对二甲苯歧化及烷基化转移工段设计开题报告
年产60万吨对二甲苯项目·创新点概述
年产60万吨对二甲苯项目·创新点概述一、创新部分创新一“甲苯择形歧化、苯和重芳烃烷基转移+二甲苯异构化”组合新工艺将苯与重芳烃工段得到的热力学平衡的PX送至异构化工段，得到高纯度的PX再与择形工段高纯度PX混合，浓度达90%以上，分离能耗大大降低。
图1-1 传统组合工艺传统的“甲苯择形歧化与苯和重芳烃烷基转移组合工艺”原则框图如图1-1所示，甲苯在SSTDP反应区发生择形歧化反应生成苯和富含PX的二甲苯；在SATP反应区，苯和C9+A烷基转移反应生成甲苯和热力学平衡的C8A。
其中，SSTDP生成的苯去SATP单元，转化为甲苯和碳八芳烃；SATP单元生成的甲苯送往SSTDP单元。
两反应区生成的碳八芳烃可以混合得到PX浓度为50%-60%的碳八芳烃，用于生产高纯度的PX。
从传统组合工艺中可发现，在苯与重芳烃工段，由于受热力学平衡的控制，产物中对二甲苯含量仅约24%。
当择形工段生产的纯度达90%的PX与其混合后，浓度只有50%-60%，大大抑制了甲苯择形歧化生产的高纯度的PX的优势。
图1-2 改进组合工艺本项目从以下两个方面进行改进。
首先，原料上，传统组合工艺中苯与重芳烃烷基转移反应重芳烃原料主要为C9芳烃。
本项目利用新型催化剂，增加了C10芳烃含量，利用低价值的C10A。
其次，流程上，在烷基转移工段后面增加异构化工段，如图1-2所示。
将烷基转移工段得到的热力学平衡组成的C8A经过异构化工段，浓度达90%以上，再与甲苯择形歧化工段的高浓度PX混合。
之后只需一级结晶便可得到浓度为99.9%的PX产品。
创新二膜催化混合二甲苯异构化异构化反应器选用管式分子筛膜反应器，利用膜分离与催化耦合技术，节能减耗。
异构化工段，利用南京工业大学先进的膜分离与催化耦合技术，利用膜催化混合二甲苯异构化，并能选择性地透过对二甲苯。
如图1-3，分子筛膜管由HZSM-5催化剂层，silicalite分子筛层及支撑体三层结构组成。
甲苯歧化反应实训报告
一、实训目的本次实训旨在通过实际操作，深入了解甲苯歧化反应的原理、过程以及影响因素，掌握反应条件对产物分布的影响，并提高对化学实验操作技能的熟练程度。
二、实训时间2023年X月X日三、实训地点化学实验室四、实训人员实训小组：张三、李四、王五五、实训内容1. 甲苯歧化反应原理甲苯歧化反应是指甲苯在催化剂的作用下，一个甲苯分子中的甲基转移到另一个甲苯分子上，生成一个苯分子和一个二甲苯分子的反应。
该反应的化学方程式如下：2C6H5-CH3 → C6H6 + C6H4-CH3-CH32. 实验材料与仪器（1）实验材料：甲苯、硅铝催化剂、蒸馏水、硫酸（2）实验仪器：反应釜、搅拌器、温度计、分液漏斗、蒸馏装置、容量瓶、移液管等3. 实验步骤（1）将甲苯和硅铝催化剂按一定比例加入反应釜中。
（2）开启搅拌器，加热反应釜至一定温度。
（3）在反应过程中，通过温度计监控反应温度。
（4）反应一段时间后，停止加热，关闭搅拌器。
（5）将反应混合物通过分液漏斗分离出上层有机相和下层水相。
（6）对上层有机相进行蒸馏，收集产物。
（7）对下层水相进行酸碱中和，去除催化剂。
4. 实验结果与分析（1）反应产物分析通过气相色谱分析，得知反应产物中苯和二甲苯的摩尔比为1:1。
（2）反应条件对产物分布的影响实验结果表明，在反应温度为100℃，反应时间为2小时，催化剂用量为甲苯质量的1%时，产物分布较为理想。
（3）实验误差分析本次实验误差主要来源于实验操作和仪器精度。
在实验过程中，应严格控制反应条件，尽量减少误差。
六、实训总结1. 通过本次实训，我们掌握了甲苯歧化反应的原理和实验操作技能。
2. 了解反应条件对产物分布的影响，为后续实验研究提供了参考。
3. 提高了我们的实验操作能力，培养了团队协作精神。
4. 深入了解了化学实验在工业生产中的应用，增强了我们的实践能力。
七、实训心得1. 实验过程中，我们应严格遵守实验操作规程，确保实验安全。
2. 注重实验数据的记录和分析，提高实验结果的准确性。
年产万吨pbat开题报告
年产万吨pbat开题报告1.1课题研究意义对二甲苯(PX)是无色透明液体，具有甜味和芳香气味，不溶于水，溶于酒精、氯仿、苯等有机溶剂。
对二甲苯与老百姓的生活密不可分。
二甲苯广泛存在于汽油中。
在汽油中的含量约6%~10%，是汽油高性能抗爆性的重要组分，没有它，就不能生产高品质的汽油。
