均酐生产技术

1、2022年1月16日星期日12022年1月16日星期日2一、安全一、安全(一一)人身安全人身安全1.自身安全自身安全(1)严格遵守操作规程严格遵守操作规程(2)熟悉原料、产品毒性熟悉原料、产品毒性,中毒症状中毒症状,急救方法急救方法,科学逃生等科学逃生等2. 他人安全他人安全(1)第一时间指出他人操作错误第一时间指出他人操作错误;(2)救人的科学方法救人的科学方法(二二)设备安全设备安全1. 动设备安全动设备安全, 如各类电器设备如各类电器设备2. 静设备安全静设备安全,如防止催化剂、反应器超温，催化剂中毒如防止催化剂、反应器超温，催化剂中毒(三三)环境安全环境安全 三废按标准排放等三废按标准

2、排放等二、原料性质、用途、生产方法二、原料性质、用途、生产方法(一一)原料原料主要主要性质性质名称名称:均四甲苯均四甲苯;分子式分子式: C6H2(CH3)4;分子量分子量 134.21 结构式：结构式：形状形状:白色或无色结晶白色或无色结晶;气味气味:有类似樟脑的气味有类似樟脑的气味毒性毒性:属低毒类属低毒类,轻度刺激作用轻度刺激作用侵入途径侵入途径:吸入、食入、经皮吸收吸入、食入、经皮吸收燃烧燃烧、爆炸爆炸:遇明火、高热可燃遇明火、高热可燃;与氧化剂混合能形成有与氧化剂混合能形成有爆炸性的混合物。粉体与空气可形成爆炸性混合物爆炸性的混合物。粉体与空气可形成爆炸性混合物,爆爆炸范围炸范围:m

3、ol(空气空气)/mol(均四甲苯均四甲苯)=(118131)/1,(均四均四mol%浓度浓度相当于相当于0.840%0.758%或或45.6750.70g/Nm3)2022年1月16日星期日4二、原料性质、用途、生产方法二、原料性质、用途、生产方法(一一)原料原料主要主要性质性质均均四四甲甲苯苯指标指标一级品一级品二级品二级品熔点（熔点（）76 8075 80纯度（纯度（%）9795状态状态白色粉末结晶白色粉末结晶白色粉末结晶白色粉末结晶规格规格样品样品白色结晶状物质白色结晶状物质,熔点熔点:79.38;沸点沸点:196.99 2022年1月16日星期日5二、原料性质、用途、生产方法二、原料

4、性质、用途、生产方法(二二)原料主要用途原料主要用途 主要用于制取均主要用于制取均苯四甲酸二酐苯四甲酸二酐，也用于生产聚酰亚，也用于生产聚酰亚胺树脂、染料、增塑剂、表面活性剂等。胺树脂、染料、增塑剂、表面活性剂等。(三三)原料主要生产方法原料主要生产方法从碳十中抽提从碳十中抽提偏三甲苯偏三甲苯- -甲醇烷基化法甲醇烷基化法偏四甲苯液相异构化法偏四甲苯液相异构化法 1,2,4-三甲苯歧化反应法三甲苯歧化反应法一氧化碳加氢合成法一氧化碳加氢合成法其它制备方法其它制备方法2022年1月16日星期日6二、二、 产品性质、用途及生产方法产品性质、用途及生产方法( (一一) )产品主要性质产品主要性质结结

5、构构式式其外观为白色粉末或针状结晶，溶于其外观为白色粉末或针状结晶，溶于丙酮、乙酸乙酯等，不溶于乙醚、氯丙酮、乙酸乙酯等，不溶于乙醚、氯仿、石油醚及冷苏打溶液，遇水或置仿、石油醚及冷苏打溶液，遇水或置于湿空气中易水解成均苯四甲酸，熔于湿空气中易水解成均苯四甲酸，熔点点560.15K560.15K，沸点，沸点670.15K670.15K673.15K673.15K。易燃、有毒，对皮肤、眼睛和粘膜均易燃、有毒，对皮肤、眼睛和粘膜均有刺激性，生产或使用时必须避免直有刺激性，生产或使用时必须避免直接接触。接接触。产品产品产产品品性质性质2022年1月16日星期日7三、产品性质、用途、生产方法三、产品性

