【正文】 t/a鄰二甲苯 80610t/a空氣 水圖 31 項(xiàng)目總工藝流程圖29第四章 工藝裝置一、工藝技術(shù)方案 苯酐工藝裝置苯酐生產(chǎn)路線有萘氧化法和鄰二甲苯氧化法兩種。鄰二甲苯氧化法生產(chǎn)技術(shù)，是由鄰二甲苯與空氣中的氧氣進(jìn)行氣相氧化反應(yīng)合成苯酐，其理論收率為 %，國外和國內(nèi)引進(jìn)的大型苯酐裝置，采用國外先進(jìn)催化劑，實(shí)際苯酐收率在 108%~112%，而國內(nèi)一些中小企業(yè)采用國產(chǎn)催化劑，其苯酐收率為 104%~107%。自二十世紀(jì)八十年代以來，我國自行開發(fā)了以鄰二甲苯為原料的“60 克工藝” 、 “70 克工藝” 、 “80 克工藝”苯酐生產(chǎn)技術(shù)，取得了良好的成果，并以為基礎(chǔ)興建了一批中小型國產(chǎn)化苯酐裝置。目前國內(nèi)外苯酐生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展很快， “80~90 克工藝”技術(shù)業(yè)已成熟，諸多裝置已相繼建成投產(chǎn)。本項(xiàng)目工藝技術(shù)方案將采用鄰二甲苯氧化法生產(chǎn)技術(shù)，以鄰二甲苯為原料，采用固定床反應(yīng)器， “90~100 克工藝”氣相催化氧化生產(chǎn)苯酐；30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)有特殊填料的三級(jí)水洗塔，確保排放空氣符合國家環(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)真空度通過空氣噴射或蒸汽噴射器來實(shí)現(xiàn)；全部采用 DCS控制系統(tǒng)。 工藝裝置DOP 是由苯酐與辛醇（2乙基己醇）經(jīng)酯化而得。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)。另外，濃硫酸對(duì)設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重。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)品精制過程比較簡單，設(shè)備少；31（3）生產(chǎn)過程中廢水量少且水質(zhì)好，廢水處理工藝簡單、成本低，便于清潔化生產(chǎn)。鄰苯二甲酸酯類增塑劑的生產(chǎn)，通常都要經(jīng)過以下幾步驟來完成：酯化、中和、水洗、脫醇、脫色過濾。間歇法生產(chǎn)工藝中各自工序單獨(dú)進(jìn)行，無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。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)德國巴斯夫公司先進(jìn)的工藝技術(shù)和設(shè)備，分別建成 5 萬噸/年連續(xù)法 DOP 生產(chǎn)裝置。本項(xiàng)目擬采用國內(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)到國際先進(jìn)水平。氧化時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)。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)。主反應(yīng)：副反應(yīng)：33 工藝流程簡述 催化氧化系統(tǒng)鄰二甲苯氧化所需空氣經(jīng)過濾后，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)。從鄰二甲苯罐區(qū)送來的鄰二甲苯經(jīng)鄰二甲苯加熱器加熱至 145℃后送入氣化器。在氣化器中，鄰二甲苯通過噴嘴注入并34與空氣完全混合氣化。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。氣體冷卻器分為二級(jí)，第一級(jí)通過高壓汽包用于產(chǎn)生 高壓蒸汽，第二級(jí)預(yù)熱鍋爐給水。熔鹽通過兩臺(tái)熔鹽泵進(jìn)行循環(huán)。調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流過熔鹽冷卻器的熔鹽流量，使鹽浴溫度保持恒定。 切換冷凝系統(tǒng)由催化氧化系統(tǒng)來的 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。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。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。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)。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)。