《年產(chǎn)40000噸苯酐生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《年產(chǎn)40000噸苯酐生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).doc（66頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、武夷學(xué)院目 錄1. 概 述51.1 苯酐簡(jiǎn)述51.2 苯酐的一般性狀251.3 苯酐的生產(chǎn)方法概述61.3.1 萘法概況71.3.2 鄰法概況71.3.1 鄰法制苯酐幾種工藝簡(jiǎn)介81.3.3 國(guó)內(nèi)工藝現(xiàn)狀102. 工藝流程102.1原料名稱及規(guī)格4102.2 反應(yīng)原理102.3 苯酐生產(chǎn)工藝催化劑112.3.1 苯酐催化劑的選擇112.4 工藝流程簡(jiǎn)述4122.4.1 氧化部分122.4.2 冷凝回收132.4.3 尾氣洗滌132.4.4 預(yù)處理132.4.5 結(jié)片包裝142.4.6 廢液焚燒142.5 工藝流程方塊圖153. 物料衡算153.1 反應(yīng)器中氧化反應(yīng)的物料衡算163.1.1 氧化

2、反應(yīng)過(guò)程的衡算基準(zhǔn)163.1.2 氧化反應(yīng)過(guò)程的物料衡算圖163.1.3 氧化反應(yīng)過(guò)程的物料衡算：163.2 冷凝工段物料衡算203.3 精餾工段物料衡算213.3.1 物料衡算：213.3.2 輕組分塔物料衡算224. 能量衡算234.1 熱量衡算方程式244.1 反應(yīng)過(guò)程的能量方框圖244.2 反應(yīng)器能量橫算過(guò)程244.2.1 Q1和Q4的計(jì)算244.2.2 過(guò)程Q3的計(jì)算254.2.3 Q5的計(jì)算264.2.4 Q2的計(jì)算264.3 反應(yīng)器能量衡算表265. 精餾塔的工藝設(shè)計(jì)及選型275.1 確定操作條件275.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理275.3 塔板數(shù)的確定305.4 塔徑的計(jì)算及板間距離的確

3、定315.4.1 精餾段315.4.2 提餾段315.5 塔高的計(jì)算325.6 溢流堰長(zhǎng)計(jì)算325.7 塔體厚度的計(jì)算325.8 塔設(shè)備計(jì)算結(jié)果列表336. 苯酐生產(chǎn)裝置其他主要設(shè)備選擇346.1 主要附件設(shè)備選擇346.2 反應(yīng)器組設(shè)計(jì)356.2.1 固定床列管反應(yīng)器設(shè)計(jì)：356.2.2 熔鹽循環(huán)泵：356.2.3 電加熱器356.2.4 熔鹽冷卻器356.2.5 蒸汽過(guò)熱器366.2.6 鄰二甲苯汽化器366.2.7 熔鹽調(diào)節(jié)閥36參 考 文 獻(xiàn)371. 概 述1.1 苯酐簡(jiǎn)述苯酐，鄰苯二甲酸酐，簡(jiǎn)稱苯酐，英文縮寫(xiě)PA（Phthalicanhydride），是一種重要的基本有機(jī)化工原料，被

4、認(rèn)為是十大有機(jī)化工原料之一。苯酐主要用于制造增塑劑、聚酯樹(shù)脂和醇酸樹(shù)脂，此外，還可用于生產(chǎn)涂料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、糖精等。我國(guó)苯酐最主要的用途是生產(chǎn)鄰苯二甲酸酯類增塑劑，如鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、混合酯等，該類增塑劑大量用于聚氯乙烯塑料制品的加工；其次是用于生產(chǎn)醇酸樹(shù)脂和氨基樹(shù)脂涂料。苯酐還可以用于不飽和聚酯的生產(chǎn)，在染料工業(yè)中用以合成蒽醌，在顏料生產(chǎn)中合成酞青蘭BS、酞菁藍(lán)CT、酞菁藍(lán)B等顏料；在醫(yī)藥工業(yè)中用于制備酚酞，在農(nóng)藥生產(chǎn)中用于亞胺磷等中間體的生產(chǎn)。常溫下為一種白色針狀結(jié)晶（ 工業(yè)苯酐為白色片狀晶體），易燃，在沸點(diǎn)以下易升華，有特殊輕微的刺激性氣味。苯酐能引起人們呼吸器官的過(guò)敏

5、性癥狀，苯酐的粉塵或蒸汽對(duì)皮膚、眼睛及呼吸道有刺激作用，特別對(duì)潮濕的組織刺激更大。1.2 苯酐的一般性狀2苯酐，常溫下為一種白色針狀結(jié)晶（ 工業(yè)苯酐為白色片狀晶體），易燃，沸點(diǎn)以下易升華，有特殊輕微刺激性氣味。分子式C8H4O3，相對(duì)密度1.527(4.0)，熔點(diǎn)131.6，沸點(diǎn)295（升華），閃點(diǎn)（開(kāi)杯）151.7，燃點(diǎn)584。微溶于熱水和乙醚，溶于乙醇、苯和吡啶。（1）苯酐的物理常數(shù)如下：分子式：C8H4O3；C6H4(CO)2O分子量：148.12CAS號(hào)：85-44-9沸點(diǎn)：284.5（101KPa）凝固點(diǎn)：131.11(干燥空氣)熔點(diǎn)：130.5三相點(diǎn)：131.00自燃點(diǎn)：584密度

6、：相對(duì)密度(水=1)：1.53；相對(duì)密度(空氣=1)：5.10閃點(diǎn)：151.7（開(kāi)杯）蒸汽壓：0.13 kPa/96.5溶解性：不溶于冷水，溶于熱水、乙醇、乙醚、苯等多數(shù)有機(jī)溶劑熔融色度（色度號(hào)）100熱穩(wěn)定色度（色度號(hào)）150結(jié)晶點(diǎn)130.0純度99.5%游離酸含量0.5%穩(wěn)定性：穩(wěn)定危險(xiǎn)標(biāo)記：20(腐蝕品)（2）苯酐的熱力學(xué)常數(shù)比熱容：0.4229 J/g.K(90K) 0.7637 J/g.K(200K) 1.0999 J/g.K(300K) 熔融熱：23.446 kJ/mol(131) 升華熱：88.76 kJ/mol(131) 燃燒熱：3264.9 kJ/mol(25氣體) 3259

