年产3000吨苯酐的生产工艺设计 (课程设计)
目录第一章前言 (1)1.1苯酐简要介绍 (1)1.2世界苯酐生产消费现状 (1)1.2苯酐的性质 (1)1.3苯酐的合成方法比较及选取 (2)1.3.1合成苯酐的主要工艺路线 (2)1.3.2 合成工艺路线分析及技术经济评价 (2)1.3.3 未来发展方向 (2)1.3.3.1催化剂的改进 (3)1.3.3.2生产工艺的开发 (3)1.3.4合成工艺路线选取 (4)第二章工艺流程 (5)2.1原料名称及规格 (5)2.2主要设备 (6)2.3工艺流程简述 (7)2.3.1 氧化部分 (8)2.3.2 冷凝水洗部分 (8)2.3.3 精制部分 (8)2.3.4制苯酐的反应式 (8)第三章物料衡算 (9)3.1总物料衡算 (9)3.2反应器内的物料衡算 (11)3.3热熔冷凝器的物料衡算 (13)3.4薄壁冷凝器物料衡算 (14)第四章热量衡算 (14)4.1对空气预热及邻二甲苯混合过程进行衡算 (15)4.2混合后预热的热量衡算 (15)4.3反应器的热量衡算 (16)4.4换热器的热量衡算 (16)4.5热熔冷凝器的热量衡算 (16)第五章设备选型计算 (17)5.1鼓风机的选型 (18)5.2空气预热器 (19)5.3一冷器 (19)5.4二冷管 (19)5.5混合预热器 (19)5.6热熔冷凝器 (19)5.7薄壁冷凝器 (19)第六章安全节能 (20)6.1安全要求 (20)6.1节能建议 (20)第七章结束语 (20)第一章前言1.1苯酐简要介绍苯酐，全称为邻苯二甲酸酐（ Phthalic Anhydride）,外观为白色鳞片状或结晶性粉末白色微带其它色调的鳞片状或结晶性粉末熔融色度（色度号）≤ 100 热稳定色度（色度号）≤ 150。
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世界苯酐生产消费现状由于存有对健康产生不利影响的怀疑，近年来欧洲市场对苯酐的需求非常疲软，欧洲供应过剩的状况已经促使巴斯夫公司计划关停位于比利时Feluy的增塑剂和苯酐生产装置；美国Koppers工业公司也已于2004年初关闭了位于英国南安普敦的12 kt ／a的苯酐生产装置；亚洲成为苯酐的生产和消费的活跃地区。
2007年全球苯酐产能约为4 560 kt／a，巴斯夫、埃克森美孚和我国台湾地区的南亚塑胶是三家最大的生产商。
2007年全球主要苯酐生产企业及产能统计见表1。
目前，世界苯酐主要消费地区是北美和亚太地区，苯酐作为一种中间体主要用于生产增塑剂，醇酸树脂和不饱和聚酯树脂。
增塑剂，主要用于PVC化合物，约占全球苯酐消费量的57％；醇酸树脂约占全球苯酐消费量的19％，这些树脂广泛用于溶剂型表面涂料，大多数溶剂型农业覆(盖)膜是由醇酸树脂制得，这些材料近年来一直受到责难，因为它们含有相当大量的有机溶剂，给环境带来污染，涂料生产商正在减少溶剂的使用，而采用水性配方。
展望未来，醇酸树脂仍将适度增长。
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C 8H 4O 3，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 2O H 29/2++22 1.3.1.1.2 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。
尾气经洗涤后排放，洗涤液用水稀释后排放或送去进行催化焚烧。
1.3.1.2邻法1.3.1.2.1 反应原理[1]邻二甲苯与空气在催化剂作用下气相氧化生成苯酐。
CH3CH3+3O23OOOOH225+1.3.1.2.2 工艺流程过滤、净化后的空气经过压缩，预热后与汽化的邻二甲苯混合进入固定床反应器进行放热反应，反应管外用循环的熔盐移出反应热并维持反应温度，熔盐所带出的反应热用于生产高压蒸汽（高压蒸汽可用于生产的其他环节也可用于发电）。
