南京紫光均酐实习报告

2. 均苯四甲酸二酐（均酐）生产工艺介绍 均酐生产的主要原料为均四甲苯和空气中的氧为原料（辅料为活性炭、硅胶），进入装填有催化剂的列管式反应器，在催化剂V2O5的作用下生成均苯四甲酸(PMA)和均苯四甲酸二酐（PMDA）。 （1）、均酐 均酐的物理性质 纯 度 99%min 外 观 白色或淡黄色结晶 中和当量 54.5+/-0.2 比 重 1.68 沸 点 397--400℃ 熔 点 284-287℃     用途：用于生产粉末涂料中的消光固化剂、聚酰亚胺树脂及薄膜、耐高温电气绝缘漆、固体润滑剂、环氧树脂固化剂、增塑剂和聚酯树脂的交联剂等。 （2）、辅料： ①、均四甲苯：白色结晶状物质，熔点：79.38℃，沸点：196.99℃。 指标 一级品 二级品 熔点（℃） 76～80 75～80 纯度（%） ≧97 ≧95 状态 针状结晶 白色粉末结晶       ②、活性炭：黑色微细粉末，无臭无味。（用于脱色） （767型，上海焦化厂活性炭厂）（江苏溧阳市活性炭联合公司） ③、硅胶：粗孔不规则硅胶（ψ1-3） （青岛海洋化工厂）（上海硅胶厂） ④、催化剂：V系催化剂 （黑龙江省石油化学研究院）（南京工业大学） 反应方程式： （3）生产 原料线 化料槽→输送泵→计量罐→计量泵→过滤器→汽化混合器→浮球液位计 O2线        罗茨风机→空气缓冲罐→三捕→二捕→一捕→空气预热器→二换→一换→汽化器 混合气线 汽化器→反应器→一换→二换→热管换热器→一捕→二捕→三捕→四捕→水洗塔 废水处理线 废水→集水池→隔油池→催化氧化塔→中和池→混凝沉淀→UBF厌氧池→好氧池→气浮→达标排放 （4） 生产工段 生产工段分为氧化、水解、精制、干燥四个工段。 ①、氧化工序 固体的均四甲苯经蒸汽加热融化，汽化与热空气混合，在固定床氧化反应器中，催化氧化生成均酐及副产物，经换热冷却在捕集器中凝华捕集得到均酐粗产品。 ②、水解工序 粗的均酐产品在水解釜中加一定量的水和活性炭，加热水解后，经热过滤除去活性炭冷却结晶后再经过离心机甩干，得均苯四甲酸粗产品。 ③、脱水、升华工序 四酸的粗产品在脱水釜中，在加热真空条件下除去粗产品中的游离的水和分子水生产粗酐，同时脱去低沸点副产物。脱水后由于面有一定量的硅胶，在升华釜内加热和高真空条件下升华，结晶得产品。该过程为物理过程，通过升华使产品的纯度提高。 升华工序是一个物理过程：本工序是通过升华使产品纯度提高。 ④、干燥工序 四酸粗产品在一定真空度和温度条件下，干燥一定时间，除去表面离子水，得到符合要求的产品。 另一种干燥方法是闪蒸。利用高速流动的热空气，使物料悬浮于空气中，在气力输送状态下完成干燥过程。 本工艺氧化工序为连续生产，捕集器采用两套切换操作。一套捕集，一套出料备用。水解工序及脱水、升华工序为间歇操作。 3、三废的来源及处理原理、方法 （1）、废气 废气主要来自氧化工段。捕集器末凝华的尾气（主要）中含有少量二酐产品、副产品及二氧化碳。另生产过程中使用到的蒸汽均由烧煤锅炉提供，在使用过程中会产生放出二氧化硫、一氧化碳。烟尘、氮氧化物、二氧化碳等有害物质。 由于废气中主要含为酸酐，有较好的水溶性，所以选用时做吸收剂来处理尾气。锅炉废气采取水膜除尘法，用水吸收二氧化硫，氮氧化物。 （2）、废水 废水的主要来源：水洗塔水洗液，水解母液，冲洗、冷凝水，锅炉废水，生活污水。cc主要特征：每天产生10t工艺废水，废水显酸性，其PH值为3，COD为15000mg/L；其他废水每天产生15t，PH=3，COD为300 mg/L。 