7、.9 kJ/mol(25固體) 生成熱：-373.6 kJ/mol(25氣體) -460.7 kJ/mol(25固體) 絕對(duì)熵：179.6 kJ/(mol.)(25) 生成自由能：-332.6kJ/mol(25) 溶解熱：43.96（在25水中） 水合常數(shù)：0.607(25) 臨界常數(shù)：溫度tc,K:810 壓力pc,Mpa:4.61 密度c,g/cm3:0.402 壓縮因子Zc:0.261.3 苯酐的生產(chǎn)方法概述目前，全球苯酐生產(chǎn)所采用的工藝路線有萘流化床氧化和萘/鄰二甲苯固定床氧化，其中鄰二甲苯固定床氧化技術(shù)約占世界總生產(chǎn)能力的90%以上。鄰二甲苯固定床氧化技術(shù)占美國(guó)總生產(chǎn)能力的82%，西

8、歐的86%和日本的58%。由于萘法生產(chǎn)方法受到原料、消耗、成本等方面的限制，所以該生產(chǎn)方法受到了影響，萘流化床氧化工藝在國(guó)外已逐步淘汰，但是在我國(guó)的苯酐生產(chǎn)中仍占有一定比例。隨著我國(guó)石化工業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展和苯酐裝置的技術(shù)引進(jìn)，目前我國(guó)較大規(guī)模的苯酐生產(chǎn)都采用鄰苯氧化法。我國(guó)現(xiàn)有的苯酐生產(chǎn)廠，萘法約占18%，鄰苯氧化法約占82%；苯酐總生產(chǎn)能力，萘法占13%-15%，鄰法占85%-87%3。1.3.1 萘法概況萘法作為最早生產(chǎn)苯酐的方法，也是最早形成工業(yè)化生產(chǎn)的方法，其原料為焦油萘。空氣經(jīng)凈化、壓縮預(yù)熱后進(jìn)入流化床反應(yīng)器底部，噴入液體萘，萘汽化后與空氣混合，通過(guò)流化狀態(tài)的催化劑層，發(fā)生放熱反應(yīng)生成苯

9、酐。反應(yīng)器內(nèi)裝有列管式冷卻器，用水為熱載體移出反應(yīng)熱。反應(yīng)氣體經(jīng)三級(jí)旋風(fēng)分離器，把氣體攜帶的催化劑分離下來(lái)后，進(jìn)入液體冷凝器，有40%60%的粗苯酐以液態(tài)冷凝下來(lái)，氣體再進(jìn)入切換冷凝器（又稱熱融箱）進(jìn)一步分離粗苯酐，粗苯酐經(jīng)預(yù)分解后進(jìn)行精餾得到苯酐成品。尾氣經(jīng)洗滌后排放，洗滌液用水稀釋后排放或送去進(jìn)行催化焚燒。我國(guó)在1953年開(kāi)始萘法生產(chǎn)苯酐，當(dāng)時(shí)是以萘為原料，固定床氣相氧化法生產(chǎn)苯酐。1958年我國(guó)又開(kāi)發(fā)了流化床工藝，并在此基礎(chǔ)上建設(shè)了多套工業(yè)生產(chǎn)裝置。在生產(chǎn)中工藝不斷被改進(jìn)，如投料方式發(fā)展為霧化進(jìn)萘、氣固分離采用國(guó)產(chǎn)高效耐磨旋風(fēng)分離器等，這些改進(jìn)不僅使產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量大為提高，同時(shí)也大大降

10、低了萘法的能耗。由于我國(guó)萘流化床法發(fā)展較快，到1988年大部分工廠仍在采用萘流化床法生產(chǎn)苯酐，當(dāng)時(shí)萘法產(chǎn)量高達(dá)總產(chǎn)量的90%。隨著我國(guó)石油工業(yè)的發(fā)展以及鄰法技術(shù)的開(kāi)發(fā)，萘法的劣勢(shì)顯露出來(lái)：原料焦油萘供應(yīng)日趨緊張，價(jià)格不斷上揚(yáng)，單臺(tái)反應(yīng)器生產(chǎn)能力較低，這些都不可避免地造成了萘法的高能耗。由于萘法生產(chǎn)在降低能耗上沒(méi)有再出現(xiàn)大的進(jìn)展，在大量低價(jià)位鄰法苯酐的沖擊下，使萘法的利潤(rùn)空間越來(lái)越小，為了提高自身的經(jīng)濟(jì)效益，眾多的萘法廠家開(kāi)始進(jìn)行工藝改造，轉(zhuǎn)向鄰法生產(chǎn)，到1999年萘法產(chǎn)量已不足10%，到了21世紀(jì)，萘法在我國(guó)已逐漸被淘汰掉。1.3.2 鄰法概況 隨著苯酐產(chǎn)量的迅速增長(zhǎng)，焦油萘越來(lái)越不能滿足生產(chǎn)

11、的需要，而隨著石油工業(yè)的發(fā)展，又提供了大量廉價(jià)的鄰二甲苯，擴(kuò)大了苯酐的原料來(lái)源。過(guò)濾、凈化后的空氣經(jīng)過(guò)壓縮，預(yù)熱后與汽化的鄰二甲苯混合進(jìn)入固定床反應(yīng)器進(jìn)行放熱反應(yīng)，反應(yīng)管外用循環(huán)的熔鹽移出反應(yīng)熱并維持反應(yīng)溫度，熔鹽所帶出的反應(yīng)熱用于生產(chǎn)高壓蒸氣（高壓蒸氣可用于生產(chǎn)的其他環(huán)節(jié)也可用于發(fā)電）。反應(yīng)器出來(lái)的氣體經(jīng)預(yù)冷器進(jìn)入翅片管內(nèi)通冷油的切換冷凝器，將苯酐凝結(jié)在翅片上，然后再定期通入熱油將苯酐熔融下來(lái)，經(jīng)熱處理后送連續(xù)精餾系統(tǒng)除去低沸點(diǎn)和高漲點(diǎn)雜質(zhì)，得到苯酐成品。從切換冷凝器出來(lái)的尾氣經(jīng)兩段高效洗滌后排放至大氣中。含有機(jī)酸濃度達(dá)30的循環(huán)液送到順酐回收裝置或焚燒裝置，也可回收處1964年，美國(guó)在工業(yè)

