顺丁烯二酸酐工艺规程

Q/E/O/SYST.C008-02-2011 发 放 号:

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烯 二 酸 艺 规 程

苏 州 优 合 科 技 有 限 公

二○一一年五月

丁 司

目 录

一、产品名称

二、产品的物理化学性质 三、产品的技术标准 四、产品的用途 五、原辅材料规格

六、工艺基本原理与化学反应式 七、生产工艺流程简介 八、正常生产工艺条件一览表 九、分析化验规程

十、原辅材料及动力消耗定额 十一、安全知识、环保措施 十二、工艺设备一览表 十三、不合格品的处置 附:顺酐生产工艺流程图

一、产品名称:

顺丁烯二酸酐,简称顺酐(MA),又名失水苹果酸酐、马来酸酐。 英文名称:Maleic anhydride 分子式: C4H2O3 结构式:

分子量:98.058 二、产品的物理化学性质: 1.物理性质:

本品为白色或微黄色块状或片状结晶体,有辛辣味,易升华。溶于乙醇、乙醚和丙酮,难溶于石油醚和四氯化碳,溶于水生成马来酸。顺酐的粉尘和蒸汽会使皮肤、眼睛、鼻子、咽喉和呼吸道发炎,又可引起视力障碍。如果固体顺酐与潮湿的皮肤接触,可造成皮肤表面灼伤。职业接触限值:阈限值0.25ppm,1mg/m3。 固体比重:1.48 (20℃) 液体粘度:16.1CP (60℃)

液体比重:1.314 (60℃) 闪点:103℃ (闭杯) 定压热容:72.565J/mol℃(25℃) 蒸汽自燃温度:477℃

沸点:202℃(760mmHg) 爆炸极限:(VOL%) 7.1%-1.4% 凝固点:52.8℃ 蒸发热:55.02KJ/mol 液体导热系数:0.7132KJ/m.h.℃ (160℃) 腐蚀性:对金属无腐蚀,有水存在情况下例外。 在水中溶解性:水解缓慢,在马来酸中溶解。

2. 化学性质:

⑴ 中和反应:C4H2O34H2O4Na2+H2O

⑵ 水合反应:C4H2O3+H4H4O4

⑶ 缩合反应: HO O O O 2C4H2–[CH=CH-C-O-C-CH=CH]-C O OH

⑷ 酯化反应:C4H2O34H3O44H4O4RR'

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⑸ 由于顺酐与含有钾、钠金属离子的物质接触,会发生剧烈的分解反应,分解反应会骤然产生巨大的分解气体,因此顺酐应避免与含量超过100ppm的钾、钠金属离子的物质接触。

三、产品的技术标准(GB/T 3676-2008)

附包装标志贮存和运输。

1.工业顺丁烯二酸酐产品包装使用编织袋包装,内衬聚乙烯塑料袋,袋口用绳扎紧,每个包装净重25kg或50kg,包装外面都有注册商标。 2.每批产品应附合格证,注明制造厂名、批号、级别和净重。

3.工业顺丁烯二酸酐贮存于干燥通风的库房内,防火、防潮、防雨淋日晒,自出厂之日起,贮存期为三个月。

4.在贮存和运输时勿与酸、碱混放或与氧化腐蚀性物质接触,以免产品变质。运输时注意小心轻放,防止包装袋破损。

四、产品的用途 顺酐是重要的基本有机化工原料之一,它的发展和生产已成为仅次于苯酐和醋酐的第三大类酸酐产品,也是国民经济发展中不可缺少的化工产品。主要用途有:塑料工业用于制造增塑剂,造纸工业用于制造纸张处理剂;合成树脂工业用于制造

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不饱和聚酯树脂、醇酸树脂等,涂料工业用于制造绝缘漆、白磁漆、烘漆等,农业工业用于制造农药马拉松和高效低毒农药4049等;医药工业用于制造长效磺胺药;油脂工业用于作脂肪、油的防腐剂;有机工业用于制造富马酸及四氢呋喃等;分析化学工业用作化学试剂。

五、原辅材料规格 1. 苯

⑴ 物化特性:

苯为无色透明易挥发液体,并有特殊的芳香型气味。不溶于水,能溶于醇、醚、丙酮,能与卤素、浓硫酸、浓硝酸起作用生成各种化合物,极易燃烧,其蒸气与空气混合可形成爆炸性混合物,有毒,对皮肤和粘膜有局部刺激作用,吸入或经皮肤吸收,均可引起中毒。

分子式:C6H6 结构式:

分子量:78.113 液体密度:0.8790g/cm3 (20℃) 比热:81.98J/mol.℃ (25℃) 沸点:80.10℃

凝固点:5.533℃ 蒸发热:30.88KJ/mol (80.1℃)

液体粘度:0.6028CP (25℃) 闪点:-11.1℃ 自燃温度:562.2℃ 导热系数:0.486KJ/m.h.℃ (30℃) 爆炸极限(VOL%): 上限 7.1 下限 1.4

⑵ 技术标准

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2. 二甲苯

⑴生产过程中的作用:

在生产中,二甲苯作为恒沸脱水剂使用,二甲苯能与水形成恒沸混合物,其组成为

61.8∶38.2(二甲苯∶水),恒沸点为93.5~95℃。 ⑵性状:

二甲苯常温下为无色透明液体。不溶于水,能溶于乙醇、乙醚、三氯甲烷易挥发、易燃,具有芳香族气味,有毒。闪点为25℃。爆炸极限为1~5.3%。二甲苯为一级易燃液体。商业品一般为三种异构体的混合物。其主要性质如下:

