顺酐生产——供热系统.ppt

第四组 刘云慧、何蕴升、李懋、李旭、孙超,顺酐生产——供热系统,目录,,,,顺酐生产装置供热要求,,,,,现有顺酐工艺流程,,,,,提出顺酐生产供热改进方案,,,,,关键设备及管道要求,,,,,供热系统开停车关键,,,,顺酐供热通用性方案,供热系统,1、顺酐生产对供热的要求 2、顺酐生产中反应热综合利用方案-熔盐产生高压水蒸气的综合利用 3、水蒸气供热管道（材质、布置）、管件、仪表、设备 4、水蒸气管道开车,供热系统,苯是最稳定的碳氢化合物之一，因此苯氧化除了需要活性较高的催化剂外，还需要比较高的反应温度，但温度过高容易发生深度氧化反应，工业生产上一般控制在623~723K氧化反应是强烈放热，如果反应热不及时移走，难于得到目的产物通常是在列管式固定床反应器管间填充熔盐（亚硝酸盐和硝酸盐的混合物）作热载体，利用熔盐强制循环，一方面为反应器预热提供热量，另一方面移出反应时所放出的热量，以维持稳定的反应温度顺酐生产对供热的要求,反应温度工业生产上一般控制在623～723K由于反应强烈放热，因此温度控制非常重要主反应式、主要副反应均为强放热反应，因此，在反应过程中及时移出反应热是一个十分突出的问题。

如果工艺条件控制不当，反应最终都会生成一氧化碳和二氧化碳供热介质的选择、性质,供热介质,精馏塔部分利用高压饱和水蒸汽加热原因 （1）产生的高压饱和水蒸汽的有效利用，节约成本2）无污染 、无毒，环保3）膨胀性能好（4）传热性能好缺点: 需高压管道输送蒸汽，费用高，且远距离输送时热损失大热交换器 、脱水塔 利用水蒸汽加热,原因 （1）苯和水的沸点分别为80.1 ℃ 、99.975℃ ，利用水蒸汽足够达到它们的沸点2）水蒸汽便宜、易得（3）无污染 、无毒，环保4）膨胀性能好 ，传热性能好,水蒸气供热管道（材质、布置）、管件、仪表、设备,水蒸汽化工生产中水蒸汽的来源：企业锅炉产生的蒸汽、利用的废热锅炉（余热锅炉）回收生产中富余热能产生的蒸汽，闪蒸扩容器产生蒸汽、工业园区水蒸汽管网提供外来蒸汽（由热电厂供应） 低压蒸汽压力一般在1.57MPa及以下，中压蒸汽压力一般在1.58-3.82Mpa，次高压蒸汽压力一般在3.83-6.73 Mpa，高压蒸汽压力一般在6.74-13.7 Mpa水蒸气供热1、水蒸汽用作热源作为加热介质的水蒸汽一般在180℃以下比较合适，化工生产中一般利用水蒸汽冷凝放出的潜热。

一是饱和蒸汽有恒定的温度；二是它有较大的给热系数2、水蒸汽用作驱动汽轮机（蒸汽透平）化工生产如果有条件回收富余的高位能，生产中高压蒸汽，为例提高热能的利用率，通常用来驱动汽轮机（蒸汽透平），汽轮机驱动发电机发电或驱动压缩机等大功率设备蒸汽在汽轮机内作功后仍具有一定的压力，通过管路送给热用户作力热源现有顺酐工艺流程,目前，工业上顺酐的生产工艺路线按原料可分为苯氧化法、正丁烷法氧化法、C4烯烃法和苯酐副产法4种，其中苯氧化法应用最为广泛，但由于苯资源有限，C4烯烃和正丁烷为原料生产顺酐的技术应运而生，尤其是富产天然气和油田伴生气的国家，拥有大量的正丁烷资源，因此近年来正丁烷氧化法生产顺酐的技术发展迅速，已经在顺酐生产中占主导地位，其生产能力约占世界顺酐总生产能力的80% 下面我给大家介绍几种常见的生产方法,苯氧化法,苯蒸气和空气（或氧气）在以V2O5－MnO3等为活性组分，α-Al2O3为载体的催化剂上发生气相氧化反应生成顺酐苯氧化法是生产顺酐的传统生产方法，工艺技术成熟可靠，主要技术有美国SD法、Alusuisle／UCB法和日本触媒化学法等，其中以SD法应用最为普及，Alusuisle／UCB法原料苯的消耗量最低，是较为先进的生产方法。