PX为基础有机化工原料之一，主要生产对二苯甲酸(PTA)及对二苯甲酸二甲酯(DMT)，分别占PX消费量的80%和12%左右，这两种单体又是生产聚酯纤维和聚酯塑料的原料。
全球产量的 98%左右用于生产聚酯。
聚酯的绝大部分用于生产涤纶，涤纶是目前生产和消费最多的化纤品。
我国是化纤大国，合成纤维生产需要大量PX。
部分聚酯用于制造饮料瓶，我们日常消费的可乐、汽水、果汁，都可以是用聚酯瓶包装的。
除此之外，对二甲苯在医药、香料、油墨、农药、染料以及溶剂等领域有广泛的用途。
对二甲苯的广泛用途使它长期处于供不应求状态，所以， PX装置的建设还有很大的空间。
1.2PX装置的国内外现状和发展趋势12.1PX装置国内外现状聚酯纤维的迅速发展，拉动了其上游原料精对苯甲酸的消耗，进而有拉动了 PTA的上游原料对二甲苯的市场严重供不应求，产品需要大量进口。
2012年，世界PX的装置生产能力约4000万吨/年，70%以上的装置在亚洲地区，新建产能也大都集中在亚洲，主要为韩国和中国。
中国石化集团公司是最大的生产集团，占总产能的 42.5%其次是中国石油集团公司，占总产能的22.0%。
2009年是我国PX生产能力增长最快的一年，新增产能284万吨，比2008年的442.1万吨增长64.2%。
截至2012年9月底，我国PX的PX生产厂家有13家总生产能力达到8211万吨/年。
目前，我国已是世界上最大的生产和消费国，产能约占全球产能的20%，消费量占全球38%左右。
PTA的PX将提高到82.1%。
北美地区的新建 PX 装置主要集中在美国，用于生产由于生产成本较低加之原料供应充足，中东的石化产业投资将稳步增长。
年产5万吨芳烃抽提车间二甲苯塔的工艺设计【开题报告】
开题报告化学工程与工艺年产5万吨芳烃抽提车间二甲苯塔的工艺设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义芳烃指结构上含有苯环的烃。
作为基本有机原料应用最多的是苯、甲苯，二甲苯，乙苯、对二乙苯等。
芳烃的来源有：炼油厂重整装置；乙烯生产厂的裂解汽油；煤炼焦时副产。
在最早的时期，获得这些芳烃的主要是靠煤炼焦技术，但随着时代的进步，技术上的改进和需求的大量化，还有处于对环境因素的考虑，目前通过煤炼焦获得的芳烃已不占重要地位。
不同来源获得的芳烃其组成不同，因此获得的芳烃数量也不相同。
芳烃（主要是苯，甲苯，二甲苯）是重要的有机化工原料，其产量和规模仅次于乙烯和丙烯。
随着石油化工业和纺织工业的不断发展，世界上对芳烃产品的需求不断上升，尤其是苯和对二甲苯的需求增长为最快。
他们的衍生物广泛的运用于生产化纤，塑料和橡胶等重要的有机化工产品和精细化工产品。
就拿本课题着重的二甲苯来说，二甲苯有三种异构体：邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯。
对二甲苯需求量最大，邻二甲苯居中，间二甲苯最小；供应量却是间二甲苯最大，邻二甲苯和对二甲苯相近。
为满足要求（主要是生产涤纶），首先把对二甲苯分离出来（采用吸附法和低温结晶法），通过异构化反应，把间二甲苯转化成对二甲苯。
此外把资源较多的甲苯（由7个碳原子组成）和应用较少的碳九芳烃（由9个碳原子组成）进行反应，可制成碳八芳烃（二甲苯的混合物）。
需求量最大的对二甲苯主要用于生产合成对苯二甲酸或是对苯二甲酸二甲酯。
而对苯二甲酸和乙二醇反应得到的聚酯性能优异，广泛的应用于纤维，胶片和树脂的制造业中，是一种十分重要的合成纤维和塑料的原料。
[2]因此从某种角度来说，对二甲苯的需求量大不是凭空而来，它是合成有机材料的原料之重，因此二甲苯的抽提很有价值研究意义。
近年来, 我国聚酯工业呈现高速发展势头, 聚酯产能已占世界的1 /3以上, 成为世界聚酯及其原料市场最有影响力的国家。
受世界聚酯业发展的带动, 我国对二甲苯消费量快速上升, 但由于产能增长滞后, 供应缺口逐年加大。
二甲苯异构化工艺过程用能分析及优化