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⑶技术标准

3. 催化剂

采用常州新日催化剂有限公司产NSMA-BSL-1型催化剂 催化剂化学成分:

3MgOSiO2 85% V2O5 8.9% MoO3 4.1% Na2O 0.48% P2O5 0.17% Bi2O3 0.40%

形状:规则中空环柱形 尺寸:7×4×1.5mm 堆积密度:1.15Kg/l±0.05 组份:隋性载体上负载混和氧化物

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4. 熔盐

⑴ 本工艺作导热用混合盐性质

配比:45%NaNO2、55%KNO3 熔点:142~150℃ 沸点:680℃

使用温度范围:350-530℃

密度(300-360℃): 约1812 Kg/m 比热:75.6 KJ/Kg ⑵ 硝酸钾

分子式:KNO3 分子量:101.11

形状:无色正交或三方晶体 比重:2.109 热分解温度:550℃ 熔点:334℃ 水中溶解度:13.3(15℃) 247(100℃) ⑶ 亚硝酸钠

分子式:NaNO2 分子量:69.0

形状:无色或黄色正交晶体 比重:2.168 热分解温度:430℃ 熔点:271℃ 水中溶解度:81.5 (15℃) 163(100℃) ⑷ 熔盐的使用

新熔盐的熔点为140℃,温度升高,加速熔盐分解以及容器材料的反应。熔盐的分解反应主要是亚硝酸钠的分解。 5NaNO2─→3NaNO3+ Na22

在熔盐贮槽内通入N2封闭保护能减轻熔盐中NaNO2的氧化,当熔盐的熔点温度接近205℃时向生产调度部门提出建议,补放熔盐。从熔盐的热稳定性和与一般材料之间的反应两方面来考虑,使用温度以低于540℃为宜。熔盐是种强氧化剂,在使用中不得混入煤粉、焦碳、木屑、布片、纸张、有机物及铝屑等,否则会引起燃烧,甚至发生爆炸等事故。

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5.除盐水(DW)

压力 5bar.g 钠离子含量<0.5 PPM 温度 30℃ 二氧化硅 <0.02PPM PH 7±0.5 悬浮物 无 导电率 <100 us/cm 无臭无腐蚀性 六、工艺基本原理与化学反应式 1. 生产基本原理:

顺酐生产是以苯和空气为原料,采用意大利催化剂(V2O5)。经固定床催化氧化,生成顺酐气体,经降温捕集约50%的粗酐,余气在洗涤塔内用水吸收成39%-46%顺酸溶液,顺酸溶液在精馏塔中用二甲苯作脱水剂进行恒沸脱水,脱去分子水和游离水,脱水后加入粗酐进行减压蒸馏,分离出二甲苯及其中杂质,精制后的液体顺酐经成型、刮片、包装制得成品顺酐。 2. 化学反应方程式: ⑴ 氧化工段: ① 主反应:

催化剂

C6H6

+4.5O4H2O3+2CO2+2H2O+1804.30千焦 △

② 副反应:C6H6+4.5O22O+3264.45千焦 △

C6H6+7.5O2+3H2O+2416.31千焦 △

⑵ 后处理工段:

① 主反应:

② 副反应:

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七、生产工艺流程简介:

本装置是采用苯固定床催化成顺酐气体,冷却,捕集部分粗酐后,余气经水吸收成顺酸,用二甲苯作恒沸剂,顺酸经脱水成粗顺酐,粗酐减压精馏得顺酐,后经成型、包装成产品。其中关键过程为氧化和精镏。 1. 氧化: 1.1 1#氧化

原料苯由苯贮罐用苯屏蔽泵经量计送至苯气化器,采用1.4Mpa蒸汽加热气化并与空气混合。空气经过过滤器由离心鼓风机送至空气预热器预热到170℃左右,进入苯汽化器与苯混合,空苯混合气体质量比为20~24.0 :1。气体经充分混合后送入氧化反应器,自上而下经过管内装有催化剂床层的反应器进行反应,生成顺酐混合气体。反应器为列管式,管内充填催化剂,共有直径Φ25×2的列管11084根,管长3600MM。进入反应器的混合气体中苯含量为1.5mol%。反应温度控制在350℃~450℃。空速为2500hr-1。反应器出口温度约355℃。反应生成气经气体冷却器冷却至130—160℃,同时产生1.8~2.0Mpa蒸汽进入气包。

反应放出的热量由反应器壳程循环的熔盐带出,熔盐循环是通过反应器外侧的熔盐泵来实现,部分循环的熔盐由滑阀控制分流量,至熔盐冷却器中被冷却,并产生1.8~2.0Mpa蒸汽,并入蒸汽管网。在反应器开车或暂时停车时,用熔盐电加热器加热熔盐,维持反应器温度。 1.2 2#氧化

2#氧化流程同1#氧化系统。原料苯经苯屏蔽泵通过流量计送至苯气化器气化并与空气混合。空气由离心风机送至空气预热器预热到185℃左右。苯和空气经充分混合后送入氧化反应器。苯经催化氧化生成顺酐混合气体。氧化反器有直径Φ25×2的列管6000根左右,管长3600MM。空苯混合气体质量比为22.5~24.0 :1。反应温度控制在350℃~450℃。空速为2442hr-1。

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反应热由反应器壳程的熔盐循环带出,熔盐是通过熔盐泵在反应器壳程和熔盐冷却器中循环,熔盐分流量由滑阀控制。部分熔盐经过熔盐冷却器被冷却并产生高压蒸汽。熔盐电加热器用于开停车时熔盐的加热保温。熔盐贮槽仅开车或长时间停车使用。

