【正文】 工藝”氣相催化氧化生產(chǎn)苯酐；切換冷凝器采用導(dǎo)熱油加熱、冷卻，實(shí)現(xiàn) DCS 程序控制；采用內(nèi)有特殊 29 填料的三級(jí)水洗塔，確保排放空氣符合國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)；采用真空連續(xù)精餾，再沸器采用熱虹吸式，加熱介質(zhì)為利用反應(yīng)熱副產(chǎn)的高壓蒸汽；苯酐精餾系統(tǒng)真空度通過(guò)空氣噴射或蒸汽噴射器來(lái)實(shí)現(xiàn)；全部采用 DCS 控制系統(tǒng)。 酸性催化工藝以硫酸作為酯化催化劑，其優(yōu)點(diǎn)是催化劑價(jià)廉易得，催化活性高，反應(yīng)溫度不太高，容易投產(chǎn)。與酸性催化工藝相比較，非酸性催化工藝具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)： （ 1）酯化過(guò)程中副反應(yīng)較少，反應(yīng)混合物色澤淺，且產(chǎn)生的回收醇質(zhì)量較好，便于循環(huán)回用； （ 2）產(chǎn)品精制過(guò)程比較簡(jiǎn)單，設(shè)備少； （ 3）生產(chǎn)過(guò)程中廢水量少且水質(zhì)好，廢水處理工藝簡(jiǎn)單、成本低， 30 便于清潔化生產(chǎn)。間歇法生產(chǎn)工藝中各自工序單獨(dú)進(jìn)行，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。 本項(xiàng)目擬采用國(guó)內(nèi)最新升級(jí)的非酸催化連續(xù)法生產(chǎn)工藝，按照多酯化釜階梯式串聯(lián)排布，先脫醇、后中和水洗、再汽提的流程，有效地避免了在中和過(guò)程中酯 醇、醇 水的乳化，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和消耗都起到了有效控制，其產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。用于鄰二甲苯部分氧化的催化劑是 VTi 系表面涂層催化劑，載體一般是瓷環(huán)。 從鄰二甲苯罐區(qū)送來(lái)的鄰二甲苯經(jīng)鄰二甲苯加熱器加熱至 145℃后送入氣化器。部分反應(yīng)熱將反應(yīng)氣體加熱到360℃左右，大部分反應(yīng) 熱經(jīng)熔鹽冷卻器中循環(huán)流動(dòng)的熔鹽移出，產(chǎn)生 高壓飽和蒸汽。熔鹽通過(guò)兩臺(tái)熔鹽泵進(jìn)行循環(huán)。 切換冷凝系統(tǒng) 由催化氧化系統(tǒng)來(lái)的 175℃反應(yīng)氣體，首先進(jìn)入預(yù)冷凝器，部分苯酐被以液態(tài)形式冷凝回收送往粗苯酐儲(chǔ)罐，同時(shí)副產(chǎn) 的低壓飽和蒸汽。在凝華時(shí)， 54℃的冷導(dǎo)熱油流經(jīng)切換冷卻器翅片管內(nèi)，反應(yīng)氣體中的苯酐被凝華。高溫?zé)嵊徒?jīng)蓄熱油罐 蓄熱油循環(huán)泵、熱油加熱器后回到蓄熱油罐進(jìn)行循環(huán)。 粗酐精制系統(tǒng) 由切換冷凝系統(tǒng)粗苯酐泵送來(lái)的粗苯酐進(jìn)入苯酐熱處理系統(tǒng)。 在產(chǎn)品塔中將苯酐和重組分分離。 工藝裝置 工藝原理 DOP 生產(chǎn)是以工業(yè)辛醇和苯酐為主要原料，在催化劑作用下，經(jīng)吸熱反應(yīng)生產(chǎn)酯類（酯化反應(yīng)），化學(xué)反應(yīng)式如下： 工藝流程簡(jiǎn)述 酯化系統(tǒng) 由苯酐裝置來(lái)的原料液體苯酐管輸至酯化反應(yīng)器。酯化反應(yīng)器共有四個(gè)，其結(jié)構(gòu)完全相同。 水和醇組成共沸物，離開(kāi)反應(yīng)器后一起進(jìn)入醇回收塔。 