生产方法选择
原料来源
苯氧化 法★ 碳四烯 烃法 正丁烷 氧化法
催化剂/ 催化剂 性能
安全性分析
危险反应体系 （苯+空气） 危险反应体系 （C4+空气） 危险反应体系 （正丁烷+空 气）
环保分析
经济性分析
技术先进 性
国内原料价 活性高、 廉（焦化苯） 不贵 国际原料价 活性高、 廉、广泛 不贵 （ 混合C4） 国际原料价 廉、广泛 （正丁烷） 活性高、 不贵

c. 反应器材质
合成气
H2 氢蚀
Fe3C + 2H2 CH4 + 3Fe
CO
150℃
CO腐蚀 腐蚀 Fe3C + CO Fe(CO)5
因氢蚀及Fe(CO)5，选用 选用Ni-Cr钢，1Cr18Ni18Ti 因氢蚀及 钢

顺酐分离器
分离类型
分离要求 将经过冷凝的液态 顺酐与未反应的原 料气分离
选择： 选择：苯氧化法

任务点02 任务点 工艺参数影响因素分析 反应温度
热力学分析
压力（浓度） 压力（浓度） 配比 反应温度 压力（浓度） 压力（浓度）
化学平衡移动
动力性分析
组成（含杂质） 组成（含杂质） 空速（反应时间） 空速（反应时间） 催化剂性能
反 应 速 率
催化剂性能是影 响化学反应速率 的主要因素， 的主要因素，因 此，动力性分析 温度、组成、 时，温度、组成、 空速一般由催化 剂性能决定。 剂性能决定。
C6H6+7.5O2→6CO2+3H2O+3264.45KJ/mol C6H6+6O2→3CO2+3CO+3H2O+2416.31KJ/mol C6H6+1.5O2→C6H4O2（苯醌） C6H6+1.5O2→C6H4O2 +H2O+530.86KJ/mol

动力学分析
由于氧化反应为不可逆反应，不考虑化学平衡移动问题。 由于氧化反应为不可逆反应，不考虑化学平衡移动问题。
尾气含苯、醛、 原料相对贵 工艺技术 酸等 （2个C 没用） 成熟可靠 酸性废水 废气含C4、醛、 原料价廉， 酸等 副产较多、 酸性废水 后处理复杂 废气正丁烷、、 原料价廉， 醛、酸等 副产少 酸性废水 工艺技术 成熟可靠 工艺技术 成熟可靠
★
苯酐副 产

国内顺酐企业现状

任务点05生产工艺流程组织
反应系统 原料系统 （原料贮存） （原料输送） （原料预处理） （安全措施） （反应器） （热交换） （反应物料初 步分离及循环 利用） （安全措施） 分离系统 （分离单元） （热交换） （物料的贮存） （安全措施） （三废处理）
绘制工艺流程图顺序 图面：从左至右：原料预处理－－反应系统－－分离精制 图面：从左至右：原料预处理－－反应系统－－分离精制 －－反应系统－－ 思路：首先反应系统，再原料预处理系统， 思路：首先反应系统，再原料预处理系统，再分离精制系统 考虑原料的回收利用，能量的合理利用，三废的处理。 考虑原料的回收利用，能量的合理利用，三废的处理。
任务回顾： 万吨 万吨/年顺酐的生产技术 任务回顾： 20万吨 年顺酐的生产技术 本次课
任务点01 顺酐生产工艺路线选择； 任务点 顺酐生产工艺路线选择； 任务点02 生产工艺条件影响因素分析； 任务点 生产工艺条件影响因素分析； 任务点03 典型设备的选择； 任务点 典型设备的选择； 任务点04 顺酐生产中安全、环保、节能措施； 任务点 顺酐生产中安全、环保、节能措施； 下次课 任务点04 顺酐生产中安全、环保、节能措施； 任务点 顺酐生产中安全、环保、节能措施； 任务点05 顺酐生产工艺流程组织； 任务点 顺酐生产工艺流程组织； 下下次课 任务点06 顺酐生产操作要点； 任务点 顺酐生产操作要点； 任务点07 顺酐生产中可能故障分析及应对措施。 任务点 顺酐生产中可能故障分析及应对措施。
工艺参数 合成塔 压缩机 精馏塔
温度℃ 温度℃
280-320
压力MPa 压力MPa
5-10
危险特性
高压设备、 高压设备、管线 高压设备、 高压设备、管线
安全对策 合成塔进料管线安全阀或塔装安 全阀；超压、 全阀；超压、超温连锁跳车 出口管线安全阀； 出口管线安全阀；超压连锁跳车
5-10


空速
反应条件
空速:影响选择性和转化率, 空速:影响选择性和转化率,直接关系到催化剂的生 产能力和单位时间的放热量。 产能力和单位时间的放热量。
●增加空速在一定程度上能够增加顺酐产量 增加空速有利于反应热的移出， ●增加空速有利于反应热的移出，防止催化剂过热
空速太高：转化率降低，循环气量增加，从而增加能量消耗； ●空速太高：转化率降低，循环气量增加，从而增加能量消耗； 增加分离设备和换热负荷
分离设备
气液分离
旋液分离器