12、上首次采用鄰二甲苯為原料氣相氧化生產(chǎn)苯酐。由于石油鄰二甲苯資源比較豐富，理論收率高（鄰二甲苯制取苯酐理論收率為139.6wt%，萘為115.6wt%）。從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，生產(chǎn)苯酐的原料從萘轉(zhuǎn)向鄰二甲苯。隨著催化劑研發(fā)的重大進(jìn)展以及參加反應(yīng)的空氣和鄰二甲苯比例的降低，再加上生產(chǎn)設(shè)備大型化的實(shí)現(xiàn)等一系列新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，進(jìn)一步加速了原料的轉(zhuǎn)換進(jìn)程。自80年代以來(lái)，世界各國(guó)相繼開(kāi)發(fā)了“70 g工藝”、“80 g工藝”、“90 g工藝”，并正向著更高負(fù)荷的技術(shù)進(jìn)軍。我國(guó)在70年代開(kāi)發(fā)并建成了以鄰二甲苯為原料的“40 g工藝”固定床氣相催化氧化法生產(chǎn)苯酐的工業(yè)裝置，80年代又分別從德國(guó)引進(jìn)兩套4

13、萬(wàn)t/a和一套2萬(wàn)t/a鄰法苯酐生產(chǎn)裝置。我國(guó)苯酐的生產(chǎn)逐漸轉(zhuǎn)向了鄰法，萘法則慢慢被淘汰。1992年國(guó)內(nèi)苯酐生產(chǎn)能力達(dá)25.95萬(wàn)t，鄰法占60%以上，1999年，生產(chǎn)能力近40萬(wàn)t，鄰法已占90%以上，2003年，苯酐產(chǎn)能約為76.5萬(wàn)t，幾乎全部為鄰法產(chǎn)品，而且此時(shí)生產(chǎn)廠家也超過(guò)了四十多家，并不斷有新的鄰法裝置建成、投產(chǎn)。近幾年，各廠家也都在為提高自身產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力而不斷地在節(jié)能降耗等方面改進(jìn)、完善著自已的工藝，這就使得鄰法工藝更加成熟，更加先進(jìn)。萘法與鄰法之間的比較：(a)原料供應(yīng) 隨著石油工業(yè)的發(fā)展，提供了廉價(jià)的鄰二甲苯，而其鄰二甲苯的資源較為豐富，因此，從原料方面來(lái)講，鄰法較萘法優(yōu)越。

14、(b)消耗方面 鄰法較萘法制苯酐理論收率高，鄰法制苯酐理論收率為139.6%，而萘法則是115.6%，因此，鄰法較萘法生產(chǎn)苯酐從消耗上講，成本應(yīng)該較低。(c)單套反應(yīng)系統(tǒng)生產(chǎn)能力 從規(guī)模經(jīng)濟(jì)的角度，反應(yīng)能力大意味著生產(chǎn)成本低。苯酐單套裝置生產(chǎn)能力，美國(guó)平均位90kt/a，最大為118kt/a，均為鄰法；德國(guó)鄰法裝置平均能力為85kt/a，英、法、意等國(guó)單套鄰法裝置能力也達(dá)到了8090kt/a；日本鄰法單套裝置能力平均為60kt/a，最大90kt/a，萘法以30kt/a為主，由此可見(jiàn)鄰法生產(chǎn)苯酐成本較低4。1.3.1 鄰法制苯酐幾種工藝簡(jiǎn)介鄰二甲苯固定床氣相氧化法主要有BASF,Vom-Heyd

15、en,ElfAtochem/日觸和Alus-uisse Italia等幾種典型的生產(chǎn)工藝。(1) BASF工藝此法系德國(guó)BASF公司開(kāi)發(fā)的技術(shù)，最初為低溫低空速法，1968年改為低溫高空速法。BASF工藝于1976年工業(yè)化生產(chǎn)，總生產(chǎn)能力超過(guò)100萬(wàn)噸/年，BASF工藝的單臺(tái)反應(yīng)器最大生產(chǎn)能力為45kt/a；收率達(dá)109%；尾氣回收5%順酐；整個(gè)過(guò)程無(wú)廢水；從切換冷凝器中出來(lái)的廢氣回收順酐后催化焚燒排空。經(jīng)凈化預(yù)熱后的空氣與氣化的鄰二甲苯混合進(jìn)入列管式固定床反應(yīng)器，在釩-鈦環(huán)形催化劑表面進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為360，空速為3000/h，反應(yīng)熱由熔鹽導(dǎo)出。粗苯酐在微負(fù)壓下采用高溫或同時(shí)添加少量化學(xué)

16、品除去某些雜質(zhì)后送入精餾塔精制。(2) Von-Heyden工藝近年來(lái)各國(guó)新建的苯酐生產(chǎn)裝置基本上都采用Von-Heyden工藝，至今世界上已有110套以上的裝置采用此工藝，總生產(chǎn)能力為160萬(wàn)噸/年，單臺(tái)反應(yīng)器的最大生產(chǎn)能力為50kt/a；裝置可以使用鄰二甲苯也可以使用萘為原料，裝置具有很大的原料靈活性；該工藝有三種V-Ti系催化劑，分別用于鄰二甲苯、萘及兩者的混合物，催化劑壽命大于3年，且不需要加SO2；進(jìn)料比為80g鄰苯/ m3 空氣；順酐收率為114%-115%，以萘為原料時(shí)為97%-99%。該工藝所采用的催化劑適用于鄰二甲苯、萘以及鄰二甲苯和萘的混合料，設(shè)計(jì)的催化劑負(fù)荷為鄰二甲苯10

17、0g/ m3空氣（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）；工藝中產(chǎn)生的廢氣，經(jīng)水洗或焚燒排空，洗液可用于回收順酐，生產(chǎn)1t苯酐可回收順酐40-50kg，該工藝與BASF工藝相近。(3) ElfAtochem /日觸工藝ElfAtochem公司于1970年開(kāi)始開(kāi)發(fā)低能耗工藝，1986年該公司決定采用日觸公司壽命長(zhǎng)、選擇性高的苯酐催化劑，并與日觸公司共同開(kāi)發(fā)了ElfAtochem/日觸工藝。該工藝的總生產(chǎn)能力約40萬(wàn)噸/年，單臺(tái)反應(yīng)器最大生產(chǎn)能力為20kt/a，以鄰二甲苯為原料，該工藝最多的特點(diǎn)是改變了尾氣處理工藝和進(jìn)料中氧濃度，開(kāi)創(chuàng)了尾氣循環(huán)工藝，將部分尾氣循環(huán)到進(jìn)料中，使進(jìn)料中氧濃度由21%降到10%，進(jìn)料鄰二甲苯濃度增至

