苯酐工艺改造后节能减排技术新.docx

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苯酐工艺改造后节能减排技术新

毕业论文

题目苯酐生产节能降耗技术研究

摘要

随着我国石化工业的稳步发展和苯酐装置的技引进，目前我国较大规模的苯酐生产都采用邻苯氧化法。

苯减排酐装置改造之前，由于技术和设备的落后，生产产品产生的余热资源得不到充分的利用，机器在运转过程中消耗电能较多，用水量较大，尾气排放不彻底，不仅造成了能源浪费而且损失了大量资金。

为了节能、减排，对苯酐装置在余热的利用、间歇装置、电力系统、水循环系统和尾气处理方面进行了改造。

改造完成之后，成效显著，达到了节能减排预期的目标。

关键词:

苯酐,改造,余热,节能,减排

目录

第一章苯酐产品的简介1

1.1产品的性质1

1.2产品的用途1

第二章苯酐生产的原理和工艺流程简图1

2.1反应原理1

2.2工艺流程简图2

第三章实验部分3

3.1节能减排的概念3

3.2化工企业节能减排的目标3

3.3影响苯酐生产节能、减排的因素3

3.4节能减排的意义4

3.5苯酐工艺改造后对节能、减排技术的改进4

3.5.1苯酐工艺中余热得到充分利用4

3.5.2苯酐工艺间歇装置改为连续装置4

3.5.3电力系统得到完善4

3.5.4工业冷却水得到充分利用5

3.5.5尾气处理方法催化焚烧技术5

3.6苯酐工艺改造后的成效5

第四章结论6

参考文献7

致谢8

第一章苯酐产品的简介

1.1产品的性质

邻苯二甲酸酐（PA）简称苯酐，分子式为C8H4O3,熔点131,沸点285,相对密度1.527（4.0℃），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，常温下为一种白色针状结晶（工业苯酐为白色片状晶体），在沸点以下易升华，有特殊轻微的刺激性气味，能引起人们呼吸器官的过敏性症状。

1.2产品的用途

苯酐是重要的有机化工原料，用途十分广泛，广泛应用于化工、医药、电子、农业、涂料、精细化工等工业部门。

由于苯酐与两分子醇进行酯化反应生成邻苯二甲酸酯类，具有色泽浅，毒性低，电性能好，挥发性小等特点，广泛用作各种合成树脂和橡胶的增塑剂，其中80%用于聚氯乙稀树脂的增塑剂。

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。

第二章苯酐生产的原理和工艺流程简图

2.1反应原理

邻二甲苯气相催化氧化制取苯酐的反应历程较为复杂,包括一系列平行和串联反应,并均为放热反应。

其主反应和主要的副反应表示如下：

主反应

副反应

2.2工艺流程简图

图1苯酐工艺生产流程简图

第三章实验部分

3.1节能减排的概念

节能减排是指节约物质资源和能量资源，减少废弃物和环境有害物（包括三废和噪声等）排放，也就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放。

3.2化工企业节能减排的目标

石油和化学工业的工业增加值能耗要由2005年的3．611tce／万元，到2020年降低1.985tce／万元，年均递减4.07,其中：

化工由2005年的5．341tce／万元，到2020年降低2.938tce／万元。

到2015年，要确保圆满完成国家“十二五”节能减排目标。

3.3影响苯酐生产节能、减排的因素

⑴、余热不能充分利用。

低品位余热蒸汽在热负荷的利用和热能转化利用过程中，综合利用效率比较低，而且不能满足生产装置高温用热设备的加热、预热需要。

苯酐氧化反应产生大量的反应热，反应热是通过余热锅炉转化成余热蒸汽实现利用的。

生产一吨苯酐约产生中低压蒸汽7-8吨。

生产过程中，每小时产生1.6Mpa、204℃的余热饱和蒸汽100余吨，但是只有0.2Mpa、110℃回收饱和蒸汽10吨，大部分的热量得不到合理的利用。

⑵、装置停车，不能连续安全运转。

以6万t／a苯酐装置计算，每一次停车（以8h计）再开起来达到蒸汽平衡，仅消耗蒸汽和电的费用就在万元以上，这还不包括其他公用工程消耗、人力消耗、设备维修投入以及副产蒸汽和产品损失。

⑶、产品生产中电能损失严重。

在产品生产过程这消耗的电力，有的通过电机消耗的，有的通设备消耗的，如电解用电、电炉用电。

⑷、产品生产过程中用水量过大。

工业用水主要包括冷却用水、热力和工艺用水、洗涤用水。

其中工业冷却水用量占工业用水总量的80%左右，石油和化工取水量占全国工业取水总量的30～4O%。

⑸、尾气处理不达标。

我国传统的处理尾气方法是水循环洗涤法，处理后排入大气的尾气中有机物含量≤120mg／m³，CO含量为880kg／h（以6万t／a能力计），虽然通过高空可以达标排放，但随着国家加大节能减排和环境保护的力度，排出尾气中有机酸的异味和含顺酸洗涤水的处理问题，已经逐渐显现在我们面前。

3.4节能减排的意义

节能减排是贯彻落实科学发展观，构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是提高人民生活质量，维护中华民族长远利益和保护环境的必然要求。

3.5苯酐工艺改造后对节能、减排技术的改进

3.5.1苯酐工艺中余热得到充分利用

①将国内普遍采用的苯酐氧化反应热副产低品位蒸汽改为副产高品位蒸汽。

②将传统的使用导热油炉系统为精馏加热热源改为利用反应热副产的高品位蒸汽加热。

苯酐工艺在原装置蒸汽压力1.6MPa的基础上，通过改造余热锅炉、管道、阀门等设计产生6.OMPa饱和余热蒸汽，6.0MPa饱和蒸汽直接加热苯酐精制的高温用热设备，代替原有的用导热油加热的高温用热设备，逐步停用全部燃煤导热油炉。