反应生成气经初冷器、气体再冷器冷却降温至120-140℃,同时产生1.8~2.0Mpa蒸汽进入气包。并入蒸汽管网。 2. 回收: 2.1 1#回收

生成气由气体冷却器来,进入后冷器被温水却至55-65℃,在此温度下部分(约55%)顺酐从气体中冷凝出来,形成含有液态顺酐的混合物,进入气液分离器分离出液态粗酐,液酐自分离器底部自流到粗酐贮槽,剩余的气相由分离器顶部进入吸收塔。顺酐气体进入吸收塔底部,在第1~8块塔盘用循环顺酸水吸收,靠近塔顶的第9、10块塔盘用新鲜的工艺水吸收,控制酸水浓度(39-46%wt),生成的酸水直接进入酸水贮槽,用循环泵打进塔内循环吸收。塔顶尾气经尾气处理装置处理后排出放空。 2.2 2#回收

由再冷器来的气体进入后冷器冷却至55-65℃,在此温度下一部分顺酐从气体中冷凝出来,经气液分离器析出液态粗酐,剩余的气相部分送入吸收塔。顺酐气体进入吸收塔经顺酸水吸收,吸收塔底部的酸水用泵打循环,当酸水浓度达到39-46%(wt)时用泵将顺酐水溶液抽出送入酸水贮槽。 3. 恒沸脱水:

脱水为常压下完成的间歇共沸精馏,脱水剂为二甲苯。二甲苯经泵送至精馏釜使液面浸没再沸器,用1.5Mpa蒸汽加热,形成全回流操作后,再将顺酸槽中的顺酸用泵送至精馏塔的第14块塔盘中,脱水后的顺酐经塔盘流向塔底积聚于塔釜,水——二甲苯共沸物从塔顶出来在塔顶冷凝器中冷凝,并在回流罐中分层,上层为二甲苯,作为回流液回流入塔,而下层水收集到工艺水槽中。 4. 精制:

精制是减压间歇精馏操作,用以除去顺酐中的二甲苯和头尾馏分,当一定量的酸水脱水完成后,将粗酐槽中的粗酐及先期分批精馏在头尾罐中的头尾组分,用粗

酐泵送至精馏釜,用蒸汽喷射泵降低塔内压力,进行二甲苯的减压蒸馏,蒸出的二甲苯经冷凝收集到二甲苯槽中。

在二甲苯回收后期,塔顶温度逐渐上升,这时将系统压力进一步降低进行割头馏分,头馏份仍送到头尾槽中。连续取样进行分析,测定产品凝固点和颜色,当产品质量达到规定指标时,蒸馏获得纯顺酐馏分,送到精酐槽中。继续取样分析,当产品不能达标时,采出尾馏分,切尾时压力再次降低,尾组分送到头尾槽中,待下一批精制时用。至此整个精馏过程结束。 5. 成型:

精酐槽中的顺酐经取样分析合格后,用成品泵输送至结片机结、造粒机造粒后称量,

,用内衬塑料袋的编结袋包装,经检验合格后入库。结片机、造粒机的能力均为1.5t/hr。

冷冻水:由冷冻机房提供7℃冷冻水送到结片机冷却水换热器,用以冷却结片的冷却水至15℃,结片机的冷却水循环使用。冬季冷冻水改用凉水塔循环冷却水。 6.清洗:

在经过3批精制操作后,精馏塔、釜要进行清洗,从洗涤水罐用洗涤水泵,向塔釜中加入洗涤水,用蒸汽加热4小时,将洗釜水用泵打至废水罐中。精制塔、釜的二次清洗用水是脱盐水,由新鲜洗涤水槽,用洗涤水泵将脱盐水送入塔釜,同样用蒸汽加热4小时,然后用泵送入废水罐中待处理。 7.废液处理

精制塔釜3批(可根据具体情况车间调节)量操作后要进行清洗,清洗水每次排量约80~100吨,废液中主要含有有机物,为保护环境,节约用水,对此废液采用蒸发浓缩的方法处理。

将废液用真空抽至高位槽,再放至蒸发釜中,用蒸汽加热,间歇蒸发浓缩。蒸出的水蒸汽经冷凝器冷凝后进入洗涤水罐,供下一批洗塔用。留在蒸发釜中的釜残,放到敞口的母液槽中自然冷却,冷却析出的固体料捞出沥干后,装袋外售。母液抽至蒸发釜再蒸发。 8.废气处理

自吸收塔顶排出的尾气中主要含有未反应的苯及副产二氧化碳等,尾气经过滤器进入填充活性炭纤维的吸附器,吸附尾气中的有机溶剂,从而使有机废气得到净化,可达标排放。采用低压蒸汽对吸附器脱附,使吸附介质得到再生。有机溶剂被脱附,处于气体状态,再经过冷凝器冷却,有机溶剂被凝结为液态与蒸汽凝水混合自流入分离器,利用溶剂与水的比重差,从分离器中回收有机溶剂,凝液则送往废

2#组吸附器处于脱附状态,其余二组处于吸附状态,三组吸附器循环进行吸附和 脱附 再生过程。

八、顺酐车间正常生产工艺参数一览表

注: ★ 表示为重要工艺参数

九、分析化验规程 (1)分析规程

(2) 分析方法:

1. 顺酐浓度测定法:(以酸计)

吸取1mL顺酐溶液,置于250mL的锥形瓶中,加入100mL煮沸已冷却的蒸馏水,加入3滴酚酞指示液(10g/L),用0.25mol/L的氢氧化钠标准滴定溶液滴定至微红色即为终点。 计算公式:

C×V×0.05805

X=───────── 1×d

式中: X ── 试样的百分含量,%;

C ── 氢氧化钠标准滴定溶液之浓度,mol/L;

