【正文】 %） 是舊工藝生產(chǎn)的 5倍。我國苯酐最主要的用途是用來生產(chǎn)鄰苯二甲酸酯類增塑劑，如鄰苯二甲酸二辛酯（ RI)）、鄰苯二甲酸二丁酯（ RC)）、異辛酯、環(huán)己酯和混合酯等，該類增塑劑大量用于聚氯乙烯（ )SE）塑料制品的加工；其次是用于生產(chǎn)醇酸樹脂和氨基樹脂涂料；苯酐還可以用于不飽和聚酯的生產(chǎn)，在染料工業(yè)中用以合成蒽醌；在顏料生產(chǎn)中合成酞青蘭 CK、酞菁藍(lán) CT、酞菁藍(lán) C等顏料；在醫(yī)藥工業(yè)中用于制備酚酞；在農(nóng)藥生產(chǎn)中用于亞胺磷等中間體的生產(chǎn) [23]。 粗苯酐經(jīng)過 熱處理后送入輕組分塔 ， 從塔頂產(chǎn)出輕組分 ， 塔底物料進(jìn)入產(chǎn)品 塔 ， 從塔頂產(chǎn)出純苯酐送入純苯酐罐 ， 少量塔底殘液送入殘渣回收塔復(fù)蒸 ， 回收 苯酐送入產(chǎn)品塔。 較高的冷二甲苯 /空氣混合比及低反應(yīng)器的流速 ， 將使熱點(diǎn)溫度上升 ， 其結(jié)果會使催化劑產(chǎn)生結(jié)燒現(xiàn)象 ， 在長期高溫下操作 ， 催化劑活性會降低。特備注意的是 ， 在調(diào)整催化劑操作條件是必須十分小心緩和 ， 調(diào)整后的真正 產(chǎn)率需要數(shù)天后才能測得。 熔鹽溫度 ： 熔鹽溫度低則反應(yīng)器列管內(nèi)的熱點(diǎn)溫度降低、沿列管分布較長 ， 這意味著不是一個反應(yīng)發(fā)生 ， 而是有幾個反應(yīng)發(fā)生 ， 該條件下的反應(yīng)產(chǎn)物幾乎都屬于亞氧化和過氧化物質(zhì)。 空速 ： 空速與停留時間成反比 ， 增加停留時間 ， 轉(zhuǎn)換率也將增加 ， 但是在達(dá)到某一確定的最大值后 ， 轉(zhuǎn)化率將下降 ， 停留時間減少即氣體流率高 ， 反應(yīng)器列管內(nèi)的反應(yīng)熱點(diǎn)將下移 ， 趨向于催化劑床層的中部 ， 剩余的床層高度不足以將中間產(chǎn)品氧化成苯酐 ， 在這種情況下為了獲得較純的產(chǎn)品 ， 就必須升高熔鹽溫度。負(fù)荷降低 ， 必然伴隨著熔鹽溫度的下降 ， 因為催化劑負(fù)荷降低產(chǎn)生的影響類似于減小空速所造成的影響。 主反應(yīng) ： 副反應(yīng)： 24 工藝流程敘述 氧化工段 將原料鄰二甲苯和空氣分別通過過熱蒸汽后預(yù)熱到 160℃ ， 混合后使得 進(jìn)料量為 ， 進(jìn)入反應(yīng)器。 25 冷凝工段 反應(yīng)器出來的氣體溫度約為 370℃ ， 經(jīng)過冷凝器冷凝換熱后 ， 溫度降到 165℃ ，進(jìn)入切換冷凝器。 處理工段 被冷凝下來的粗 PA進(jìn)入粗 PA儲槽 B116， 再進(jìn)入預(yù)分解器 ， 除去小分子物質(zhì) ， 使大分子物質(zhì)以及不穩(wěn)定的分子在一段時間后轉(zhuǎn)化成易除去的成分 ， 為精制單元減輕負(fù)荷 ， 同時也提高產(chǎn)品純度。由預(yù)分解器 B221A/B 出來的 PA經(jīng)泵送入蒸餾塔 K201 第 14 塊塔板。 ? ∴ ∴ 則鄰二甲苯的流量 原料混合物進(jìn)料量 進(jìn)反應(yīng)器的混合物組成 ??hkg / 2 3 1 7 1 ?/ .30Q a i r 33 ??? ?km ol / a i r ??h11. 03k m ol /106 .17117 0F xo ???h11. 61k m ol /106 .17123 5FYL ?? 27 空氣的平均分子量為 kg/kmol； 根據(jù)物料衡算計算可知 ,鄰二甲苯進(jìn)料摩爾流量為 kmol/h， 空氣進(jìn)料流量為 kmol/h； 原料與空氣混合后進(jìn)反應(yīng)器的混合物組成組分及含量如下表所示 ? 表 原料與空氣混合后進(jìn)反應(yīng)器的混合物組成組分及含量 反應(yīng)器進(jìn)出口混合物組分 組成成分 2N 2O 2CO OH2 Ar OX 總量 摩爾流量 （ kmol/h） 摩爾分?jǐn)?shù) % % % % % % 100 出反應(yīng)器的混合物組成 鄰二甲苯在空氣中氧化制苯酐的反應(yīng)方程式 ： ? 主反應(yīng) : 鄰二甲苯 苯酐 96 54 副反應(yīng)： ?X ?X ????1X 2X 28 （ 1） + + + 240 176 72 ％ ? (2) + + 336 352 90 %? 324 OHC OH2424CO108HC3X 4X 6X5X32 40 1 17 1 .034 .5%1 06 .1 7 X??4 1 17 1. 