二甲苯异构化工艺过程用能分析及优化 二甲苯异构化生产工艺对比分析及用能优化研究 摘要： 通过将二甲苯异构化的两种不同的工艺进行比对分析，探讨两种工艺存在的差异，主要针对两种二甲苯异构化工艺在循环氢气分离、脱除庚烷以下的轻组分的方式上的不同，进行相应的用能诊断及调优，比对两种工艺对能量的利用上的不同，并给出分析结论。 本研究将立足于二甲苯异构化的生产工艺，把“夹点分析”技术应用于整个生产工艺中的能量诊断以及优化之中，利用“问题表格法”计算出二甲苯异构化过程中的夹点，并根据计算得出的结果进行用能的诊断以及调优。 关键词：二甲苯异构化；夹点分析；问题表格法；用能优化； 第一章绪论 1.1 引言 能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。作为世界上一个战略地位十分重要的发展中国家，中国的能源资源有以下两个特点：1、人均能源资源拥有量较低。中国人口众多，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平。煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右。2、资源约束突出，能源效率偏低。中国优质能源资源相对不足，制约了供应能力的提高；能源资源分布不均，也增加了持续稳定供应的难度；经济增长方式粗放、能源结构不合理、能源技术装备水平低和管理水平相对落后，导致单位国内生产总值能耗和主要耗能产品能耗高于主要能源消费国家平均水平，进一步加剧了能源供需矛盾。单纯依靠增加能源供应，难以满足持续增长的消费需求。 1.2过程系统用能分析及调优研究进展简述 过程系统的用能分析，是建立在应用分析数学，计算机学科以及以过程模拟、系统分析为手段的一门系统优化技术，该技术以整个系统过程的用能为基础进行设计，在明晰了系统全局与各个子系统的关系之后给出子系统优化策略的方法。 而在过程能量集成研究方面，Linnhoff的“夹点分析技术”以及依据夹点技术所建立的“洋葱模型”，即每个子系统的设计都必须遵循一定的原则，同时需要兼顾与该过程中其他 子系统的匹配状况，以使整个系统具备可靠性、安全性、可控性等诸多方面的要素。在七十年代末期，由于受到当时日益加剧的能源危机的影响，“夹点技术”（Pinch Technology）作为一种设计换热网络的工具开始出现在学术界以及工程运用之中。该技术以热力学为基础，从整个系统的宏观角度出发，分析系统的能量沿物流温度的分部状态，发现系统中存在的“瓶颈”，以整个系统作为出发点，考虑热量的回收与利用，通过找出系统中存在的不合理的用能设备，并对其进行相应的优化，使能量达到最大的回收利用。 1.3对二甲苯生产技术及进展简介 对二甲苯（PX）是一种重要的有机化工原料，作为聚酯工业里一重要的生产原料，主要用作精对苯二甲酸（PTA）和对苯二甲酸二甲酯（DMT）的生产，PTA则用来制造聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）等聚酯产品。PX广泛应用于纤维，胶片，薄膜和树脂的制备，是一种十分重要的塑料及合成纤维的生产原料。PX的生产工艺主要由歧化烷基化转移、二甲苯异构化、二甲苯精馏、吸附分离四个主要单元构成。歧化烷基化转移单元将C7～C9芳烃转化为二甲苯和苯；二甲苯异构化单元将含有少量PX的C8混合芳烃转化为PX含量平衡的C8混合芳烃；二甲苯精馏单元是将来自上游连续重整装置的C8+重整油及二甲苯异构化单元的C8芳烃进行切割分离；吸附分离则从C8混合芳烃中分离PX 产品。 全球PX现有生产能力约2714万吨/年，其中亚洲（包括中东地区）1850万吨/年，占68.2％；北美550万吨/年，占20.2％；欧洲287万吨/年，占10.6％；南美27万吨/年，占1.0％。从需求情况看，亚洲市场的PX需求高达1700万t，PX装置生产负荷必须在90％以上才能满足需求。2006年以来，亚洲已经有三套PTA装置投产，产能高达170万吨/年，而与此同时还没有一套PX装置投产。接下来还有印度信赖公司和印度石油公司的PTA装置投产，PX需求量接近1850万t这一亚洲PX产能极限。近几年来随着中国聚酯产能扩张，PTA产能急速增加， 2005年PX需求增长120万吨，但产能仅仅增加70万吨/年。 由于对二甲苯（下简称PX）需求量日益增长，直接从重整油和裂解汽油中抽提和分离PX已远不能满足需求。当前芳烃联合装置的一个目标是增加二甲苯的产率，同时减少苯的产率。受热力学平衡的限制，通常在二甲苯混合物中间二甲苯（MP）含量较高，而工业上需求量较大的PX含量却偏低。所以工业上常常通过甲苯歧化和烷基转移工艺、C8芳烃异构化工艺以及甲苯选择性歧化工艺来增产PX。 （1）甲苯歧化和烷基转移化工艺 甲苯歧化与烷基化转移工艺实际上是芳烃之间转化的一种主要技术，甲苯歧化一般是2个分子的甲苯经过歧化反应生成1个分子的苯和1个分子的二甲苯；烷基转移反应一般是指甲苯与C9芳烃之间的烷基转移反应，即1个分子的甲苯与1个分子的三甲苯在催化剂存在的条件下，三甲苯分子上的1个甲基向甲苯分子上转移生成2个分子的二甲苯。