苯氧化法制顺酐的讨论,反应原理如下： 主反应： C6H6 + O2 → C4H2O3 + 2CO2 + 2H2O 水吸收： C4H2O3 + H2O → C4H4O4 (30%) 恒沸脱水：C4H4O4 + C8H10 → C4H2O3 + C8H10·2H2O,供热：选用饱和水蒸汽系统供热,C4烯烃法,该法是以混合C4馏分中的有效成分正丁烯、丁二烯等为原料，和空气（或氧气），在V2O5－P2O5系催化剂作用下经气相氧化反应生成顺酐，其中正丁烯在反应过程中先脱氢生成丁二烯，再氧化生成顺酐在反应过程中，除生成主产物外，还副产生成一氧化碳、二氧化碳和水以及少量的乙醛、乙酸、丙烯醛和呋喃等德国BASF公司和拜尔公司开发了以混合C4馏分为原料的固定床氧化工艺日本三菱化成公司开发了以含丁二烯的C4馏分为原料的流化床氧化制顺酐工艺由于脱氢属于吸热反应，而且副产物较多，因此，混合C4烯烃氧化制顺酐发展前途不太乐观苯酐副产法,由邻二甲苯生产苯酐时，可以副产得到一定数量的顺酐产品，其产量约为苯酐产量的5%在苯酐生产中，反应尾气经洗涤塔除去有机物后排放到大气中，洗涤液为顺酐和少量的苯甲酸、苯二甲酸等杂质，经浓缩精制和加热脱水后得到顺酐产品。

正丁烷氧化法,正丁烷氧化工艺是以正丁烷为原料，在V2O5-P2O5系催化剂作用下发生气相氧化反应生成顺酐该工艺自1974年由美国孟山都等公司实现工业化以来，由于原料价廉、对环境污染小以及欧美等国家正丁烷资源丰富等原因而得到迅速的发展，代表了顺酐生产工艺的发展趋势在固定床工艺中，由于正丁烷氧化选择性和反应速率均比苯法低，正丁烷-空气混合物中正丁烷浓度可高达1.6%-1.8%（摩尔分数），顺酐收率按正丁烷计约为50%，故对于同样规模的生产装置需求较大的反应器和压缩机；采用流化床反应器可使正丁烷在空气中的浓度提高到3%-4%（摩尔分数）流化床反应器传热效果好，且投资较少，但流化床用的催化剂磨损较多1－流化床反应器；2－丁烷加料泵；3－丁烷蒸发器；4－丁烷过热器； 5－空气压缩机；6－空气过热器；7－废热锅炉；8－生成气冷凝器； 9－气液分离器；10－吸收塔；11－粗顺酐贮槽；12－解吸塔； 13－薄膜蒸发器；14－脱轻组分塔；15－顺酐精馏塔,1、熔盐产生高压水蒸气的综合利用,水蒸气的综合利用：中高压：1、作为推动压缩机的动力之源；2、余的迪亚可以作为热源，供其它设备只须低 压：可用于发电厂，尤其是中压到高压适用于常压式发电机。

提出顺酐生产供热改进方案,2、反应热综合利用方案,通过反应器的熔盐 出来后通入换热器给水加热，同时冷却熔盐，经过冷却后的熔盐循环使用加热后的热水分别通入冷却器（用温水冷却冷凝 ）、精馏塔顶部的换热器（用温水冷却） 脱水塔产生的水，综合利用通入水洗塔，从而循环使用尾气焚烧回收的热量通入换热器，使水变成水蒸气，水蒸气分别通入脱水塔加热、通入热交换器预热原料，冷却后的水在通入换热器加热，从而循环使用 反应热综合利用方案,关键设备及管道要求 1、蒸汽管路,1、一般要求 2．管径 可直接查蒸汽管管径线算图来确定蒸汽管的直径 弯管的弯曲半径宜为外径的4~5倍，弯制后的椭圆度不得大于5% 3．管道及附件材料的选择 (1)管道材料应符合国家有关钢材现行标准的规定 (2)管道附件的选择 法兰 、阀门、波纹管补偿器 、,,2、管道布置,1. 管道布置应结合主厂房设备布置及建筑结构情况进行，管道走向宜与厂房轴线一致在水平管道交叉较多的地区，宜按管道的走向划定纵横走向的标高范围，将管道分层布置管道布置不宜使介质的主流在三通内变换方向 2. 管道系统中应防止出现由于刚度较大或应力较低部分的弹性转移而产生局部区域的应变集中。

