【正文】 工藝前提下，充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施和廠房。此方案可能需將10000噸/年苯酐生產(chǎn)裝置的操作室移動(dòng)一下。 氣象及水文地質(zhì)條件 （1）極端最高溫度 ℃（2）極端最低溫度 ℃（3）夏季最熱月平均氣溫 ℃（4）冬季最冷月平均氣溫 9℃（5）夏季主導(dǎo)風(fēng)向 西南（6）冬季主導(dǎo)風(fēng)向 東北（7）最大風(fēng)速 （8）最大積雪厚度 314mm（9）年平均降水量 （10）基本地震裂度 VI度 廠址方案方案一：順酐裝置擬建于公司機(jī)修車間與現(xiàn)30000噸/年苯酐生產(chǎn)裝置的刮片房之間的空地上。 （4）交通廠區(qū)現(xiàn)有專用鐵路線60米，集團(tuán)公司有專用碼頭，大宗運(yùn)輸可通過鐵路運(yùn)輸和水運(yùn)。本項(xiàng)目新增裝機(jī)容量1318KWA，不需要增容。排水系統(tǒng)并入總排水系統(tǒng)。目前最高峰用水量180m3/h,本項(xiàng)目用水量為50m3/h。動(dòng)力車間負(fù)責(zé)全廠水、電、汽、冷凍及空壓的供應(yīng)，機(jī)修車間負(fù)責(zé)全廠各生產(chǎn)車間大、中修和備品備件制作。廠區(qū)離余家村火車站約2公里，鐵路專用線由焦化廠延伸入廠，公路通往市區(qū)各干道，交通十分便利。全廠占地面積191畝，其中生產(chǎn)地169畝，生活區(qū)占地22畝。5%頻率波動(dòng)范圍 177。 輔助材料及公用工程供應(yīng)本裝置所需輔助材料主要是催化劑第一次開車的12噸（周期三年），催化劑外購，通過火或汽車運(yùn)輸?shù)綇S。序號(hào)設(shè)備名稱及規(guī)格一定型設(shè)備名稱型號(hào)及規(guī)格材質(zhì)數(shù)量1離心風(fēng)機(jī)組合件12蒸汽泵組合件13多級(jí)泵組合件24屏蔽泵組合件25液下泵組合件16軸流泵組合件17成型泵組合件28離心水泵組合件29不銹鋼泵組合件210耐腐蝕泵組合件811色譜儀112脫氧器1二非定型設(shè)備1苯槽12開工爐13氧化器14熔鹽中間槽15熔鹽箱16前冷器17苯汽化器18吸收塔316L19溫水冷卻器110部冷器111熔鹽換熱器112蒸汽包113粗酐槽114順酐分離器115總酸槽316L116脫水精制槽316L117脫水精制塔316118精酐槽119冷凝器120二甲苯槽121再沸器316122緩沖槽1第五章 原、輔材料及動(dòng)力供應(yīng) 原料供應(yīng) 主要原料的品種、規(guī)格、年需用量及運(yùn)輸條件本裝置的主要原料為純苯，苯規(guī)格如下：苯：質(zhì)量符合YB28975標(biāo)準(zhǔn)比重：沸程: ℃ 噻吩含量100PPM 苯的年需用量、來源及運(yùn)輸條件見表 苯的年需用量、來源及運(yùn)輸條件表序號(hào)名稱年需要量來源運(yùn)輸條件1苯48000噸外購公路\船運(yùn) 原料資源的來源、生產(chǎn)規(guī)模等情況從國內(nèi)資源情況分析，我國苯年產(chǎn)量在200萬噸以上，根據(jù)有關(guān)部門預(yù)測，我國苯年增長率4%，本項(xiàng)目擬采用省內(nèi)的馬鋼公司苯為原料，價(jià)格及運(yùn)輸成本較低。氧化反應(yīng)器是合成反應(yīng)的關(guān)鍵設(shè)備，固定床反應(yīng)器內(nèi)有許多根列管，溫度最高達(dá)400℃，熔鹽浸透性很強(qiáng)，因此反應(yīng)器的焊接要求較高，在設(shè)計(jì)和制作過程中應(yīng)特別注意。色譜法和化學(xué)法酸水測定結(jié)果色譜法（順?biāo)峥朔肿?升）化學(xué)法（順?biāo)峥朔肿?升） 產(chǎn)品順酐各項(xiàng)指標(biāo)測定方法產(chǎn)品順酐各項(xiàng)指標(biāo)測定方法，按國家標(biāo)準(zhǔn)GB367692所頒布的方法檢驗(yàn)。