苯氧化生产顺丁烯二酸酐PPT课件

1 苯氧化制顺酐生产公用工程方案 第一组组员 王学文 张淑梅 刘玮 连雯雯 2 苯氧化制顺酐 3 苯氧化制顺酐工艺条件 1 反应温度工业生产上一般控制在623 723K 由于反应强烈放热 因此温度控制非常重要 2 进料配比进反应器原料气配比中苯和空气的质量比为1 25 30 空气比理论量过量 这主要是为了防止形成爆炸性混合物 保证安全生产 但空气不宜过量太多 否则将导致反应器生产能力下降 3 压力反应常数很大 反应压力对反应速率影响不大 只要考虑物料克服床层阻力所需的压力 工业上一般在控制0 3 0 4Mpa 4 空速一般情况下 空速增加 即接触时间缩短 可减少深度氧化副反应发生 提高反应选择性 同时 由于单位时间通过床层的气量增加 在一定范围内可使顺酐生产能力增加 并有利于反应热的移出和床层温度控制 4 工艺流程流程图 5 6 概述 苯经蒸发器蒸发后与空气 由500KW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 7 主要设备 关键设备有 焦化装置焦炉设备仪器仪表 检测设备风机消防设备水处理系统吸收塔压缩机精馏塔换热器混合器贮槽冷却装置顺酐装置真空泵等 8 供水系统 1 根据苯氧化制顺酐工艺条件 流程图 概述生产中所需公用工程内容2 根据企业所处环境及外部配套情况 提出供水系统3 说明软水处理系统4 提出冷却循环水系统方案5 提出熔盐冷却系统方案 9 企业所处环境 常州亚邦化学有限公司采用苯氧化法生产顺酐 公司年生产能力12万吨 常州亚邦化学有限公司地处长江边常州化工园区 采用长江水为原始用水 需原水净化 10 外部配套情况 顺酐冷却要求分析 反应热移出 反应温度623 723K 精馏塔温度623 723K 顺酐沸点 顺酐冷却系统选择 反应热移出系统 熔盐系统 产生水蒸气 反应后产物的冷却 预热原料 产生低压水气 11 精馏塔冷凝 冷却系统 产品冷却系统 冷却循环水系统 用于冷却精馏塔 产品熔盐系统 移出反应热低压蒸汽 或水 冷却系统 回收熔盐系统热 外部配套情况 12 原水处理 软水制备工艺 离子交换 自来水通常都含有钙盐 镁盐 它们是结垢和沉淀物的主要物质 为了去除或降低水的硬度 必须将水中的这些物质除去 一般采用离子交换方法利用阳离子交换剂中的阳离子 Na H NH4 把水中的造硬离子 Ca2 Mg2 交换出来 从而使水得到软化 13 14 15 16 冷却循环水系统 循环水系统是由冷却构筑物 泵房 冷却水处理设施构成的 它是生产中不可缺少的一部分 简而言之它就是使水反复循环 冷热交换 维持整个系统能正常运行 为了使循环冷却水系统正常运行 换热设备长期使用 防止冷却水在循环使用后所产生的腐蚀 结垢及微生物污垢的危害 提高热交换设备的冷却效率 就必须对循环冷却水进行水质稳定化学处理 17 18 循环水平衡 19 循环冷却水处理 1 循环冷却水水质的变化不断循环加热 冷却的过程中 受到外界的污染或因自身的蒸发浓缩使水质发生变化 2 循环冷却水处理的任务采取适当措施 控制循环冷却水由水质引起的结垢和腐蚀 保证设备的换热效率并延长设备的使用寿命 使生产安全正常运行 3 循环冷却水系统的水质标准根据换热器的结构型式和材质 工况条件 用水方式 对污垢热阻值和腐蚀率的要求及水质污染等情况综合考虑确定 4 循环冷却水中的菌藻控制指标5 冷却水处理方案选择根据工艺对阻垢 缓蚀和菌藻等控制效果的要求 结合下列因素通过技术经济比较后确定 20 加药设备 21 熔盐换热系统 400 以上时 熔盐较导热油在传热介质的价格及使用寿命方面具有绝对优势 