当管道中有阀门时，应注意阀门关闭工况下两侧管道温度差别对管段刚性的影响 3. 大容量机组的主蒸汽管道和再热蒸汽管道宜采用单管或具有混温措施的管道布置，当主蒸汽管道、再热蒸汽管道或背压机组的排汽管管道为偶数时，宜采用对称式布置4. 存在两相流动的管道，宜先垂直走向，后水平布置，且应短而直 当蒸汽管道或其他热管道布置在油管道的阀门、法兰或其他可能漏油部位的附近时，应将其布置于油管道上方当必须布置在油管道下方时，油管道与热管道之间，应采取可靠的隔离措施 5. 管道的布置，应保证支吊架的生根结构、拉杆与管子保温层不致相碰 6. 当管道横跨人行通道上空时，管子外表面或保温表面与地面通道（或楼面）之间的净空距离不小于2000m，当通道需要运送设备时，其净空距离必须满足设备运送的要求7. 当管道在直爬梯的前方横越时，管子外表面或保温表面与爬梯垂直面之间的净空距离应不小于750m 8. 排汽管道出口喷出的扩散汽流，不应危及工作人员和邻近设施排汽口离屋面（或楼面、平台）的高度，应不小于2500m 9.蒸汽管道的水平安装坡度，应小于下列数值：温度小于430°C 0.002温度大于和等于430°C 0.004 蒸汽管道的坡度方向，宜与汽流方向一致。

至汽封系统的供汽管道必须坡想供汽汽源，其最小坡度不应小于0.006. 10. 管道与强、梁、柱及设备之间的净空距离，地沟内布置的管道之间的净空距离等布置要求，应满足有关设计的规定11.长距离输送蒸汽的管路要在一定距离处安装疏水阀，以排除冷凝水12.冷热流体应相互避开，不能避开时，冷管在下，热管在上；塑料管或衬胶管避开热管,3、保温通常将保温和保冷统称为隔热为减少设备、管道及其附件向周围环境散热，在其外表面采取的包覆措施，叫保温供热系统开停车关键,冷的蒸汽管道在引入蒸汽时，有一个热膨胀过程，为使热膨胀充分，必须有足够的时间缓慢加入蒸汽以提升温度和压力（同时注意排放冷凝液），逐渐达到额定值（管道与蒸汽温度一致），这就叫暖管暖管时要及时到淋若暖管速度过快，冷凝液排放不及时与蒸汽在管内形成两相流，使混合物发生激烈爆鸣（可听到较闷的铛铛声），严重时损坏该区域管道及阀门，伤及操作者，这就叫水击其实暖管过程就是防止水击的发生操作步骤： 1.检查流程，先关闭所有阀门，打开蒸汽管网导淋； 2.缓开引蒸汽阀门送蒸汽，有蒸汽通过时停一阵，无严重水击时再开一点； 3.检查蒸汽导淋排水汽情况和管道位移情况； 4.视蒸汽导淋排水汽带水多少情况，沿蒸汽流向方向关闭蒸汽导淋阀门，直到最后一个导淋阀关闭；蒸汽暖管结束。

5.管线全部见汽后开大引蒸汽阀门，提高参数至所需的压力蒸汽管暖管的注意事项 1.暖管应缓慢进行即先向管道内缓慢地送入少量蒸汽，对管道进行预热，当吹扫管段首段和末端温度相近时，方可逐渐增大蒸汽流量至需要值进行吹扫蒸汽管线的吹扫方法用暖管-吹扫-降温-暖管-吹扫-降温的方式重复进行直至吹扫合格如是周而复始地进行，管线必然冷热变形，使管内壁的铁锈等附着易于脱落，故能达到好的吹扫效果，为提高吹管效果，可在基本的吹洗方法加入一点量的氧气，有利于锈后脱落及保护膜的生成排出的全是物色蒸汽为止 2.基本上控制升温速度不超过50°C/半小时，管道与蒸汽温度一致，暖管合格 3.暖管中药注意观察管道连接处的各个阀门，发现泄露及时热紧顺酐供热通用性方案,苯经蒸发器蒸发后与空气混合，进入热交换器，预热后的原料气进入列管式固定床反应器在催化剂作用下发生氧化反应生成顺丁烯二酸酐；反应热借助反应器管间的循环熔融盐导出 反应产物气体经三级冷却而得熔融态的顺酐进入顺酐贮槽，未凝气体经水洗塔吸收未冷凝的顺酐后放空，吸收的顺酐经脱水后进入顺酐贮槽 顺酐贮槽的熔融态的粗顺酐经蒸馏处理精制后即可得到熔融态的顺酐产品工艺流程图,,。