苯酐生产过程的虚拟模拟.docx

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1、十阂Zr也，号（华东）CHINAUNIVERSITYOFPETROLEUMAspenplus大作业综述题目：邻二甲苯制苯好生产工艺流程模拟综述学生姓名刘国栋侯凯学院化学工程学院专业班级化工卓越11级1班指导教师孙兰义2023年5月12日摘要苯酊是重要的有机化工原料，重要用于增塑剂、涂染料、聚酯、不饱和聚脂树脂、醇酸树脂等领域，因此苯酊的生产是目前企业日勺重要工艺流程之一，而提高产率也是此行业日勺最为关注的问题。根据市场预测，由于目前原料邻二甲苯的供应比较紧张，价格居高不下，导致苯酊I勺生产成本又面临考验。由此可见，提高苯酎啊生产产量将会大大的提高各化工企业的竞争实力，满足市场的规定，进行苯酊生

2、产工艺B设计与改善对于国内外市场都具有重要B意义。本设计生产大概40000吨/y高纯度0苯酊，是选用日勺是邻二甲苯固定床氧化，其基本原理是经计量的邻二甲苯预热后与经计量和加热的空气，在混合器中接触汽化后进入固定床反应器内反应生成苯酊及副产品顺醉和苯甲酸，反应气经水冷却器冷却进入闪蒸罐蒸出大部分未反应的原料和生成的CO2,H2O等气体，粗苯好加热后进入到精储塔中进行精储得到收率为99.8%BJ苯酎。伴随计算技术和计算机技术0发展,化工流程过程模拟软件也越来越成熟，计算机辅助设计也日趋广泛。在进行化工设计时，采用流程系统模拟物料衡算和热量衡算，投资和成本估算等问题以及采用流程模拟软件进行整体优化也

3、越来越普遍。本文采用国际上最流行的化工过程模拟软件之一的ASPEN作为辅助设计的重要工具，与过程有关的物料和能量的衡算基本上有该软件给出，并以设计流程计算的收敛与否来检查该流程与否可行。ABSTRACTPhthalicanhydrideisanimportantorganicchemicalrawmaterials,mainlyusedinthefieldsplasticizers,dyescoatedpolyester,unsaturatedpolyesterresins,alkydresins,etc.,andthereforetheproductionofphthalicanhydrid

4、eisnowoneoftheimportantbusinessprocesses,andimproveproductivityrateistheissueofmostconcerninthisindustry.Accordingtomarketforecasts,thesupplyofrawmaterialsduetothecurrenttighto-xylene,highprices,leadingtotheproductioncostsofPAisfacingchallenges.Thus,toimprovetheyieldofphthalicanhydrideproductionwill

5、greatlyimprovethecompetitivenessofthevariouschemicalcompaniestomeetmarketrequirements,phthalicanhydrideproductionprocessdesignandimprovementhasimportantimplicationsfordomesticandinternationalmarkets.Thedesignandproductionofabout40,000t/yofhighpurityphthalicanhydride,isthechoiceofafixedbedoxidationof

6、o-xylene,thebasicprincipleismeasuredaftero-xylenewasmeasuredwithpreheatedairandheating,contactmixerafterenteringthevaporizedreactionby-productsandmaleicanhydrideandbenzoicacidinthefixed-bedreactor,throughthegascoolerenteringtheflashtankofwaterdistilledoffmostoftheunreactedstartingmaterialandgenerati

7、onofCO2,H2Oandothergases,heatingthecrudephthalicanhydrideafterenteringintothedistillationcolumnisrectifiedtoobtainayieldof99.8%ofphthalicanhydride.Withthedevelopmentofcomputertechnologyandcomputertechnology,chemicalprocesssimulationsoftwarehasbecomeincreasinglysophisticated,computer-aideddesignarebe

8、comingincreasinglywidespread.Duringchemicalengineeringdesign,systemsimulationusingprocessmaterialbalanceandheatbalance,investmentandcostestimatesandotherissuesandtheuseofprocesssimulationsoftwareforoveralloptimizationhasbecomeincreasinglycommon.Inthispaper,usingthemostpopularASPENchemicalprocesssimu

9、lationsoftwareasoneofthemaintoolsaideddesign,materialsandprocess-relatedandenergyaccountancybasicallygivesthesoftwareandthedesignprocessofconvergencetocalculatewhetherornottotheinspectionprocessisfeasible.目录1 JI口6第2章组分61.1 邻二甲苯71.2 空气71.3 苯好81.4 苯醐81.5 顺酢91.6 苯甲酸9第3章邻二甲苯生产苯好工艺过程简介10第4章物性措施11第5章反应动力学

10、12第6章邻苯二甲酸好生产过程模拟13第7章模拟成果验证16第8章结论17参照文献18第1章引言化工过程设计是一门将一种化学新产品、新工艺或对旧工艺改造从理论运用到工业实践的学科，它为化学新产品、新工艺以及旧工艺改造在工业上运用的可行性提供了较充足的判断根据，是我们进行化工企业项目开发的一种必要前期工作。化工过程设计重要包括：新（或新产品）工艺过程的提出；将试验过程放大到工业过程（即工业流程的设计、各个工业装置的设计和工业操作条件的制定）；项目投资0估算；工业过程B优化（包括能量日勺节省、环境B保护等）。目前化工过程模拟已成为普遍采用日勺手段，广泛应用于化工过程0研究、开发、设计、生产操作0控