6、质、用途、生产方法( (一一) )产品主要性质产品主要性质分子式分子式: C10H2O6;分子量分子量 218.12熔点熔点:287; 沸点沸点:397-400形状形状:白色粉末或针状结晶白色粉末或针状结晶毒性毒性:有有毒类毒类,对粘膜、上呼吸道、眼睛和皮肤有刺激性对粘膜、上呼吸道、眼睛和皮肤有刺激性侵入途径侵入途径:吸入、食入、经皮吸收吸入、食入、经皮吸收燃烧燃烧:遇高热、明火或与氧化剂接触，有引起燃烧的危遇高热、明火或与氧化剂接触，有引起燃烧的危险。受高热分解放出有毒的气体。险。受高热分解放出有毒的气体。 工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作后，淋浴更工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作后，淋

7、浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服，洗后再用。保持良好衣。单独存放被毒物污染的衣服，洗后再用。保持良好的卫生习惯。的卫生习惯。2022年1月16日星期日8三、产品性质、用途、生产方法三、产品性质、用途、生产方法(二二)产品主要用途产品主要用途1. 耐热聚合物耐热聚合物聚酰亚胺树脂聚酰亚胺树脂原料原料,如如:电机和电缆的电机和电缆的耐热绝缘衬垫或绕包材料，或用作柔性电路板基材耐热绝缘衬垫或绕包材料，或用作柔性电路板基材2.增塑剂增塑剂,制造耐热高压电缆、耐热聚氯乙烯高级人造革制造耐热高压电缆、耐热聚氯乙烯高级人造革3.环氧树脂固化剂环氧树脂固化剂,如如:耐热性可达耐热性可达200250的耐冲击性的

8、耐冲击性瞬时胶粘剂瞬时胶粘剂4.消光剂消光剂,用于粉末涂料用于粉末涂料5.其它其它,表面活性剂或乳化剂表面活性剂或乳化剂, ,水处理剂水处理剂, ,金属缓蚀剂金属缓蚀剂, ,皮皮革鞣剂的添加剂革鞣剂的添加剂, ,柴油的低温性能改进剂柴油的低温性能改进剂, ,电子摄影色调电子摄影色调改善剂以及制耐高温润滑剂、染料及聚酯树脂改性等改善剂以及制耐高温润滑剂、染料及聚酯树脂改性等2022年1月16日星期日9聚酰胺酸树酯聚酰胺酸树酯聚酰亚胺簿膜聚酰亚胺簿膜环氧固化剂环氧固化剂2022年1月16日星期日10三、产品性质、用途、生产方法三、产品性质、用途、生产方法( (三三) )产品主要生产方法产品主要生产

9、方法液相氧化法液相氧化法气相氧化法气相氧化法均四甲苯法均四甲苯法12,4-二甲苯氯甲基化法二甲苯氯甲基化法2 偏三甲苯烷基化法偏三甲苯烷基化法3偏三甲苯羰基化法偏三甲苯羰基化法4目前采用目前采用均四甲苯均四甲苯气相催化气相催化氧化法氧化法2022年1月16日星期日11四、辅助原料、公用工程四、辅助原料、公用工程(一一)空气空气反应原料反应原料(二二)煤煤用于锅炉产低压蒸汽用于锅炉产低压蒸汽(三三)软水、水蒸汽软水、水蒸汽 软水软水蒸汽蒸汽冷态开车预热空气、反应器冷态开车预热空气、反应器 蒸汽蒸汽熔化均四甲苯、保温、水解物料加热熔化均四甲苯、保温、水解物料加热 软水软水水解原料水解原料;热管换热

