年产4万吨苯酐合成车间工艺设计开题报告

 2022-12-08 10:03:49

1. 研究目的与意义

PA(Phthalic annychide),即苯酐,全称邻苯二甲酸酐,是基础有机合成原料的重要品种,也是四大有机酸酐中生产与消费量最大品种。是重要的医药、农药中间体,主要用于生产邻苯二甲酸酯类增塑剂,如邻苯二甲酸二丁酯、二辛酯、异辛酯、环已酯和丁卞酯等,邻苯二甲酸酐可与多元醇(如甘油、季戊四醇)缩聚生成聚芳酯树脂,用于油漆工业;可与乙二醇和不饱和酸缩聚,生成不饱和聚酯树脂,可制造绝缘漆和玻璃纤维增强塑料;邻苯二甲酸酐也是合成苯甲酸、对苯二甲酸的原料。

苯酐的生产大致分为苯酐生产所采用的工艺路线有萘流化床氧化和萘/邻二甲苯固定床氧化两种方法。最初的苯酐生产始于1972年,德国BASF公司用奈法生产,这种方法产率低,仅有15%。1971年,催化剂氧化钒的出现,苯酐的生产得以规模化,正规化,随之邻法也诞生了。

目前,大多数生产苯酐的厂家使用的工艺为邻二甲苯在固定床反应器中进行连续气相催化氧化生成苯酐(邻法),包括BASF、Aristeth、BP、Exxon、Lonza、SISAS、Stepan和Streling。邻二甲苯固定床氧化技术约占世界总生产能力的90%以上,邻二甲苯固定床氧化技术占美国总生产能力的82%,西欧的86%和日本的58%。我国在1953年开始萘法生产苯酐,当时是以萘为原料,固定床气相氧化法生产苯酐。1958年我国又开发了流化床工艺,并在此基础上建设了多套工业生产装置。在生产中工艺不断被改进,如投料方式发展为雾化进萘、气固分离采用国产高效耐磨旋风分离器等,这些改进不仅使产品的产量、质量大为提高,同时也大大降低了萘法的能耗。由于我国萘流化床法发展较快,到1988年大部分工厂仍在采用萘流化床法生产苯酐,当时萘法产量高达总产量的90%。随着我国石油工业的发展以及邻法技术的开发,萘法的劣势显露出来:原料焦油萘供应日趋紧张,价格不断上扬,单台反应器生产能力较低,这些都不可避免地造成了萘法的高能耗。由于萘法生产在降低能耗上没有再出现大的进展,在大量低价位邻法苯酐的冲击下,使萘法的利润空间越来越小,为了提高自身的经济效益,众多的萘法厂家开始进行工艺改造,转向邻法生产,到1999年萘法产量已不足10%,到了21世纪,萘法在我国已逐渐被淘汰掉。

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2. 研究内容与预期目标

本次设计以邻二甲苯为原料,V2O5-TiO2为主要活性组分高负荷催化剂,将原料气体与净化后的空气完全混合送入气相列管式固定床反应器中,在催化剂的作用下,邻二甲苯氧化生成苯酐气体,然后进入苯酐切换冷凝器凝固成粗苯酐产物。

粗苯酐经过精馏分离达到指定产品纯度。

确定上述详细工艺流程后。

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3. 研究方法与步骤

1.查阅与苯酐相关的中文文献,并翻译一篇与苯酐相关的外文文献,阅读后归纳出结论,并完成综述。

2.了解制取苯酐的各种工艺,选定适合的工艺流程。

3.设计中出现不懂的问题及时向老师请教。

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4. 参考文献

【1】 高枫.苯酐的技术进展和市场分析[J].精细化工原料及中间体,2006,(2):14-17

【2】 王俐.苯酐生产技术进展[J].精细石油化工进展,2002,3(2):48-54

【3】 俞伟民.邻二甲苯氧化法制苯酐用催化剂的进展[J].化学工业与工程技术,1998,19(2):28-30

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5. 工作计划

第1周 毕业实习

第2-3周熟悉课题,查阅参考文献,论证工艺流程,确定计算方法与过程,写出开题报告。

第4-14周 完成外文文献翻译,完成设计所明书编写,绘制图纸 。

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