反应器出来的气体经预冷器进入翅片管内通冷油的切换冷凝器，将苯酐凝结在翅片上，然后再定期通入热油将苯酐熔融下来，经热处理后送连续精馏系统除去低沸点和高涨点杂质，得到苯酐成品。
从切换冷凝器出来的尾气经两段高效洗涤后排放至大气中。
含有机酸浓度达30％的循环液送到顺酐回收装置或焚烧装置，也可回收处理制取富马酸[1]。
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。
萘流化床氧化工艺在国外已逐步淘汰，但在我国的苯酐生产中仍占有一定比例。
邻二甲苯固定床气相氧化技术主要BASF，Wacker-Chemie，ElfAtochem/日触和Alusuisse Italia 等几种典型的生产工艺。
BASF工艺：BASF工艺于1976 年工业化生产，总生产能力超过100×104t/a，BASF工艺的单台反应器最大生产能力为4.5×104t/a。
经净化预热后的空气与气化的邻二甲苯混合进入列管式固定床反应器，在钒-钛环形催化剂表面进行反应，反应温度为360℃，空速为3000h- 1，反应热由熔盐导出。
粗苯酐在微负压下采用高温或同时添加少量化学品除去某些杂质后送入精馏塔精制。
BASF工艺能有效地回收顺酐，苯酐的质量收率超过105%[3]。
Wacker-Chemie 工艺：近年来各国新建的苯酐生产装置基本上都采用Wacker-Chemie工艺，至今世界上已有110套以上的装置采用此工艺，总生产能力为160×104t/a，单台反应器的最大生产能力为4.5×104t/a。
该工艺所采用的催化剂适用于邻二甲苯、萘以及邻二甲苯和萘的混合料，设计的催化剂负荷为邻二甲苯100g/m3空气（标准态），苯酐的质量收率为114%～115%（以萘为原料时，苯酐收率为97%～ 99%），催化剂寿命大于3 年[3]。
ElfAtochem/日触工艺：ElfAtochem公司于1970 年开始开发低能耗工艺，1986 年该公司决定采用日触公司寿命长、选择性高的苯酐催化剂，并与日触公司共同开发了ElfAtochem/日触工艺。
采用该工艺的总生产能力约40×104t/a。
该工艺与BASF工艺相似，工艺尾气全部催化焚烧处理，有机杂质含量低，无大气污染[3]。
Alusuisse Italia 工艺：意大利的Alusuisse公司于1986 年开发了Alusuisse Italia低空烃比工艺，空气对邻二甲苯的质量比减少到9.5:1，而原料气浓度可提高到邻二甲苯134g/m3空气标准态。
到1996 年世界各地共有11 套装置采用该工艺，总生产能力为24. 9×104 t/a[3]。
1.3.2 合成工艺路线分析及技术经济评价萘法作为最早生产苯酐的方法，也是最早形成工业化生产的方法，其原料为焦油萘。
我国在1953 年开始萘法生产苯酐，当时是以萘为原料，固定床气相氧化法生产苯酐。
1958 年我国又开发了流化床工艺，并在此基础上建设了多套工业生产装置。
由于我国萘流化床法发展较快，到1988 年大部分工厂仍在采用萘流化床法生产苯酐，当时萘法产量高达总产量的90%。
随着石油工业的发展以及邻法技术的开发，萘法的劣势显露出来：原料焦油萘供应日趋紧张，价格不断上扬，单台反应器生产能力较低，这些都不可避免地造成了萘法的高能耗[1]。
随着苯酐产量的迅速增长，焦油萘越来越不能满足生产的需要，而随着石油工业的发展，又提供了大量廉价的邻二甲苯，扩大了苯酐的原料来源。
从20世纪60年代开始，生产苯酐的原料从萘转向邻二甲苯。
随着催化剂研发的重大进展以及参加反应的空气和邻二甲苯比例的降低，再加上生产设备大型化的实现等一系列新技术的开发和应用，进一步加速了原料的转换进程。
近几年，各厂家也都在为提高自身产品的竞争力而不断地在节能降耗等方面改进、完善自己的工艺，这就使得邻法工艺更加成熟，更加先进[1]。
Wacker-Chemie工艺特点是低能耗，高负荷，生产能力大，催化剂活化时不必使用SO。