③将传统的机械抽真空系统改为利用副产蒸汽做动力的蒸汽喷射器。

④将余热应用到发电技术。

3.5.2苯酐工艺间歇装置改为连续装置

传统的间歇精馏改为采用全自然回流和热虹吸式再沸器的连续精馏系统，减少了停车次数，既节约了能量资源又节约了人力资源。

3.5.3电力系统得到完善

①在苯酐生产中使用了高效节能电动机。

②推广变频调速。

为了保证生产平稳，依靠其出口阀门控制流量或溢流，阀门节流产生的能量损失严重，还有一部分靠打回流维持生产，这样既降低了泵效，又浪费了大量的电能。

通过变频调速，调节流量，使生产平稳，节约电力。

③运用了高效节能的新型变压器。

变压器的损耗由两部分组成，一部分是空载损耗，它在变压器一次绕组电压和频率恒定的条件下是固定不变的，与负荷大小无关。

另一部分是负载损耗，它不仅与变压器的自身特性有关，还随变压器负载的增大而增大。

3.5.4工业冷却水得到充分利用

①采用了循环用水技术。

发展循环用水系统、串联用水系统和回用水系统；应用蒸汽冷凝水回收再利用技术；漏汽率小、背压度大的节水型疏水器；优化了蒸汽冷凝水除铁、除油技术；发展外排废水回用和“零排放”技术。

②采用了冷却节水技术。

配套建设不同品位的凝水回收和闪蒸系统，优化了循环冷却水系统，加快淘汰冷却效率低、用水量大的冷却池、喷水池等冷却构筑物；使用高效新型旁滤器，淘汰低效反冲洗水量大的旁滤器设施。

凝结水的回收率，由项目实施前的70%，提高到了90%以上。

③采用了洗涤节水技术。

苯酐工艺生产中利用喷淋洗涤、汽水冲洗、气雾喷洗等方法节约了大量水资源。

3.5.5尾气处理方法催化焚烧技术

采用尾气催化焚烧，排人大气的尾气中有机物含量可达到5PPm，可脱除99%的有机物和CO。

与水洗涤法比较，尾气催化焚烧无废水排出，无污染转移，生产和操作控制容易，工厂环境好，符合国家节能减排的发展方向。

两种尾气处理方法经济指标比较见表1。

表1两种尾气处理方法主要经济指标比较

序号

处理方法

副产品

投资（万元）

1

水洗涤

2O%酸水

600

2

催化焚烧

1．OMPa蒸汽

1200

3.6苯酐工艺改造后的成效

改造完成后，年节工业煤1.6万吨，节电300万kcal，节水35万吨，折标煤1.85万吨，节约能源费用1610万元，节约运行维护管理费500万元，全年节约费用2110万元，同时全部停用燃煤导热油炉，减排SO2140吨，粉尘35吨，炉灰3840吨。

该项目实施后，提高了厂区和周边地区的居民的生活质量，同时，对提高我国苯酐生产装置工艺技术水平和推动我国苯酐行业的技术改造起到很好的示范作用。

第四章结论

本文主要是对苯酐装置在改造之前和改造之后，在余热的利用、间歇装置、电力系统、水循环系统和尾气处理方面，依照节能、减排进行了论述。

苯酐装置通过改造后，在节能、减排方面成效显著，利用1.6Mpa、204℃的过量闪蒸回收蒸汽与0.2Mpa过量的低品位蒸汽进行增压操作，产生0.8Mpa饱和蒸汽，供生产加热或余热发电用汽在不增加新的用能条件下；停用1800万kcal燃煤导热油炉，苯酐付产余热蒸汽得到较高效率的平衡，基本解决0.2Mpa回收蒸汽过量而无序排放的难题；凝结水的回收率，由项目实施前的70%，可以提高到90%以上。

节电300万kcal，节水35万吨，节约能源费用1610万元，节约运行维护管理费500万元，全年节约费用2110万元减排SO2140吨，粉尘35吨，炉灰3840吨，基本上达到了即节能又减排的目标。

对于化工企业来讲是消耗能源较多的，对能源的依赖度很大；能源成本在产品成本中占的比重大，高耗能产品的能源成本占60％～75；一般产品占30左右；能耗低的产品能源成本也在1O左右。

通过节能，可以降低生产成本，提高产品的竞争能力，提高经济效益，同时缓解能源供应压力都具有十分重要的意义。

参考文献

[1]马伟棉.苯酐生产工艺进展[J].河北化工,2006,9（9）:

21-22.

[2]屠雨恩,周为民,许根慧.有机化工反应工程[M].北京:

中国石油出版社,1995.

[3]康振东.《燃料与化工》2010第2期.

[4]张觐桐.苯酐工业2011年第1期.

[6]马新明.增塑剂第2l卷第2期.

致谢

本次论文是在我的导师王晓丽的精心指导下完成的，王老师平日里工作繁忙，但无论再忙老师都第一时间把学校下达的通知发给我们，并细心的指导我们写作论文，在此致以我深深地谢意，同时要感谢在校两年时间里所有教导我的老师们，谢谢你们的无私奉献和敬业的精神，在你们的教导下我掌握了很多的专业知识，这为我今后的生活和工作打下了坚实的基础。

此外，还要感谢学校领导和我的实习单位宏信化工股份有限公司，给我这次实习的机会。

通过这一年的实习，我掌握了作为一名操作工应具备的职业素养和操作技能，我能有此成绩也离不开我们丙班的班长和师傅们的帮助谢谢你们在我工作和学习上给予的帮助，在此表示真诚地感谢和深深谢地意。