10、器换热介质热管换热器换热介质(四四)冷却水冷却水泵体、罗茨风机、结晶釜等冷却泵体、罗茨风机、结晶釜等冷却(五五)活性炭活性炭产品脱色、脱杂质产品脱色、脱杂质(六六)硅胶硅胶产品脱水产品脱水(七七)熔盐熔盐 硝酸钾硝酸钾 亚硝酸钠亚硝酸钠=3 2(重量比重量比)的比例混合的比例混合物物2022年1月16日星期日12五、反应原理及工艺影响因素五、反应原理及工艺影响因素(一一)反应原理反应原理1. 主反应主反应2.副反应副反应2022年1月16日星期日13五、反应原理及工艺影响因素五、反应原理及工艺影响因素(一一)反应原理反应原理 2. 副反应副反应101422227C HO10CO7H O5579

11、.4kJ22022年1月16日星期日14反应特点反应特点氧氧化化反反应应气固气固相非相非均相均相反应反应催催化化反反应应强强放放热热反反应应反反应应复复杂杂反应特点反应特点2022年1月16日星期日15五、反应原理及工艺影响因素五、反应原理及工艺影响因素(二二)催化剂催化剂1. 主催化剂主催化剂五氧化二矾（五氧化二矾（V2O5）2. 助催化剂助催化剂(1)三氧化钼（三氧化钼（MoO3）(2)五氧化二磷（五氧化二磷（P2O5)(3)二氧化钛（二氧化钛（TiO2）使使V2O5高度分散，并抑制完全氧高度分散，并抑制完全氧化副反应。化副反应。3. 载体载体氧化铝球氧化铝球2022年1月16日星期日16

12、一般一般V2O5TiO2系催化剂反应温度在系催化剂反应温度在380440温度温度气流中均四甲苯的浓度气流中均四甲苯的浓度(约约0.133%mol),空气比理论量过量空气比理论量过量(10g均酐均酐/m3空气空气);爆炸浓度范围爆炸浓度范围(45.6750.70g/Nm3空气空气)原料原料系统为常压操作系统为常压操作(0.130.15MPa)，反，反应器床阻不得超过应器床阻不得超过0.07MPa 压力压力工业生产上一般控制在工业生产上一般控制在40006000h-1 空速空速五、反应原理及工艺影响因素五、反应原理及工艺影响因素(三三)工艺影响因素工艺影响因素2022年1月16日星期日17=100

13、%100%参加反应的原料A量转化率反应器入口原料A量反应器入口原料A量-反应器出口原料A量反应器入口原料A量=100%生成目的产物的原料A量选择性参加反应的原料A量=100%生成目的产物的原料A量收率输入的原料A量六、主要工艺指标计算六、主要工艺指标计算思考思考: :转转化率越高化率越高越好越好?!?!2022年1月16日星期日18七、工艺流程七、工艺流程均四均四化料化料计量泵计量泵空空气气放放空空均均酐酐计量罐计量罐能力训练载体能力训练载体反应气流程反应气流程能力训练载体熔盐流程熔盐流程2022年1月16日星期日22氧化工序工艺流程图氧化工序工艺流程图 2022年1月16日星期日23ebca

14、da 空 气 进 口b 混 合 气 出 口c 均 四 进 口d 放 净 口e 爆 破 口1 锥 形 封 头2 栅 板3 填 料4 支 座5 分 配 器 支 承 圈6 法 兰 连 接 组 件7 删 板8 填 料1 0 分 布 器1 1 防 爆 口V 1 0 4 汽 化 器1 带 平 板 封 头 的 管 箱2 螺 栓 连 接 组 件3 熔 盐 出 口 分 布 环4 列 管5 筒 体6 支 座7 膨 胀 节8 上 分 布 板9 上 分 布 环1 0 设 备 法 兰1 1 吊 环1 2 熔 盐 测 温 管1 3 反 应 气 测 温 管a反 应 气 出 口b 反 应 气 进 口c 熔 盐 出 口d 熔