反应方程式如下：2C6H5-CH3 = C6H6 + CH3-C6H4-CH3 （甲苯歧化反应） C6H3-（CH3）3+C6H5-CH3 = C6H6 + CH3-C6H4-CH3 （烷基化转移反应）甲苯歧化与烷基转移工艺理论上不耗氢，设备和公用工程消耗也少。国外典型的工艺主要有：UOP与日本东丽开发的“Tatoray TM”工艺；Mobil公司的“MTDP-3”工艺；Arco公司开发的“Xylene-Plus”工艺；UOP的“PX-Plus”工艺。除“Xylene-Plus”工艺采用Y-型分子筛D-8硅铝小球作催化剂和移动床工艺外，其余工艺均采用固定床工艺和氢型丝光沸石或ZSM-5沸石催化剂。 传统的甲苯歧化和烷基转移工艺制二甲苯是一个热力学平衡产物。典型的组成为PX:MX:OX（邻二甲苯）=24:54:22。ExxonMobil开发了两代选择性甲苯歧化工艺，即“MSTDP”工艺和“MTPX”工艺。前者以ZSM-5为催化剂，产物中PX含量可达82％～90％，于1988年实现工业化；后者采用硅改性HZSM-5为催化剂，1997年实现工业化，当甲苯转化率为20％～30％时，PX选择性可达90％以上。此外，UOP的“PX-Plus”工艺以改性沸石为催化剂，当甲苯转化率为30％时，二甲苯中PX含量超过90％。该公司2001年开发了最大化生产PX的“PxMax”工艺，其PX浓度很高（大于90％），如送至“CrystPX”工艺进一步提纯达99.5％。据称，该工艺无需高温反应，操作过程也可简化，韩国LG-Caltex公司已经在其35万吨/年的PX生产装置上采用该技术，并于2003年投入运行。 （2）C8芳烃异构化工艺 该反应建立在前面所述的甲苯歧化及烷基化转移反应之上，C8芳烃异构化目的是提高PX收率。该反应如下： CH3-C6H4-CH3（NAPH）= CH3-C6H4-CH3（PARA） 目前工业上应用较多的是UOP的“Isomer”工艺和ExxonMobil的“MHAI”工艺。两者主要差别是乙苯处理工序不同。“MHAI”工艺通过乙苯脱烷基化和歧化反应，使乙苯有较高 转化率，但二甲苯损失也大。ExxonMobil开发的以EM4500择形沸石为催化剂的最大化生产二甲苯的“XyMax”工艺，其优越性是：（1）生产能力和PX质量都较高；（2）运转周期中能使100％的PX达到平衡值；（3）乙苯转化率高；（4）操作费用较低；（5）催化剂用量较少；（6）操作周期和催化剂寿命都较长。据称采用“XyMax”工艺可使乙苯转化率达到80％以上，二甲苯损失减少50％以上。Mobil公司还开发了比XyMax工艺更具竞争力的XyMax-2工艺。 (3)甲苯的甲醇甲基化路线 甲苯的甲醇甲基化路线是有望增加PX产量的第三种工艺路线，目前世界上还没有大规模的生产装置问世，主要是这类装置的经济效益要取决于是否与大规模的甲醇装置配套。这种方法的吸引力是收率要比传统的甲苯歧化工艺高一倍。最近GTC公司已开始营销由印度石化公（IPCL）开发的甲苯甲基化工艺GT-TolAlk。该工艺采用一种专有的高硅沸石催化剂，在氢气和水的存在下，在固定床上进行反应，对二甲苯的选择性大于85％，对二甲苯的回收通常用一个结晶系统（如CrystPX）来完成。甲苯甲基化路线具有以下优点：可将每t PX 所需的甲苯量由约2.8t降低至1.0t；甲醇易于得到，并且相对低廉；苯的产出量可忽略不计。
歧化与对二甲苯装置优化项目
991 前言常规的歧化与对二甲苯装置[1]均采用分别设置二甲苯回收塔和重芳烃塔的技术，需要分别设置各自的塔底加热设施和塔顶气相处理和回流设施，普遍采用的工艺流程为：抽提装置或外购的C8芳烃（其中含有少量C7及C9+烃类物质）先经过二甲苯回收塔分离，得到纯度满足结晶要求的C8芳烃，再将C9+芳烃从二甲苯回收塔底部抽出送入到歧化重芳烃塔进行二次分离，得到纯度满足歧化反应进料的C9芳烃。
此种设计虽然可以保证产品的分离精度和可操作性，并具有较好的工艺弹性，但需要同时设置两个分馏塔及其辅助的塔顶冷凝器、回流设施和塔底再沸器，不但产生了能量的二次浪费，也造成设备数量增多，存在中间物料被重复冷凝和重复加热的情况，同时具有占地面积大、投资大、开停工程序复杂、能耗高、设备故障率高等缺点，在生产运行过程中上下游两个芳烃分馏塔容易互相干扰、影响平稳运行。
近年来，随着结晶器和离心机的设计及设备制造水平的高速发展，让结晶分离技术拥有了更强的竞争力。