排放：《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准 出水指标（指标单位：mg/L） 指标 CODCr BOD5 PH 硫化物 水质 ≤100 ≤30 6-9 ≤1.0           处理工艺： 加石灰乳 冲洗及冷凝水 工艺浓废水 空气 外运填埋 达标排放 ①、废水的物化处理 均化：水量和水质的调节均化可以提高废水的可处理性，减少在生化处理过程中可能产生的冲击负荷。对微生物有毒物质可以得到稀释，PH值可以得到稳定，减少由于PH调节所需的酸碱量。均化的办法比较简单，本工艺设置了集水池，用来调节水量和水质。 隔油：工艺废水中含有相当部分的不溶性油类化合物，在集水池后增加一隔油池，利用油水分离作用，可减少废水中的部分COD含量，同时保证后续催化氧化工艺效果。池内平均流速为0.002-0.01m/s，停留时间为2-10min，排油周期一般为5-7d。 催化氧化：在去除废水中COD的同时，进一步提高废水的可生化性，有利于后续生化处理。本工艺采用过氧化氢。单一的H2O2是一温和的氧化剂，但在FeSO4存在下，即可成为性能很强的Fenton试剂。Fenton试剂可在短时间内氧化去除许多有害物质，处理费用低，约2-3元/t废水，但去除COD能力较低。 中和：工艺的废水含酸量低，通过投加碱性药剂中和。采用石灰乳做中和剂，，使用量约为废水量的1%（高浓度水），调节后废水的PH为中性，COD去除率约60%。 混凝：混凝沉淀不但可以去除废水中的10-3-10-6mm的细小悬浮微粒，还能去除色度、油分、微生物、氮和磷、重金属以及有机物。采用氢氧化铝为混凝剂，经水解、缩聚后形成高分子聚合物。具有较强吸附作用，形成粗大絮凝体。 加药气浮：是向废水中通入大量微细气泡，使水中的微小颗粒及油珠相互粘附，并利用水和气泡的密度差，借气泡上升的速度强行使其上浮，通过收集泡沫和浮渣达到分离目的。为提高效果，一般加入氢氧化铝凝聚颗粒。 ②、废水的生化处理 厌氧工艺：分为厌氧活性污泥法、厌氧生物膜法和厌氧活性污泥-生物膜复合法。主要依靠具有良好污泥滞留效果的复合厌氧反应器（UBF）。该反应器是UASB与AF结合，厌氧滤池置于污泥床上部，减少填料的厚度，滤池上部为三相分离器，在池底布水系统和填料层之间留出一定空间，以便悬浮状态的絮凝污泥和颗粒污泥在其中生长积累。该工程不采用中温发酵，而是常温发酵，采取保温措施，减少散热，尽量提高厌氧发酵温度。 好氧工艺：分为活性污泥法和生物膜法。在参考现有的好氧工艺的前提下，开发了新型废水好氧处理反应器。该系统集两者的优点，能为不同微生物创造降解有机物的最适宜环境，具有处理负荷高、运行成本低、出水水质稳定、操作方便及基建投资少等诸多优点。该反应器为组合型，主要包括A/B区、接触氧化区、二沉、硝化-反硝化、生物过滤等反应区。催化氧化出水先在A/B区停留，改善理化性质，A/B区出水进入接触氧化区进行处理。接触氧化区采用纤维填料和微孔曝气管。在硝化-反硝化段废水中的氨氮转化为亚硝酸盐，回流到A/B区，去除水中氨氮。最后废水到二沉池，泥水分离，再到气浮装置进行深度处理。 各单元设计处理效果 项目 CODCr(mg/L)） BOD5(mg/L) PH 颜色 总水量/（m3·d-1） 工艺废水 15000 2000 3 棕褐 10 催化氧化 9000 3700 7-8 红色 10 中和 3600 3000 4-7 淡红色 10 均质 300 50 7-8 无色 15 混凝 1800 1500 7-8 淡红色 25 生物流化床 900 700 7-8 无色 25 接触氧化池 300 100 7-8 无色 25 气浮池 100 30 7-8 无色 25             （3）、废渣 均酐工艺的废渣来自废水浓缩，量少，在厂中进行集中处理，基本不需处理。