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苯酐工艺过程模拟的部分优化与补充 潘明 2004-3-23 项目背景 苯酐是重要的有机化工原料，主要用于增塑剂、涂染料、聚酯、不饱和聚脂树脂、醇酸树脂等领域 提高苯酐的生产产量将会大大的提高各化工企业的竞争实力，满足市场的要求，进行苯酐生产工艺的设计与改进对于国内外市场都具有重要的意义。 本次设计工作主要内容 工艺基本流程图 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 换热网络合成 各个需要换热物流分析 第一定律的计算 温度区间： 冷、热物流之间允许的最小温差△Tmin＝20℃ 温度区间具有以下特性： （1）可以把热量从高温区间内的任何一股热物流，传给低温区间内的任何一股冷物流。 （2）热量不能从低温区间的热物流向高温区间的冷物流传递。 最小公用工程消耗 问题表 Di：区间的净热量需求量； Ii：输入到第i个温区的热量。这个量或表示从第i－1个温 区传递的热量，或表示从外部加热器获得的热量； Qi：从第i个温区输出的热量。这个量或表示传递给第 i＋1个温区 的热量，或表示传递给外部冷却器的热量 此热交换网络需要移走1847.1 kw的热量 温焓图与组合曲线 温焓图积累焓计算表 本设计的温焓图 苯酐工艺过程换热网络的T-H图分析 （夹点与阀值） 热交换方案图 ASPEN热交换器模拟结果 * * 1.经济分析与经济评价 总投资、总成本、利润、净利润、投资回收 期等。 2.换热网络的设计 冷热物流的分析、温度区间的分析、夹点问 题的分析、热交换方案。 11m3/t 氮气 7 335kwh/t 电 6 15 水 5 30 0.0015 熔盐 4 60 0.003 导热油 3 5 0.00025 催化剂 2 19600 0.98 邻二甲苯(96%) 1 年耗量(t) 单 耗(t/t) 名 称 序 号 经济效益分析 8855.5 8557 1205 1147.5 6503 320 2214 6023 与资金有关费用 劳务费用 原料、动力费用 建设期利息 流动资金 固定资金 固定成本 可变成本 总成本 总投资 经济评价 4.5 年 33.12% 1899.1 2834.5 935.4 1110 12800 投资回收期 总投资利润率 净利润 利润 所得税 增值税 销售收入 单位（万元） -168.7 210 70 1.205 冷 4 -302.83 325 215 2.753 冷 3 -951.5 176.5 76.5 9.515 冷 2 3270.164 70 377 10.652 热 1 热量 Q/kw T终/℃ T初/℃ FCp （kw/℃） 类型 物流号 3270.164 H5＝2.75（325-215）＝302.5 325 2967.664 H4＝0（215-210）＝0 215 2967.664 H3＝1.21（210-176.5）＝40.535 210 2927.129 H2＝（1.21+9.515）（176.5-76.5）＝1072.5 176.5 1854.629 H1＝1.21（76.5-70）＝7.865 76.5 1846.764 H0＝1846.764 70 　 　 冷物流 3270.164 H1＝10.652（377-70）＝3270.164 377 0 H0＝0 70 　 　 热物流 积累焓 H/kw 　 T/℃