2 设计优化及分离方法2.1 原设计方案歧化装置以甲苯和碳九芳烃[2]为原料，在临氢环境和歧化与烷基转移催化剂的作用下，生成苯和混合二甲苯产品。
反应部分由原料混合、歧化反应、产物分离及压缩、歧化汽提塔汽提等工序组成。
主要设备有：歧化反应器、歧化循环氢压缩机、补充氢气增压机、歧化反应加热炉、歧化反应进出料换热器、歧化进料缓冲罐、歧化反应产物分离罐和歧化汽提塔等。
分离部分由白土吸附、苯精馏、甲苯回收等工序组成。
主要设备有：歧化白土塔、苯塔、甲苯塔、重芳烃白土塔、重芳烃塔等。
对二甲苯装置采用结晶分离技术，根据二甲苯各同分异构体之间熔点的差异，通过使二甲苯结晶和熔融的过程，生产出高纯度的对二甲苯产品。
装置共分为异构化、结晶[3]、压缩制冷和冷火炬四个单元，以上游抽提装置和歧化与烷基转移装置生产的碳八芳烃为原料，生产高纯度对二甲苯和富苯轻芳烃及燃料气产品。
芳烃二甲苯回收塔接收来自歧化甲苯塔底的混合碳八、来自罐区的外购碳八芳烃和上游芳烃抽提装置来的热混合二甲苯经过混合换热后进入二甲苯回收塔，另一股进料是来自异构化反应产物冷分离器底液相，该股进料与侧线抽出换热升温后进入二甲苯回收塔；第三股进料是来自异构化反应产物热分离器底部的液相。
芳烃歧化及烷基转移工艺原理解析
• 如果用甲苯和C9芳烃为原料，由于C9芳烃 组成复杂，因而反应也复杂，可以转化为 苯、C8芳烃和C10芳烃。其主要反应有两 类，即歧化反应和烷基转移反应，主要产 物为混合二甲苯和苯。副反应主要有三类， 即烷基转移、歧化和加氢脱烷基反应。反 应产物又可参与二次或三次反应，此外还 能发生裂解与聚合反应
• 1、芳烃原料组成 • 本工艺属于多组分复杂反应体系，反应物 （芳烃原料）的组成状况直接影响每种反 应物的转化率和各种生成物的选择性。 • 芳烃原料的组成，尤其两种主要原料甲苯 （T）和C9A的配比成为影响化学反应的首 要因素。 • 影响可以归纳如下：
• T和C9A各自的转化率随着T/C9A配比的改 变而有所变化。在（T+C9A）的总转化率 大致保持不变的情况下，当T/C9A比值增大， T的转化率将增大，C9A的转化减小。 • T/C9A比值影响产物中C8A/B比例。 T/C9A 比值越大，则C8A/B比值越小。反之亦然。 本工艺可以通过改变进料中T/C9A比例来调 节产物中X/B的比例。从理论上讲，当进料 中T/TMB=1/3（mol），亦即原料芳烃的甲 基/苯基=2 （mol），可得最大量的二甲苯
• 3、反应温度 • 歧化及烷基转移反应是可逆反应，热效应 很小，反应温度对化学平衡的影响不大， 但催化剂的活性随温度的升高而提高，使 温度成为影响反应的主要因素。 • 反应温度过低，转化率降低循环量加大， 增加运转费用；反应温度过高副反应增多， 芳环损失增加，收率降低，而且催化剂表 面积碳量也增加，活性、选择性下降 • HLD-001型催化剂的反应温度为340～ 460℃
主反应
• • 歧化反应
(1)： 2 CH3
CH3 (2)： CH3 + (CH3)2 2
CH3 CH3 +
甲苯歧化
21
Axens/Chevron Phillips二段结晶分离工艺
Axens/Chevron Phillips二段结晶分离工艺 1994年Axens(IFP) 与Chevron Phillips签订合作联盟，
将Chevron Phillips结晶分离技术与Eluxyl吸附分离工艺 结合在一起形成组合分离工艺
wt%
30
wt/wt
90
mol/mol
1.4
℃
UOP
450 2.0 30 88 1.37 5.42
SRIPT
420 1.0-2.5
30 88-95 1.2-1.4 5.45
二 PX结晶分离技术
UOP/Badger/Niro结晶分离工艺 Axens/Chevron Philips结晶分离工艺 Mobil结晶分离技术 GTC CrystPX工艺 Sulzer 降膜结晶工艺
Operating Performance
TA-5
TA-20
Base 200-400% of Base
Base 30-50% of Base
Base Base +10%
TA-20
Catalyst Life
UOP Tatoray歧化工艺技术
Conversion, wt-%
TA-20 Catalyst – Commercial Unit Data Conversion per Pass
Tatoray Product to BT Fractionation
