苯酐工藝改造后節(jié)能減排技術

1、哼打豪扭 ZIBO VOCATIONAL INSTITUTE *革我*畢業(yè)論文題目苯酐生產節(jié)能降耗技術研究姓 名張超南 學 號0905120251系（院）化工系 班 級P09應化二班 指導教師王曉莉職稱 副教授2012年5月26日摘要隨著我國石化工業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展和苯酐裝置的技引進，目前我國較大規(guī)模的 苯酐生產都采 用鄰苯氧化法。苯減排酐裝置改造之前，由于技術和設備的落后，生產產品產生的余熱資源 得不到充分的利用，機器在運轉過程中消耗電能較多，用水量較大，尾氣排放不徹底，不僅 造成了能源浪費而且損失了大量資金。為了節(jié)能、減排，對苯酐裝置在余熱的利用、間歇裝 置、電力系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)和尾氣處理方面進

2、行了改造。改造完成之后，成效顯著，達到了 節(jié)能減排預期的目標。關鍵詞:苯酐,改造,余熱, 節(jié)能, 減排目錄第一章 苯酐產品的簡介. 11.1 產品的性質 11.2 產品的用途 1第二章 苯酐生產的原理和工藝流程簡圖 12.1 反應原理 12.2 工藝流程簡圖 2第三章 實驗部分 33.1 節(jié)能減排的概念 33.2 化工企業(yè)節(jié)能減排的目標 33.3 影響苯酐生產節(jié)能、減排的因素 33.4 節(jié)能減排的意義 43.5 苯酐工藝改造后對節(jié)能、減排技術的改進 43.5.1 苯酐工藝中余熱得到充分利用 43.5.2 苯酐工藝間歇裝置改為連續(xù)裝置 43.5.3 電力系統(tǒng)得到完善 43.5.4 工業(yè)冷卻水得到

3、充分利用 53.5.5 尾氣處理方法催化焚燒技術 53.6 苯酐工藝改造后的成效 5第四章 結論 6參考文獻 7致 謝 8第一章 苯酐產品的簡介1.1產品的性質鄰苯二甲酸酐（PA）簡稱苯酐，分子式為C8H4O3,熔點131 ,沸點285 ,相對密 度1.527（4. 0C），閃點（開杯）151.7 C,燃點584C，微溶于熱水和乙醚，溶于乙醇、 苯和吡啶，常溫下為一種白色針狀結晶（工業(yè)苯酐為白色片狀晶體），在沸點以下易升 華，有特殊輕微的刺激性氣味，能引起人們呼吸器官的過敏性癥狀。1.2產品的用途苯酐是重要的有機化工原料，用途十分廣泛，廣泛應用于化工、醫(yī)藥、電子、農業(yè)、 涂料、精細化工等工業(yè)部

4、門。由于苯酐與兩分子醇進行酯化反應生成鄰苯二甲酸酯類， 具有色澤淺，毒性低，電性 能好，揮發(fā)性小等特點，廣泛用作各種合成樹脂和橡膠的 增塑劑，其中80如于聚氯乙稀樹脂的增塑劑。另外還被用于制備高級油墨、人造革、 合成橡膠、絕緣材料等富馬酸主要用于不飽和樹脂行業(yè)。第二章 苯酐生產的原理和工藝流程簡圖2.1反應原理鄰二甲苯氣相催化氧化制取苯酐的反應歷程較為復雜，包括一系列平行和串聯(lián)反應，并均為放熱反應。其主反應和主要的副反應表示如下:主反應副反應CH 3+ 15/2CH 3O2OO4 H 2。+ 4 CO 2COOH+ 2 H 2O + COCH 36O2O+ 3 h2O + 3 CO 2+CH

5、3+ H 2OCHCHO+ 2 H 2O|i + 21/2 O 2 5 H 2 O + 8 CO 2CH 32.2工藝流程簡圖圖1 苯酐工藝生產流程簡圖第三章 實驗部分3.1 節(jié)能減排的概念節(jié)能減排是指節(jié)約物質資源和能量資源，減少廢棄物和環(huán)境有害物 （ 包括三廢和噪 聲等）排放，也就是節(jié)約能源、降低能源消耗、減少污染物排放。3.2 化工企業(yè)節(jié)能減排的目標石油和化學工業(yè)的工業(yè)增加值能耗要由 2005年的 3611tce 萬元，到 2020年降 低1.985tce /萬元，年均遞減4.07 ,其中：化工由2005年的5. 341tce /萬元，至U 2020 年降低 2.938tce 萬元。到 2

