《年产20万吨PX装置的工艺设计毕业论文.[63页]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《年产20万吨PX装置的工艺设计毕业论文.[63页]（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业设计开题报告C O C I n O m 、文献综述凵课題研究意义对二甲苯(PX)是无色透明液体，具有甜味和芳香气味，不溶于水，溶于酒精、氯仿、苯等有机溶剂。对二甲苯与老百姓的生活密不可分。过甲苯广泛存在于汽油中。在汽油中的含量约一1，是汽油高性能抗爆性的重要组分，没有它就不能生产高品质的汽油。为基础有机化工原料之一，主要生产对二苯甲酸（PI、A及对二苯甲酸二甲酯DMT)，分别占PX消费量的8鲚和12左右，这两种单体又是生产聚配纤维和聚塑料的原料。全球产量的9左右用于生产聚酯。聚酯的绝大部分用于生产涤纶，涤纶是目前生产和消费最多的化纤品。我是化纤大国，合成纟T维生产需要大量PX白部分聚用于制
2、造饮料瓶。我们日常消费的可乐、汽水，果汁，都可以是用聚瓶包装的除此之外，对二甲苯在医药、香料、油墨、农药、染料及溶剂等领域有广泛的用途对二甲苯的广泛用途，使它长期处于供不应求状态，所以，PX装置的建设还有很大的空间。1.2 PX装置的国内外现状和发展趋势1.2彐PX装置国内外状聚酯纤维的迅速发展，拉动了其上游原料精对苯甲酸的消耗，进而有拉动了PTA的上游原料对二甲苯的市场严重供不应求，产品需要大量进口。20 2年：世界PX的装置生产能力约4000万吨/年，70以上的装置在亚洲地区，新建产能也人都集中在亚洲，主要为韩国和中国。中国石化集团公司是最大的生产集团，占总产能的5其次是中国石油集团公司占
3、总产能的22。2佣9年是我国PX生产能力增长最快的一年，新增产能284万盹，比20卟年的2，1万吨增长64, 2应截至2012年9月底，我国PX的生产厂家有13家总生产能力达到821，1万吨/年：目前，我国已是世界上最大的PX生产和消费国，产能约占全球产能的20，消费量占全球38左右。北美地区的新建PX装置主要集中在美国用于生产PTA的PX掐提高到82口0由于生产成本较低加之原料供应充足，中东的石化产业投资豸稳步增长该区域将建设史多的PTA和PX装置，用于生产PTA的然比例也将进一步增长。在欧洲对二甲苯PX的总生产能力约为310 0万吨/年。由于全球一系列对二甲苯生产装置的问题以及亚洲新对苯二
4、甲酸生产装置的建成投产，使得世界对过甲苯供应紧张价格上涨。2002年由于有 2佣多万吨/年的对苯二甲酸生产能力投产，其中第过季度在台湾以及韩国就有 155万吨/年的对苯过甲酸生产装置建成投产，使得亚洲地区的对过甲苯供应紧张。1. 2 2产业面临的问題和发展趋势对二甲苯最早是从重整油和裂解亻i油中抽提和分离而得，但随聚酯工业的不断发展，该方案法获得的对二甲苯己经无法满足实际生产的需要。近年来，苯、甲苯、过甲苯(BTX的市场需求丑盛，但BTX中的甲苯和二甲苯是生产高辛烷值汽油的重要调和组分，因此加剧了BTX的供需矛盾，生产BTX的原料是石油脑，但石油脑又是制取乙烯的原料，我国对乙烯需求很人，因此亻
5、i油脑供应不足，制约了BTX的生产能力。LPG芳构化趼可以实现LPG增值利用,又可以缓解BTX供应紧张的局面，发展前景良好。除采用传统的原油提炼亻i脑油作为PX装置的原料外，积极拓展其它如凝析油、甲醇等原料的使用，同时结合新技术，逐步解决资源紧张的局势。1.3 PX的主要生产工艺目前生产对二甲苯PX）己经有多种不同的工艺。PX生产工艺主要还是石脑油路线即以石脑油为原料，经重整、芳烃抽提、二甲苯分离、苯和甲苯分离，歧化、异构化、吸附分离等装置组成的芳烃联合装置生产制得。其中抽提法有丽p的和parex 工艺、Axens的Eluxyl工艺、ExxonMobil化学的XyMax工艺；甲苯歧化氵去有LI
