過程裝備與控制工程專業生產實習報告

作用:均四甲苯與空氣混合物在氧化反應管內催化劑的作用下,反應生成均酐及副產物及完全氧化產物二氧化碳和水。

(3)熱管換熱器

結構:由管箱、箱蓋、熱管、分布板和法蘭等零部件組成。

原理:從換熱器出來的均酐反應氣再經熱管換熱器進一步降溫後依次進入一、二、三、四捕集器,熱管換熱器冷卻端為水,水被加熱汽化後放空。、

作用:從換熱器出來的均酐反應氣的溫度仍然比較難結晶,所以其作用是在降低均酐反應氣的溫度。

(4)第一捕集器

結構:捕集器由下列零部件組成,筒體,球形封頭,管板,列管和支持環等組成。

原理:利用換熱器的工作原理,管內通過均酐反應氣,管外經過空氣,通過管壁進行換熱。進入捕集器的反應氣體與殼體的空氣換熱降溫後凝華生產固體粗產品,均酐反應氣在捕集器中進一步冷卻、逐步結晶,氣態的均酐凝華變成了固態,結晶在捕集器的底部,隨著溫度的降低,均酐的量也就不同,越是向後結晶得量越來越少。

作用:結晶,是氣態的均酐結晶成固態的粗酐。

3、各工序反應機理

(1)氧化工序:

均四甲苯與空氣在一定溫度下,在催化劑床層中催化氧化生成均酐及少量副產物,同時還有均四甲苯完全氧化為二氧化碳和水。整個反應機理較為複雜,現列出主副反應與完全燃燒反應方程式。

主反應:c10h14+6o2---6h2o+2140kj

副反應:c10h14+27/2o2---10co2+7h2o+5579kj

(2) 水解工序:粗的均酐與水災一定溫度下發生水解反應,生成均四酸。反應:c10h14+2h2o----c10h6o8

均苯四甲酸二酐裝置所使用的催化劑一v2o5為基礎,加入其它金屬氧化物的多元組分的催化劑。

催化劑對均四氧化成均酐的影響

催化劑所用的載體通常是耐高溫的氧化物。同時必須考慮其它因素,如載體是惰性還是活性、對催化物質和助催化劑的影響、表面積、毒性等

催化劑顆粒的形狀和尺寸應該促進催化劑的活性,增強顆粒的抗壓碎和康破裂性,降低床層阻力。降低生成費用等。

4、各工段的工藝流程

(1) 氧化工序

將原料均四甲苯加入均四化料槽中,打開蒸汽進氣閥及疏水器閥門,蒸汽加熱熔化均四甲苯,經均四液下泵加入均四計量罐。均四計量罐夾套需通少量蒸汽保溫至90—100度。液態均四甲苯經均四過濾器後有均四計量泵定量地送入汽化混合器內。

原料空氣經羅茨風機、空氣款沖罐,經計量後再第三捕集器、第二捕集器、第一捕集器的管間與反應混合氣體換熱後,再經空氣預熱器、第二、第一換熱器進一步換熱後進入汽化混合器。

在汽化混合器中,均四甲苯與熱空氣均勻混合汽化後由氧化反應器的上部進入。氧化反應器為列管式固定床反應器,列管內均勻填裝催化劑,管外由熔鹽加熱。熔鹽在熔鹽槽中有電熱棒加熱、控溫,經熔鹽液下泵進入反應器下部,經分配後進入管間,有反應器上部經熔鹽冷卻器管間返回熔鹽槽。在反應過程中始終保持熔鹽循環。氧化反應產生的多餘熱量在熔鹽冷卻器中與通入的冷空氣換熱降溫後返回熔鹽槽。

均四甲苯與空氣混合物在氧化反應管內催化劑的作用下,反應生成均酐及副產物及完全氧化產物二氧化碳、水、反應後的反應氣經一、二換熱器管內與空氣換熱器降溫,再經熱管換熱器進一步降溫後一次進入一、二、三、四捕集器,熱管換熱器冷端為軟水,被加熱後放空。