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。 粗酐精制系統(tǒng)由切換冷凝系統(tǒng)粗苯酐泵送來的粗苯酐進(jìn)入苯酐熱處理系統(tǒng)。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。在產(chǎn)品塔中將苯酐和重組分分離。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。 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： 工藝流程簡述 酯化系統(tǒng)由苯酐裝置來的原料液體苯酐管輸至酯化反應(yīng)器。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。酯化反應(yīng)器共有四個(gè)，其結(jié)構(gòu)完全相同。反應(yīng)溫度由調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)盤管蒸汽量自動(dòng)調(diào)節(jié)。水和醇組成共沸物，離開反應(yīng)器后一起進(jìn)入醇回收塔。從回收塔頂冷凝器出來的含低沸物、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，分離出來的低沸物送到低沸物貯槽。 脫醇系統(tǒng)由酯化系統(tǒng)來的粗酯進(jìn)粗酯蒸發(fā)器。蒸發(fā)的醇從塔頂排出，經(jīng)醇冷卻器冷凝下來的醇進(jìn)入密封罐，再流入醇收集罐，重新使用。 中和水洗系統(tǒng)脫醇系統(tǒng)來的粗酯，以及從水收集槽來的水一起進(jìn)入中和釜。中和釜帶有攪拌器，溫度控制在 98℃左右。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)。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。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。經(jīng)攪拌混合，由泵送到粗過濾器進(jìn)行粗過濾，脫出的活性炭排入濾渣車作為廢渣處理。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。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。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。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。除此外，大多設(shè)備采用壓力容器鋼板或一般碳鋼。 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，由國內(nèi)領(lǐng)先制造商供應(yīng)成套設(shè)備。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，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。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。 主要設(shè)備表41主要設(shè)備一覽表見下表：42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 Φ75504660 臺(tái) 1 引進(jìn)2 第一處理槽 V=80m3 Φ43505500 臺(tái) 13 第二處理槽 V=80m3 Φ43505500 臺(tái) 14 第三處理槽 V=80m3 Φ43505500 臺(tái) 1二、 塔類1 尾氣洗滌塔 Φ600020220 臺(tái) 12 輕組分塔 Φ146023400 臺(tái) 13 產(chǎn)品塔 Φ243019500 臺(tái) 14 殘?jiān)厥账?Φ7504800 臺(tái) 1三、 換熱器類1 空氣預(yù)熱器 F=2712m2 6 組 臺(tái) 12 鄰二甲苯加熱器 F=50m2 Φ5003800 臺(tái) 13 電加熱器 N=1440KW 臺(tái) 1 反應(yīng)器附件4 熔鹽冷卻器 Φ17706300 臺(tái) 1 反應(yīng)器附件5 蒸汽過熱器 Φ7046900 臺(tái) 1 反應(yīng)器附件6 氣體冷卻器 F=3835m2 9 組 臺(tái) 17 預(yù)冷凝器 臺(tái) 18 切換冷凝器 F=6750m2 臺(tái) 19 熱油加熱器 F=195m2 Φ7005850 臺(tái) 110 冷油冷卻器 F=1120m2 Φ16405850 臺(tái) 111 輕組分塔冷凝器 F=208m2 Φ14601830 臺(tái) 112 產(chǎn)品塔冷凝器 F=560m2 Φ24301830 臺(tái) 113 