但要準(zhǔn)確的計(jì)算水中的順?biāo)崃?，需采用酸堿滴定的化學(xué)方法測定。（3）化學(xué)法 為了計(jì)算順酐收率，進(jìn)而考察生產(chǎn)消耗定額，所以，在生產(chǎn)中，必須定時(shí)測定酸水濃度，通常采用比重法測定。以涂漬磷酸的有機(jī)擔(dān)體固定相，利用色譜法可以滿意的得到乙酸、丙酸和順?biāo)岬纳V圖原料氣、反應(yīng)生成氣和酸水利用色譜法分析的操作條件。反應(yīng)生成氣中，除了未反應(yīng)的原料氣和產(chǎn)品順酐外，還有微量的醛類、酮類等氧化物，利用新戊四腈性能，比較好地將上述化合物分離。 分析實(shí)驗(yàn) 原料和副產(chǎn)物分析方法（1） 色譜法原料氣的分析在于測定苯濃度，從而計(jì)算出苯的轉(zhuǎn)化率和順酐收率。 消耗定額(1) 消耗定額工藝消耗定額見下表序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量備注一原材料1苯Y(jié)B28975t/t2二甲苯t/t3催化劑Kg/t二公用工程1軟化水t/t2循環(huán)水t/t1683蒸汽t/t副產(chǎn)蒸汽4電Kwh/t8005熔鹽Kg/t 自動(dòng)控制和分析化驗(yàn) 自動(dòng)控制本生產(chǎn)裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)，本著先進(jìn)、可靠、實(shí)用、維護(hù)簡單、安全的原則。成品順酐通過滾筒刮片成型機(jī)，形成片狀順酐，用塑料編造袋包裝。二甲苯從中間槽通過泵打入恒沸精餾釜中，當(dāng)釜溫142℃以上，塔溫100℃左右，濃酸水在塔中部（16塊板）進(jìn)入塔內(nèi)，與由釜底上升的二甲苯蒸汽逆向接觸，形成共沸物，共沸蒸汽經(jīng)冷凝后在分層器分層，上層為二甲苯作塔全回流，下層水分離出來回談酸水作吸收液，順酐流入恒沸精餾釜中。由前后冷卻器出來的反應(yīng)氣進(jìn)次冷器，次冷器由54℃以上的溫水循環(huán)冷卻，50%以上的液體順酐在分離器中回收粗順酐槽，分離器出來的反應(yīng)氣進(jìn)入吸收塔，上段為談酸水吸收不循環(huán)回流，下段為濃酸水循環(huán)吸收，濃酸水入酸水槽供后工段作用，塔頂排出放空尾氣高空排放。反應(yīng)器為列管式，內(nèi)裝催化劑。具體過程敘述如下：氧化所需的空氣由離心式風(fēng)機(jī)供給。下面將分步對(duì)流程進(jìn)行描述。 工藝流程和消耗定額 工藝流程擬建裝置擬采用苯固定床催化氧化、部分冷凝回收液體順酐、二甲苯恒沸脫水、減壓精餾一體的流程。我國精餾收率與國外差距不大，最多低23%，只是產(chǎn)品指標(biāo)的熱穩(wěn)定性相差較大，尚需考慮提高精餾塔板數(shù)或在精餾前后對(duì)物料或成品進(jìn)行物理化學(xué)處理，固定雜質(zhì)，防止進(jìn)一步分解。粗酐精制采用間歇法。各種方法對(duì)比見下表：順酐回收方法比較工藝方法回收率%能耗（千卡/公斤酐）副產(chǎn)物優(yōu)缺點(diǎn)國外國內(nèi)水吸收恒沸脫水95969214001600無能耗大部分冷凝恒沸脫水969795968001000無能耗低冷凝熱熔809012001400反酸流程長，能耗大有機(jī)溶劑吸收無流程短、能耗低、收率高冷風(fēng)冷凝708010001200反酸收率低各種方法進(jìn)行綜合對(duì)比可以看出，部分冷凝法較好，能耗低。這種非水回收工藝，節(jié)省了蒸發(fā)脫水的大量消耗，避免生成順?biāo)岷彤悩?gòu)化反應(yīng)，提高了順酐的回收率并降低設(shè)備投資。IV）溶劑吸收法 反應(yīng)器中的順酐，用沸點(diǎn)高、粘度低、化學(xué)穩(wěn)定性好，同水親和力弱的有機(jī)溶劑（例如環(huán)烷酸酯）全部吸收，然后通過氣提精餾得精酐。這是西德魯爾化學(xué)公司發(fā)展的方法。III）冷凝熱熔法 將反應(yīng)生成氣降至30℃，使80%的順酐在冷凝器中呈固態(tài)析出，然后加熱至6080℃，使其熔化后回收。