【正文】 蒸汽透平反應(yīng)熱回收，總能耗下降。 當(dāng)今世界苯酐生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展主要體現(xiàn)在研發(fā)高收率、高選擇性和高負(fù)荷催化劑及改進(jìn)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝兩個(gè)方面。 日本制鐵公司根據(jù)鄰二甲苯原料流動(dòng)的方向分段提高固定床催化劑體系的空體積，其采用的分段 鈦酸釩催化劑體系的特點(diǎn)如下：空隙率分段逐漸增大，有利于反應(yīng)熱的散逸，因此提高了苯酐選擇性。 當(dāng)今 P A 生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展主要體現(xiàn)在研發(fā)高收率高選擇性和高負(fù)荷催化劑及改進(jìn)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝兩個(gè)方面 。 14 從具體的國家 (地區(qū) )來看 , 美國 ， 西歐和亞洲地區(qū)是全球苯酐的主要生產(chǎn)和消費(fèi)國家 (地區(qū) )， 這 3 個(gè)國家 (地區(qū) )的苯酐合計(jì)產(chǎn)能和消費(fèi)量占全球產(chǎn) 能和總產(chǎn)量的各自比重均在 80%左右 。在這些苯酐消費(fèi)領(lǐng)域中鄰苯二甲酸醋類是消耗苯酐最多的產(chǎn)品 , 廣泛用作各種類型合成樹脂和橡膠的增塑劑 , 其中 80%以上用作聚氯乙烯增塑劑 ,近幾年隨著不飽和樹脂行業(yè)的快速發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展 , 不飽和樹脂對(duì)苯配的消費(fèi)量呈逐年上升趨勢(shì) , 其速度快于其他行業(yè) 。 在已成功的BC239 型 80g 催化劑基礎(chǔ)上 ,北京化工研究院利用現(xiàn)代化的試驗(yàn)裝置 , 對(duì)原料影響 。α一 萘 醒的沾附力校強(qiáng) , 不易除凈 , 且在不同的氧化或 縮合 程度下 , 可產(chǎn)生呈現(xiàn)各種顏色的不同變體 , 低聚物又能被熱解 , 這是 苯酐 著色的主要根源。 (3)氯化處理：二氧化錳和氮化物 。其它也有應(yīng)用氣相境毀法 , 將從反應(yīng)器出來的混合氣 , 流 經(jīng) CoO催化 18 (5） 劑層 (曾試 用 CoO 或 MnO2為催化劑 ), 燒毀萘醌 , 以提高后來分翩得到的 苯酐質(zhì)量 [20～ 21]。在苯 酐 冷卻器內(nèi)苯 酐 液體很容易繼續(xù)降溫達(dá)到其凝固溫度。間歇精餾有傳統(tǒng)的恒壓強(qiáng) , 恒回流比操作方式和近來出現(xiàn)的變壓強(qiáng)、變回流比的操作方式 , 研究結(jié)果表明后者具有較大的優(yōu)越性。新工藝自試生產(chǎn)以來 , 設(shè)備已運(yùn)行了近 30個(gè)月 , 產(chǎn)品優(yōu)級(jí)品率平均可達(dá) 85 %以上 (最高可達(dá) 100%） 是舊工藝生產(chǎn)的 5倍。 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?jiān)厥账?fù)蒸 ， 回收 苯酐送入產(chǎn)品塔。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(cè)得。 空速 ： 空速與停留時(shí)間成反比 ， 增加停留時(shí)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(shí)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。 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。 處理工段 被冷凝下來的粗 PA進(jìn)入粗 PA儲(chǔ)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(shí)間后轉(zhuǎn)化成易除去的成分 ， 為精制單元減輕負(fù)荷 ， 同時(shí)也提高產(chǎn)品純度。 ? ∴ ∴ 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(jì)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(gè)部件上的熱量 ； — 設(shè)備向四周散失的熱量。 ∴ 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。 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(cè)溫管中： （ 其中 ，