吨年苯酐装置的工艺设计Word文档格式.doc
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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；
邻苯二甲酸酐；
工艺设计
Designofphthalicanhydrideofyearlyproduces6000tons
Abstract
PhthalicanhydrideisoneofimportantorganicChemicalindustrymaterialforproducingplasticizer、alkydresin、unsaturatedpolyesterresin、dyestuffandpigment、medicineandpesticide.Currently,theprocessroutesofphthalicanhydrideproduceingarefluidizedbedoxidationofnaphthaleneandfixedbedoxidationofo-xylene/naphthaleneallovertheworld.Andthetechnologyoffixedbedoxidationofo-xyleneisabout90%oftheworld'
stotalproductioncapacity.Thisdesignusesthemethodofo-xyleneoxidationtoproducePhthalicanhydridecontinuously.Thetechnologyismatureandmoreinformation,soitisused.
Accordingtotheproductionrequirementsofannualoutputof6000tons,phthalicanhydrideplantisdesigned.Thedesignisgasphaseoxidationofo-xylenebyvanadiumcatalyst,whichismainlyaboutvanadiumpentoxide.Thereactorusedistubularfixed-bedreactor.Detaileddesignprocess:
Afterfliteration,nothedustgasiscompressed、preheatedby160℃,andsentintothereactormixingwitho-xylenesteamwhichhasbeengasified.Catalyzeoxidereactioniscontinuedin400-460℃.Airspeedofresponsefeedis3200h-1,theconcentrationofo-xyleneinairis40g/m2（stp）,heatofreactionistakenawaybymoltensalt,whichrecycleoutsidethepipe.Productofreactionsentintosaltcooler,cooledreactiongassentintocrudeanhydridetankafterfurthercooling.Atthesametime,exhaustisrecoveredbyWaterScrubbertogetmaleicanhydride,thenshorting.Byvacuumdistillation,Maleicanhydride，MethylmaleicanhydrideandBenzoicacidisseparatedfromcrudeanhydridebythetowerofthefirstdistillation,withlowboilingpoint.Bottomofthecolumnmaterialismadevacuumdistillationbytheseconddistillationcolumn.Phthalideandotherfractionsaresteamedatthebottomoftower,thengetrefinedphthalicanhydrideproductfromthetower.Atlast,sheetingandpackage.
Thisdesigndeterminesareasonableproductionprocessof6000tonsPhthalicanhydride;
Completesprocesscalculation（massbalance,heatbalance）ofproducing6000tonso-xyleneanhydride;
Accordingtoprocesscalculation,calculatethesizeoftheproductionprocessequipment,drawingprocessdiagrams、processdiagramswithcontrolpointsandequipmentchart
Keywords：
Phthalicanhydride；
O-xylene；
ProcessDesign
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-II-
目录
摘要 I
Abstract II
第1章绪论 1
1.1对苯酐的用途及其应用前景 1
1.2苯酐的生产概况 1
1.2.1萘氧化法 2
1.2.2邻二甲苯氧化法 3
1.3本课题研究的目的和内容 4
1.3.1研究的目的 4
1.3.2研究的内容 5
1.4本章小结 5
第2章生产流程的确定 6
2.1苯酐生产技术介绍 6
2.2生产流程简述 6
2.3工艺流程简图 7
2.4设计参数 7
2.5本章小结 8
第3章物料衡算与能量衡算 9
3.1参与反应的物质性质 9
3.1.1邻二甲苯 9
3.1.2空气 9
3.1.3氧气 10
3.1.4邻苯二甲酸酐 10
3.2物料衡算 11
3.2.1物料衡算依据及方框图 11
3.2.2反应器的物料衡算 11
3.2.3初馏塔的物料衡算 13
3.2.4精馏塔的物料衡算 15
3.3能量衡算 16
3.3.1反应器的能量衡算 16
3.3.2初馏塔的能量衡算 18
3.3.3初馏塔换热器的能量衡算 20
3.3.4精馏塔的能量衡算 23
3.4本章小结 25
第4章设备的选型与计算 26
4.1反应器的选型与计算 26
4.1.1选择合适的反应器的型式 26
4.1.2确定最佳的操作条件 26
4.1.3反应器的设计计算 27
4.1.4传动装置及搅拌轴的设计 30
4.2初馏塔的选型与计算 30
4.2.1理论塔板数计算 30
4.2.2初馏塔设计的主要依据和条件 32
4.2.3初馏塔塔径设计计算 34
4.2.4塔釜的计算 35
4.2.5塔高的计算 38
4.2.6塔体管径的确定 38
4.3初馏塔的换热器设计 39
4.3.1确定设计方案 39
4.3.2确定物性数据 39
4.3.3计算总传热系数 40
4.3.4计算传热面积 41
4.3.5工艺结构尺寸 41
4.3.6换热器核算 42
4.4精馏塔的选型与计算 45
4.4.1理论塔板数计算 45
4.4.2精馏塔设计的主要依据和条件 47
4.4.3精馏塔塔径设计计算 49
4.4.4塔釜的计算 50
4.4.5塔高的计算 53
4.4.6塔体管径的确定 53
4.5精馏塔的换热器设计 53
4.5.1确定设计方案 54
4.5.2确定物性数据 54
4.5.3计算总传热系数 54
4.5.4计算传热面积 55
4.5.5工艺结构尺寸 56
4.5.6换热器核算 57
4.6其他部分设备的选型与计算 59
4.6.1原料贮罐的选型 59
4.6.2中间储罐I的选型 60
4.6.3中间储罐Ⅱ的选型 60
4.6.4泵的选型 60
4.7本章小结 61
结论 62
致谢 63
参考文献 64
附录A 65
附录B 70
附录C 77
附录D 78
附录E 79
附录F 80
附录G 81
附录H 82
附录I 83
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-V-
第1章绪论
1.1对苯酐的用途及其应用前景
苯酐的用途十分广泛：
邻苯二甲酸酐简称苯酐，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。
合成树脂工业用于不饱和聚脂树脂、醇酸树脂等；
染料工业用于制备合成蒽醌、酞菁蓝等染料；
塑料工业用于制备邻苯二甲酸二丁脂、邻苯二甲酸二辛酯和其它芳香酯等增塑剂。
另外还被用于制备高级油墨、人造革、合成橡胶、绝缘材料等富马酸主要用于不饱和树脂行业。
其主要用途如下：
1.其主要衍生物有邻苯二甲酸二丁酯、二辛酯和二异丁酯等，用作PVC等的增塑剂；
2.还可用于生产不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、染料及颜料、多种油漆、食品添加剂、医药中的缓泻剂酚酞、农药中的亚胺硫磷、灭草松以及糖精钠等。
3.用作分析试剂，也用于有机合成
4.是杀菌剂灭菌丹、杀虫剂亚胺硫磷、除草剂灭草松的中间体。
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
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