脫醇系統(tǒng) 由酯化系統(tǒng)來(lái)的粗酯進(jìn)粗酯蒸發(fā)器。 37 中和水洗系統(tǒng) 脫醇系統(tǒng)來(lái)的粗酯，以及從水收集槽來(lái)的水一起進(jìn)入中和釜。然后流入中間脫水罐，水相由罐底流出界區(qū)，油相由上面流出，送到粗酯罐，然后進(jìn)入汽提系統(tǒng)。 精制塔塔頂氣體經(jīng)二級(jí)蒸汽噴射器，再進(jìn)塔頂冷卻器冷卻，凝液收集在汽提分離器，分離出的醇送到醇收集罐，水送到水收集槽，冷凝后的尾氣由水環(huán)真空泵抽出排空 。 三、主要設(shè)備選擇 設(shè)備概況 苯酐及 DOP 聯(lián)合裝置共有設(shè)備 236 臺(tái)，包括主要為反應(yīng)器、塔器、換熱器、立臥式容器和機(jī)泵類等設(shè)備。在苯酐尾氣洗滌工段，凡是與順?biāo)峤橘|(zhì)接觸的設(shè)備、管道和閥門，如水洗塔、酸水槽等，均采用不銹鋼。 除此外，大多設(shè)備采用壓力容器鋼板或一般碳鋼。 機(jī)泵的制造廠商應(yīng)有完整的質(zhì)量保證體系，應(yīng)有同類裝置或類似操作狀況可證明運(yùn)轉(zhuǎn)良好的業(yè)績(jī)，所選機(jī)泵采符合所選用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求，技術(shù)上先進(jìn)、效率高、操作穩(wěn)定。 主要設(shè)備表 主要設(shè)備一覽表見(jiàn)下表： 40 表 41 苯酐工藝裝置主要設(shè)備表 序號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī)格 單位 數(shù)量 備注 一、 反應(yīng)器類 1 氧化反應(yīng)器 Φ7550 4660 臺(tái) 1 引進(jìn) 2 第一處理槽 V=80m3 Φ4350 5500 臺(tái) 1 3 第二處理槽 V=80m3 Φ4350 5500 臺(tái) 1 4 第三處理槽 V=80m3 Φ4350 5500 臺(tái) 1 二、 塔類 1 尾氣洗滌塔 Φ6000 20xx0 臺(tái) 1 2 輕組分塔 Φ1460 23400 臺(tái) 1 3 產(chǎn)品塔 Φ2430 19500 臺(tái) 1 4 殘?jiān)厥账? Φ750 4800 臺(tái) 1 三、 換熱器類 1 空氣預(yù)熱器 F=2712m2 6 組 臺(tái) 1 2 鄰二甲苯加熱器 F=50m2 Φ500 3800 臺(tái) 1 3 電加熱器 N=1440KW 臺(tái) 1 反應(yīng)器附件 4 熔鹽冷卻器 Φ1770 6300 臺(tái) 1 反應(yīng)器附件 5 蒸汽過(guò)熱器 Φ704 6900 臺(tái) 1 反應(yīng)器附件 6 氣體冷卻器 F=3835m2 9 組 臺(tái) 1 7 預(yù)冷凝器 臺(tái) 1 8 切換冷凝器 F=6750m2 臺(tái) 1 9 熱油加熱器 F=195m2 Φ700 5850 臺(tái) 1 10 冷油冷卻器 F=1120m2 Φ1640 5850 臺(tái) 1 11 輕組分塔冷凝器 F=208m2 Φ1460 1830 臺(tái) 1 12 產(chǎn)品塔冷凝器 F=560m2 Φ2430 1830 臺(tái) 1 13 輕組分塔再沸器 F=114m2 Φ970 3000 臺(tái) 1 14 產(chǎn)品塔再沸器 F=268m2 Φ1460 3000 臺(tái) 1 15 粗苯酐預(yù)熱器 F=50m2 Φ500 6000 臺(tái) 1 16 熱處理冷凝器 F=62m2 Φ730 2430 臺(tái) 1 41 17 導(dǎo)熱油電加熱器 N=500KW 臺(tái) 1 18 回收塔冷凝器 F=65m2 Φ730 2430 臺(tái) 1 19 空冷器 