Phthalic Anhydride Production.ppt

Phthalic Anhydride Production 匡进高 卓成林 黎孟春 2003-03-20 项目背景 苯酐主要用于制造增塑剂、聚酯树脂和醇酸树酯，还可用于生产医药、染料中间体等。近年来，苯酐价格虽然波动较大，但总的市场形势较好，生产企业看好其市场前景。 据市场调查，苯酐市场应用前景广阔，近年来，苯酐市场较好的形势促进了产量不断提高。因此对苯酐的生产工艺进行研究很有必要。 生产工艺之比较 工艺的一个基本流程 生产相关信息 a.?反应方程式： C8H10 +3O2 → C8H4O3 + 3H2O 2C8H10 + 15O2 →2C4H2O3 + 8CO2 + 8H2O C8H10 + 3O2 → C7H6O2 + CO2 + 2H2O C8H10 + 3O2 → C8H6O4 + 2H2O b.?反应条件：温度T=3600C—3800C，反应压力P=1atm c. 选择性：该反应为催化氧化，催化剂为以惰性材料为载体的V-Ti。在3600C—3800C之间时，该反应过程副产品主要为顺酐的反应，选择性S≈0.8 d. 反应为气相反应，邻二甲苯的转化率在99% 以上。 原材料及动力消耗 输入－输出结构 1.???苯酐产率：大约20000t/y 。 2. ??苯酐产率：20000t/y，以每年生产300天计算。 3.?原料：原料：常温下工业级邻二甲苯 主要设备选择 1、鼓风机：Q＝34120N立方米/h,0.049MPa. 附：汽轮机(汽泄式)：750kw。 2、固定床反应器：8530根管，25×3400。 附熔盐冷却器：F＝１０８平方米，6.9MPa； 电加热器：240kw,0.3MPa; 熔 盐 泵：2560立方米/h; 蒸汽过热器：F＝13平方米，6.0MPa。 3、切换冷凝器：4台。 F=3000平方米，０．６ＭＰａ。 4、尾气洗涤塔：不锈钢制作。 洗涤段：3200×4500 排气段：1500×25000 5、洗提塔：1台，不锈钢制作。 6、蒸馏塔：2台，不锈钢制作。 分离系统总体结构 液体回收系统 : 反应器 反应器采用列管式固定床反应器，催化剂放在列管中，反应器共有8530根25×3400 。反应器等温操作。 假定进入反应器反应流体的初始分布均匀，床层催化剂的装填均匀，可视为平推流反应器，催化剂为以惰性材料为载体的V-Ti .采用一维平推流反应器模型作为建立数学模型的依据。 顺酐精馏塔 设计的要求：塔顶出料中顺酐的含量 60 ％。 选择回流比为 7 。由Gilliland关系式可估算出理论板数NT。再根据ASPEN PLUS进行逐板的严格计算。 设定液泛因子为0.8，由此得到最大的塔径为 m，塔板采用泡罩式。板间距取为0.6m，两端加上4.6m。 最终设计的顺酐精馏塔：理论塔板数为15 块，进料位置是第 6块塔板，回流比为7 。塔顶的操作压力是 50kPa。塔高 17 m，最大塔径0.304m。 苯酐回收塔 设计的要求：塔顶出料中苯酐的含量 99.99％。 使用和顺酐塔同样的设计方法，得到回收塔的设计值：理论塔板数为 15 块，进料位置是第 5块塔板。塔顶的操作压力是21kPa，回流比为0.35 。塔顶的负压是为了减少塔板数，有利于苯酐的蒸出。最大塔径为0.81 m，塔高为17 m。 过程的模拟结果——反应器 过程的模拟结果——吸收塔 过程的模拟结果——塔 经济效益分析 1、年销售收入6400÷1.17×2＝10940.17万元 2、税金估算1394.57万元 增值税:销项税＝(6400-6400÷1.17)×2＝1859.83万元 进项税:(3431.51×0.17+29.61(电))×2＝1225.94万元 应交增值税额＝ 1859.83 - 1225.94 ＝633.89万元 产品销售税金及附加： 633.89 ×10%＝126.78万元 3、销售利润: 10940.17 -4341.11×2-126.78＝2131.17万元 4、所得税: 2131.17 ×33%＝703.29万元 5、净利润: 2131.17 - 703.29 ＝1427.88万元 6、总投资利润率： 2131.17 ÷10263×100%＝21.38% 7、投资回收期(静态) 10263÷ 2131.17 ＝4.8年 8、盈亏平衡点 年总成本：2× 2131.17 ＝4262.34万元 年可变成本：2×3612.46