V ── 滴定样品消耗氢氧化钠标准滴定溶液之体积,mL; d ── 酸水的比重,g/mL;

0.05805 ── 与1.00mL氢氧化钠标准溶液[C(NaOH)=1.000mol/L]相当的以克表示的顺酸的质量。

2. 顺酐色度的测定法:

取适量试样65g置于50mL钠氏比色管中,于65±2℃水浴中加热(避免水汽侵入), 试样熔化后调整试样体积至刻度,然后与铂-钴标准系列比较。比色时在日光灯照射下,正对白色背景,从上往下观察,提出接近的颜色,确定其色度。要求重复测定两次,并且当试样模糊、有沉淀产生时,须重新分析。 3. 顺酐凝固点的测定法:

取适量试样约24g,置于结晶管中约60mm左右,并用软木塞塞住管口(避免水汽侵入),于恒温水浴中加热,试样熔化后放入保护管中,一边上下搅拌,一边仔细观察温度,当在某一点温度处于恒定时,停止搅拌,观察保持恒定阶段的最高温度为试样的结晶点,要求重复测定两次。

计算公式:t=t1+△t1+0.00016h(t1-t2) t1── 主温度计读数,℃;

△t1── 主温度计校正值,℃; t2── 辅温度计读数,℃;

h ── 主温度计露出试样液面的读数与视结晶点的读数差;

0.00016── 水银的视膨胀系数。 取两次平行测定结果的算术平均值为测定结果。 十、原辅材料及动力消耗定额:

二甲苯

消耗定额:

十一、安全知识、环保措施

由于顺酐生产中使用的原料(纯苯)、辅料(二甲苯、催化剂、熔盐)、中间产物、最终产品均属易燃、易爆、有毒、有害、化学腐蚀物品,而且顺酐生产过程又具有高温、高压特点,所以顺酐生产应严格遵守下列安全生产规则: 1. 正常生产安全技术

⑴ 加熔盐(KNO3和NaNO2)轻拿轻放,严禁有木材、塑料纸等混入(尤其在较高温度下)。

⑵ 严格控制投苯量,苯浓度禁止进入爆炸极限内。 ⑶ 严格控制氧化反应温度,严禁出现飞温及跌温事故。 ⑷ 苯泵严禁断苯,苯内严禁混有水份。

⑸ 正确执行氧化系统开停车顺序。 ⑹ 熔盐换热系统要防止管道阻塞。

⑺ 严禁在装置内大量排放苯和二甲苯等易燃易爆物质,设备放水时阀门不能开得太大,人不得离开,并在上风站立,严防跑料和泄漏。

⑻ 各岗位都应有完善的操作法精心操作,严格控制温度、压力、流量、不得超温、超压、超负荷。

⑼ 认真执行岗位责任制,坚持定时、定点、定项目的巡回检查,发现异常或发生事故及时报告,果断处理,认真记录,交接清楚。

⑽ 各岗位都应有完善的操作规程、工艺指标、安全技术规程及防止突然停电停水、停汽等造成事故的紧急处理措施。

⑾ 成品包装和搬运作业要注意个人防护,搬运时要轻装轻卸,防止包装损坏储存于阴凉、通风仓间内。

⑿ 严禁在生产现场乱拉电线,电器维修必须持证上岗操作,无证人员严禁自修。

2. 检修安全规程: ⑴ 严格执行动火证制度。

⑵ 进入容器作业须戴有面具,并有人在容器外监护。 ⑶ 需动火检修,必须按动火作业六大禁令执行。 ⑷ 设备容器动火,须与相邻设备隔绝。

⑸ 登高作业须办作业证,正确使用安全带,起重现场严禁无关人员入内。 ⑹ 对压力容器,定期进行检测校验,防爆膜定期更换。

⑺ 在修设备必须切断电源与水、汽、料等阀门,必须挂牌告示,严禁有人随便启动。

⑻ 严禁在苯浓度高的环境中动火。 3. 预防人身中毒与急救:

⑴ 人体接触苯、熔盐、顺酸后必须及时清洗,避免进入人体内。

⑵ 清扫容器及下水时,必须将有害物质吹扫干净,工作时须有人监护,进入设备前,必须经清洗、置换后还必须持有害物质含量分析合格票,否则不得进入。 ⑶ 严禁在有害物质浓度大,温度高的场所、长时间停留或取暖睡觉等。 ⑷ 进入有害物质场所时,须佩戴好防护用具或防毒用具。 ⑸ 室内保持通风良好。

⑹ 当眼中或身上溅上有毒有害物质时。可用大量清水冲洗,防止灼伤,严重

时通知急救。

⑺ 发现轻微中毒症状,立即离开有害场所,到通风良好的场所呼吸新鲜空气 4. 环保措施

⑴ 氧化反应产生的气体,经洗涤塔后,顺酐气与水反应成酸水,且尾气中的大部分污染物已被脱除,故可直接排入大气。

⑵ 顺酐生产过程中排放的废水集中后送本厂废水治理站处理。 ⑶ 精馏塔釜及粗酐槽中的渣脚卖给外厂回收。

十二、工艺设备一览表

1. 非标设备:

21

2. 定型设备: 22

23

十三、不合格品的处理

1. 在生产过程中,发现过程产品不符合中控指。标,应立即查明原因,从操作条件的控制、原辅材料的配比、设备运行状况等方面进行分析,采取措施,进行纠正。对本工序已无法纠正的产品应及时通知下道工序,采取相应的补救措施。

2. 对最终产品的质量指标不符合规定的,可以进行返工的产品,由车间填写《不合格品返工申请单》进行返工。不能返工的采取降级处理。

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修 订: 审 核: 批 准: 日 期: 日 期: 日 期:

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苏 州 优 合 科 技 有 限 公

二○一一年五月

丁 司

目 录

一、产品名称

二、产品的物理化学性质 三、产品的技术标准 四、产品的用途 五、原辅材料规格

六、工艺基本原理与化学反应式 七、生产工艺流程简介 八、正常生产工艺条件一览表 九、分析化验规程

十、原辅材料及动力消耗定额 十一、安全知识、环保措施 十二、工艺设备一览表 十三、不合格品的处置 附:顺酐生产工艺流程图

一、产品名称:

顺丁烯二酸酐,简称顺酐(MA),又名失水苹果酸酐、马来酸酐。 英文名称:Maleic anhydride 分子式: C4H2O3 结构式:

分子量:98.058 二、产品的物理化学性质: 1.物理性质:

本品为白色或微黄色块状或片状结晶体,有辛辣味,易升华。溶于乙醇、乙醚和丙酮,难溶于石油醚和四氯化碳,溶于水生成马来酸。顺酐的粉尘和蒸汽会使皮肤、眼睛、鼻子、咽喉和呼吸道发炎,又可引起视力障碍。如果固体顺酐与潮湿的皮肤接触,可造成皮肤表面灼伤。职业接触限值:阈限值0.25ppm,1mg/m3。 固体比重:1.48 (20℃) 液体粘度:16.1CP (60℃)

液体比重:1.314 (60℃) 闪点:103℃ (闭杯) 定压热容:72.565J/mol℃(25℃) 蒸汽自燃温度:477℃

沸点:202℃(760mmHg) 爆炸极限:(VOL%) 7.1%-1.4% 凝固点:52.8℃ 蒸发热:55.02KJ/mol 液体导热系数:0.7132KJ/m.h.℃ (160℃) 腐蚀性:对金属无腐蚀,有水存在情况下例外。 在水中溶解性:水解缓慢,在马来酸中溶解。

2. 化学性质:

⑴ 中和反应:C4H2O34H2O4Na2+H2O

⑵ 水合反应:C4H2O3+H4H4O4

⑶ 缩合反应: HO O O O 2C4H2–[CH=CH-C-O-C-CH=CH]-C O OH

⑷ 酯化反应:C4H2O34H3O44H4O4RR'

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⑸ 由于顺酐与含有钾、钠金属离子的物质接触,会发生剧烈的分解反应,分解反应会骤然产生巨大的分解气体,因此顺酐应避免与含量超过100ppm的钾、钠金属离子的物质接触。

三、产品的技术标准(GB/T 3676-2008)

附包装标志贮存和运输。

1.工业顺丁烯二酸酐产品包装使用编织袋包装,内衬聚乙烯塑料袋,袋口用绳扎紧,每个包装净重25kg或50kg,包装外面都有注册商标。 2.每批产品应附合格证,注明制造厂名、批号、级别和净重。

3.工业顺丁烯二酸酐贮存于干燥通风的库房内,防火、防潮、防雨淋日晒,自出厂之日起,贮存期为三个月。

4.在贮存和运输时勿与酸、碱混放或与氧化腐蚀性物质接触,以免产品变质。运输时注意小心轻放,防止包装袋破损。

四、产品的用途 顺酐是重要的基本有机化工原料之一,它的发展和生产已成为仅次于苯酐和醋酐的第三大类酸酐产品,也是国民经济发展中不可缺少的化工产品。主要用途有:塑料工业用于制造增塑剂,造纸工业用于制造纸张处理剂;合成树脂工业用于制造

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不饱和聚酯树脂、醇酸树脂等,涂料工业用于制造绝缘漆、白磁漆、烘漆等,农业工业用于制造农药马拉松和高效低毒农药4049等;医药工业用于制造长效磺胺药;油脂工业用于作脂肪、油的防腐剂;有机工业用于制造富马酸及四氢呋喃等;分析化学工业用作化学试剂。

五、原辅材料规格 1. 苯

⑴ 物化特性:

苯为无色透明易挥发液体,并有特殊的芳香型气味。不溶于水,能溶于醇、醚、丙酮,能与卤素、浓硫酸、浓硝酸起作用生成各种化合物,极易燃烧,其蒸气与空气混合可形成爆炸性混合物,有毒,对皮肤和粘膜有局部刺激作用,吸入或经皮肤吸收,均可引起中毒。

分子式:C6H6 结构式:

分子量:78.113 液体密度:0.8790g/cm3 (20℃) 比热:81.98J/mol.℃ (25℃) 沸点:80.10℃

凝固点:5.533℃ 蒸发热:30.88KJ/mol (80.1℃)

液体粘度:0.6028CP (25℃) 闪点:-11.1℃ 自燃温度:562.2℃ 导热系数:0.486KJ/m.h.℃ (30℃) 爆炸极限(VOL%): 上限 7.1 下限 1.4

⑵ 技术标准

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2. 二甲苯

⑴生产过程中的作用:

在生产中,二甲苯作为恒沸脱水剂使用,二甲苯能与水形成恒沸混合物,其组成为

61.8∶38.2(二甲苯∶水),恒沸点为93.5~95℃。 ⑵性状:

二甲苯常温下为无色透明液体。不溶于水,能溶于乙醇、乙醚、三氯甲烷易挥发、易燃,具有芳香族气味,有毒。闪点为25℃。爆炸极限为1~5.3%。二甲苯为一级易燃液体。商业品一般为三种异构体的混合物。其主要性质如下:

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⑶技术标准

3. 催化剂

采用常州新日催化剂有限公司产NSMA-BSL-1型催化剂 催化剂化学成分:

3MgOSiO2 85% V2O5 8.9% MoO3 4.1% Na2O 0.48% P2O5 0.17% Bi2O3 0.40%

形状:规则中空环柱形 尺寸:7×4×1.5mm 堆积密度:1.15Kg/l±0.05 组份:隋性载体上负载混和氧化物

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4. 熔盐

⑴ 本工艺作导热用混合盐性质

配比:45%NaNO2、55%KNO3 熔点:142~150℃ 沸点:680℃

使用温度范围:350-530℃

密度(300-360℃): 约1812 Kg/m 比热:75.6 KJ/Kg ⑵ 硝酸钾

分子式:KNO3 分子量:101.11

形状:无色正交或三方晶体 比重:2.109 热分解温度:550℃ 熔点:334℃ 水中溶解度:13.3(15℃) 247(100℃) ⑶ 亚硝酸钠

分子式:NaNO2 分子量:69.0

形状:无色或黄色正交晶体 比重:2.168 热分解温度:430℃ 熔点:271℃ 水中溶解度:81.5 (15℃) 163(100℃) ⑷ 熔盐的使用

新熔盐的熔点为140℃,温度升高,加速熔盐分解以及容器材料的反应。熔盐的分解反应主要是亚硝酸钠的分解。 5NaNO2─→3NaNO3+ Na22

在熔盐贮槽内通入N2封闭保护能减轻熔盐中NaNO2的氧化,当熔盐的熔点温度接近205℃时向生产调度部门提出建议,补放熔盐。从熔盐的热稳定性和与一般材料之间的反应两方面来考虑,使用温度以低于540℃为宜。熔盐是种强氧化剂,在使用中不得混入煤粉、焦碳、木屑、布片、纸张、有机物及铝屑等,否则会引起燃烧,甚至发生爆炸等事故。

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5.除盐水(DW)

压力 5bar.g 钠离子含量<0.5 PPM 温度 30℃ 二氧化硅 <0.02PPM PH 7±0.5 悬浮物 无 导电率 <100 us/cm 无臭无腐蚀性 六、工艺基本原理与化学反应式 1. 生产基本原理:

顺酐生产是以苯和空气为原料,采用意大利催化剂(V2O5)。经固定床催化氧化,生成顺酐气体,经降温捕集约50%的粗酐,余气在洗涤塔内用水吸收成39%-46%顺酸溶液,顺酸溶液在精馏塔中用二甲苯作脱水剂进行恒沸脱水,脱去分子水和游离水,脱水后加入粗酐进行减压蒸馏,分离出二甲苯及其中杂质,精制后的液体顺酐经成型、刮片、包装制得成品顺酐。 2. 化学反应方程式: ⑴ 氧化工段: ① 主反应:

催化剂

C6H6

+4.5O4H2O3+2CO2+2H2O+1804.30千焦 △

② 副反应:C6H6+4.5O22O+3264.45千焦 △

C6H6+7.5O2+3H2O+2416.31千焦 △

⑵ 后处理工段:

① 主反应:

② 副反应:

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七、生产工艺流程简介:

本装置是采用苯固定床催化成顺酐气体,冷却,捕集部分粗酐后,余气经水吸收成顺酸,用二甲苯作恒沸剂,顺酸经脱水成粗顺酐,粗酐减压精馏得顺酐,后经成型、包装成产品。其中关键过程为氧化和精镏。 1. 氧化: 1.1 1#氧化

原料苯由苯贮罐用苯屏蔽泵经量计送至苯气化器,采用1.4Mpa蒸汽加热气化并与空气混合。空气经过过滤器由离心鼓风机送至空气预热器预热到170℃左右,进入苯汽化器与苯混合,空苯混合气体质量比为20~24.0 :1。气体经充分混合后送入氧化反应器,自上而下经过管内装有催化剂床层的反应器进行反应,生成顺酐混合气体。反应器为列管式,管内充填催化剂,共有直径Φ25×2的列管11084根,管长3600MM。进入反应器的混合气体中苯含量为1.5mol%。反应温度控制在350℃~450℃。空速为2500hr-1。反应器出口温度约355℃。反应生成气经气体冷却器冷却至130—160℃,同时产生1.8~2.0Mpa蒸汽进入气包。

反应放出的热量由反应器壳程循环的熔盐带出,熔盐循环是通过反应器外侧的熔盐泵来实现,部分循环的熔盐由滑阀控制分流量,至熔盐冷却器中被冷却,并产生1.8~2.0Mpa蒸汽,并入蒸汽管网。在反应器开车或暂时停车时,用熔盐电加热器加热熔盐,维持反应器温度。 1.2 2#氧化

2#氧化流程同1#氧化系统。原料苯经苯屏蔽泵通过流量计送至苯气化器气化并与空气混合。空气由离心风机送至空气预热器预热到185℃左右。苯和空气经充分混合后送入氧化反应器。苯经催化氧化生成顺酐混合气体。氧化反器有直径Φ25×2的列管6000根左右,管长3600MM。空苯混合气体质量比为22.5~24.0 :1。反应温度控制在350℃~450℃。空速为2442hr-1。

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反应热由反应器壳程的熔盐循环带出,熔盐是通过熔盐泵在反应器壳程和熔盐冷却器中循环,熔盐分流量由滑阀控制。部分熔盐经过熔盐冷却器被冷却并产生高压蒸汽。熔盐电加热器用于开停车时熔盐的加热保温。熔盐贮槽仅开车或长时间停车使用。