BASF工艺的技术特点是低反应温度和高空速，水洗回收副产的顺酐，生产费用低，2无废水排出，采用蒸汽透平，输出中压空气。
ElfAtochem/日触工艺的特点是低空烃比，操作安全性能好，负荷高，空气量相应减少，总能耗下降。
因此该工艺具有投资较低、能耗少、成本低和无污染的优势。
Alusuisse Italia工艺的设备投资较少[3]。
1.3.3 未来发展方向近年来世界各苯酐生产公司都致力于改进以邻二甲苯为原料的固定床氧化技术，并在催化剂、生产工艺和反应器设计等方面取得了重要的进展。
1.3.3.1催化剂的改进[3]世界各生产公司着重研制低温、高邻二甲苯浓度、高负荷及高收率的催化剂。
ElfAtochem/日触公司在进料邻二甲苯浓度为85g/m3空气（标准态）时，苯酐质量收率达到114%～115%，目前正在开发110g工艺的催化剂，并进一步开发120g 工艺的催化剂。
BASF公司开发的固定床双层催化剂，第一层：7%（质量分数）V2O5，2.5% Sb2O3，0.16%铷，其它部分为TiO2；第二层：7% V2O5，2.5% Sb2O3，0.5%磷，其它部分为TiO2，当反应温度分别控制在359℃和342℃时，苯酐质量收率达到109.8%。
化工设计任务书
北京化工大学化学工程学院设计说明书“化工设计”课程作业题目：应用PROⅡ软件设计苯酐的生产工艺过程学生：班级：学号：2010 年月日苯酐工艺设计说明书一、工艺流程说明：1、设计任务1.1设计任务试设计40000t/年邻苯；甲酸酐（苯酐)的装置，年工作时数为每年8000h，产品流量5000kg/h，产品纯度（质量分数）大于99.9％，产品回收率为92％1.2产品规格及用途苯酐，白色有光泽针状晶体或鳞片状固体。
相对密度1.527，沸点284.5℃，熔点131℃，自燃点570℃，闪点（闭环)151.6℃，在沸点以下易升华。
难溶于水，微溶于热水、乙醚和二氧化碳，溶于乙醇、苯、氯仿和吡啶。
有毒，空气中最高允许浓度2×10-6；易燃，遇明火、强氧化剂有引起燃烧爆炸的危险，其蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限1.7％～10.4％。
苯酐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。
我国的苯酐主要用来生产邻苯二甲酸酯类增塑剂，耗用的苯酐约占苯酐总消费量的60％，染料和油漆占25％，不饱和树脂及其他产品占15％左右。
1.3原材料的规格及来源邻二甲苯（96％)，主要生产企业为一些国内大型石化企业。
催化剂为V2O5-TiO2系列负载型催化剂。
2.生产方法及工艺流程2.1生产方法选择苯酐生产的工艺路线有以萘为原料的流化床技术和以萘或邻二甲苯为原料的固定床氧化技术。
邻二甲苯因其高产率、廉价和高选择性成为现代生产苯酐的首选原料，邻二甲苯固定床工艺有低能耗（LEVH)法和低空气比率（LAR）法两种方式，其流程和设备基本类似，本设计以LAR法作为设计和计算基础。
2.2工艺流程简述苯酐生产工艺系统包括氧化反应部分、冷凝水洗部分、苯酐精制部分。
2．2．1 氧化反应部分邻二甲苯通过换热器预热，经净化换热器加热后在汽化器内混合均匀并完全雾化，进入反应器反应。
反应器内埋填换热列管，用熔盐循环移去反应热，热的熔盐产生高压蒸汽。
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。
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
苯酐设计论文