輕組分塔再沸器 F=114m2 Φ9703000 臺(tái) 114 產(chǎn)品塔再沸器 F=268m2 Φ14603000 臺(tái) 115 粗苯酐預(yù)熱器 F=50m2 Φ5006000 臺(tái) 116 熱處理冷凝器 F=62m2 Φ7302430 臺(tái) 14317 導(dǎo)熱油電加熱器 N=500KW 臺(tái) 118 回收塔冷凝器 F=65m2 Φ7302430 臺(tái) 119 空冷器 臺(tái) 1四、 容器類1 氣化器 V= Φ1120/15008600 臺(tái) 12 熔鹽槽 V=27m3 Φ29004260 臺(tái) 13 高壓汽包 V=45m3 Φ31008300 臺(tái) 14 低壓汽包 V=8m3 Φ17003650 臺(tái) 15 冷油罐 V=32m3 Φ24307100 臺(tái) 16 熱油罐 V=32m3 Φ24307100 臺(tái) 27 粗苯酐貯罐 V=130m3 Φ365012400 臺(tái) 18 熔鹽調(diào)節(jié)閥 Φ63010900 臺(tái) 19 蓄熱油罐 V=55m3 Φ34006080 臺(tái) 110 純苯酐罐 V=180m3 Φ51008760 臺(tái) 211 輕組分排放罐 V= Φ19502900 臺(tái) 112 碳酸鈉溶解槽 V= Φ9801860 臺(tái) 113 苯酐捕集箱 V=6m3 Φ250013001800 臺(tái) 114 低壓汽包 V= Φ19504200 臺(tái) 115 除氧器 Q=90t/h 臺(tái) 116 高壓閃蒸罐 V=8m3 Φ19002800 臺(tái) 117 中壓閃蒸罐 V= Φ15003100 臺(tái) 118 低壓閃蒸罐 V= Φ8002700 臺(tái) 119 低壓凝液回收罐 V= Φ18503200 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) 23 熱油泵 Q=650m3/h H=50m 臺(tái) 14 冷油泵 Q=1200m3/h H=50m 臺(tái) 35 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) 3447 中位循環(huán)泵 Q=110m3/h H=25m 臺(tái) 28 高位循環(huán)泵 Q=120m3/h H=50m 臺(tái) 29 蓄熱油循環(huán)泵 Q=320m3/h H=40m 臺(tái) 310 處理槽循環(huán)泵 Q=100m3/h H=60m 臺(tái) 311 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) 217 低壓鍋爐給水泵 Q=15m3/h 臺(tái) 218 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 V=115m3 Φ49006700 臺(tái) 4 引進(jìn)2 中和釜 Φ9001350 臺(tái) 13 水洗釜 Φ12001850 臺(tái) 14 精制釜 Φ54006200 臺(tái) 1二、 塔類1 醇回收塔 Φ17505800 臺(tái) 12 汽提塔 Φ19008650 臺(tái) 13 精制塔 Φ1000/90011000 臺(tái) 1三、 換熱器1 辛醇加熱器 F= Φ3604300 臺(tái) 1452 冷凝液冷凝器 F=60m2 Φ5804300 臺(tái) 13 回收塔頂冷凝器 F=60m2 Φ7202900 臺(tái) 14 低沸物冷卻器 F=90m2 Φ2802160 臺(tái) 15 回收塔頂冷卻器 F= Φ3006500 臺(tái) 16 降膜蒸發(fā)器 F=36m2 臺(tái) 17 醇冷卻器 F=145m2 Φ10002900 臺(tái) 18 冷卻器 F=6m2 Φ2802200 臺(tái) 19 酯冷卻器 F=54m2 Φ4304300 臺(tái) 110 洗滌水加熱器 F= Φ2802200 臺(tái) 111 塔底產(chǎn)品加熱器 F= Φ2902900 臺(tái) 112 粗酯蒸發(fā)器 F=120m2 Φ14502900 臺(tái) 113 低沸物冷卻器 F=500m2 Φ14504300 臺(tái) 114 低沸物冷卻器 F= Φ2902900 臺(tái) 115 純酯冷卻器 F=115m2 Φ5806500 臺(tái) 116 醇冷卻器 F=85m2 Φ7202900 臺(tái) 117 醇冷卻器 F= Φ2902900 臺(tái) 118 換熱器 F= 臺(tái) 119 換熱器 F=12m2 臺(tái) 120 換熱器 F= 臺(tái) 3四、 容器類1 冷凝液閃蒸罐 V=7m3 Φ20222600 臺(tái) 22 醇收集罐 V=13m3 Φ23003600 臺(tái) 13 催化劑貯罐 Φ4301250 臺(tái) 14 分離器 V=9m3 Φ1800430 臺(tái) 15 分離器 V= Φ8601600 臺(tái) 16 粗酯罐 V=13m3 Φ23