反应生成气经初冷器、气体再冷器冷却降温至120-140℃,同时产生1.8~2.0Mpa蒸汽进入气包。并入蒸汽管网。 2. 回收: 2.1 1#回收

生成气由气体冷却器来,进入后冷器被温水却至55-65℃,在此温度下部分(约55%)顺酐从气体中冷凝出来,形成含有液态顺酐的混合物,进入气液分离器分离出液态粗酐,液酐自分离器底部自流到粗酐贮槽,剩余的气相由分离器顶部进入吸收塔。顺酐气体进入吸收塔底部,在第1~8块塔盘用循环顺酸水吸收,靠近塔顶的第9、10块塔盘用新鲜的工艺水吸收,控制酸水浓度(39-46%wt),生成的酸水直接进入酸水贮槽,用循环泵打进塔内循环吸收。塔顶尾气经尾气处理装置处理后排出放空。 2.2 2#回收

由再冷器来的气体进入后冷器冷却至55-65℃,在此温度下一部分顺酐从气体中冷凝出来,经气液分离器析出液态粗酐,剩余的气相部分送入吸收塔。顺酐气体进入吸收塔经顺酸水吸收,吸收塔底部的酸水用泵打循环,当酸水浓度达到39-46%(wt)时用泵将顺酐水溶液抽出送入酸水贮槽。 3. 恒沸脱水:

脱水为常压下完成的间歇共沸精馏,脱水剂为二甲苯。二甲苯经泵送至精馏釜使液面浸没再沸器,用1.5Mpa蒸汽加热,形成全回流操作后,再将顺酸槽中的顺酸用泵送至精馏塔的第14块塔盘中,脱水后的顺酐经塔盘流向塔底积聚于塔釜,水——二甲苯共沸物从塔顶出来在塔顶冷凝器中冷凝,并在回流罐中分层,上层为二甲苯,作为回流液回流入塔,而下层水收集到工艺水槽中。 4. 精制:

精制是减压间歇精馏操作,用以除去顺酐中的二甲苯和头尾馏分,当一定量的酸水脱水完成后,将粗酐槽中的粗酐及先期分批精馏在头尾罐中的头尾组分,用粗

酐泵送至精馏釜,用蒸汽喷射泵降低塔内压力,进行二甲苯的减压蒸馏,蒸出的二甲苯经冷凝收集到二甲苯槽中。

在二甲苯回收后期,塔顶温度逐渐上升,这时将系统压力进一步降低进行割头馏分,头馏份仍送到头尾槽中。连续取样进行分析,测定产品凝固点和颜色,当产品质量达到规定指标时,蒸馏获得纯顺酐馏分,送到精酐槽中。继续取样分析,当产品不能达标时,采出尾馏分,切尾时压力再次降低,尾组分送到头尾槽中,待下一批精制时用。至此整个精馏过程结束。 5. 成型:

精酐槽中的顺酐经取样分析合格后,用成品泵输送至结片机结、造粒机造粒后称量,

,用内衬塑料袋的编结袋包装,经检验合格后入库。结片机、造粒机的能力均为1.5t/hr。

冷冻水:由冷冻机房提供7℃冷冻水送到结片机冷却水换热器,用以冷却结片的冷却水至15℃,结片机的冷却水循环使用。冬季冷冻水改用凉水塔循环冷却水。 6.清洗:

在经过3批精制操作后,精馏塔、釜要进行清洗,从洗涤水罐用洗涤水泵,向塔釜中加入洗涤水,用蒸汽加热4小时,将洗釜水用泵打至废水罐中。精制塔、釜的二次清洗用水是脱盐水,由新鲜洗涤水槽,用洗涤水泵将脱盐水送入塔釜,同样用蒸汽加热4小时,然后用泵送入废水罐中待处理。 7.废液处理

精制塔釜3批(可根据具体情况车间调节)量操作后要进行清洗,清洗水每次排量约80~100吨,废液中主要含有有机物,为保护环境,节约用水,对此废液采用蒸发浓缩的方法处理。

将废液用真空抽至高位槽,再放至蒸发釜中,用蒸汽加热,间歇蒸发浓缩。蒸出的水蒸汽经冷凝器冷凝后进入洗涤水罐,供下一批洗塔用。留在蒸发釜中的釜残,放到敞口的母液槽中自然冷却,冷却析出的固体料捞出沥干后,装袋外售。母液抽至蒸发釜再蒸发。 8.废气处理

自吸收塔顶排出的尾气中主要含有未反应的苯及副产二氧化碳等,尾气经过滤器进入填充活性炭纤维的吸附器,吸附尾气中的有机溶剂,从而使有机废气得到净化,可达标排放。采用低压蒸汽对吸附器脱附,使吸附介质得到再生。有机溶剂被脱附,处于气体状态,再经过冷凝器冷却,有机溶剂被凝结为液态与蒸汽凝水混合自流入分离器,利用溶剂与水的比重差,从分离器中回收有机溶剂,凝液则送往废

2#组吸附器处于脱附状态,其余二组处于吸附状态,三组吸附器循环进行吸附和 脱附 再生过程。

八、顺酐车间正常生产工艺参数一览表

注: ★ 表示为重要工艺参数

九、分析化验规程 (1)分析规程

(2) 分析方法:

1. 顺酐浓度测定法:(以酸计)

吸取1mL顺酐溶液,置于250mL的锥形瓶中,加入100mL煮沸已冷却的蒸馏水,加入3滴酚酞指示液(10g/L),用0.25mol/L的氢氧化钠标准滴定溶液滴定至微红色即为终点。 计算公式:

C×V×0.05805

X=───────── 1×d

式中: X ── 试样的百分含量,%;

C ── 氢氧化钠标准滴定溶液之浓度,mol/L;

