苯酐工艺改造后节能减排技术(新).......

1、哼打豪扭 ZIBO VOCATIONAL INSTITUTE *革我*毕业论文题目苯酐生产节能降耗技术研究姓 名张超南 学 号0905120251系（院）化工系 班 级P09应化二班 指导教师王晓莉职称 副教授2012年5月26日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

2、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. 11.1 产品的性质 11.2 产品的用途 1第二章 苯酐生产的原理和工艺流程简图 12.1 反应原理 12.2 工艺流程简图 2第三章 实验部分 33.1 节能减排的概念 33.2 化工企业节能减排的目标 33.3 影响苯酐生产节能、减排的因素 33.4 节能减排的意义 43.5 苯酐工艺改造后对节能、减排技术的改进 43.5.1 苯酐工艺中余热得到充分利用 43.5.2 苯酐工艺间歇装置改为连续装置 43.5.3 电力系统得到完善 43.5.4 工业冷却水得到

3、充分利用 53.5.5 尾气处理方法催化焚烧技术 53.6 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. 0C），闪点（开杯）151.7 C,燃点584C，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

4、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如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1#副反应#CH 3+ 15/2CH 3O2OO4 H 2。+ 4 CO 22COOH+ 2 H 2O + COCH 36O2O+ 3 h2O + 3 CO 2

5、+CH 3+ H 2OCHCHO+ 2 H 2O3#|i + 21/2 O 2 5 H 2 O + 8 CO 2CH 32.2工艺流程简图#图1 苯酐工艺生产流程简图4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 3611tce 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，至U 2020 年降低 2.938tc

6、e 万元。到 20 1 5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、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、204E的余热饱和 蒸汽100余吨，但是只有0.2Mpa、110C回收饱和蒸汽10吨，大部分的热量得不到合 理的利用。、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

7、（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。、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。、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3040 %、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w 120mg/n3，CO含量为880kg/h （以6万t /a能力计），

8、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 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。 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

9、位蒸汽 加热。苯酐工艺在原装置蒸汽压力1.6 MPa的基础上，通过改造余热锅炉、管道、阀门 等设计产生6.0MPa饱和余热蒸汽，6.0 MPa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。 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。 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 在苯酐生产中使用了高效节能电动机。 推广变频调速。 为了保证生产平稳， 依靠其出

10、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。 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 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

11、展外排废水回用和“零排放”技术。 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鸠上。 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

12、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20%酸水 6002催化焚烧1. QMP蒸汽12003.6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 SQ140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

13、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、204C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

14、 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SO140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。8参考文献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.9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