18、83 g/m3；催化劑壽命3年；苯酐收率為128.9%；不參加循環(huán)的尾氣通過(guò)催化焚燒回收熱能；催化劑以釩為主，選用Ti、Nb、P、K、Cs、Na以及稀土元素等氧化物為助催化劑，以特制的碳化硅球?yàn)檩d體。該工藝與BASF工藝相似，工藝尾氣全部催化焚燒處理，有機(jī)雜質(zhì)含量低，無(wú)大氣污染。(4) Alusuisse Italia工藝 意大利的Alusuisse公司于1986年開(kāi)發(fā)了Alusuisse Italia低空烴比工藝，該工藝特點(diǎn)是使用大型反應(yīng)器，設(shè)備利用率高，提高了40%，空氣對(duì)鄰二甲苯的質(zhì)量比由20:1減少到9.5:1，而原料氣濃度可提高到鄰二甲苯134g/m3空氣（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)），因而設(shè)備體積小，

19、生產(chǎn)率高，并實(shí)現(xiàn)50%的粗苯酐以液態(tài)回收，以減少熱熔冷凝器的換熱面積。到1996年，世界各地共有11套裝置采用該工藝，總生產(chǎn)能力為24.9萬(wàn)噸/年5。(5) 主要生產(chǎn)工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 Von-Heyden工藝特點(diǎn)是低能耗，高負(fù)荷，生產(chǎn)能力大，催化劑活化時(shí)不必使用SO2。BASF工藝的技術(shù)特點(diǎn)是低反應(yīng)溫度和高空速，水洗回收副產(chǎn)品順酐，生產(chǎn)費(fèi)用低，無(wú)廢水排出，采用蒸汽透平，輸出中壓空氣。日觸工藝的特點(diǎn)是低空烴比，操作安全性能好；負(fù)荷高，空氣量相應(yīng)減少，總能耗下降，因此該工藝具有投資較低，能耗少，成本低和無(wú)污染的優(yōu)勢(shì)。Alusuisse Italia工藝工藝的設(shè)備投資較少。1.3.3 國(guó)內(nèi)工藝現(xiàn)狀

20、我國(guó)苯酐生產(chǎn)裝置規(guī)模較大的為鄰法，而且絕大部分引進(jìn)裝置，如金陵石化、齊魯石化90年代投產(chǎn)的40kt/a苯酐裝置是引進(jìn)德國(guó)BASF的技術(shù)，哈石化引進(jìn)的是德國(guó)Davy的技術(shù)，三者都是大型固定床的低能耗反應(yīng)器，催化劑為60g工藝。目前，金陵石化公司的苯酐裝置經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)改造，解決了裝置技術(shù)薄弱環(huán)節(jié)，采用進(jìn)料更高負(fù)荷催化劑，；哈石化的苯酐裝置反應(yīng)器的反應(yīng)管有10320根，可裝13t左右的催化劑；吉化40kt/a的苯酐裝置引進(jìn)的是意大利Alussuisse工藝，反應(yīng)器大而且苯酐進(jìn)料濃度高，技術(shù)處于國(guó)內(nèi)較先進(jìn)的水平，而計(jì)劃引進(jìn)的金陵石化、錦化苯酐項(xiàng)目都引進(jìn)德國(guó)技術(shù)，建設(shè)40kt/a的苯酐裝置，因此我國(guó)的

21、苯酐生產(chǎn)工藝與所引進(jìn)的技術(shù)很接近，我國(guó)的苯酐生產(chǎn)工藝技術(shù)已經(jīng)擁有國(guó)際較先進(jìn)的水平。2. 工藝流程2.1原料名稱及規(guī)格4生產(chǎn)能力：年產(chǎn)4萬(wàn)噸鄰苯二甲酸酐車間工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)間：8000h/年產(chǎn)品流量：5000kg/h產(chǎn)品純度：99.9%產(chǎn)品回收率：95%主要原材料的規(guī)格及來(lái)源鄰二甲苯（96%），主要生產(chǎn)企業(yè)為一些國(guó)內(nèi)大型石化企業(yè)。催化劑為V2O5-TiO2系列負(fù)載型催化劑。設(shè)計(jì)階段：初步設(shè)計(jì)2.2 反應(yīng)原理鄰二甲苯和空氣的氣態(tài)混合物在滿足催化劑活性的合理溫度條件下，在催化劑表面發(fā)生主反應(yīng)生成苯酐，副反應(yīng)生成順酐、苯甲酸、檸糠酐和苯酞等副產(chǎn)物。部分過(guò)氧化生成CO2和CO。用于鄰二甲苯部分氧化的催化劑

22、是V-Ti系表面涂層催化劑。載體是瓷環(huán)。催化劑的活性和選擇性、反應(yīng)控制溫度、鄰二甲苯純度、空間速度，對(duì)于鄰二甲苯部分氧化生成苯酐的產(chǎn)率具有決定性的影響。以鄰二甲苯為原料氣相催化氧化法制取苯酐的反應(yīng)歷程包括一系列平行和串聯(lián)反應(yīng)。主要反應(yīng)式如下11：主反應(yīng)：主要副反應(yīng)： 2.3 苯酐生產(chǎn)工藝催化劑2.3.1 苯酐催化劑的選擇自50年代起，相繼開(kāi)發(fā)出多種形式的鄰二甲苯氧化用催化劑，其中最成功的工業(yè)應(yīng)用最廣泛的是以V2O5-TiO2為主要活性組分的高負(fù)荷催化劑10。當(dāng)今世界苯酐生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)展主要體現(xiàn)在高收率、高選擇性、高負(fù)荷催化劑的開(kāi)發(fā)和現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的改進(jìn)上。例如BASF開(kāi)發(fā)了多種牌號(hào)的催化劑（04-

23、28、29、32、40、66 等），從BASF在華公開(kāi)CN1795049 專利透露的苯酐生產(chǎn)用催化劑看，采用的是活性逐漸增加的3層以上催化體系。通常最上部催化劑區(qū)的床長(zhǎng)度為80-160cm，其催化劑比表面積為5-30m2/g；中部催化劑區(qū)的床長(zhǎng)度50-160cm，其催化劑比表面積為10-40 m2/g；最下部催化劑區(qū)的床長(zhǎng)度為40-90 cm,其催化劑比表面積為15-50 m2/g。活性低的催化劑比表面積小，而且負(fù)載活性組分量也少，其中以重量計(jì)，V2O5為6-11，Sb2O3為0-3，堿金屬為0.1-1；活性高的催化劑V2O5為5-15，Sb2O3為0-3，堿金屬為0.0-0.4，還有0-0.

