邻二甲苯氧化反应及粗苯酐分离工艺参数控制研究

摘要

锦州石化公司4万吨/年苯酐装置是由德国LURGI公司引进，设计生产负荷可达到100g/Nm3，反应器直径7米，列管长度3.7米，共有16300根，催化剂填装高度3.4米，催化剂为WACKER公司生产的HYHL-Ⅲ型。装置于2000年9月建成投产，生产中多次出现反应热点不稳且位置变化等现象，在切换冷凝器冷热油控制上没有找到基准点，对产品质量及苯酐收率影响较大。 本文以锦州石化公司这套苯酐装置生产工艺为背景，采用建立数学模型的方法，在深入了解分析该装置各种工艺过程、设备、控制及操作条件的基础上，从动力学角度对邻二甲苯与空气氧化生成苯酐的反应进行了分析，得出了理论上的热点分布，并结合生产实践提出了反应器的生产控制方案；同时对反应器出口气体的物料组成特性进行了理论计算，建立了反应产物分布模型，得出了不同生产负荷下苯酐反应产物的分布情况及各物质的露点，对生产过程中气体冷却器出口、预冷凝器出口、切换冷凝器出口的气体温度提出了要求，从而对装置操作参数的优化提供了理论依据，对生产操作人员的技术培训和工艺管理人员的生产指挥提供了理论基础，确保了装置的稳定运行，提高了产品收率。 通过数学模型的建立，找到了最佳控制方案，经过一年的生产实际检验，效果非常显著。模型的可靠性得到了验证，提高了操作人员维持稳态操作的能力，减少和避免了非计划停车，减少了不必要的能源浪费和设备损失。2006年苯酐装置平均收率为108％，当年生产苯酐4.5万吨，收率提高1.5个百分点，年创经济效益达320万元。

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第一章绪论

1.1邻苯二甲酸酐(PA)-苯酐

1.1.1苯酐的性质

1.1.2国内外苯酐工业的发展

1.1.3苯酐市场分析

1.1.4苯酐生产工艺论述

1.1.5苯酐催化剂

1.2锦州石化苯酐装置

1.2.1装置简介

1.2.2催化剂应用情况

1.2.3装置流程说明

1.2.4装置设备、工艺条件及流程图

1.2.5锦州石化公司苯酐生产中存在问题

1.3本论文的主要工作和目的

1.3.1项目研究基础

1.3.2项目研究方法、内容及研究目标

第二章邻二甲苯与空气氧化反应的动力学分析

2.1引言

2.2反应器氧化反应及温度控制

2.2.1邻二甲苯与空气氧化反应的反应历程

2.2.2邻二甲苯与空气氧化的反应方程式

2.2.3反应器温度控制及工作示意图

2.3邻二甲苯氧化动力学模型的建立

2.4对敏感参数的分析和讨论

2.5锦州石化公司苯酐生产工艺基本参数的设定

2.6生产操作建议

2.6.1熔盐瓣阀的调节

2.6.2热电偶的标定

2.7反应器温度控制结论

2.7.1(TIC-121)温度控制

2.7.2(TDIC-130)温度控制

2.7本章小结

第三章反应器出口气体特性的分析

3.1引言

3.2工艺流程简述

3.3反应产物混合物中各组分的分布模型

3.5苯酐及水的露点的计算

3.6对数据的分析、讨论及确定的生产方案

3.7生产方案运行的结果

第四章结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致 谢