6、0 1 5年，要確保圓滿完成國家“十二五”節(jié)能減排目標。3.3 影響苯酐生產節(jié)能、減排的因素、余熱不能充分利用。低品位余熱蒸汽在熱負荷的利用和熱能轉化利用過程中， 綜合利用效率比較低， 而且不能滿足生產裝置高溫用熱設備的加熱、 預熱需要。 苯酐氧 化反應產生大量的反應熱， 反應熱是通過余熱鍋爐轉化成余熱蒸汽實現(xiàn)利用的。 生產一 噸苯酐約產生中低壓蒸汽7-8噸。生產過程中，每小時產生1.6Mpa、204E的余熱飽和 蒸汽100余噸，但是只有0.2Mpa、110C回收飽和蒸汽10噸，大部分的熱量得不到合 理的利用。、裝置停車，不能連續(xù)安全運轉。以 6萬t/a苯酐裝置計算，每一次停車（以 8h計）再

7、開起來達到蒸汽平衡，僅消耗蒸汽和電的費用就在萬元以上，這還不包括其他 公用工程消耗、人力消耗、設備維修投入以及副產蒸汽和產品損失。、產品生產中電能損失嚴重。在產品生產過程這消耗的電力，有的通過電機消耗 的，有的通設備消耗的，如電解用電、電爐用電。、產品生產過程中用水量過大。工業(yè)用水主要包括冷卻用水、熱力和工藝用水、 洗滌用水。其中工業(yè)冷卻水用量占工業(yè)用水總量的80%左右，石油和化工取水量占全國工業(yè)取水總量的3040 %、尾氣處理不達標。我國傳統(tǒng)的處理尾氣方法是水循環(huán)洗滌法，處理后排入大氣的尾氣中有機物含量w 120mg/n3，CO含量為880kg/h （以6萬t /a能力計），雖然 通過高空可

8、以達標排放， 但隨著國家加大節(jié)能減排和環(huán)境保護的力度， 排出尾氣中有機 酸的異味和含順酸洗滌水的處理問題， 已經逐漸顯現(xiàn)在我們面前。3.4 節(jié)能減排的意義節(jié)能減排是貫徹落實科學發(fā)展觀， 構建社會主義和諧社會的重大舉措； 是建設資節(jié) 約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇；是推進經濟結構調整，轉變增長方式的必由之路； 是提高人民生活質量，維護中華民族長遠利益和保護環(huán)境的必然要求。3.5 苯酐工藝改造后對節(jié)能、減排技術的改進3.5.1 苯酐工藝中余熱得到充分利用 將國內普遍采用的苯酐氧化反應熱副產低品位蒸汽改為副產高品位蒸汽。 將傳統(tǒng)的使用導熱油爐系統(tǒng)為精餾加熱熱源改為利用反應熱副產的高品位蒸汽 加熱。苯

9、酐工藝在原裝置蒸汽壓力1.6 MPa的基礎上，通過改造余熱鍋爐、管道、閥門 等設計產生6.0MPa飽和余熱蒸汽，6.0 MPa飽和蒸汽直接加熱苯酐精制的高溫用熱設 備，代替原有的用導熱油加熱的高溫用熱設備，逐步停用全部燃煤導熱油爐。 將傳統(tǒng)的機械抽真空系統(tǒng)改為利用副產蒸汽做動力的蒸汽噴射器。 將余熱應用到發(fā)電技術。3.5.2 苯酐工藝間歇裝置改為連續(xù)裝置傳統(tǒng)的間歇精餾改為采用全自然回流和熱虹吸式再沸器的連續(xù)精餾系統(tǒng)， 減少了停 車次數(shù)，既節(jié)約了能量資源又節(jié)約了人力資源。3.5.3 電力系統(tǒng)得到完善 在苯酐生產中使用了高效節(jié)能電動機。 推廣變頻調速。 為了保證生產平穩(wěn)， 依靠其出口閥門控制流量或

10、溢流， 閥門節(jié)流 產生的能量損失嚴重， 還有一部分靠打回流維持生產， 這樣既降低了泵效， 又浪費了大 量的電能。通過變頻調速，調節(jié)流量，使生產平穩(wěn)，節(jié)約電力。 運用了高效節(jié)能的新型變壓器。 變壓器的損耗由兩部分組成， 一部分是空載損耗，它在變壓器一次繞組電壓和頻率恒定的條件下是固定不變的，與負荷大小無關。另一部分是負載損耗，它不僅與變壓器的自身特性有關，還隨變壓器負載的增大而增大。3.5.4工業(yè)冷卻水得到充分利用 采用了循環(huán)用水技術。發(fā)展循環(huán)用水系統(tǒng)、串聯(lián)用水系統(tǒng)和回用水系統(tǒng)；應用蒸 汽冷凝水回收再利用技術；漏汽率小、背壓度大的節(jié)水型疏水器；優(yōu)化了蒸汽冷凝水除 鐵、除油技術；發(fā)展外排廢水回用和