24、4的磷7。目前國(guó)內(nèi)知名的增塑劑及苯酐企業(yè)已經(jīng)成功應(yīng)用了04-28、04-66、R-HYHL-IV等BASF系列催化劑產(chǎn)品，幾種催化劑性能、特點(diǎn)、優(yōu)劣各有千秋，但是他們的主要成份都是V2O5-TiO2，并且催化劑載體都是瓷環(huán)8。2.4 工藝流程簡(jiǎn)述4苯酐生產(chǎn)工藝系統(tǒng)包括氧化反應(yīng)部分、冷凝水洗部分、苯酐精制部分。2.4.1 氧化部分鄰二甲苯通過(guò)換熱器預(yù)熱，經(jīng)凈化換熱器加熱后在汽化器內(nèi)混合均勻并完全霧化，進(jìn)入反應(yīng)器反應(yīng)。反應(yīng)器內(nèi)埋填化熱列管，用熔鹽循環(huán)移去反應(yīng)熱，熱的熔鹽產(chǎn)生高壓蒸汽。鄰二甲苯部分氧化生成苯酐所必需的工藝空氣由空氣鼓風(fēng)機(jī)壓縮供給。工藝空氣經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器除去其中的灰塵等，這些灰塵可能降

25、低催化劑的活性。通過(guò)過(guò)濾器后，純凈的空氣經(jīng)過(guò)入口側(cè)的進(jìn)氣消音器被鼓風(fēng)機(jī)壓縮至0.055 MpaG?？諝夤娘L(fēng)機(jī)是單級(jí)電動(dòng)離心式壓縮機(jī)。通過(guò)出氣消音器的壓縮空氣進(jìn)入空氣預(yù)熱器。被加熱空氣的出口溫度大約為185。工藝空氣通過(guò)空氣預(yù)熱器進(jìn)入鄰二甲苯氣化器。來(lái)源于鄰二甲苯罐的鄰二甲苯通過(guò)鄰二甲苯泵輸送到汽化器，在進(jìn)入汽化器前鄰二甲苯先后通過(guò)鄰二甲苯過(guò)濾器和鄰二甲苯加熱器，在進(jìn)入氣化器前鄰二甲苯先后通過(guò)鄰二甲苯過(guò)濾器和鄰二甲苯加熱器。位于鄰二甲苯管線上的鄰二甲苯過(guò)濾器是一種雙切換過(guò)濾器，這樣鄰二甲苯中的顆粒將被完全過(guò)濾出。通過(guò)鄰二甲苯預(yù)熱器將鄰二甲苯加熱到145，殼側(cè)的加熱蒸汽為0.6MpaG飽和蒸汽。上

26、述工藝物料和工藝空氣分別進(jìn)入鄰二甲苯氣化器。鄰二甲苯的流量根據(jù)空氣流量調(diào)節(jié)，空氣量在壓力補(bǔ)償下指示，裝置鄰二甲苯負(fù)荷為80g。在汽化器中，鄰二甲苯通過(guò)噴嘴注入并與工藝空氣完全混合直接進(jìn)入苯酐反應(yīng)器中，反應(yīng)混合物從上到下流經(jīng)反應(yīng)器。在氣相中，鄰二甲苯在V-Ti催化劑的表面被選擇性氧化反應(yīng)生成苯酐。該反應(yīng)式強(qiáng)放熱反應(yīng)。部分反應(yīng)熱將反應(yīng)溫度加熱到370，大部分反應(yīng)熱經(jīng)循環(huán)的熔鹽移出。 苯酐反應(yīng)器為列管式反應(yīng)器，在反應(yīng)器殼側(cè)的傳熱介質(zhì)為熔鹽。熔鹽通過(guò)熔鹽泵進(jìn)行循環(huán)，流經(jīng)反應(yīng)器同時(shí)吸收反應(yīng)放出的熱量。部分循環(huán)的熔鹽從鹽浴流經(jīng)外部的熔鹽冷卻器，熔鹽冷卻器有序流動(dòng)以維持鹽浴溫度的恒定。電加熱器在開(kāi)車時(shí)給鹽浴

27、提供熱量并在停車期間保持足夠的鹽浴溫度。反應(yīng)器鹽浴的溫度，是由熔鹽控制閥調(diào)節(jié)通過(guò)熔鹽冷卻器的循環(huán)流量來(lái)控制的，熔鹽冷卻器鍋爐給水的量通過(guò)液位來(lái)進(jìn)行控制。帶外部加熱的熔鹽槽主要用于熔鹽的初次裝填和反應(yīng)器熔鹽的排放。2.4.2 冷凝回收熱的生成氣體離開(kāi)反應(yīng)器后在氣體冷卻器中被冷卻到165-175，然后進(jìn)入苯酐切換冷凝器凝固成反應(yīng)產(chǎn)物。反應(yīng)氣進(jìn)入切換冷凝器，其中四臺(tái)切換冷凝器中的三臺(tái)通入反應(yīng)氣體進(jìn)行凝華，另一臺(tái)處于熱熔或再冷卻，并且根據(jù)固定的周期切換操作。在切換冷凝器凝華階段，通過(guò)冷油冷卻器冷卻的導(dǎo)熱油被通入切換冷凝器的翅片管。苯酐凝華在翅片管的外表面。循環(huán)的導(dǎo)熱油的供給溫度合理選擇，以保證出切換冷