6、()P的PX一Plus 法、ExxonMobil化学的PxMax法。以液化石油气为原料生产PX的工艺有由BP和LOP 合作开发的cyclar工艺，首套工业化装置已在沙特阿拉伯Yanbu的IbnRushd 0建成，并于1999年投产01 3、1中苯歧化和烷基转移甲苯歧化反应是甲苯经过歧化反应生成苯和二甲苯。烷基转移反应是指苯与9、C10 芳烃之间的烷基转移反应。该工艺的特点是将产量相对过剩的甲苯和或价值相对较低的 C9、C10转化成苯和二甲苯，是工业上增产以的主要手段。代表性的工艺有Mobil公司的MSTD工艺、COP公司的Tatoray工艺、IEP/Mobil公司的Tranplus工艺等。甲苯
7、歧化工艺技术主要取决于催化剂，目前甲苯歧化工艺方法主要有“一Plus法常压气相不临氢工艺、Tatoray法（加压气相氢工艺法）、LTDP低温加氢液相不临氢工艺及MTDP法（气相加压不临氢工艺等。1，3，2过甲苯异构化从催化重整油和裂解汽油中获得的C8芳烃，对二甲苯含量仅为混合二甲苯质量的2左右1且乙苯所占比例较大，为最大限度地生产对过甲苯，需将C8芳烃进行异构化反应生成对二甲苯，典型的工艺有：东丽公司的Isolene(ll)工艺、COP公司的Isomer 工艺、Engelhard公司的Octafining工艺、M訃冒公司的Ml-IAT工艺等。中MIMI工艺采用活性高、选择性好、操作条件温和、催
8、化剂结焦速率过、运转周期长再生性能好的分了筛催化剂1能使乙苯转化率达6的、7的，二甲苯损耗率则可降低至I. 8，非芳烃转化率达2臍，二甲苯的选择性达平衡亻直的102。L33甲苯甲醇烷基化甲苯甲醇烷基化合成对二甲苯是一条增产对二甲苯的新的工艺路线，为甲苯转化和口资源利用提供了新的途径：该技术主要采用了一种能提高甲苯甲醇烷基化反应选择性的催化剂。该催化为含氧化物改性剂并经苛刻蒸汽处理的ISM5沸石催化剂。甲醇与甲苯烷基化生成PX的同时。会有甲醇脱水转化为碳氢化合物的副反应。大连化物所采用改性的沸石分了筛作为催化剂，利用沸石分了筛的择形催化作用，高选择性地制取PX，反应产物中PX在二甲苯异构体中的选
9、择性可以达到93、98%,同时原料中的甲醇可以联产乙烯和丙烯。乙烯是生产精对苯二甲酸（PTA）的原料之一，而目前乙烯主要来源于石脑油裂解。该工艺最其吸引力的特点是PX收率要比传统的甲苯择形歧化工艺高一且具有许多优点：每生产1 t PX产品所需的甲苯可由甲苯择形歧化法的约2 t下降到110 , t原料甲醇价格比较便直，苯的产量可丿，忽略。因0甲苯甲醇选择性烷基化生产PX工艺路线将是未来最经济、最为可行的PX生产技术路线。、本课题要研究内容2研究内容本课题为年产20万呻PX生产装置的工艺设计课题包括以下具体内容：o 在查阅文献的基础上，进行原料及工艺路线选择o 进行工艺流程设计并绘制工艺流程简图（
10、3进行物料衡算和热量衡算（4进行主要设备的选型和计算巧绘制工艺物料流程冬（6车间布置的设计。绘制车间布置图撰写设计说明衮22研究方法：本课题采用甲苯甲醇烷基化法生产以，在ZSM巧催化剂崔化剂作用下甲苯与甲醇反应，直接生成对二甲苯。其过程可分为对二甲苯的合成和合成产物的分离，来得到纯度高的对二甲苯。工艺流程见图如下：0000n的0甲应用Aspen 0 us进行工艺过程的物料衡算和热量衡算，测出进出凵物流的流量、组成及性质。设计可行的操作条件和设备尺寸：在物料、热量衡算的基础上，再应用化工原理及化工设各机械基础知识进行主要设备的选型与计算，用Atuocad软件绘制工艺流程图，根据原料及产品的特性及