15、盐 进 口e f 防 爆 检 查 口氧 化 的 反 应 器氧化反应器氧化反应器汽化器汽化器八、主要设备八、主要设备2022年1月16日星期日24列管式固定床反应器结构列管式固定床反应器结构催化剂催化剂列列管管返回返回54八、主要设备八、主要设备列管换热列管换热式固定床式固定床反应器反应器706根，根，25 2500的反应管的反应管2022年1月16日星期日25abdfeca 反 应 气 入 口 ，b 反 应 气 出 口 ，c 空 气 出 口 ，d 空 气 入 口 ，e 1 e 2 出 料 口 ，f人 孔 。1 平 底 ， 2 筒 体 ，3 管 板 ， 4 列 管 ，5 封 头 ， 6 人 孔

16、。V 1 0 6， V 1 0 7， V 1 0 8捕 集 器结 构 示意 图ba反 应 气 入 口b 反 应 气 出 口c 人 孔d 人 孔e 出 料 口底 板2 筒 体3 隔 板 吊 块4 封 头5 人 孔第 四 捕 集 器捕集器捕集器八、主要设备八、主要设备2022年1月16日星期日26bcdaea 反 应 气 进 口b反 应 气 出 口c 空 气 进 口d 空 气 出 口e 放 净 口1 管 箱2 法 兰3 连 接 螺 栓4 密 封 垫5 拉 杆6 定 距 管7 支 座8 波 形 膨 胀 节9 换 热 管 R 1 0 3 ， R 1 0 4换 热 器 结 构 示 意 图八、主要设备八、

17、主要设备2022年1月16日星期日27热管换热器热管换热器八、主要设备八、主要设备2022年1月16日星期日28(1)原因原因:a）均四甲苯进料不稳；）均四甲苯进料不稳；b）空气量不稳；）空气量不稳；c）熔盐温度波动；）熔盐温度波动； d）熔盐循环量不足）熔盐循环量不足 (2)处理方法处理方法a）调整进料泵进料；）调整进料泵进料；b）调整空气量；）调整空气量；c）控制仪表调整；）控制仪表调整；d）维修熔盐泵。）维修熔盐泵。 九、常见事故原因分析九、常见事故原因分析1. 反应热点温度波动太大反应热点温度波动太大2022年1月16日星期日292. 氧化反应热点温度过高氧化反应热点温度过高(1)原因

18、原因a）负荷过高；）负荷过高；b）熔盐温度偏高；）熔盐温度偏高；c）空气量不足。）空气量不足。 (2)处理方法处理方法a）减少均四甲苯进料；）减少均四甲苯进料；b）降低熔盐温度；）降低熔盐温度；c）调整空气量）调整空气量 九、常见事故原因分析九、常见事故原因分析2022年1月16日星期日303. 反应器防爆膜破裂反应器防爆膜破裂(1)原因原因a）气体通路不畅，有）气体通路不畅，有物堵塞；物堵塞；b）防爆膜选型不对，）防爆膜选型不对，膜太薄膜太薄 (2)处理方法处理方法a）清理管路和气体通道；）清理管路和气体通道；b）更换或加厚防爆膜）更换或加厚防爆膜 九、常见事故原因分析九、常见事故原因分析2

19、022年1月16日星期日314.汽化器内自燃汽化器内自燃原因：由于原料中重组份积累及结焦原因：由于原料中重组份积累及结焦处理方法：清理放出焦油状物和降低汽化温度处理方法：清理放出焦油状物和降低汽化温度九、常见事故原因分析九、常见事故原因分析2022年1月16日星期日32十、十、装置装置开开、停、停车主要步骤车主要步骤(一一)装置冷态开车装置冷态开车1.吹扫预热吹扫预热公用工程准备公用工程准备空气通道打开空气通道打开罗茨风机罗茨风机预热蒸汽预热蒸汽预热反应器达预热反应器达110、盐冷器出口盐冷器出口802.循环加热循环加热电加热棒电加热棒熔盐熔化熔盐熔化熔盐泵熔盐泵熔盐间断循环熔盐间断循环预热反