化学工程学院设计说明书“化工设计”课程作业题目：应用PROⅡ软件设计苯酐的生产工艺过程学生班级：学号：指导教师2010年10月目录一、引言 (3)二、苯酐工艺设计 (3)2.1设计任务 (3)2.2产品规格及用途 (3)2.3原材料规格及来源 (4)2.4生产方法 (4)2.5工艺流程 (4)2.5.1氧化反应部分 (4)2.5.2冷凝水洗部分 (5)2.5.3冷凝水洗部分精制部分 (5)三、工艺设计书 (5)3.1 计算条件及基准 (5)3.1.1 体系所含组分 (5)3.1.2原料输入情况 (5)3.2 反应过程 (6)3.2.1 反应方程及反应平衡常数 (6)3.2.2 反应器参数 (6)3.3 分离过程 (6)3.4 原材料和动力的消耗定额和消耗量 (7)四、苯酐分离过程的模拟与优化 (7)4.1 分离系统 (7)4.2 顺酐分离塔T1操作条件确定 (8)4.2.1 塔压力的选择 (9)4.2.2 进料位置对分离效果的影响 (9)4.2.3 论板数对分离效果的影响 (9)4.2.4 流比对分离效果的影响 (10)4.2.5 顺酐分离塔T1优化结果 (10)4.3 苯酐回收塔T2操作条件确定 (11)4.3.1 塔压力的选择 (11)4.3.2 进料板位置对分离效果的影响 (11)4.3.3 理论塔板数对分离效果的影响 (11)4.3.4 回流比对分离效果的影响 (12)4.3.5 苯酐回收塔T2优化结果 (13)五、用ProⅡ流程模拟过程说明 (13)5.1绘制流程图 (13)5.1.1工艺装置的选择与配置 (13)5.1.2物流线连接 (14)5.2组分和热力学方法的定义 (15)5.2.1定义组分 (15)5.2.2热力学方法的定义 (17)5.3物流和工艺装置数据输入 (18)5.3.1物流数据输入 (18)5.3.2压缩机的数据输入 (18)5.3.3 泵的数据输入 (19)5.3.4 换热器的数据输入 (19)5.3.5 反应器的数据输入 (20)5.3.6闪蒸罐的数据输入 (21)5.3.7反馈过程控制器 (22)5.3.8精馏塔的数据输入 (22)5.3.9 水洗塔的数据输入 (23)六、计算结果 (24)七、总结及心得 (25)苯酐生产工艺设计一、引言邻苯二甲酸酐(PA)简称苯酐，是邻二甲苯(OX)主要的市场应用领域，主要用于生产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，是一种重要的有机化工原料。
苯酐生产的概念设计
二. 苯酐工业生产的工艺
1. 固定床气相氧化法 2. 流化床气相氧化法 3. 邻二甲苯液相氧化法
三. 工艺流程的确定
1. 生产工艺的选择
本设计采用目前国内外最常用的邻二甲 苯固定床氧化法。流程参考上一届同学 的工作。
考虑到普通的邻二甲苯固定床氧化法制 备苯酐的精馏残渣中含有大量的苯酐。
而且苯酐和其他副产物的沸点相差较大， 一般都在几十度以上。
2．设计目标
苯酐产量达30000t/y，最后获得的纯苯酐 纯度达99.9％以上。
3. 有关的工艺数据
反应过程 反应温度：360～380℃ 反应压力：1 atm
原料：工业级邻二甲苯 进料量：5000kg/h 转化率：99.8％ 生成苯酐的选择性 约0.8
催化剂：低温高空速、V2O5—TiO2负载在惰性 载体上的催化剂
空邻比：30：1
主要副产物：苯酞、顺酐、苯甲酸、柠康酐、 二氧化碳
分离过程
粗苯酐先在热处理釜预热至260℃，然后 送入蒸馏塔进行减压蒸馏。轻组分由塔 顶蒸出，重质残渣由塔釜排出，纯苯酐 由塔中间出料。
蒸馏塔：板数：50； 塔顶压力：7kPa； 塔板压降：0.01kPa。
粗苯酐流量: 37.927kmol/h(100℃ ) 原料：工业级邻二甲苯 进料量：5000kg/h 转化率：99.
姓名: 郑大锋 海景 只使用一个蒸馏塔，并且对蒸馏后塔底排出的重质残渣中残余的苯酐进行了回收，缩短了流程，降低了成本。
8％ 生成苯酐的选择性 约0.
下图是进料板位置对回流比的影响：
2. 分离过程
结果表明，改进分离工艺后，所获得的苯酐纯度依然可达99.
－4
流程参考上一届同学的工作。
苯酞：1.021×10 水：0.0733 在保证了苯酐纯度在99.
