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8万吨/年苯甲醇氧化法制备苯甲醛工艺设计(7)

时间:2017-05-23 22:40来源:毕业论文
1.4 主要原料性质及用途 1.4.1 苯甲醇[5] 分子式为C7H8O,分子量为108.13 外观: 无色液体,有刺激性气。香气:有微弱的芳香,几乎无香。有时苯甲醇在久置后


1.4 主要原料性质及用途
1.4.1 苯甲醇[5]
分子式为C7H8O,分子量为108.13
外观: 无色液体,有刺激性气。香气:有微弱的芳香,几乎无香。有时苯甲醇在久置后,会因为氧化微带苯甲醛苦杏仁气息。熔点(℃):-15.3。沸点(℃):205.45。 相对密度(水=1):1.0455(20℃)。 相对蒸气密度(空气=1):3.72。饱和蒸气压(kPa):0.13(58℃)。折光率1.5380-1.5420。闪点(℃): 100.6(开口)。 溶解性:易溶于乙醇、 乙醚等有机溶剂,能溶于水。20℃时溶于水3.8% 。
经氧化或脱氢反应生成苯甲醛。加氢可生成甲苯、联苄或甲基环己烷、环己基甲醇。与羧酸进行酯化反应生成相应的酯。在氯化锌、三氟化硼、无水硼酸或磷酸及硫酸存在下,缩合成树脂状物。
1.5 本设计的主要任务和目标
1.5.1 设计的任务
本课题产品为苯甲醛,生产规模:8万吨/年,一年按300天计算。
1.5.2 设计的目标
本课题对苯甲醛的生产进行工艺设计,物料衡算,热量衡算,主要设备的设计和计算,绘制工艺流程图及生产车间布置图,设备的平面、立面布置图。本课题工作量适中,具有一定的广度和深度。
1.5.3 生产工艺条件[6]
反应器:T304
反应压力:0.8-0.9MPA
反应温度:进口:25℃,出口:96℃
反应器进口苯甲醇的含量:3115.72kmol
反应空速比:1h-1
反应器的结构:列管式固定床反应器
2 工艺流程设计
2.1 工艺路线及其基本原理
2.1.1 工艺路线
苯甲醇制备苯甲醛的工艺流程如图1所示。将四氯化碳加入含有苯甲醇,充分混合,加入硝酸,经加热器加热并充分反应,反应得到的NO2在装有水的容器中,充分吸收得到硝酸,回流到加热器中,再通过精制塔得到苯甲醛和四氯化碳。其中四氯化碳又可作为催化剂循环利用。
 
2.1.2 基本原理
(1) 催化剂[7]
硅胶作为催化剂载体能有效提高Zn(NO3)2利用率,同时其表面硅羟基具有温和的反应活性,从而抑制苯甲酸的形成。
Zn(NO3)2在酸性条件下作为温和的氧化剂直接参与反应,有效地将苯甲醇氧化为苯甲醛。同时在反应过程中因被还原而失去活性的Zn(NO3)2在硝酸作用下又得以再生继续循环使用。滴加硝酸控制反应在pH 2~3范围进行,反应在pH小于2的条件下进行,会生成苯甲酸。
(2) 反应温度
温度是影响氧化反应进程的最重要因素,为避免苯甲酸副产物的生成,通过合适的四氯化碳加入量以控制反应温度在最佳温度98℃,进行,温度过高会生成苯甲酸副产物。一般来说,催化剂寿命或使用初期,反应温度相对略低,随着使用时间变化,为保证反应转化率和产物收率,会逐步提高反应温度。要注意的是温度过高可能会使反应(特别是深度氧化反应)过于剧烈,大量反应热会导致催化剂床层温度(首先是热点温度)急剧升高,一方面可能出现温度失控(“飞温”),对装置及人身安全造成威胁,另一方面,也会对催化剂造成损伤。
生产中,一般理想的反应状态是诸多反应条件相互匹配的结果。
2.2 主要化学反应
该方法以苯甲醇和硝酸为原料,在78~96℃反应温度条件下通过催化剂床层进行反应。反应式为:
2.3 生产控制说明及控制项目
(1) 用能标准和节能规范
(2) 能源供应状况
(3) 能源消耗状况
(4) 能源消耗指标分析
(5) 节能措施和效果分析
2.4 工业安全[8]
    该装置中的物料苯甲醇属于具有麻醉作用,对眼、上呼吸道、皮肤有刺激作用。摄入引起头痛、恶心、呕吐、胃肠道刺激、惊厥、昏迷。可燃并有刺激性,所以要防止泄露。因此极易发生火灾和爆炸事故。引起火灾和爆炸危险的主要因素有大量泄漏,如反应器、冷凝器、蒸馏釜等处;控制失灵,如阀门、仪表损坏或安全装置失效,使生产工艺过程失去了控制;误操作,由于操作工的工作失误,造成物料跑损、泄漏;如一旦遇到火源,有可能造成火灾爆炸事故。安全生产有关规定具体如下: 8万吨/年苯甲醇氧化法制备苯甲醛工艺设计(7):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_7702.html
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