但系统操作复杂 熔盐类不爆炸 不燃烧 耐热稳定性能好 蒸汽无毒 传热系数是其他有机热载体的2倍 组成 40 NaN02 7 NaN03 53 KN03或45 NaNO2 55 KNO3 常压下的熔点为142 沸点为680 22 23 熔盐换热 综合利用及注意事项 综合利用 将粉状的熔盐放入熔融糟 通过糟内安装的高压蒸汽加热管或电加热管进行加热融化 直加热到糟内的熔盐的粘度可以用循环泵打循环 使整个系统成为流动可循环状态后 泵送到反应器吸收反应热后回至熔融槽 在其中被低压水蒸气冷却至温度较低状态 再循环 形成的高压水蒸气综合利用 注意事项 1 管子要斜布置 位差要高 常温下熔盐是固体 2 管道法兰处不能带有油脂 熔盐遇油脂易产生火苗 3 在使用该设备是要通氮气 以免融槽收缩时吸进苯遇熔盐发生爆炸 24 供热系统 1 顺酐生产对供热的要求2 顺酐生产中反应热综合利用方案 熔盐产生高压水蒸气的综合利用3 水蒸气供热管道 材质 布置 管件 仪表 设备4 水蒸气管道开车 25 顺酐生产对供热的要求 反应温度工业生产上一般控制在623 723K 由于反应强烈放热 因此温度控制非常重要 26 主反应式 主要副反应均为强放热反应 因此 在反应过程中及时移出反应热是一个十分突出的问题 如果工艺条件控制不当 反应最终都会生成一氧化碳和二氧化碳 27 熔盐产生高压水蒸气的综合利用 水蒸气的综合利用 中高压 1 作为推动压缩机的动力之源 2 余的迪亚可以作为热源 供其它设备只须 低压 可用于发电厂 尤其是中压到高压适用于常压式发电机 28 29 熔盐槽及其管路配件 熔盐槽必须位于熔盐系统的最低位置 其容积是熔盐受热膨胀后的体积与停止运行时高温熔盐排放量的总和 熔盐槽上设置加热与保温装置 在熔盐槽内充装惰性气体 以防止熔盐与空气接触 且处于正压状态 当检修孔打开时 高温熔盐如和有机物质接触 则能引起着火 爆炸 熔盐与水接触也容易出现蒸汽爆炸 因此 打开检修孔时必须十分注意 熔盐系统的管道必须保持合理的弯曲度和适宜的斜度 以保证系统停止运行时能将系统内熔盐全部放回到熔盐槽 不允许有熔盐在管道内滞留 30 熔盐加热系统运行 通过槽内的蒸汽加热伴管或电加热伴管等方式将熔盐加热到熔点以上 使其粘度达到可以用熔盐循环泵进行循环的值 与此同时 需对熔盐炉内空管进行预热 以防止熔盐在流经冷盘管时发生冷凝固化 盘管预热到一定程度之后 开启熔盐循环泵 将熔盐送入熔盐炉中加热 加热到特定温度的熔盐被输送到用热设备供热 统运行停止时 全部熔盐将流回熔盐槽中 熔盐加热系统将熔融状态的熔盐通过循环泵输送给加热炉之前在系统中需对加热管进行预热 以防止熔盐在加热管中固化 加热管的加热是利用燃烧所生成的热风 此时加热管是空烧 必须对其管壁温度进行控制 31 水蒸气供热 32 水蒸气供热管道 材质 布置 管件 仪表 设备 水蒸汽化工生产中水蒸汽的来源 企业锅炉产生的蒸汽 利用的废热锅炉 余热锅炉 回收生产中富余热能产生的蒸汽 闪蒸扩容器产生蒸汽 工业园区水蒸汽管网提供外来蒸汽 由热电厂供应 低压蒸汽压力一般在1 57MPa及以下 中压蒸汽压力一般在1 58 3 82Mpa 次高压蒸汽压力一般在3 83 6 73Mpa 高压蒸汽压力一般在6 74 13 7Mpa 33 水蒸气供热1 水蒸汽用作热源作为加热介质的水蒸汽一般在180 以下比较合适 化工生产中一般利用水蒸汽冷凝放出的潜热 一是饱和蒸汽有恒定的温度 二是它有较大的给热系数 2 水蒸汽用作驱动汽轮机 蒸汽透平 化工生产如果有条件回收富余的高位能 生产中高压蒸汽 为例提高热能的利用率 通常用来驱动汽轮机 