现场配备压滤板框机，能够处理废水装置产出的固废物。 4、均酐仿真操作规程（简略） 同样分为四个阶段，仿真只练习氧化阶段。 氧化阶段： ①冷态开车步骤：开车前准备、熔盐系统、反应器预热、催化剂的活化、备料、投料、开车完成（难，不易掌握） ②装置下停车步骤：停止进料、关闭风机、关闭熔盐泵、停止空气加热、关闭水洗泵、间歇开启熔盐 三)、工艺原理 1、工艺概况 生产过程分氧化、水解浓缩、脱水和升华四个工序。 a、氧化工序:固体的均四甲苯经加热熔化、汽化与热空气混合后,在固定床氧化反应器中,催化氧化生成均酐及副产品,经换热冷却在捕集器中凝华捕集得到均酐粗产品。 b、水解浓缩工序:粗的均酐产品在水解釜中加一定量的水和活性炭,加热水解后,经热过滤器除去活性炭,冷却结晶再经离心机甩干,得到均苯四酸粗产品,浓缩是将工艺废液经浓缩处理后,其水轮回施用,废渣可焚烧处理。 c、脱水、升华工序:四酸粗产品在脱水釜中,在加热、真空条件下除去粗产品中的游离水和分子水生成粗酐,同时脱去低沸点副产品;脱水后的粗酐在其表面上加一定量的硅胶,在升华釜内加热和高真空的状态下使其升华重结晶,得到产品均苯四甲酸二酐。 本工艺氧化工序为连续生产,捕集器采用两套切换操作。一套捕集,一套出料备用。水解工序及脱水、升华工序为间歇操作。 2、主要设备机关、原理和效用 (1)汽化器 结构:汽化器主要由下列组件组成:锥形封头,栅板,填料,支座,分配器,支持圈,法兰连接组建、分布器,防爆口等零件组成。关口和构建见1-1。 工作原理:操作中间原料均四甲苯插手均四化料槽中,打开蒸汽进气阀及疏水器阀门,蒸汽加热融化均四甲苯,经均四液下泵,插手均四计量罐中。均四计量罐需同少数蒸汽保温至100+5℃。液态均四甲苯经均四过滤器过滤后由均四剂量泵定量地送入汽化混合器内。 效用:将液态的均四甲苯和空气混合,变成液态混合状的气体,混合均充匀后的气体有助于氧化反应。 (2)氧化反应器 结构:主要由下列零部件组成:平板封头,管箱,法兰,连接螺栓,密封垫,支座,波形膨胀节,换热管等组成。 工作原理:在汽化混合器中,均四甲苯与热空气均匀混合汽化后由氧化放映期化反应器为列管式固定床反应器,列关内均匀填装催化剂,管外由熔盐加热。熔盐在熔盐槽中由电热棒加热、控温,经熔盐液下泵进入反应器下部,经分配后进入管间,由反应器上部经熔盐冷却器管间归回熔盐槽在反应过程中始末保持熔盐轮回。氧化反应产生的骈枝热能在熔盐冷却器中与空气换热降温后归回熔盐槽。 效用:均四甲苯与空气混合物在氧化反应管内催化剂的效用下,反应生成均酐及副产品及完全氧化产物碳酐和水。 (3)热管换热器 结构:由管箱、箱盖、热管、分布板和法兰等零部件组成。 原理:从换热器出来的均酐反应气再经热管换热器进一步降温后依次进入一、二、三、四捕集器,热管换热器冷却端为水,水被加热汽化后放空。、 效用:从换热器出来的均酐反应气的温度仍然比较难结晶,所以其效用是在降低均酐反应气的温度。 (4)熬头捕集器 结构:捕集器由下列零部件组成,筒体,球形封头,管板,列管和支持环等组成。 原理:利用换热器的工作原理,管内经由过程均酐反应气,管外经过空气,经由过程管壁进行换热。