11、“零排放”技術。 采用了冷卻節(jié)水技術。配套建設不同品位的凝水回收和閃蒸系統(tǒng)， 優(yōu)化了循環(huán)冷 卻水系統(tǒng)，加快淘汰冷卻效率低、用水量大的冷卻池、噴水池等冷卻構筑物；使用高效 新型旁濾器，淘汰低效反沖洗水量大的旁濾器設施。 凝結水的回收率，由項目實施前的 70%提高到了 90鳩上。 采用了洗滌節(jié)水技術。苯酐工藝生產中利用噴淋洗滌、 汽水沖洗、氣霧噴洗等方 法節(jié)約了大量水資源。3.5.5尾氣處理方法催化焚燒技術采用尾氣催化焚燒，排人大氣的尾氣中有機物含量可達到5PPm可脫除99%的有機物和CO與水洗滌法比較，尾氣催化焚燒無廢水排出，無污染轉移，生產和操作控 制容易，工廠環(huán)境好，符合國家節(jié)能減排的發(fā)展方

12、向。兩種尾氣處理方法經濟指標比較 見表1。表1兩種尾氣處理方法主要經濟指標比較序號處理方法副產品投資（萬元）1 水洗滌20%酸水 6002催化焚燒1. QMP蒸汽12003.6苯酐工藝改造后的成效改造完成后，年節(jié)工業(yè)煤1.6萬噸，節(jié)電300萬kcal，節(jié)水35萬噸，折標煤1.85 萬噸，節(jié)約能源費用1610萬元，節(jié)約運行維護管理費 500萬元，全年節(jié)約費用2110 萬元，同時全部停用燃煤導熱油爐，減排 SQ140噸，粉塵35噸，爐灰3840噸。該項 目實施后，提高了廠區(qū)和周邊地區(qū)的居民的生活質量，同時，對提高我國苯酐生產裝置工藝技術水平和推動我國苯酐行業(yè)的技術改造起到很好的示范作用。第四章 結

13、論本文主要是對苯酐裝置在改造之前和改造之后， 在余熱的利用、 間歇裝置、 電力系 統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)和尾氣處理方面，依照節(jié)能、減排進行了論述。苯酐裝置通過改造后，在節(jié)能、 減排方面成效顯著，利用1.6Mpa、204C的過量閃 蒸回收蒸汽與0.2Mpa過量的低品位蒸汽進行增壓操作，產生0.8Mpa飽和蒸汽，供生產 加熱或余熱發(fā)電用汽在不增加新的用能條件下； 停用 1800萬 kcal 燃煤導熱油爐， 苯酐 付產余熱蒸汽得到較高效率的平衡，基本解決0.2Mpa回收蒸汽過量而無序排放的難題； 凝結水的回收率，由項目實施前的 70%，可以提高到 90%以上。節(jié)電 300萬 kcal ，節(jié)水 35萬噸， 節(jié)

14、約能源費用 1610萬元，節(jié)約運行維護管理費 500萬元， 全年節(jié)約費用 2110 萬元減排SO140噸，粉塵35噸，爐灰3840噸，基本上達到了即節(jié)能又減排的目標。對于化工企業(yè)來講是消耗能源較多的，對能源的依賴度很大；能源成本在產品成本中占的比重大，高耗能產品的能源成本占60%75 ; 一般產品占30左右；能耗低的 產品能源成本也在 1O 左右。通過節(jié)能，可以降低生產成本，提高產品的競爭能力，提 高經濟效益，同時緩解能源供應壓力都具有十分重要的意義。參考文獻1 馬偉棉. 苯酐生產工藝進展 J. 河北化工 , 2006, 9(9): 21-22.2 屠雨恩 , 周為民 , 許根慧 . 有機化工反應工程 M . 北京 : 中國石油出版社 1995.3 康振東. 燃料與化工 2010 第 2 期.4 張覲桐. 苯酐工業(yè) 2011年第 1期.6 馬新明.增塑劑第 2l 卷第 2期.致謝本次論文是在我的導師王曉麗的精心指導下完成的， 王老師平日里工作繁忙， 但無 論再忙老師都第一時間把學校下達的通知發(fā)給我們， 并細心的指導我們寫作論文， 在此