V ── 滴定样品消耗氢氧化钠标准滴定溶液之体积,mL; d ── 酸水的比重,g/mL;

0.05805 ── 与1.00mL氢氧化钠标准溶液[C(NaOH)=1.000mol/L]相当的以克表示的顺酸的质量。

2. 顺酐色度的测定法:

取适量试样65g置于50mL钠氏比色管中,于65±2℃水浴中加热(避免水汽侵入), 试样熔化后调整试样体积至刻度,然后与铂-钴标准系列比较。比色时在日光灯照射下,正对白色背景,从上往下观察,提出接近的颜色,确定其色度。要求重复测定两次,并且当试样模糊、有沉淀产生时,须重新分析。 3. 顺酐凝固点的测定法:

取适量试样约24g,置于结晶管中约60mm左右,并用软木塞塞住管口(避免水汽侵入),于恒温水浴中加热,试样熔化后放入保护管中,一边上下搅拌,一边仔细观察温度,当在某一点温度处于恒定时,停止搅拌,观察保持恒定阶段的最高温度为试样的结晶点,要求重复测定两次。

计算公式:t=t1+△t1+0.00016h(t1-t2) t1── 主温度计读数,℃;

△t1── 主温度计校正值,℃; t2── 辅温度计读数,℃;

h ── 主温度计露出试样液面的读数与视结晶点的读数差;

0.00016── 水银的视膨胀系数。 取两次平行测定结果的算术平均值为测定结果。 十、原辅材料及动力消耗定额:

二甲苯

消耗定额:

十一、安全知识、环保措施

由于顺酐生产中使用的原料(纯苯)、辅料(二甲苯、催化剂、熔盐)、中间产物、最终产品均属易燃、易爆、有毒、有害、化学腐蚀物品,而且顺酐生产过程又具有高温、高压特点,所以顺酐生产应严格遵守下列安全生产规则: 1. 正常生产安全技术

⑴ 加熔盐(KNO3和NaNO2)轻拿轻放,严禁有木材、塑料纸等混入(尤其在较高温度下)。

⑵ 严格控制投苯量,苯浓度禁止进入爆炸极限内。 ⑶ 严格控制氧化反应温度,严禁出现飞温及跌温事故。 ⑷ 苯泵严禁断苯,苯内严禁混有水份。

⑸ 正确执行氧化系统开停车顺序。 ⑹ 熔盐换热系统要防止管道阻塞。

⑺ 严禁在装置内大量排放苯和二甲苯等易燃易爆物质,设备放水时阀门不能开得太大,人不得离开,并在上风站立,严防跑料和泄漏。

⑻ 各岗位都应有完善的操作法精心操作,严格控制温度、压力、流量、不得超温、超压、超负荷。

⑼ 认真执行岗位责任制,坚持定时、定点、定项目的巡回检查,发现异常或发生事故及时报告,果断处理,认真记录,交接清楚。

⑽ 各岗位都应有完善的操作规程、工艺指标、安全技术规程及防止突然停电停水、停汽等造成事故的紧急处理措施。

⑾ 成品包装和搬运作业要注意个人防护,搬运时要轻装轻卸,防止包装损坏储存于阴凉、通风仓间内。

⑿ 严禁在生产现场乱拉电线,电器维修必须持证上岗操作,无证人员严禁自修。

2. 检修安全规程: ⑴ 严格执行动火证制度。

⑵ 进入容器作业须戴有面具,并有人在容器外监护。 ⑶ 需动火检修,必须按动火作业六大禁令执行。 ⑷ 设备容器动火,须与相邻设备隔绝。

⑸ 登高作业须办作业证,正确使用安全带,起重现场严禁无关人员入内。 ⑹ 对压力容器,定期进行检测校验,防爆膜定期更换。

⑺ 在修设备必须切断电源与水、汽、料等阀门,必须挂牌告示,严禁有人随便启动。

⑻ 严禁在苯浓度高的环境中动火。 3. 预防人身中毒与急救:

⑴ 人体接触苯、熔盐、顺酸后必须及时清洗,避免进入人体内。

⑵ 清扫容器及下水时,必须将有害物质吹扫干净,工作时须有人监护,进入设备前,必须经清洗、置换后还必须持有害物质含量分析合格票,否则不得进入。 ⑶ 严禁在有害物质浓度大,温度高的场所、长时间停留或取暖睡觉等。 ⑷ 进入有害物质场所时,须佩戴好防护用具或防毒用具。 ⑸ 室内保持通风良好。

⑹ 当眼中或身上溅上有毒有害物质时。可用大量清水冲洗,防止灼伤,严重

时通知急救。

⑺ 发现轻微中毒症状,立即离开有害场所,到通风良好的场所呼吸新鲜空气 4. 环保措施

⑴ 氧化反应产生的气体,经洗涤塔后,顺酐气与水反应成酸水,且尾气中的大部分污染物已被脱除,故可直接排入大气。

⑵ 顺酐生产过程中排放的废水集中后送本厂废水治理站处理。 ⑶ 精馏塔釜及粗酐槽中的渣脚卖给外厂回收。

十二、工艺设备一览表

1. 非标设备:

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2. 定型设备: 22

23

十三、不合格品的处理

1. 在生产过程中,发现过程产品不符合中控指。标,应立即查明原因,从操作条件的控制、原辅材料的配比、设备运行状况等方面进行分析,采取措施,进行纠正。对本工序已无法纠正的产品应及时通知下道工序,采取相应的补救措施。

2. 对最终产品的质量指标不符合规定的,可以进行返工的产品,由车间填写《不合格品返工申请单》进行返工。不能返工的采取降级处理。

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修 订: 审 核: 批 准: 日 期: 日 期: 日 期:

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