进入捕集器的反应气体与壳体的空气换热降温后凝华生产固体粗产品,均酐反应气在捕集器中进一步冷却、慢慢结晶,气态的均酐凝华变成了固态,结晶在捕集器的底部,随着温度的降低,均酐的量也就不同,越是向后结晶得量越来越少。 效用:结晶,是气态的均酐结晶成固态的粗酐。 三、各工序反应机理 (1)氧化工序: 均四甲苯与空气在一定温度下,在催化剂床层中催化氧化生成均酐及少数副产品,同时还有均四甲苯完全氧化为碳酐和水。整个反应机理较为庞大,现列出主副反应与完全燃烧反应方程式。 主反应:C10H14+6O2---6H2O+2140KJ 副反应:C10H14+27/2O2---10CO2+7H2O+5579KJ (2)水解工序:粗的均酐与水灾一定温度下发生水解反应,生成均四酸。反应:C10H14+2H2O--C10H6O8 均苯四甲酸二酐装置所施用的催化剂一V2O5为基础,插手其它金属氧化物的多元组分的催化剂。 催化剂对均四氧化成均酐的影响 催化剂所用的载体通常是耐高温的氧化物。同时必须考虑其它因素,如载体是惰性还是活性、对催化物质和助催化剂的影响、表面积、毒性等 催化剂颗粒的外形和尺寸应该促进催化剂的活性,增强颗粒的抗压碎和康破裂性,降低床层阻力。降低生成费用等。 4、各工段的工艺流程 (1)氧化工序 将原料均四甲苯插手均四化料槽中,打开蒸汽进气阀及疏水器阀门,蒸汽加热熔化均四甲苯,经均四液下泵插手均四计量罐。均四计量罐夹套需通少数蒸汽保温至90-100度。液态均四甲苯经均四过滤器后有均四计量泵定量地送入汽化混合器内。 原料空气经罗茨风机、空气款冲罐,经计量后再第三捕集器、第二捕集器、熬头捕集器的管间与反应混合气体换热后,再经空气预热器、第二、熬头换热器进一步换热后进入汽化混合器。 在汽化混合器中,均四甲苯与热空气均匀混合汽化后由氧化反应器的上部进入。氧化反应器为列管式固定床反应器,列管内均匀填装催化剂,管外由熔盐加热。熔盐在熔盐槽中有电热棒加热、控温,经熔盐液下泵进入反应器下部,经分配后进入管间,有反应器上部经熔盐冷却器管间归回熔盐槽。在反应过程中始末保持熔盐轮回。氧化反应产生的骈枝热能在熔盐冷却器中与通入的冷空气换热降温后归回熔盐槽。 均四甲苯与空气混合物在氧化反应管内催化剂的效用下,反应生成均酐及副产品及完全氧化产物碳酐、水、反应后的反应气经一、二换热器管内与空气换热器降温,再经热管换热器进一步降温后一次进入一、二、三、四捕集器,热管换热器冷端为软水,被加热后放空。 (2)水解工序 氧化工序得到的粗酐含有一定量的副产品,需经水解、升华进行精制,根据各捕集器得到的粗产品的质量情况分别进行一次或者两次水解甚或者多次水解。在水解斧中插手一定量的粗酐,有水计量罐经水解泵定量插手水,斧内根据需要插手一定量的活性炭,搅拌下通蒸汽预热。为加速过滤,在过滤后期可向水解罐内略加空气压滤,空气由小空气压机提供。热过滤滤液根据水解粗产物的质量不同作不同处理。一般情况下,一捕物料可进入中间槽经液下泵送至结晶斧,搅拌下冷却结晶。为过滤完全,在结晶斧前又加以过滤器。在结晶初期应迟缓冷却,使结晶较粗。二捕、三捕产物进入结晶槽,自然冷却结晶 (3)脱水、升华工序 来自水解工序的物料,均匀插手不透钢制的小舟中打开脱水斧快开盖,将小舟放入列管中,脱水斧的热能由熔盐提供,熔盐由电加热控温。脱水在真空状态下进行,真空由水箱、水喷射泵、水轮回泵组成的真空系统,经缓冲罐,在一定的温度和真空下脱水、脱副产品,副产品停留在小舟中。 脱水后,小舟从脱水斧掏出送至装料间,冷却后在小舟表面插手一定量的硅胶。打开升华斧端盖,依次将小舟送入升华斧个列管中。