UOP Tatoray歧化工艺技术
Tatoray工艺进步主要体现在催化剂性能提高
TA-4和TA-5普遍存在运转周期短、反应温度高的缺点 新推出的TA-20催化剂取得了较大突破，2004年5月在印尼 Pertamina’s Cilicap Refinery首次工业应用
化工开题报告范文
化工开题报告范文化工，即化学工业，普及到人类生活的方方面面。
那么化工的开题报告要怎么做呢?下面是店铺为大家带来的化工开题报告范文，仅供参考。
化工开题报告范文1：研究意义及现状塑料在建筑、交通、航空、电器、日用家具等领域中应用越开越广，但由于塑料的可燃性而造成的火灾事故也日益成为一个重大的问题，因而阻燃剂的研究与生产发展速度突飞猛进。
有机磷系阻燃剂的阻燃性能优良，对环境较友好，在阻燃剂领域备受关注并极具发展前景，在我国具有较大的发展潜力和空间。
但是由于有机磷系阻燃剂自身的一些缺陷，热：多为液体、挥发性大、发烟量大、热稳定性较差等，促使其应用受到了限制。
因此，对有机磷系阻燃剂的研究还有待继续加强。
磷酸三苯酯是用途广泛，应用效果良好的阻燃剂之一，可作为纤维素树脂、乙烯基树脂、天然橡胶和合成橡胶的阻燃性增塑剂，其阻燃率高，阻燃产品具有良好的力学性能保持率、透明性、柔软性和韧性。
随着我国对塑料应用领域的不断扩大和深入，磷酸三苯酯的需求量将会越来越大。
因此，磷酸三苯酯的生产具有极其广阔的市场前景。
目前国内只有少量工业用磷酸三苯酯的生产、使用厂家，而且，在进出口贸易也很少。
因此，磷酸三苯酯的市场完全需要开拓。
研究方案本课题遵循的设计原则和指导思想：(1)大力推进技术进步，积极采用新工艺、新技术，解决以往陈旧工艺的缺点和弊端。
(2) 设计中尽一切努力节能降耗，节约用水，提高水的重复利用率，减少一次水的用量。
(3) 设计中选用环保生产工艺路线，生产过程中尽量减少“三废”排放，同时三废治理要做到同时设计、同时施工、同时投产、并考虑环保的综合治理生产方法苯酚﹑氢氧化钠﹑三氯氧磷摩尔配比为0.90:0.99:0.33在二氯甲烷作为有机溶剂的有机相中进行酯化反应，生成磷酸三苯酯。
采用间歇操作，反应方程式：3c6h5oh + 3naoh +pocl—→3h2o +3nacl +po(c6h5o)3预期目标生产工艺具有反应温度低、反应速度快﹑合成工艺绿色环保﹑工艺简单﹑能耗低﹑产品收率高成本低廉且易工业化等优点，合成的磷酸三苯酯达到规格，收益良好。
年产28万吨对二甲苯制备工艺初步设计
为什么要制备那么多对二甲苯？
对二甲苯（PX）是一种重要的有机化工原料 主要用作精对苯二甲酸（PTA） 和 对苯二甲酸二甲酯（DMT）的原料
甲苯甲醇烷基化工段
反应式
二甲苯脱氢、脱水工段
甲苯分离工段
对二甲苯提纯工段
分子筛
分子筛是指具有均匀的微孔，其孔径 与一般分子大小相当的一类物质。
H-ZSM5
分子筛的应用非常广泛，可以作高效 干燥剂、选择性吸附剂、催化剂、离 子交换剂等，常用分子筛为结晶态的 硅酸盐或
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题目：15万吨/年对二甲苯歧化及烷基化转移工段设计 一、前言 1.课题研究的意义；国内外研究现状和发展趋势 1.1 对二甲苯的性质和用途 1.1.1对二甲苯的性质 对二甲苯(Para xylene，PX)，又称1,4-二甲苯，分子式为C8H10，为苯的衍生物，结构式如下：
H3CCH3
对二甲苯(PX)是石化工业基本有机原料之一，在化纤、胶片、农药、合成树脂、塑料、医药等领域有广泛的用途。PX作为生产聚酯的产业链条中重要的一环，主要用来生产精对苯二甲酸(PTA)，对苯二甲酸二甲酯(DMT)，聚酯用来生产化纤、聚酯树脂及聚酯帘布。 1.1.1.1物理性质 对二甲苯是无色透明、具有芳香气味并且可燃的液体；分子式C8H10，分子质量106.17；不溶于水，能够溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂，相对稳定。25°C下的饱和蒸汽压为1.16kPa，熔点13.3°C，沸点138.5°C，闪点：25°C(封闭式)，27.2°C(开放式)，相对密度(20／4°C水)0.8611，折射率(nD25)1.4958，(nD21)1.5004，低温时成无色片状或棱柱体结晶。主要物理性质如表1所示： 表1对二甲苯物性一览表 名称 性质 外观 无色透明无沉淀 熔点 13.2°C 沸点 138.5°C 冰点 13.263°C 燃点 500°C 密度 相对密度（20/4℃水）0.8611 折射率 （nD25）1.4958，（nD21）1.5004 闪点 25℃（封闭式），27.2℃（开放式） 蒸汽压 1.16kPa/25℃ 溶解性 不溶于水 稳定性 稳定 爆炸极限 1.1~6.6%（体积） CAS 06-42-3 1.1.1.2化学性质 能够发生氧化反应，加成反应、取代反应，歧化与烷基化反应，异构化反应等。 1.1.2对二甲苯的用途