11、车间布置的相关设计规范和规定，进行车间布置设计，并用Atuocad绘制车间布置閤。参考文献1顾道斌甲苯甲醇催化烷基化制对二甲苯技术Of究进展J天然气化工学报工2m306（3862一662钱伯章对二甲苯市场分析及发展前景 J化学工业201008（8L 21一233顾祥万对二甲苯市场分析及发展建议引、化工学报、2014、06（61628一16314郭乳生，李书纹0过祥生甲苯一甲醇合成对二甲苯新工艺经济分析J辽宁化工，2013，05（引，25一305工莉，朱景利，李华宝，王艳军甲苯和甲醇烷基化反应热力学分析与计算0化学工程200 & 10（10距48一506赵岩高选抒性高稳定性合成对二甲苯催化剂的研
12、制D大连：大连理丁大学，201 1. 7崔小明，我国对二甲苯生产技术现状及市场分析（上 J ，上海化工，2012，3702）： 31一358邵平甲苯甲醇合成对二甲苯的新技术及市场分析 J，炼油与化工，2012，23：5一7，9杜玉如，娄阳，国内外对二甲苯生产消费现状及市场分析J聚酯工业，2開9，22的； 15一1610丰存里我国对二甲苯行业分析及发展建议J 化工进展，20以08口988一1993C O C n O m对二甲苯指导教师意见0d!.COCli0 .com指导教师年月日1绪论10 PX的性质及用途1、1、1 PX的性质的对0甲苯的物理性质无色透明液体，具有芳香气味。比重0861，熔点
13、性2 ，沸点38，5。C，刂点25 ，能与乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂混溶。可燃，低毒老合物，性略高于乙醇，其蒸汽与空气可形成爆炸性混合物，爆炸极限凵一70（体积分数 b对二甲苯的化学性质o 对金属无腐蚀性。用稀硝酸氧化生成对甲基苯甲酸，继续氧化生成对苯过甲酸。与其他氧化剂的作用和邻二甲苯类似。对二甲苯在碳酸钠水溶液和空气存在下，于 250 1 6MPa下生成对甲基苯甲酸、对苯二甲酸、乙醛：用钴盐作催化剂， 20 经空气液相氧化生成对甲基苯甲酸。氯化反应与其他二甲苯类似。对二甲苯热解生成甲烷、氢、甲苯、对联甲苯、2，6一二甲基蒽。o 稳定性：稳定o 禁配物：强氧化剂、酸类、卤素等（4聚合危害：不
14、聚合0巧常见化学反应，甲基能被常见氧化剂氧花一如用秫硝酸氧化生成对甲基苯甲酸，继续氧化生成对苯二甲酸用酸性高锰酸钾也能将甲基氧化成羧基。甲基上的氢原了能被卤卖取代。112对二甲苯的用途对二甲苯与老百姓的生活密不可分。二甲苯广泛存在于汽油中。在汽油中的含量约 6一10，是汽油高性能抗爆性的重要组分，没有它，就不能生产高品质的汽油PX 为基础有机化工原料之一，主要生产对苯二甲酸(PTA)及对苯二甲酸二甲酯(DMT), 分别占PX消费量的80和12左右，这两种单体又是生产聚酯纤维和聚酯塑料的原料，个球产量的98左右用于生产聚酯卩聚酯的绝大部分用于生产涤纶，涤纶是目前生产和消费最多的化纤品。我国是化纤
15、大国，合成纤维生产需要人量部分聚配用于制造饮料瓶，我们日常消费的可乐、汽水、果汁，都可以是用聚酯瓶包装的。除此之外，对二甲苯在医药、香料、油墨、农药、染料以及溶剂等领域有广泛的用途間。对二甲苯系列产品关系如图。的广泛用途使它长期处于供不应求状态，所以，PX装置的建设还有很大的空间。m图凵对二甲苯系列产品关系图1 2 PX产业的国内外发展现状1、2、1 PX产业的国内现状聚酯纤维的迅速发展，拉动了其上游原料精对二苯甲酸的消耗进而又拉动了PTA3对二甲苯的上游原料 的市场严重供不应求，产品需要大量进口囿。2田2年，世*PX的装置生产能力约4佣0万年，70以上的装置在亚洲地区，新建产能也大都集中在洲，主要为韩国和中国。中国石化集团公司是最大的生产集团，占总产能的42 5其次是中国石油集团公司，占总产能的220。2009年是我国PX生产能力增长最快的一年，新增产能284万吨下比2008年的442彐万吨增长642。截至2012年9月底，我lilPX 的生产厂家有13家总生产能力达到82凵万吨拜。0前，我国已是世界上最大的PX 生产和消费产能约占全球产能的20，消费量占全球38左右囝。122 PX产业的国外