任务点04 顺酐生产中安全、环保、节能措施； 任务点 顺酐生产中安全、环保、节能措施；
பைடு நூலகம்

项目涉及危险化学品特性一览表
序 号 01 02 03 危险物 质名称 顺酐 CO H2 熔点 （℃） -97.8℃ ℃ 沸点 （℃ ） 64.7 闪点 （℃） 11 爆炸 饱和蒸 引燃温 极限 气压 度（℃） (V％ (V％) （KPa） KPa） 636.5 464 13.33k pa 相对密度 (水=1) 0.79 相对密度 空气=1) (空气=1) 1.11 外观与 性状 无色澄 清液体 危险 特性 健康危 害LD50 100ml

2、反应工段 、
维持反应条件技术方案 温度 压力
反应热利用方案
初步分离方案
预热进料
多级压缩
产生蒸汽？ 产生蒸汽？ 与原料气热交换？ 与原料气热交换？
单程转化率低， 单程转化率低， 冷却后顺酐为 液相， 液相，与原料 气液分离
压缩机动力？ 压缩机动力？ 几级？ 几级？

1、原料及预处理工段 、
H2 储存 输送 计量 预处理要求
气柜 压缩机 流量自控
CO
气柜 压缩机 流量自控 预热（水蒸气？反应液？） 预热（水蒸气？反应液？） 压力
循环气

3、产物分离方案 、
分离类型 液液分离 物料特性 分离方案
顺酐、乙醇、 二甲醚、 先精馏分离轻组分杂质， 顺酐、乙醇、水、二甲醚、酸、酯等 先精馏分离轻组分杂质，同时回收 少部分顺酐， 少部分顺酐，再精馏分离重组分杂 质，得精顺酐
顺酐、乙醇、 顺酐、乙醇、甲 酸等酸性有机物 水、有机酸 更换的旧触媒 废水
塔底废水送废水处理 集中送三废处理 送催化剂厂回收 集中后处理

三、节能技术方案
可能回收利用的热量 高温产物所携带的反应热 反应热 重组分精馏塔底的高温废水
回收利用方案 与冷原料换热 汽包中蒸汽吸收反应热产生高压水蒸汽，可推动压缩机工 汽包中蒸汽吸收反应热产生高压水蒸汽， 作或用于其他 预热合成塔气液分离器来的低温物料

国内顺酐企业现状
企业 江苏钟腾化工有限公司 常州曙光化工厂 苏州合成化工有限公司 "山东宏信化工股份有限公司 新疆吐哈石油有限公司 河北唐山宝铁煤化工有限公司 河南开封油脂厂 上海长风化工厂 山西龙腾达化工有限公司 新疆凯涟捷石化有限责任公司 江苏长三角精细化工有限公司 其他 合计 产能 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 13.4 120.4 生产工艺 苯氧化法 苯氧化法 苯氧化法 苯氧化法 正丁烷氧化法 苯氧化法 苯氧化法 苯氧化法 苯氧化法% u苯氧化法% u苯氧化法% u-
经济性分析：从能耗、设备要求、生产能力方面考虑温度、 经济性分析：从能耗、设备要求、生产能力方面考虑温度、 压力、组成、 压力、组成、空速 。

任务点02 生产工艺影响因素分析 任务点
反应原理： 反应原理： 主反应方程式： 副反应方程： C6H6+4.5O2→C4H2O3+2H2O+2CO2+1804KJ/mol

任务点01 任务点 生产工艺路线选择
顺丁烯二酸酐 简称顺酐，又名马来酸酐， 是一种重要的有机化 工原料和精细化工产品， 是目前世界上仅次于苯酐和醋酐的第三大 酸酐 主要用于生产不饱和聚酯树脂、 醇酸树脂、 用于农药、 医药、 涂料、油墨、 润滑油添加剂、造纸化学品、纺织品整理剂、食品添 加剂以及表面活性剂等领域。 。

一、安全技术方案
物料 顺酐 CO H2 闪点℃ 闪点℃ 爆炸极限 危险特性
易燃液体 高压易燃气体 高压易燃气体
安全对策 储罐安全措施： 储罐安全措施： 管线安全阀；超压连锁跳车。 管线安全阀；超压连锁跳车。 驰放气火炬放空。 驰放气火炬放空。 管线安全阀；超压连锁跳车； 管线安全阀；超压连锁跳车； 驰放气火炬放空。 驰放气火炬放空。
温度因素
苯是最稳定的碳氢化合物之一，苯易燃，空气中能完全氧化。 因此苯氧化生产顺酐除了需要活性较高的催化剂外，还需要比较高 的反应温度。
工业生产上一般控制在623～723K。

动力学分析
压力升高 反应速率升高 气相反应,压力高相当于浓 压力升高,反应速率升高 气相反应 压力高相当于浓 升高 反应速率升高(气相反应 度高)。放热量大。 度高 。放热量大。 若原料质量流量不变，压力升高，流速降低， 若原料质量流量不变，压力升高，流速降低，停留时 间增长，副反应增加。 间增长，副反应增加。 能克服床层阻力 即可。 即可。 配比提高苯或空气，反应速率提高。 配比提高苯或空气，反应速率提高。 提高苯或空气 氧化反应体系，配比由体系爆炸极限限制。 但，氧化反应体系，配比由体系爆炸极限限制。 安全考虑，通常苯含量在爆炸极限下限 苯含量在爆炸极限下限。 安全考虑，通常苯含量在爆炸极限下限。 过低会影响设备生产能力。 过低会影响设备生产能力。