对二甲苯（是重要的芳烃产品，其主要用途是制备对苯二甲酸（PTA）和对苯二甲酸二甲酯（DMT），以二者为原料又可以得到聚对苯二甲酸乙二醇酯，从而生产聚酯纤维和聚酯塑料，是重要的石化有机原料之一。此外对二甲苯还可以作为生产医药、香料、油墨等的原料，用途广泛。 1.2对二甲苯的国内外现状及发展趋势
1.2.1对二甲苯的国内现状 2016年我国PX进口量达到1236万吨，对外依存度高达56%。为了提高国内竞争力，降低对外依存度，国家对民营企业进军炼化领域政策的放开，荣盛石化、恒力股份、桐昆股份、恒逸石化和盛虹石化等化纤产业链龙头纷纷进军炼化领域，向上游PX扩增产能。这5家民营炼化企业无论从规模、工艺流程设计都是行业领先水平，装置也都采用最先进的技术。 向上游PX扩增产能，以满足PX-PTA-涤纶长丝产业链一体化需求，基本实现了全产业链一体化布局，未来行业龙头优势更加突显。浙石化（荣盛、桐昆）一期、恒力、盛虹三个项目炼油能力共计5600万吨/年，占2016年全国炼油能力7.47%，项目投产后，民营炼化的比例进一步提高，炼化项目预计2018年实现投产，目前布伦特原油在60美元/桶波动，炼化项目有望获得较好盈利。对于涤纶长丝行业而言，产业链向上游PX延伸，解决原料供应问题对于行业发展至关重要。由于我国民营炼化巨头纷纷向上游PX进军，预计在2018年底到2020年，将有大量PX产能投产，国内PX进口依存度过高的现状有望好转，PX价差利润有望下调。 2017年前三季度我国PTA产量为2629.5万吨，同比增长10.11%，进口量为34.91万吨，出口量为41.03万吨，净出口6.12万吨，历史上首次实现净出口；表观消费量2623.4万吨，同比增长10.80%。当前PTA市场处于供求平衡状态，新增产能有限，不会对市场造成剧烈冲击。作为大型PTA生产商，恒力石化、恒逸石化及荣盛石化等龙头都在PX-PTA-涤纶长丝一体化产业链布局，我们认为随着民营化纤巨头各大型炼化项目的相继投产，涤纶长丝市场集中度将进一步提升，优先布局、产业链完备的龙头企业将更具竞争优势。我国PX产量、表观消费量及进口依赖度如图1所示。 图1 我国PX产量、表观消费量及进口依赖度 根据立木信息咨询发布的《中国对二甲苯市场深度调查及战略研究报告（2018版）》显示：对二甲苯是PTA的原料，全球85%的需求集中在亚洲。随着我国纺织行业的高速发展，国内下游聚酯和中游PTA的快速扩张，我国对二甲苯需求大幅增长，2010年国内对二甲苯需求944万吨，仅占全球总需求的34%，到2016年对二甲苯需求达到2207万吨，年复合增长率15%以上，亚洲需求占比近7成，占全球总需求的56%。下游聚酯产量增长趋势如图2所示。
图2下游聚酯产量稳定增长 与国内对二甲苯快速增长的需求不相适应的是缓慢的产能投放进程。由于项目舆论压力和审批难度较大，大部分项目进展缓慢甚至不了了之。2010国内对二甲苯产能826万吨、产量612万吨，2016年产能1,397万吨、产量977万吨，产能复合增长率仅9%，产量增速仅8%。供给增速远远跟不上需求扩张，造成巨大供给缺口且逐年扩大，2016年国内对二甲苯进口量达到1236万吨，再创历史新高，进口依存度高达56%。 在国内产能扩张受到限制的同时，韩、日等周边国家却加快对二甲苯项目建设，瞄准的就是我国国内巨大的市场需求。2014年，亚洲除中国外新增对二甲苯产能590万吨，仅韩国就有330万新增投产。目前亚洲对二甲苯产能4,000余万吨，占全球总产能83%，中日韩三国合计占亚洲产能的70%。亚洲需求量约3,200万吨，但由于诸多原因整体开工率仅七成出头，亚洲对二甲苯供应较紧。我国对二甲苯的产能更是远远不能满足需求，PTA工厂只能依赖于向周边国家进口，对外依存度逐年攀高，2016年进口1236万吨，对外依存度高达56%，其中70%的进口来自韩国和日本。我国虽取得了下游化纤和中游PTA的比较优势，但上游原料对二甲苯却受限于人，成为我国聚酯产业链发展的最大瓶颈，而这一环节的话语权一直被韩国、日本等周边国家掌控，产业链利润也集中在这一环节，严重下游企业苦不堪言。 1.2.3对二甲苯的发展趋势