臺(tái) 1 四、 容器類 1 氣化器 V= Φ1120/1500 8600 臺(tái) 1 2 熔鹽槽 V=27m3 Φ2900 4260 臺(tái) 1 3 高壓汽包 V=45m3 Φ3100 8300 臺(tái) 1 4 低壓汽包 V=8m3 Φ1700 3650 臺(tái) 1 5 冷油罐 V=32m3 Φ2430 7100 臺(tái) 1 6 熱油罐 V=32m3 Φ2430 7100 臺(tái) 2 7 粗苯酐貯罐 V=130m3 Φ3650 12400 臺(tái) 1 8 熔鹽調(diào)節(jié)閥 Φ630 10900 臺(tái) 1 9 蓄熱油罐 V=55m3 Φ3400 6080 臺(tái) 1 10 純苯酐罐 V=180m3 Φ5100 8760 臺(tái) 2 11 輕組分 排放罐 V= Φ1950 2900 臺(tái) 1 12 碳酸鈉溶解槽 V= Φ980 1860 臺(tái) 1 13 苯酐捕集箱 V=6m3 Φ2500 1300 1800 臺(tái) 1 14 低壓汽包 V= Φ1950 4200 臺(tái) 1 15 除氧器 Q=90t/h 臺(tái) 1 16 高壓閃蒸罐 V=8m3 Φ1900 2800 臺(tái) 1 17 中壓閃蒸罐 V= Φ1500 3100 臺(tái) 1 18 低壓閃蒸罐 V= Φ800 2700 臺(tái) 1 19 低壓凝液回收罐 V= Φ1850 3200 臺(tái) 1 五、 機(jī)泵類 1 熔鹽循環(huán)泵 臺(tái) 2 反應(yīng)器附件 2 預(yù)冷凝器循環(huán)泵 Q=42m3/h H=30m 臺(tái) 2 3 熱油泵 Q=650m3/h H=50m 臺(tái) 1 4 冷油泵 Q=1200m3/h H=50m 臺(tái) 3 5 粗苯酐泵 Q=15m3/h H=30m 臺(tái) 2 引進(jìn) 6 低位循環(huán)泵 Q=230m3/h H=50m 臺(tái) 3 42 7 中位循環(huán)泵 Q=110m3/h H=25m 臺(tái) 2 8 高位循環(huán)泵 Q=120m3/h H=50m 臺(tái) 2 9 蓄熱油循環(huán)泵 Q=320m3/h H=40m 臺(tái) 3 10 處理槽循環(huán)泵 Q=100m3/h H=60m 臺(tái) 3 11 碳酸鈉計(jì)量泵 Q=12 輕組分塔進(jìn)料泵 Q=15m3/h H=45m 臺(tái) 1 引進(jìn) 13 產(chǎn)品塔進(jìn)料泵 Q=15m3/h H=35m 臺(tái) 1 引進(jìn) 14 純苯酐提取泵 Q=15m3/h H=20m 臺(tái) 1 引進(jìn) 15 純苯酐輸送泵 Q=15m3/h H=45m 臺(tái) 2 引進(jìn) 16 高壓鍋爐給水泵 Q=100m3/h 臺(tái) 2 17 低壓鍋爐給水泵 Q=15m3/h 臺(tái) 2 18 凝結(jié)水泵 Q=13m3/h 臺(tái) 2 六、 鼓風(fēng)機(jī)類 1 空氣鼓風(fēng)機(jī) 透平機(jī)組 Q=125000m3/h 臺(tái) 1 七、 其他類 1 蒸汽噴射器 臺(tái) 3 表 42 DOP 工藝裝置主要設(shè)備表 序號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī)格 單位 數(shù)量 備注 一、 反應(yīng)器類 1 酯化反應(yīng)器 。氧化反應(yīng)器組包括一臺(tái)固定床反應(yīng)器、一臺(tái)熔鹽調(diào)節(jié)閥、一臺(tái)熔鹽冷卻器、一臺(tái)蒸汽過(guò)熱器、一臺(tái)電加熱器、兩臺(tái)熔鹽泵、一臺(tái)氣化器等設(shè) 備組成。 轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備 本裝置有鼓風(fēng)機(jī) 1 臺(tái)，采用汽輪機(jī) 鼓風(fēng)機(jī)的二聯(lián)機(jī)組，充分利用副產(chǎn)蒸汽，降低電耗，由國(guó)內(nèi)領(lǐng)先制造商供應(yīng) 成套設(shè)備。按照工藝流程的順序，從酯化、脫醇至中和水洗之前，全部采用不銹鋼設(shè)備。苯酐氧化冷凝系統(tǒng)，氣量大、阻力還要小 ，故許多換熱器采用體積小，換熱面積大的高效翅片管式換熱器。經(jīng)攪拌混合，由泵送到粗過(guò)濾器進(jìn)行粗過(guò)濾，脫出的活性炭排入濾渣車作為廢渣處理。汽提塔塔頂絕壓為 ，操作 130℃左右，粗酯從塔底采出，經(jīng)粗制塔進(jìn)一步真空汽提，使水、低沸物含量進(jìn)一步降低。中和釜帶有攪拌器，溫度控制在 98℃左右。蒸發(fā)的醇從塔頂排出，經(jīng)醇冷卻器冷凝下來(lái)的醇進(jìn)入密封罐，再流入醇收集罐，重新使用。從回收塔頂冷凝器出 來(lái)的含低沸物、水分等氣體經(jīng)低沸物冷卻器冷卻后進(jìn)入低沸物水分離器，分離出來(lái)的低沸物送到低沸物貯槽。反應(yīng)溫度由調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)盤(pán)管蒸汽量自動(dòng)調(diào)節(jié)。酯化催化劑由催化劑貯罐經(jīng)催化劑計(jì)量泵也送入酯化反應(yīng)器。殘?jiān)厥账敱紧麣怏w經(jīng)回收塔冷凝器冷凝，一部分凝液作為回流返回塔內(nèi)，一部則作為回收的苯酐再返回第一處理槽。 經(jīng)預(yù)處 理的粗苯酐由輕組分塔進(jìn)料泵送入輕組分塔，塔頂含低沸物的氣體經(jīng)輕組分塔冷凝器冷凝，一部分冷凝液作為回流返回塔內(nèi)，一部分凝液作為塔頂餾份排入輕組分排放罐。低位循環(huán)洗滌液中順?biāo)釢舛燃s 25%，送入苯酐裝置酸水貯槽中，可以作為生產(chǎn)富馬酸的原料出售。 切換冷凝器使用的導(dǎo)熱油在兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)流動(dòng)，冷油經(jīng)冷油罐 冷油泵 冷油冷卻器流經(jīng)切換冷凝器后回到冷油罐進(jìn)行循環(huán)。四臺(tái)切換冷凝器中的三臺(tái)通入反應(yīng)氣體進(jìn)行凝華，一臺(tái)處于熱熔或再冷卻。調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流過(guò)熔鹽冷卻器的熔鹽流量，使鹽浴溫度保持恒定。氣體冷卻器分為二級(jí)，第一級(jí)通過(guò)高壓汽包用于產(chǎn)生 高壓蒸汽，第二級(jí)預(yù)熱鍋爐給水。在氣化器中，鄰二甲苯通過(guò)噴嘴注入并與 33 空氣完全混合氣化。 主反應(yīng)： 副反應(yīng)： 32 工藝流程簡(jiǎn)述 催化氧化系統(tǒng) 鄰二甲苯氧化所需空氣經(jīng)過(guò)濾后，由空氣鼓風(fēng)機(jī)壓縮到 ，空氣 鼓風(fēng)機(jī)用蒸汽透平機(jī)驅(qū)動(dòng)。氧化時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)。 1989 年，齊魯增塑劑股份有限公司和中石化金陵石化分公司引進(jìn)德國(guó)巴斯夫公司先進(jìn)的工藝技術(shù)和設(shè)備，分別建成 5 萬(wàn)噸 /年連續(xù)法 DOP 生產(chǎn)裝置。 鄰苯二甲酸酯類增塑劑的生產(chǎn)，通常 都要經(jīng)過(guò)以下幾步驟來(lái)完成：酯化、中和、水洗、脫醇、脫色過(guò)濾。另外，濃硫酸對(duì)設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重。 工藝裝置 DOP 是由苯酐與辛醇（ 2乙基己醇）經(jīng)酯化而得。