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年产5万吨苯酐精馏工段工艺设计 作 者 武静 指导教师 吴平 摘要：本设计是年产5吨苯酐精馏工段工艺设计。其生产方法为邻二甲苯和氧气在催化剂五氧化二钒、二氧化钛的作用下通过反应生成苯酐。本生产线设计的主要内容包括苯酐精馏工段的原料的选择、工艺方案、工艺流程、配方设计、物料衡算、主要设备选型以及车间布局设计。本论文采用本人实习的经历与查阅文献资料相结合的方法，我们在对苯酐精馏工段生产设计上走低排放低污染以及安全的路线，在工艺上选取合理、成本低的路线及方法,使设计尽可能地具有可行性，符合实际操作，最大综合利用资源。 关键词：苯酐 邻二甲苯 精馏工段 设计 1前言 1.1 苯酐的性质 苯酐又称邻苯二甲酸酐，邻苯二甲酸酐可代替邻苯二甲酸使用，主要与一元醇反应形成酯化学式分子式： C8H4O31.2 苯酐的主要应用领域 苯酐是一种重要的有机化工原料，主要用于生产塑料增塑剂、醇酸树脂、染料、不饱和树脂以及某些医药和农药. 目前广泛应用于化工、医药、电子、农业、、精细化工等工业部门。与多元醇(如甘油、季戊四醇)缩聚生成聚芳酯树脂，用于油漆工业；若与乙二醇和不饱和酸缩聚，则生成不饱和聚酯树脂，可制造绝缘漆和玻璃纤维增强塑料。也是合成苯甲酸、对苯二甲酸的原料，用于药物合成1.2.1 增塑剂 苯酐与两分子醇进行酯化反应生成邻苯二甲酸酯类,具有色泽浅,毒性低,电性 能好,挥发性小等特点.广泛用作各种合成树脂和橡胶的增塑剂,其中80%用于聚氯乙稀树脂的增塑剂. 近几年，随着聚氯乙烯制品应用水平的迅速提高，增塑剂及苯酐行业均得到较快发展。由多元醇、和脂肪酸或油（甘油三脂肪酸酯）缩合聚合而成的油改性按加入油的种类不同，醇酸树脂可分为干性油1927年美国R.H.基恩尔利用树脂性质依多元酸而异的特点，开发出适于各种用途的醇酸树脂的制造方法，特用苯酐或顺酐制造涂料用树脂，同年由通用电气公司进行工业化生产。醇酸树脂涂料产量很大，约占涂料工业总量的20％～25％。 不饱和聚酯树脂约占苯酐总消费量的10%。近年来，国内不饱和聚酯树脂市场呈逐年递增趋势，特别在非增强制品领域应用发展十分迅速，将有效推动苯酐需求的增长。苯酐是制造还原染料、分散染料和活性染料的重要原料，由苯酐为原料可以制得蒽醌类、酞菁类等染料品种，消耗量约占苯酐总消费量的1.5%。 糖精生产也是苯酐的一个重要消费领域，但是随着人们健康意识的增强，糖精用量大幅减少，国内现已有多家糖精生产装置关闭，只保留少数几家，苯酐用量相应减少。苯酐可用于合成羧苯甲酰磺胺噻唑、对氨基水杨酸、盐酸氯丙嗪、对苯甲基苯磺胺等多种医药产品。少量苯酐用于制造除草剂抑草生，杀菌剂稻瘟酞和杀菌丹，杀虫剂吩噻嗪，防霉剂邻苯二甲酰亚胺硫化磷酸酯等产品。苯酐与碳酸氢铵作用制得邻苯二甲酰亚胺（简称亚酰胺）配比为苯酐：碳酸氢铵=1：1.5 （mol)；反应温度280～300℃；操作周期6h。不能满足市场需求，国内每年均有大量苯酐进口。据报道，2002年中国苯酐消费量的30%约22.9万吨依靠进口，主要来自日本和韩国。2003年苯酐消费量达到85.05万吨，出口量为800吨。历年净进口量分别为：1997年10万吨、1998年18万吨、1999年20万吨、2000年21万吨、2001年16万吨、2002年22万吨、2003年25.31万吨，2004年我国进口苯酐19.67万吨。1997~2004年，国内苯酐净进口量年均增长率为15.83%。同时随着产能和产量的不断提高，国内邻二甲苯原料供应也日趋紧张，大量依赖进口，1997~2004年国内邻二甲苯年进口量由2万吨逐步上升到28.3万吨，年均增长率达51.59%。 苯酐下游产品如邻苯二甲酸酯类增塑剂、不饱和聚酯等，每年也有大量进口，且呈逐年上升趋势。1997~2004年，邻苯二甲酸二辛酯进口量年均增长率为20.5%，邻苯二甲酸二壬酯及邻苯二甲酸二癸酯进口量年均增长率达42.72%，不饱和聚酯进口量年均增长率为13.25%V2O5-TiO2）导热油、蒸汽、氮气、脱盐水、循环水。 3.1.1 邻二甲苯 分子式C8H10分子量106.17，熔点-25.2℃，沸点144.4℃，相对密度（20℃）0.882g/cm3 ，空气中爆炸下限（20℃ 1.103bar）44g/m3 上限312 g/m3 ，闪点17-23℃，自燃温度500℃. 3.1.2 熔盐 熔盐是由KNO3和NaNO2混合组成，重量比55：45，混合物熔点142-146℃，在熔融状态时，熔盐与有机物接触会有机物着火，与水接触后，熔盐具有腐蚀性。。 3.1.3 催化剂（V2O5-TiO2） 催化剂是由V2O5-TiO2组成，此次生产所需的催化剂的型号为BaSF-04-66型