20、预热反应器达应器达400停熔盐泵停熔盐泵熔盐熔盐3803.进料准备进料准备：处理均四甲苯：处理均四甲苯(加料加料,熔化熔化,计量计量),水洗循环水洗循环4.进料进料(先空气、后均四先空气、后均四)1/3负荷负荷1/2负荷负荷3/4负荷负荷满负荷满负荷5.运行状态调优运行状态调优(由手动由手动自动自动串级串级联锁联锁)2022年1月16日星期日331. 正常停车正常停车a、关闭均四甲苯计量泵，停止进料。、关闭均四甲苯计量泵，停止进料。b、继续运转、继续运转10-15分钟，待反应器热点温度低于分钟，待反应器热点温度低于400时，时，关闭罗茨鼓风机，停风。关闭罗茨鼓风机，停风。c、关停熔盐泵，使反应

21、器熔盐全部自流回熔盐槽。、关停熔盐泵，使反应器熔盐全部自流回熔盐槽。d、停止空气预热器蒸汽加热，关掉蒸汽阀门。、停止空气预热器蒸汽加热，关掉蒸汽阀门。e、停止送风后，待尾气压力接近常压，关停水洗泵。、停止送风后，待尾气压力接近常压，关停水洗泵。f、间歇开动熔盐泵，使反应温度不低于、间歇开动熔盐泵，使反应温度不低于200。( (二二) ) 装置停车操作装置停车操作2.紧急停车紧急停车遇有紧急情况，先关停均四甲苯进料泵，然后才可停止其遇有紧急情况，先关停均四甲苯进料泵，然后才可停止其它设备运转。它设备运转。 2022年1月16日星期日34十一、复习思考题十一、复习思考题1.1.影响粗酐质量收率大小

22、的主要因素有哪些影响粗酐质量收率大小的主要因素有哪些? ? 2. 反应器结构反应器结构?反应温度如何控制？反应温度如何控制？3.何谓热点何谓热点?热点过高有何危害热点过高有何危害?4. 为什么反应热不直接用冷空气移走要用熔盐移走为什么反应热不直接用冷空气移走要用熔盐移走?5. 本套装置有几处联锁本套装置有几处联锁?1. 影响收率的主要原因？影响收率的主要原因？原料纯度原料纯度反应温度反应温度 如比较高如比较高,容易发生完全氧化反应、生成容易发生完全氧化反应、生成CO2和和H2O;空气流量控制不好空气流量控制不好 如流量偏小如流量偏小,一方面易使反应温度偏高一方面易使反应温度偏高,生生成成CO2

23、和和H2O；另一方面；另一方面,使物料在催化剂床层中的停留时间变使物料在催化剂床层中的停留时间变长长,也易生成也易生成CO2和和H2O；空气温度偏低空气温度偏低 使一部分均四甲苯原料未到反应器中使一部分均四甲苯原料未到反应器中,而是在而是在汽化器出口至反应器入口的管道中凝固下来了汽化器出口至反应器入口的管道中凝固下来了,造成了被反应掉造成了被反应掉的假象的假象；空速过大空速过大 捕集中没有完全将均苯四甲酸二酐完全捕集下来。捕集中没有完全将均苯四甲酸二酐完全捕集下来。35十一、复习思考题十一、复习思考题(1)结构结构列管换热式固定床反应器（列管换热式固定床反应器（706根，根，25 2500的反

24、应管）的反应管）(2)反应温度调节和控制反应温度调节和控制冷空气副线（加到汽化器前）冷空气副线（加到汽化器前）熔盐温度（熔盐冷却器负荷）熔盐温度（熔盐冷却器负荷）均四计量泵流量均四计量泵流量 即使采用均四和空气的比例调节即使采用均四和空气的比例调节,减少均四量减少均四量,使总反使总反应放热量减少应放热量减少,而熔盐量不变而熔盐量不变,故熔盐带走的热量不变故熔盐带走的热量不变,这这样也可使催化剂床层温度下降样也可使催化剂床层温度下降十一、复习思考题十一、复习思考题2. 反应器结构反应器结构?反应温度如何控制？反应温度如何控制？362022年1月16日星期日37即在催化剂某一即在催化剂某一处或几处产生温处或几处产生温度显著升高，这度显著升高，这就称为就称为热点热点。a. 局部过热使副反应增加局部过热使副反应增加,选选择性下降；择性下降；b. 局部过热使催化剂烧结局部过热