II）部分冷凝法 反應(yīng)生成的順酐在其凝固點(diǎn)和露點(diǎn)以上的適當(dāng)溫度下，通過冷凝分離裝置，將50%60%的順酐捕集出來，余者以水吸收成順酐，再經(jīng)恒沸脫水得精酐。北京化工研究院開發(fā)的催化劑運(yùn)行負(fù)荷高而且使用性能部分已達(dá)到國外催化劑水平，因此本項(xiàng)目推薦使用北京化工研究院生產(chǎn)的催化劑。（2）催化劑的選擇苯法工藝是國內(nèi)目前最為普遍的順酐生產(chǎn)方法，目前該工藝主要致力于催化劑的改進(jìn)，如優(yōu)良載體和活性組分負(fù)載方法的改進(jìn)。苯固定床技術(shù)成熟可靠，工業(yè)上順酐收率高達(dá)90%以上。（1）氧化床型國外苯催化氧化制順酐所用的反應(yīng)器都是固定床。 生產(chǎn)工藝的確定1 由于本公司主產(chǎn)苯酐，可以副產(chǎn)順酐約為苯酐產(chǎn)量的5%。目前該催化劑已經(jīng)成功地運(yùn)用于天津中和化工廠、石家莊化工二廠等多套工業(yè)生產(chǎn)裝置上。該研究所在2001年還研制成功噸H3B苯氧化制順酐新型催化劑，該催化劑在合理的釩鉬比例基礎(chǔ)上，添加了兩種以上的助催化劑，載體仍使用環(huán)狀綠碳化硅，以保持其阻力及導(dǎo)熱性好的特點(diǎn)。北京化工研究院開發(fā)的BC11B高效環(huán)狀催化劑具有運(yùn)行負(fù)荷高、導(dǎo)熱性能好、床層阻力低、熱點(diǎn)溫度低、熱點(diǎn)分布均衡、可在高負(fù)荷下使用等特點(diǎn)，有效克服了床層阻力大、操作熱點(diǎn)溫度較高等缺點(diǎn)，明顯提高了順酐裝置的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益。目前我國已經(jīng)能夠設(shè)計(jì)制造萬噸級(jí)苯法固定床列管式反應(yīng)器，且使用性能良好，這就為更大規(guī)模和更高要求順酐反應(yīng)器的國產(chǎn)化提供了極好的條件。英國利物浦大學(xué)和法國催化劑研究所合作開發(fā)出一種改性的磷酸釩催化劑，該催化劑用在正丁烷固定床反應(yīng)器中，比表面積超過40m2／g，可使順酐的產(chǎn)量翻番，并且由于選擇性高，使碳的氧化物含量降低15%左右，因而極具發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳霸摲椒ㄒ呀?jīng)在比利時(shí)的生產(chǎn)裝置上使用，結(jié)果良好。SISAS／Conser公司開發(fā)出溶劑回收工藝和未反應(yīng)丁烷循環(huán)技術(shù)。通過對(duì)氧和丁烷混合實(shí)行嚴(yán)格控制與這種催化劑結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)原料氣的循環(huán)，提高順酐的轉(zhuǎn)化率和選擇性，降低裝置的能耗，提高最終產(chǎn)率，生產(chǎn)成本比傳統(tǒng)制造方法降低約30%，且燃燒的尾氣減少了15%30%。目前，三菱化學(xué)／英國BOC公司、SISAS／Conser公司等分別開發(fā)了回收尾氣中未反應(yīng)的正丁烷，將其重新送回反應(yīng)器中參與反應(yīng)，以減少正丁烷消耗量的催化劑和生產(chǎn)工藝。 生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展目前，國外順酐生產(chǎn)技術(shù)由以苯法為主向正丁烷氧化法為主轉(zhuǎn)變，沒有其他新的生產(chǎn)路線出現(xiàn)，技術(shù)進(jìn)展主要體現(xiàn)在現(xiàn)有裝置的工藝改進(jìn)和提高催化劑性能兩個(gè)方面。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，正丁烷作原料其單耗將比苯法低得多，正丁烷不僅消耗少，而且與苯法相比，其毒性也小，同時(shí)正丁烷法生產(chǎn)順酐對(duì)環(huán)境污染小，隨著全球環(huán)保壓力越來越大，正丁烷法在滿足環(huán)保要求以及發(fā)展前景方面比苯法更具有生命力。