28、凝器的氣體溫度大約為60。當(dāng)苯酐凝華結(jié)束后，通過(guò)熱油加熱器加熱的熱油被通入切換冷凝器的翅片管。粗苯酐被熱熔，收集在切換冷凝器底部然后流入粗苯酐貯罐中。粗苯酐通過(guò)粗苯酐送料泵進(jìn)入苯酐精制單元。導(dǎo)熱油流經(jīng)兩個(gè)循環(huán)回路，這兩個(gè)循環(huán)回路的油貯存罐分別是冷油罐和熱油罐，且兩貯罐相互連通。冷油通過(guò)冷油泵經(jīng)冷油冷卻器再流經(jīng)切換冷凝器回到冷油罐。通過(guò)冷油冷卻器的冷油溫度約為54。熱油通過(guò)熱油泵經(jīng)熱油加熱器再流經(jīng)切換冷凝器后回到熱油罐。通過(guò)熱油加熱器的熱油溫度約為180。熱熔后，切換冷凝器被冷油冷卻然后準(zhǔn)備下一次苯酐凝華捕集。在開(kāi)始下一次凝華捕集之前，切換冷凝器需要大約40分鐘冷卻。2.4.3 尾氣洗滌從切換冷

29、凝器排除的尾氣和精餾蒸汽噴射器過(guò)來(lái)的廢氣一起進(jìn)入尾氣洗滌塔，在洗滌塔中尾氣中的有機(jī)物通過(guò)洗滌水循環(huán)泵，經(jīng)過(guò)三級(jí)洗滌后被除去，經(jīng)洗滌后的尾氣直接向高空排入大氣。廢氣中被除去的主要有機(jī)物是順酐。三級(jí)洗滌回路中順酐的質(zhì)量濃度分別為2%，6%和17%(最大25%)。洗滌塔的補(bǔ)充水通過(guò)液位控制系統(tǒng)補(bǔ)充到洗滌塔內(nèi)。酸水被臨時(shí)貯存在酸水貯罐中，然后通過(guò)酸水輸送泵送至廢液焚燒爐。酸水正常的輸送量為1.5m3/h。2.4.4 預(yù)處理粗苯酐輸送到熱處理單元，在第一處理段，粗苯酐加熱器將粗苯酐從160加熱到250進(jìn)行熱處理。在催化劑使用的末期，有必要將粗苯酐加熱到280進(jìn)行熱處理。粗苯酐加熱器的加熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油。導(dǎo)

30、熱油通過(guò)熱油爐的循環(huán)泵進(jìn)行循環(huán)，熱油的溫度大約為300。粗苯酐從苯酐緩沖罐通過(guò)重力流入第一處理槽，最終溢流到第二處理槽。碳酸鈉溶液通過(guò)計(jì)量泵從碳酸鈉溶解槽注入第一處理槽，醛類和其它重組分轉(zhuǎn)化為樹(shù)脂以便于精餾分離。同時(shí)水蒸氣、順酐和其他低沸點(diǎn)物質(zhì)也從粗苯酐中抽取出。通過(guò)重力流入第一處理段，粗苯酐加熱器將粗苯酐從160加熱到250進(jìn)行熱處理，最終流入第二處理槽。水蒸氣、順酐和其他低沸點(diǎn)物質(zhì)從粗苯酐中抽取出。熱處理的真空度通過(guò)噴射泵來(lái)實(shí)現(xiàn)，真空度大約為-0.02MpaG。熱處理的停留時(shí)間大約為18h。被加熱的氣相產(chǎn)品在苯酐冷凝器中部分冷凝，然后回到第一處理槽。不凝氣被噴射泵吸收，然后送到尾氣洗滌塔前

31、的工藝氣體進(jìn)口管線。2.4.5 結(jié)片包裝該工段根據(jù)用戶需要經(jīng)結(jié)片機(jī)結(jié)片后再由包裝機(jī)包裝成成品。從結(jié)片機(jī)給料泵來(lái)的液體苯酐產(chǎn)品，經(jīng)結(jié)片機(jī)結(jié)成片狀的固體苯酐，再經(jīng)稱量包裝機(jī)包裝后通過(guò)皮帶輸送機(jī)送至產(chǎn)品臨時(shí)堆放倉(cāng)庫(kù)待售。結(jié)片機(jī)為一個(gè)經(jīng)拋光的并可以調(diào)轉(zhuǎn)數(shù)的不銹鋼滾筒，其內(nèi)部通冷卻水，滾筒下部的一部分侵入苯酐料盤(pán)內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒在苯酐料盤(pán)沾上一層苯酐，經(jīng)冷卻變?yōu)橐粚咏Y(jié)片。滾筒一側(cè)裝有一把固定的與滾筒同長(zhǎng)度的刮刀，當(dāng)滾筒上的苯酐結(jié)片轉(zhuǎn)至刮刀處時(shí)，被刮刀將結(jié)片刮下，落入結(jié)片機(jī)下方的排放空中，經(jīng)滑槽進(jìn)入半自動(dòng)包裝碼垛機(jī)，碼完的貨垛由非防爆內(nèi)燃機(jī)叉車送入成品庫(kù)待銷。2.4.6 廢液焚燒廢液焚燒裝置主要是處理來(lái)自尾

32、氣洗滌塔產(chǎn)生的順?biāo)釓U水。由于廢水中的有機(jī)組分含量相對(duì)比較少，廢水的熱值低，本身不能進(jìn)行燃燒，所以采用天然氣作為主要燃料進(jìn)行燃燒，將廢水噴入焚燒爐中，由過(guò)熱蒸汽進(jìn)行霧化。在焚燒爐中，廢液所含的有機(jī)物在高溫下全部分解成CO2和H2O。2.5 工藝流程方塊圖鄰二甲苯結(jié)片包裝天 然 氣苯 酐產(chǎn) 品副產(chǎn)蒸汽精 餾廢液焚燒循環(huán)油副產(chǎn)蒸汽列 管 式 氧 化 反 應(yīng) 器鼓風(fēng)系統(tǒng)原料熱 油 爐廢氣冷凝回收粗苯酐置加熱蒸汽循環(huán)冷油尾 氣洗 滌預(yù) 處 理天 然 氣圖2-1 工藝流程方塊圖3. 物料衡算物料衡算的準(zhǔn)則就是質(zhì)量守恒定律，即“進(jìn)入一個(gè)系統(tǒng)的全部物料必等于離開(kāi)這個(gè)系統(tǒng)的全部物料，再加上過(guò)程損失量和在系統(tǒng)中積

