顺酐生产

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。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。生产工艺影响因素分析反应原理：C6H6+7.5O2→6CO2+3H2O+3264.45KJ/molC6H6+6O2→3CO2+3CO+3H2O+2416.31KJ/molC6H6+1.5O2→C6H4O2（苯醌）+H2O+530.86KJ/mol主反应方程式：C6H6+4.5O2→C4H2O3+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。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。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。(CO)5，选用Ni-Cr钢，1Cr18Ni18Tic.反应器材质合成气COH2Fe3C+2H2CH4+3FeFe3C+COFe(CO)5150℃氢蚀CO腐蚀顺酐生产中安全、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LD5001顺酐-97.8℃64.7116-36.546413.33kpa0.791.11无色澄清液体100ml02CO03H2一、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280-3205-10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。、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？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。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~2.15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