升华斧热样由各熔盐提供,熔盐由电加热控温。升华在真空条件下进行,由罗茨-轮回机组提供,该机组一台供三台升华斧同时施用。在一定的真空度、温度、时间里,升华后的产品附在斧结晶腔壁上,打开斧盖稍冷却后清除、掏出、送产品包装间,检验、包装、出厂。 (4)干燥工序 气流干燥是利用高速流动的热空气,使物料悬浮于空气中,力量输送状态下完成干燥过程。操作时,热空气由风机送入气流管下部,以240m/s的速度向上流动,湿物料由加料器插手,悬浮于高速气流中,并与热空气一起向上流动,由于物料空气的接触非常充实,且处于运动状态,是以气固之间的导热和传质系数都很大,使物料中水分很快被去除。 真空干燥是一种间歇式操作装置,经由过程夹套内蒸汽加热,粗四酸在真空圆锥体内靠筒身的转动,不停翻腾物料,湿物料吸热后蒸发的水汽经由过程真空系统(泵)抽出筒外,从而到达物料的干燥。 5、主要工艺参量 (1)氧化: 反应温度:435~445℃;熔盐温度:380~390℃ 催化剂负荷:50~60g/l.h;风量:2100~2300m3/h 汽化器温度:180~200℃;一捕入口温度;210~220℃ (2)水解:温度95℃ 粗酐:水:活性炭=1:5:0.05(一捕产品) =1:4-4.5:0.05(二、三捕产品) (3)脱水: 熔盐温度:230℃;真空度:-0.09MPa (4)升华: 熔盐温度:250℃;真空度:-0.0999 Mpa 五、实习体会 实习的十天时间很快的就过去了,在这短短的时间内,我收获了很多的东西,感觉无论是从老师还是从从事学习的内容方面都收获了不少,真的感激这次经历,这些都是我在黉舍里和课本上找不到的,现在我们已是大四了,顿时就要踏入社会,这些实践性的东西对我们来讲是至关重要的,它让我们脱离了书生的稚气,增长了对社会的感性认识、对常识的更深切的了解。 在以前的脑筋中,我认为的工作都是很美好的,我想企业和工厂应该都是挺漂亮、挺大起的。现在不都是在讲环保、讲生活习性化吗,将来的工作环境必定是整齐美丽的,工作应该也是有趣轻松的。我就是怀着这种憧憬到了我们的实习工厂。 经由过程长久的实际工作,工厂师傅的经验和熟练程度是我们这些大学生在课本上得不到的,所以,今后走入社会,我想我首先应该降服的就是眼高手低的毛病,俯下身来、踏踏实实的工作,去积累自己的经验,增长自己的常识! 对于生产实习,我想作为一位工科学生是必须要经历的。一个不接触工厂,不接触机器的工科人的经历是不完整的,所以黉舍的结业生产实习就给我们提供了如许的一种平台让我们能充实的对工厂、对工具、对机器产生认知,继续往前了解和热爱。金工实习在机器的操作,自身的动手能力和对工具运用技法的了解方面都给了我很大的帮助。实践的过程真的能够体悟到一种快乐,当然麻烦时时都有,可以说整个过程一直是痛苦并快乐着。每个工种如今想起来似乎都是历历在目,而其中的快乐与痛苦更让人爱护保重。 在实习时,同时也让我认识到社会是残酷的,没有文化、没有本领、懒惰,就注定你永恒是社会的最底层!但同时社会又是美好的,只要你肯干、有进取心,它就会给你回报、让你得到自己想要的!像如许的实习也是给我们学习化工机械的同窗了一种启发:在以后的工作学习中更应该多思虑,多想现有的技术还有什么可以革新的地方,而不是被书本上的理论常识所束缚。虽然书本上的常识都是经典,但一些化工流程工艺是可以更新的。联合实际生产情况配置装备摆设更高效、更经济、更实用的化工设备是我们寻求的目标。 总之,虽然实习的时间很短,但对我来讲,收获是很大的。我会越发爱护保重我的学习,并且用实习的心得时时激励自己!