33、累量”。依據(jù)質(zhì)量守恒定律，對(duì)研究系統(tǒng)作物料衡算，可由下式表示13：G進(jìn)=G出+G損+G積 其中式中： G進(jìn) 輸入物料量總和； G出 輸出物料量總和； G損 總的物料損失量； G積 系統(tǒng)中的積累量。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，苯酐生產(chǎn)能力為40000噸/年，產(chǎn)品純度達(dá)到99.9wt%按照8000小時(shí)開(kāi)工計(jì)算，每小時(shí)的生產(chǎn)能力：40000100099.9%/8000= 4995kg/h3.1 反應(yīng)器中氧化反應(yīng)的物料衡算3.1.1 氧化反應(yīng)過(guò)程的衡算基準(zhǔn)本次設(shè)計(jì)以每小時(shí)生產(chǎn)4995 kg為基準(zhǔn)，進(jìn)料量4700 kg/h，轉(zhuǎn)化率99.9%；生成苯酐的選擇性約為0.8；空氣與鄰二甲苯進(jìn)料比為9.5:1；主要副產(chǎn)品為苯

34、酞、順酐、苯甲酸、檸槺酐、二氧化碳、一氧化碳等。3.1.2 氧化反應(yīng)過(guò)程的物料衡算圖畫(huà)出衡算方框圖，標(biāo)出有關(guān)計(jì)算目標(biāo)，然后進(jìn)行計(jì)算：固 定 床反 應(yīng) 器鄰二甲苯空 氣苯酐 水一氧化碳二氧化碳 順 酐苯甲酸苯 酞 檸糠酐 圖3-1 反應(yīng)過(guò)程物料衡算圖3.1.3 氧化反應(yīng)過(guò)程的物料衡算：鄰二甲苯與空氣催化氧化的主反應(yīng)式： 106 32 148 18 x 3y 4995 z所以主反應(yīng)中： (1)鄰二甲苯消耗量： x = 3577.5 kg/h 氧氣消耗量： y = 3240 kg/h 水的生成量： z = 1822.5 kg/h （2） 鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率為99.9%，且鄰二甲苯的進(jìn)氣量為4700kg/

35、h，所以： 鄰二甲苯生產(chǎn)苯酐的選擇性為：3577.5/4700/99.9%=76.27%。（3）設(shè)計(jì)進(jìn)料空鄰比為9.5:1，所以空氣進(jìn)料量計(jì)算： w空 = 44650 kg/h 空氣中 O2所占的比例為21%，所以工藝空氣中氧氣的進(jìn)料量：w氧 = 4465021% = 9376.5kg/h。 進(jìn)而得出空氣中不參與反應(yīng)的惰性氣體（主要為氮?dú)猓┛偟倪M(jìn)料量： w惰 = 44650-9376.5 = 35273.5kg/h通過(guò)對(duì)苯酐反應(yīng)原理的了解，在反應(yīng)器中，苯酐與空氣接觸還發(fā)生一系列的副反應(yīng)，由上面計(jì)算可知，鄰二甲苯氧化部分除了生成苯酐，還約有23.7%發(fā)生了副反應(yīng)。本次設(shè)計(jì)對(duì)副反應(yīng)只考慮占總比例較

36、大部分反應(yīng)。根據(jù)工廠實(shí)際經(jīng)驗(yàn)在該溫度段所得數(shù)據(jù)，具體給出鄰二甲苯對(duì)各副產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率如下表： 表3-1 副反應(yīng)轉(zhuǎn)化率副產(chǎn)物順酐苯甲酸苯酞檸糠酐二氧化碳一氧化碳轉(zhuǎn)化率%9.185.322.311.623.831.47根據(jù)上表給出數(shù)據(jù)，對(duì)各副反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算：（1）CH3C6H4CH3+7.5O2C4H2O3（順酐）+4CO2+4H2O = 398.0956 kg/h = 714.9472 kg/h = 292.4784 kg/h = 974.9280 kg/h（2）CH3C6H4CH3+3O2C6H5COOH（苯甲酸）+CO2+2H2O = 287.2124 kg/h = 103.5826 kg/h

37、= 84.7512 kg/h = 226.0032 kg/h（3）CH3C6H4CH3+2O2C8H6O2（苯酞）+2H2O = 136.9748 kg/h = 36.7992 kg/h = 65.4208 kg/h （4）CH3C6H4CH3+4.5O2C5H5O3（檸槺酐）+3CO+3H2O = 81.0097 kg/h = 60.2196 kg/h = 38.7126 kg/h = 103.2286 kg/h（5）CH3C6H4CH3+6.5O28CO+5H2O = 145.4095 kg/h = 58.5440 kg/h = 135.3017 kg/h（6）CH3C6H4CH3+10.

38、5O28CO2+5H2O = 596.5735 kg/h = 152.5330 kg/h = 569.4565 kg/h 綜合以上計(jì)算數(shù)據(jù)，可以得出：反應(yīng)器中氧氣總的消耗量： = 5314.3383 kg/h, 所以剩余氣體中氧氣含量： = 9376.5-5314.3383 = 4062.1612 kg/h。反應(yīng)器內(nèi)所有反應(yīng)產(chǎn)生的水的含量： wH2O = 1822.5+w1H2O+w2H2O+w3H2O+w4H2O+w5H2O+w6H2O = 2486.3184 kg/h反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的CO： wCO = w1CO+w2CO = 205.9291 kg/h反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的CO2： wCO2 = w

39、1CO2+w2CO2+w3CO2 = 1415.1033 kg/h 3.2 冷凝工段物料衡算畫(huà)出物料方框圖：切換冷凝器尾氣洗滌排放工段預(yù)處理工段反應(yīng)生成的氣體不凝有機(jī)氣體粗苯酐 圖3-2 冷凝工段物料衡算圖反應(yīng)生成氣體經(jīng)冷凝器冷卻到165-175后，再經(jīng)預(yù)冷凝來(lái)到切換冷凝器，水冷凝成液體排出，含有雜質(zhì)的粗苯酐冷凝在冷凝器的翅片管內(nèi)，準(zhǔn)備進(jìn)入精餾工段，不凝有機(jī)氣體進(jìn)入尾氣洗滌裝置，經(jīng)過(guò)三級(jí)洗滌，尾氣中順酐大部分被吸收，剩余尾氣直接排放出去，根據(jù)工廠實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及文獻(xiàn)資料給出物料平衡表格如下圖： 表3-3 冷凝工段物料衡算表序號(hào)組 分進(jìn)kg/h出1（排出或進(jìn)入氣塔）kg/h出2（進(jìn)入精餾段）kg/