蒸汽透平 汽轮机驱动发电机发电或驱动压缩机等大功率设备 蒸汽在汽轮机内作功后仍具有一定的压力 通过管路送给热用户作力热源 34 蒸汽管路 1 一般要求2 管径可直接查蒸汽管管径线算图来确定蒸汽管的直径 弯管的弯曲半径宜为外径的4 5倍 弯制后的椭圆度不得大于5 3 管道及附件材料的选择 1 管道材料应符合国家有关钢材现行标准的规定 2 管道附件的选择法兰 阀门 波纹管补偿器 35 蒸汽系统开车 冷的蒸汽管道在引入蒸汽时 有一个热膨胀过程 为使热膨胀充分 必须有足够的时间缓慢加入蒸汽以提升温度和压力 同时注意排放冷凝液 逐渐达到额定值 管道与蒸汽温度一致 这就叫暖管 暖管时要及时到淋 若暖管速度过快 冷凝液排放不及时与蒸汽在管内形成两相流 使混合物发生激烈爆鸣 可听到较闷的铛铛声 严重时损坏该区域管道及阀门 伤及操作者 这就叫水击 其实暖管过程就是防止水击的发生 36 供电系统 1 根据顺酐生产工艺流程确定主要用电设备 2 根据国家109 江苏省106号文要求 确定工艺控制要求 3 填写用电设备条件表 37 根据顺酐生产工艺流程确定主要用电设备 泵 离心泵风机 罗茨鼓风机压缩机脱水塔蒸馏塔蒸汽发生器仪表用电 38 根据国家109 江苏省106号文件要求 确定工艺控制要求 重点监控工艺参数 温度和压力 搅拌速率 流量 反应物料的配比安全控制的基本要求 反应釜温度和压力的报警和联锁 反应物料的比例控制和联锁及紧急切断动力系统 紧急断料系统 紧急冷却系统 紧急送入惰性气体的系统 气相氧含量监测 报警和联锁 安全泄放系统 可燃和有毒气体检测报警装置等 39 供风系统 1 提出顺酐生产供风要求 生产 控制 2 确定顺酐生产仪表风系统3 阐述顺酐生产氮封系统 40 确定顺酐生产仪表风系统 仪表风 空压机提供 须经干燥处理 对露点有严格要求 一般控制0 6MPa除干燥 露点 净化等严格的质量要求外 生产仪表风的压缩机必须是无油润滑压缩机 仪表风系统 1 空气压缩机 2 空气干燥器 无热再生干燥器 3 空气灭菌器 无要求 4 缓冲罐 5 气动阀 41 提出顺酐生产供风要求 生产 控制 工厂风主要指工厂内的压缩空气 主要用于投产 检修或工艺需要的吹扫 也有用氮气的 仪表风是指给自动化仪表中的调节机构使用 有气动阀 流量计等的空气源 仪表风专门供应调节阀的仪表设备做动力的 要求纯净度比较高 一般工厂风经过脱水 净化后可作为仪表风使用 工艺风主要是指生产用的 与物料接触的压缩性气体 如气力输送空气 42 供风要求 生产 控制 工厂风一般指用来吹扫管道 设备 工艺用空气 空气质量要求一般 压力较稳定 有需要的开启使用 干净度没有特殊要求 为非净化风 一般是直接经空压机压缩而得的风 一般压力在0 4 0 5MPa 也指置换氮气 生产中不能有空气存在的装置 吹扫后需用氮气置换 43 工艺流程 44 一 空气压缩空气经空气过滤器过滤后进入空气压缩机 经压缩及冷却后进入空气缓冲罐 当用户不需对空气作进一步处理时 可直接将空气缓冲罐的气体送往用户 二 空气干燥当用户需干燥空气时 应进行空气干燥处理 来自空气缓冲罐的压缩空气进入空气干燥器 经干燥后的空气去压缩空气贮罐 对只需干燥空气的用户 空气由压缩空气贮罐送往用户 三 空气灭菌当用户需无菌空气时 需进行空气灭菌处理 来自空气贮罐的干燥空气 进入空气灭菌器 经灭菌后的空气送往各用户 45 供气系统管路要求 工厂风一般用碳钢 20 管线 仪表风用20 镀锌钢管或304材料管线 46 所选用的氮封系统 47 氮封系统的组件 1 氮封阀 2 呼吸阀 3 紧急泄放装置 4 阻火器 48 氮封阀 即时开