年产吨苯酐生产车间工艺设计说明书
目录1. 概述 (3)1.1 苯酐简述 (4)1.2 苯酐的一般性状[2] (4)1.3 苯酐的生产要领概述 (5)萘法表面 (6)邻法表面 (6)1.3.1 邻法制苯酐几种工艺简介 (7)1.3.3 国内工艺现状 (9)2. 工艺流程 (9)2.1原料名称及规格[4] (9)2.2 反响原理 (9)2.3 苯酐生产工艺催化剂 (10) (10)2.4 工艺流程简述[4] (11)2.4.1 氧化部分 (11)2.4.2 冷凝采取 (12)2.4.3 尾气洗涤 (12)2.4.4 预处理惩罚 (12)2.4.5 结片包装 (13)2.4.6 废液点火 (13)2.5 工艺流程方块图 (14)3. 物料衡算 (14)3.1 反响器中氧化反响的物料衡算 (15) (15) (15)氧化反响历程的物料衡算： (15)3.2 冷凝工段物料衡算 (19)3.3 精馏工段物料衡算 (20) (20) (21)4. 能量衡算 (23)4.1 热量衡算方程式 (23)4.1 反响历程的能量方框图 (23)4.2 反响器能量横算历程 (23)和Q4的盘算 (23)1的盘算 (24)3的盘算 (25)5的盘算 (25)24.3 反响器能量衡算表 (25)5. 精馏塔的工艺设计及选型 (26)5.1 确定操纵条件 (26)5.2 底子数据整理 (26)5.3 塔板数简直定 (29)5.4 塔径的盘算及板间距离简直定 (30) (30) (30)5.5 塔高的盘算 (31)5.6 溢流堰长盘算 (31)5.7 塔体厚度的盘算 (31)5.8 塔设备盘算结果列表 (32)6. 苯酐生产装置其他主要设备选择 (33)6.1 主要附件设备选择 (33)6.2 反响器组设计 (34) (34) (34) (34) (34) (35) (35) (35)参考文献 (36)1. 概述1.1 苯酐简述苯酐，邻苯二甲酸酐，简称苯酐，英文缩写PA（Phthalic anhydride），是一种重要的根本有机化工原料，被认为是十大有机化工原料之一。
年产3000吨苯酐的生产工艺设计_(课程设计)
目录第一章前言 (1)1.1苯酐简要介绍 (1)1.2世界苯酐生产消费现状 (1)1.2苯酐的性质 (1)1.3苯酐的合成方法比较及选取 (2)1.3.1合成苯酐的主要工艺路线 (2)1.3.2 合成工艺路线分析及技术经济评价 (2)1.3.3 未来发展方向 (2)1.3.3.1催化剂的改进 (3)1.3.3.2生产工艺的开发 (3)1.3.4合成工艺路线选取 (4)第二章工艺流程 (5)2.1原料名称及规格 (5)2.2主要设备 (6)2.3工艺流程简述 (7)2.3.1 氧化部分 (8)2.3.2 冷凝水洗部分 (8)2.3.3 精制部分 (8)2.3.4制苯酐的反应式 (8)第三章物料衡算 (9)3.1总物料衡算 (9)3.2反应器内的物料衡算 (11)3.3热熔冷凝器的物料衡算 (13)3.4薄壁冷凝器物料衡算 (14)第四章热量衡算 (14)4.1对空气预热及邻二甲苯混合过程进行衡算 (15)4.2混合后预热的热量衡算 (15)4.3反应器的热量衡算 (16)4.4换热器的热量衡算 (16)4.5热熔冷凝器的热量衡算 (16)第五章设备选型计算 (17)5.1鼓风机的选型 (18)5.2空气预热器 (19)5.3一冷器 (19)5.4二冷管 (19)5.5混合预热器 (19)5.6热熔冷凝器 (19)5.7薄壁冷凝器 (19)第六章安全节能 (20)6.1安全要求 (20)6.1节能建议 (20)第七章结束语 (20)第一章前言1.1苯酐简要介绍苯酐，全称为邻苯二甲酸酐（ Phthalic Anhydride）,外观为白色鳞片状或结晶性粉末白色微带其它色调的鳞片状或结晶性粉末熔融色度（色度号）≤ 100 热稳定色度（色度号）≤ 150。
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。
年产2万吨苯酐车间工艺设计书
4.1 分离系统...........................................................................................................................8 4.2 顺酐分离塔 T1 操作条件确定.........................................................................................9
4.2.1 塔压力的选择.......................................................................................................9 4.2.2 进料位置对分离效果的影响...............................................................................9 4.2.3 论板数对分离效果的影响.................................................................................10 4.2.4 流比对分离效果的影响.....................................................................................10 4.2.5 顺酐分离塔 T1 优化结果...................................................................................10 4.3 苯酐回收塔 T2 操作条件确定....................................................................................... 11 4.3.1 塔压力的选择..................................................................................................... 11 4.3.2 进料板位置对分离效果的影响......................................................................... 11 4.3.3 理论塔板数对分离效果的影响.........................................................................12 4.3.4 回流比对分离效果的影响.................................................................................13 4.3.5 苯酐回收塔 T2 优化结果...................................................................................13