰性气体含量,驰放气量,硫化物含量,减少或切断新鲜气，并通知脱硫工序，以免催化剂中毒,4 顺酐分离器的控制,反应混合气体在醇分离器中的分离效果取决于气体经水冷器后的气体温度和气体流量。温度越低，顺酐冷凝越完全，分离后的气体中顺酐含量越低。,当温度超温时应该如何调控呢？,影响因素,调节方法,气体温度,增加循环冷却水量,降低循环冷却水温度,气体流量,减少循环气量,分离器液位,降低分离器的液位，增大分离空间,任务点07 顺酐生产中可能故障分析及应对措施。,1 合成塔温度升高,汽包压力过高,调整汽包压力,循环气量小，带出热量少,加大循环量,汽包液位低,适当加大软水进汽包量,入塔气中CO含量过高，反应剧烈,适当降低CO含量,温度表失灵，指示温度不正确,校正温度计,2 合成塔压力升高,触媒温度低，反应状态恶化,适当提高触媒温度,负荷增大,工艺指标相应调整适应负荷的变化,惰性气体含量增大，反应恶化,开大吹出气量，降低惰性气体含量,氢碳比失调，反应恶化,调整进气比例,3 塔内系统阻力增加,催化剂烧结,停车更换,换热器管程堵塞,停车疏通,阀门开度小,开大阀门,设备内部零部件堵塞气体管道,停车检修,催化剂粉化,改善操作条件，保护催化剂,4 催化剂中毒老化,原料气中硫含量氯含量超标,加强原料净制,气体中含油水，包覆催化剂表面,加大油水排放,操作温度长期过高，波动频繁,保持操作稳定,5 醇分离器液位上升,放醇阀坏，放不出醇,开旁路阀，或停车检修,系统负荷增大，但放醇阀未调整,开大放醇阀,输醇管被固体堵塞,停车疏通,液位计坏，指示错误,维修校正液位计,6 输醇压力突增,醇分离器液位过低，致高压气体进入输醇管,调整液位,醇储槽阀门未开或堵塞，醇无法进,开阀或检修,放醇阀漏气,更换阀门,输醇管堵塞,停车疏通,