0 34 .5 %1 06 .1 7 X??5X1 76 1 17 1 .0 34 .5 %1 06 .1 7 ??108HC OH2528CO7X 8X 9X73 36 1 17 1 .0 32 .4 5 %1 06 .1 7 X??8352 1 1 7 1 .0 32 .4 5 %1 0 6 .1 7 X??kg/ 3 ??.38kg/h78X5 ??8kg/ ??.14kg/h95X8 ??kg/ ??5X72 1 1 71 .0 34 .5 %1 0 6. 1 7 ?? kg/ ?? 29 (3) + + 208 224 90 %? (4) + + + 96 122 44 36 % 綜上所述： 990 1 1 7 1 .0 32 .4 5 %1 0 6 .1 7 X??108HC CO8 OH2510X 12X11X10% X??11% X??12% X??108HC 23O 267 OHC 2CO OH2213X 14X 15X 16X13 1 71% X??14% X??15% X??16% X??kg/ ??????kg/ 12 ??kg/ ??kg/ ??kg/ ??kg/ ?? 30 / ? h3 0 1 5 . 0 3 k g /6 .8 51 7 0 . 9 69 0 .8 21 1 9 . 1 5( 9 0 0 . 2 3321 3 4 . 4 7O 2 ???????? 1 9 4 . 2 9 k g / h3 . 1 49 5 . 1 48 7 . 3 86 2 2 ????? 8 8 4 . 2 7 k g / h2 . 5 77 3 . 9 72 4 . 3 33 5 . 7 55 0 6 . 3 82 4 1 . 2 7 2OH 2 ??????? ? ? ? 物料衡算表 表 物料衡算表 進(jìn)料 出料 組分名稱 摩爾流量（ kmol/h） 摩爾分 數(shù) 質(zhì)量流 量(kg/h) 質(zhì)量分 數(shù) 摩爾流 量(kmol/h) 摩爾分 數(shù) 質(zhì)量流量(kg/h) 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 2 13988.569 2 13988.569 2 2NOH22COCOAr 31 0 48 5 9 2 100 19951.51 100 1 100 19951.25 100 熱量衡算 化學(xué)工程過程的熱量恒算一般可以用下式表示 ： 式中 ： — 所處理的物料帶到設(shè)備中去的熱量 ； — 由加熱劑 (或冷卻劑 )傳給設(shè)備和所處理的物料熱量 ； — 過程的熱效 應(yīng) ； — 反應(yīng)產(chǎn)物由設(shè)備中帶出的熱量 ； — 消耗在加熱設(shè)備各個部件上的熱量 ； — 設(shè)備向四周散失的熱量。由于 催化劑量相對于主原料量太小 ,故不計催化 劑熱量。 ∴ 其中： /???? 703298 Pr , 298Kr , 703K dTΔCΔHΔHl / m o l7 2 5 . 3 8 3 k c a1 . 1 4 37 2 4 . 2 4 ?????108HC 28CO O5H2?? f , 2 9 8 KBr , 2 9 8 K ΔHγΔH6 1 0 BB ?? ?/ m o l1 0 4 5 . 9 k c a l0 . 01 0 . 54 . 555 7 . 8 089 4 . 0 5 ??????????4BB 102 6 ???? ?5BB 107 4 ???? ?7107 6 BB ???? ???? 703298 Pr , 298Kr , 703K dTΔCΔHΔH)( 3725703298 4703298 P ??? ??????? ??703298473524 ]4 [ T ?? ???????kcal/m ???? 703298 Pr , 298Kr , 703K dTΔCΔHΔHk c a l / m o 1 914 9 0 0 4 5 . 9 ?????f,298KΔH37254 T102 .7 7 6T105 .7 4 7T102 .2 6 79 .6 1 0 5 ??? ???????32P Δ T DΔ C TΔ B TΔAΔC ????? 36 （ 3） + + 同理可得： 該反應(yīng)器的定性溫度為 430 ℃ ， 即 703 K。 由于催化劑量相對于主原 PA + MA + CO+CO2+H2O t1= 430℃ , p = MPa PA+MA+CO+CO2+H2O t2 = 25℃ , p = 1rHΔθ1r2 HΔΔH ?1ΔH 3ΔH1rHΔ1rHΔ 1ΔH 3ΔH2ΔH1rHΔ 1ΔH 2ΔH 3ΔH2Qa l / m o l2 5 2 3 . 8 8 3 k c1 5 . 7 1 )1 0 1 9 . 4 17 2 5 . 3 8 3( 2 6 3 . 3 8 ??????1Q ? ???? tcGQΙQ?? GQΙ 38 料量太小 ， 故不計催化劑熱量。 40 反應(yīng)所需要的列管數(shù) ： ? 已知單管處理的物料流量為 Nm3/h 列管以正三角形排列 ， 截面管中心間距為 38 mm； 反應(yīng)器內(nèi)部列管數(shù) n=3309 根 ， ? 所需催化劑用量 ： ? 列管中 ： （ 其中 ， 列管中催化劑堆積密度為 p=870kg/m3） 測溫管中： （ 其中 ，