40、h1鄰二甲苯9.40006.80232.59772O24062.16124062.161203惰性氣體35273.500035273.500004CO205.9291205.929105CO21415.10331415.103306苯酐4995.000004995.00007順酐398.0956101.6445296.45118苯甲酸287.2124245.520341.69219苯酞136.974877.863359.111510檸糠酐81.009747.134133.875611H2O2486.31842486.31840合計(jì)49350.704543931.97655418.72803.3

41、 精餾工段物料衡算3.3.1 物料衡算：由于粗苯酐中所含的蒽醌及其同系物等重組分含量極少，在反應(yīng)工段中沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行物料的計(jì)算，且沸點(diǎn)與苯酐相差很大，極易除去，對(duì)產(chǎn)品影響不大，而且粗苯酐中的雜質(zhì)經(jīng)過(guò)輕組分塔精餾后基本除去，能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。所以本次設(shè)計(jì)對(duì)苯酐精餾工段中的重組分塔只作介紹，不作計(jì)算。進(jìn)而在本章中對(duì)苯酐精餾工段進(jìn)行物料衡算時(shí)，可以近似認(rèn)為從輕組分塔塔底提取的苯酐熔液即為產(chǎn)品苯酐（即物流3）。同樣的，在本次設(shè)計(jì)中對(duì)精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算章節(jié)也只考慮其中的輕組分塔。3.3.2 輕組分塔物料衡算經(jīng)過(guò)冷凝工段，粗苯酐熱熔后送入預(yù)處理槽加熱，然后由輕組分塔進(jìn)料泵送入輕組分塔。預(yù)處理工段中：粗苯酐的雜質(zhì)

42、苯酞經(jīng)高溫全部分解成苯酐和水： C8H6O2 + O2 C8H4O3 + H2O由苯酞分解生成的苯酐為： 0.4411kmol則經(jīng)過(guò)預(yù)處理段后苯酐：F1=33.7500+0.4411=34.1911kmol 粗苯酐中含量較少的鄰二甲苯、檸槺酐、苯甲酸也基本除去，為了后面精餾計(jì)算方便，可假設(shè)粗苯酐經(jīng)過(guò)預(yù)處理蒸餾后，雜質(zhì)中的鄰二甲苯、檸槺酐、苯甲酸、苯酞以及苯酞高溫分解產(chǎn)物水一起除去，通過(guò)泵送入尾氣洗滌裝置。 所以進(jìn)入輕組分塔的原料物流：純苯酐的物料流量：F1=34.1911kmol/h 順酐的物料流量：F2=296.4511/98=3.0250kmol/h 進(jìn)入精餾塔粗苯酐總物料：F=F1+F2

43、 =37.2161kmol/h物流1流量即為粗苯酐總的物料流量F=37.2161kmol/h對(duì)該段精餾，進(jìn)料組成： xF1= xF2=物料1的平均摩爾質(zhì)量：MF=0.91148+0.0998 =143.5本次設(shè)計(jì)對(duì)精餾要求：塔頂x10.1488；塔底x10.998，列出物料橫算式： F=D+W （1） F1=Dxd1+Wxw1 （2） F2=Dxd2+Wxw2 （3）先將已知數(shù)據(jù)代人式（1）、（2）式： 37.2161=D+W 34.1911=0.1498D+0.998W解得： D=3.4788 kmol/h W=33.7373 kmol/h所以苯酐： F1D=0.14883.4788 =0.

44、5176 kmol/h F1W=0.99833.7373 =33.6698 kmol/h由： xd2=1-0.1498=0.8502 xw2=1-0.998 =0.002所以順酐： F2D=3.47880.8502=2.9577 kmol/h F2W=33.73730.002=0.0675 kmol/h根據(jù)以上計(jì)算列出精餾物料平衡表：表3-4 精餾工段物料衡算表物 流 表123摩爾流量 kmol/h37.21613.478833.7373質(zhì)量流量 kg/h5349.7339359.44094989.7454苯酐 kg/h5060.282876.60484983.1304順酐 kg/h289.4

45、511282.83616.61504. 能量衡算4.1 熱量衡算方程式化工計(jì)算中的能量衡算是根據(jù)熱力學(xué)第一定律，即能量守恒與轉(zhuǎn)化定律，對(duì)化工過(guò)程進(jìn)行能量計(jì)算?；どa(chǎn)中消耗的能量形式有機(jī)械能，電能和熱能等等，其中以熱能為主要形式，因此化工過(guò)程中的能量衡算重點(diǎn)是熱量衡算。本章具體對(duì)苯酐氧化反應(yīng)器進(jìn)行能量衡算如下：熱量衡算方程式： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5 其中式中： Q1初始物料帶入設(shè)備中的熱量，kJ Q2加熱劑或冷卻劑與設(shè)備和物料傳遞的熱量kJ Q3物理變化及化學(xué)變化的熱效應(yīng)，kJ Q4離開(kāi)設(shè)備物料帶走的熱量，kJ Q5反應(yīng)器系統(tǒng)熱量損失，kJ4.1 反應(yīng)過(guò)程的能量方框圖固 定 床 反 應(yīng) 器Q 鄰二甲苯 工藝空氣 145苯酐 鄰二甲苯酐 苯甲酸 苯酞檸槺酐 水 二氧化碳 一氧化碳圖4-1 反應(yīng)工段能量衡算圖4.2 反應(yīng)器能量橫算過(guò)程 根據(jù)圖4-1及能量守恒可知：Q2=Q4+Q5-Q1-Q34.2.1 Q1和Q4的計(jì)算Q=MiCi（t1-t2） （Q1和Q4的計(jì)算都適用） 式中：Mi反應(yīng)物體系中組分的質(zhì)量，kg； Ci組分i在0-T時(shí)的平均比熱容，KJ/kg.K； t1，t2反應(yīng)物系在反應(yīng)前后的溫度，。物料進(jìn)入設(shè)備時(shí)的溫度為145，熱量衡算的基準(zhǔn)為145，T=0,則： Q1=