对二甲苯最早是从重整和裂解石油中抽提和分离而得，但随着聚酯工业的不断发展，该方案法获得的对二甲苯已经无法满足实际生产的需要。近年来，苯、甲苯、二甲苯（BTX）的市场需求旺盛，但BTX中的甲苯和二甲苯是生产高辛烷值汽油的重要调和组分，因此加剧了BTX的供需矛盾，生产BTX的原料是石油脑，但石脑油又是制取乙烯的原料，我国对乙烯需求很大，因此使石脑油供应不足，制约了BTX的生产能力。LPG芳构化既可以实现LPG增值利用，又可以缓解BTX供应紧张的局面，发展前景良好。除采用传统的原油提炼石脑油作为PX装置的原料外，积极拓展其它如凝析油、甲醇等原料的使用，同时结合新技术，逐步解决资源紧张的局势。 未来几年，随着国内聚酯行业产能的扩张，我国对二甲苯行业面临着发展的重大机遇。与此同时，由于下游对二苯甲酸产能增量的不断加大，且部分装置集中投产，给对二甲苯的供应造成很大的压力，在今后较长的一段时间内，我国对二甲苯行业仍难摆脱自给率低的困境。因此，合理规划、建设具有竞争力的对二甲苯项目是有必要的，而且将对国内聚酯及其下游产品提高抗风险能力和竞争力产生重要的作用。 （1）全球对二甲苯的生产技术主要集中在美国UOP和法国IFP两家公司手里，国内相关科研机构近年来虽然也进行了相关的研究，仍难实现关键工艺技术的突破。因而，在引进国外生产技术的同时，要加强工艺技术的消化吸收力度，争取早日摆脱工艺、设备等方面的专利限制。 （2）当前对二甲苯行业主要布局在炼油及大型乙烯生产基地，具备良好的资源优势，然而仍可以看到，部分生产企业的产能较小，与当前大型的生产企业相比，一定程度上限制了其市场竞争力，因而有必要在一定区域内统筹配置资源，结合其炼油、石化产业布局的调整，实现规模经济。 （3）虽然国内相关炼厂增大了炼油能力及乙烯装置规模，对二甲苯上游原料甲苯、 C9的供应有了保证，但与中东、非洲、南美等拥有廉价的芳烃资源的地区相比，我国发展对二甲苯行业面临着不小的国际市场冲击。因而，应当鼓励国内企业与国外拥有芳烃资源的公司合作，在国内合资建设对二甲苯项目。 （4）近年来，我国对二甲苯和对二苯甲酸行业取得长足的发展，然而不难看出，对二甲苯与对二苯甲酸项目的区域错位布局明显，使得聚酯行业产业链发展不均衡，一定程度上使得聚酯行业的生产成本有所增加。因而，有必要在充分利用资源的前提下，平衡各地的产业链布局。 1.3对二甲苯的生产方法
1.3.1石油制取 原油根据馏程不同被切割成不同组分，其中可用于制取甲苯和对二甲苯的馏分被称为“直馏轻质石脑油”，包括从戊烷到终沸点在105℃~170℃之间的所有馏分，这些馏分就是传统工艺中用于生产石油轻芳烃的原料。用轻质石脑油生产对二甲苯的一般流程是：首先生产石油芳烃BTX（苯、甲苯、二甲苯）馏分，然后经过芳烃转化将苯、甲苯等其它芳烃转换为二甲苯，然后再从混合二甲苯中分离出对二甲苯。 （1）BTX的制取 以石脑油为原料制取粗的BTX方法主要有两种：催化裂化和催化重整。得到的粗BTX是芳烃非芳烃的混合物，再通过萃取精馏、共沸精馏、选择性变压吸附、结晶分离和络合物分离等方法便可以得到纯芳烃。 催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，其主要原料是重质馏分油，主要是直馏减压馏分油（VGO），也包括焦化重馏分油（CGO，通常需加氢精制），经过再反系统、分馏系统、吸收稳定系统得到干气、汽油、柴油、重质油及焦炭，副产物为芳烃。通常情况下，每生产1t乙烯可产出约1t裂解汽油，其中苯的质量分数约29.1%，BTX总质量分数可高达58.8%。 在催化裂化艺中，芳香烃的苯核在工艺条件下十分稳定，但是连接在苯核上的烷基侧链则很容易断裂生成小分子烯烃，而且断裂的主要位置就是侧链和苯核连接的键上。可见，催化裂化副产的C8、C9芳烃主要来自多侧链和长侧链烷基苯的脱烷基反应，同时环烷烃的脱氢反应和烯烃的芳构化反应也会贡献出一些BTX。 催化重整是一个以汽油（主要是直馏汽油）为原料生产高辛烷值汽油及轻芳烃（苯、甲苯、二甲苯）的重要炼油过程，同时也产生相当数量的副产氢气。美国UOP公司于1949年开发了活性高稳定性好的铂催化剂，提高了烷烃转化率同时加长了开车周期，从而使催化重整工艺有了极大的发展。到上世纪80年代初期，该法提供的BTX占世界芳烃总量的65%。重整过程中发生的反应主要为以下六类：
环烷烃脱氢反应：RR
+3H2