與傳統(tǒng)苯法相比，正丁烷氧化法具有原料價(jià)廉、污染小等優(yōu)點(diǎn)。在固定床工藝中，由于正丁烷氧化選擇性和反應(yīng)速率均比苯法低，%%(摩爾分?jǐn)?shù))，順酐收率按正丁烷計(jì)約為50%，故對(duì)于同樣規(guī)模的生產(chǎn)裝置需求較大的反應(yīng)器和壓縮機(jī)；采用流化床反應(yīng)器可使正丁烷在空氣中的濃度提高到3%4%(摩爾分?jǐn)?shù))。該工藝自1974年由美國孟山都等公司實(shí)現(xiàn)工業(yè)化以來，由于原料價(jià)廉、對(duì)環(huán)境污染小以及歐美等國家正丁烷資源豐富等原因而得到迅速的發(fā)展，代表了順酐生產(chǎn)工藝的發(fā)展趨勢(shì)。在苯酐生產(chǎn)中，反應(yīng)尾氣經(jīng)洗滌塔除去有機(jī)物后排放到大氣中，洗滌液為順酐和少量的苯甲酸、苯二甲酸等雜質(zhì)，經(jīng)濃縮精制和加熱脫水后得到順酐產(chǎn)品。由于脫氫屬于吸熱反應(yīng)，而且副產(chǎn)物較多，因此，混合C4烯烴氧化制順酐發(fā)展前途不太樂觀。德國BASF公司和拜爾公司開發(fā)了以混合C4餾分為原料的固定床氧化工藝?！?2)烯烴法：該法是以混合C4餾分中的有效成分正丁烯、丁二烯等為原料，和空氣(或氧氣)，在V2O5P2O5系催化劑作用下經(jīng)氣相氧化反應(yīng)生成順酐，其中正丁烯在反應(yīng)過程中先脫氫生成丁二烯，再氧化生成順酐。 技術(shù)方案比較(1)苯氧化法：苯蒸氣和空氣(或氧氣)在以V2O5MnO3等為活性組分，αAl2O3為載體的催化劑上發(fā)生氣相氧化反應(yīng)生成順酐。苯氧化法的主要原料苯來源充足，除石油煉制工業(yè)提供的石油苯外，還有大量的焦油苯。正丁烷法生產(chǎn)技術(shù)在國內(nèi)尚不成熟，該法原料質(zhì)量要求高而且難以獲得，國內(nèi)采用此法的兩套裝置因上述原因至今不能正常生產(chǎn)。順酐質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)名稱優(yōu)等品一級(jí)合格品含量(以順酐計(jì)) %熔融色度，號(hào)，≤2550100凝固點(diǎn)，℃≥灰份，PPM，≤5050鐵含量（以Fe計(jì)），PPM，≤5第四章 工藝技術(shù)方案選擇 工藝技術(shù)方案選擇 原料路線的選擇 工業(yè)上生產(chǎn)順酐主要有苯氧化法、正丁烷氧化法。 生產(chǎn)規(guī)模根據(jù)國內(nèi)順酐市場現(xiàn)有情況并結(jié)合企業(yè)現(xiàn)有資金實(shí)力、原材料供應(yīng)情況等因素，新建順丁烯二酸酐生產(chǎn)規(guī)模確定為40000噸/年，裝置年運(yùn)行7200小時(shí)。純苯近期內(nèi)價(jià)格為7600元/噸。 產(chǎn)品價(jià)格分析順丁烯酸近年的市場價(jià)格在9500～13000元/噸左右波動(dòng)。此外，巴斯夫計(jì)劃于２００５年把位于比利時(shí)的１３．５萬噸／年順酐裝置擴(kuò)能至１７萬噸／年。 　　據(jù)了解，世界范圍近期將不會(huì)有大量新增生產(chǎn)裝置投產(chǎn)，唯一新增產(chǎn)能為２００５年將投產(chǎn)的沙特阿拉伯海灣化學(xué)工業(yè)集團(tuán)的朱拜勒１萬噸／年裝置。亞洲由于產(chǎn)能過剩致使價(jià)格下挫，毛利大幅縮水。據(jù)ＳＲＩ咨詢公司預(yù)測，未來世界順酐需求將以３％／年速度增長。近年來，世界對(duì)順酐的需求量穩(wěn)步增長，19982001年需求量的年均增長率約為3%。此外國內(nèi)不飽和聚酯樹脂的加工工藝也相應(yīng)改善，手糊法正逐步被較為先進(jìn)的加工工藝所代替，人造大理石加工也由過去膠衣飾面、平面澆鑄發(fā)展到直接用間苯或乙烯基樹脂與填料混合制