11、制和优化、操作培训及技术改造。流程模拟系统迅速精确，不仅可以节省时间和成本，还可以提高产品产量和质量，减少消耗。化工过程模拟技术重要的模拟软件有ASPenPlus、PRoII、Chemcad、Hysys等系统。本文运用ASPen软件对邻二甲苯固定床氧化法生产苯酎工艺流程进行模拟，并进行评估分析。苯酊是一种重要B有机化工原料和中间体,广泛应用于增塑剂、不饱和树脂、聚酯和染料的生产。目前绝大部分苯酊是通过邻二甲苯工艺路线生产，邻二甲苯工艺已基本替代了基于秦的工艺。邻苯法工艺运用邻二甲苯在固定床列管反应器内选择性氧化生成苯酊。本文重要是简朴的进行ASPEN模拟流程模拟苯酎的J合成与分离以及某些简朴B

12、塔板设计和工艺分析等过程。第2章组分空气经预热后与气化了aJ邻二甲苯混合进入反应器，邻二甲苯转化成苯配，并且伴随副反应H发生。主反应C8H10+302fC8H4O3+3H2O副反应2C8H10+1502-*2C4H2O3+8CO2+8H2OC8H10+3O2fC7H6O2+C02+2H2O2C8H10+21O2-16CO2+10H2O2C8H4O3+1502-16CO2+4H2OC4H2O3+302-4CO2+H202C7H6O2+1502-14CO2+6H2O重要组分有原料邻二甲苯（C8H10）,空气（02和不参与反应0N2）；目B产物苯酢（C8H4O3）；副产物、顺肝、苯甲酸、水、二氧化碳

13、。2.1 邻二甲苯邻二甲苯，又名1,2-二甲苯，英文名称为O-XyIene,它是生产苯好（邻苯二甲酸酊，PA）.染料、杀虫剂等的化工原料。邻二甲苯衍生物是邻苯二甲醛,可用于制备邻苯二甲酸酯增塑剂。其中邻二甲苯90%左右用于生产苯酎。邻二甲苯与苯酎之间0关系可谓息息有关，互相依存。邻二甲苯是从炼厂或烯煌装置生产芳烧中C6C8物流转化生产的几种二甲苯异构体之一。混合二甲苯物流含邻、间和对二甲苯。这些组分可用抽提蒸储分离或将它们异构化为对二甲苯。2.2 空气空气是构造地球大气层的混合气体，它透明、无色、无味，组份浓度相对稳定，只有其中二氧化碳和水蒸气B浓度含量会伴随季节和地区而发生变化。体现分子式：

14、Air等效分子量：28.959始沸点：-194.35C(101.325kPa)露点：-191.4C(101.325kPa)气体密度：1.2931g/L(IOL325kPa,干燥空气)。空气重要由78%的氮气、21%的氧气、0.94%的稀有气体，0.03%的二氧化碳，0.03%的其他气体和水蒸气、杂质物质、杂质气体共同构成；可近似看做氧气与氮气的混合物。本次模拟即是将空气看做由21%(体积分数)氧气和79%氮气B混合物。2.3 苯醉苯酊又名邻苯二甲酸酊，英文简写为PA。呈白色鳞片状固体或粉末，或白色针状晶体，具有轻微的气味，低毒，比重1.527(4),熔点130.8C,沸点284.5oC,易升华

15、，稍溶于冷水，易溶于热水并水解为邻苯二甲酸，溶于乙醇、苯和毗咤，微溶于乙酸。广泛用于制造增塑剂(邻苯二甲酸酯)、不饱和聚酯、醇酸树脂等，也是一种重要B染料中间体。近年来，伴随国内涂料行业日勺发展，醵酸树脂漆、氨基树脂漆等以静酸树脂为原料的涂料产品正在持续发展，此后该领域的苯好需求将会出现较大增幅。再加之国内不饱和聚酯树脂市场呈逐年递增趋势，必将有效带动苯酊需求的增长，进而推进苯好产能的提高。2.4 苯Si即邻羟甲基苯甲酸内醋，英文名称PhthaIide分子式(FormUIa)C8H6O2,针状或片状结晶。溶于薛、雄和热水，极微溶于冷水。用作精细化学品的中间体。用于生产染料中间体1,4.二氯意醍

16、、1.氯意醍，抗凝血药苯基苛满二酮，杀菌剂四氯苯酗，抗焦急药多虑平等。用作有机合成中间体，用于合成多虑平药物及染料还原棕BR等2.5 顺好顺丁烯二酸酊（MA）,简称顺酢又称马来酸酢，是顺丁烯二酸I付酸酥，室温下为有酸味的无色或白色固体，分子式为C4H2O3。为白色片状结晶，有强烈B刺激气味、比重1.48、易升华、遇水易潮解生成马来酸重要用于制造聚酯树脂、醉酸树脂、农药、富马酸、纸张处理剂等。2.6 苯甲酸苯甲酸（C7H6O2）又称安息香酸，是苯环上的一种氢被竣基（-COOH）取代形成的化合物。苯甲酸一般常作为药物或防腐剂使用，有克制真菌、细菌、霉菌生长的作用，药用时一般涂在皮肤上，用以治疗癣类aJ皮肤疾病。用于合成纤维、树脂、涂料、橡胶、烟草工业。