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1、均苯四甲酸二酊装置仿真培训系统使用手册北京东方仿真控制技术有限公司第一章装置概述2一 .装置概况说明2二 .产品说明2三 .工艺原理简述2四 .工艺流程4五 .自动控制及联锁6六 .主要设备8七 .原料、辅助原料、公用工程规格9八.调节器及显示仪表说明10第二章工艺仿真范围12第三章仿真系统的培训项目/仿真操作13一、氧化工段培训项目13二、水解单元培训项目15三、浓缩单元培训项目17四、脱水单元培训项目18五、升华单元培训项目18六、干燥单元培训项目19第四章评分规则21第五章DCS组态说明21第一章装置概述一、装置概况说明装置名称：均苯四甲酸（均苯四甲酸二酎）装置本装置以均四甲苯和空气中的
2、氧为原料在催化剂的作用下生成均苯四甲酸二酎。本装置分下列工序：氧化工段氧化：催化氧化生成均酎及副产物捕集：产物捕集水解单元：水解：得到均苯四酸粗产品浓缩单元：浓缩：工艺废液经浓缩处理干燥单元：干燥：得到均苯四酸产品脱水单元：脱水：除去均苯四酸中的水生成粗酎升华单元：升华：重结晶得精均苯四甲酸二酎二、产品说明（一）产品名称产品名称分子式缩写分子量规模（吨/年）均苯四甲酸二酎1Cl0H2。PMDA100均苯四甲酸G0H6。PMA117（二）产品规格性质数据性质数据外观白色或淡黄色结晶状物质纯度熔点284-287C沸点397-400C比重(g/cm3)蒸汽压力4000Pa(305C)均苯四甲酸%苯二
3、酸%均苯四甲酸二酎（PyromelliticDianhydride/PMDA）,简称均酎，是一种重要的化工原料。易溶于DMSONMPDMF可溶于丙酮、THF,稍溶于水。它和芳香族二胺合成的高分子聚合物一聚酰亚胺是一种耐高温、耐低温、耐辐射、耐冲击和具有优异电绝缘性能和机械性能的新型合成材料，广泛应用于电子、机电及航空工业等方面。目前，PMDA作为粉末涂料的助剂在国内的用量越来越大。三、工艺原理简述（一）概要本工艺分为氧化、水解、干燥、浓缩、脱水和升华工序。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，催化氧化生成均酎及副产物，经换热冷却在捕集得到均酎粗产品。
4、B、水解、浓缩工序：粗的均酎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，其水循环使用，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生成粗酎，同时脱去低沸点副产物；脱水后的粗酎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酎。D、干燥水解工序出来的四酸产品直接经旋风干燥器干燥得均苯四甲酸产品一套捕集，一套出料备用。水本工艺氧化工序为连续生产，捕集器采用两套切换操作。解工序及脱水、升华工序为间歇操
5、作。(二)机理(1)氧化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酎及少量副产物，同时还有均四甲苯完全氧化为二氧化碳和水。整个反应机理较为复杂，现列出主副反应与完全燃烧反应方程式。主反应：副反应:+6O+4H2O+2381KJ+9/2O2+4H2O+1165KJ+3OO+2H2O+1190KJ+3OOO 1 chch3+3HO+1070KJH3cH3ccH3+3/2O2H3cH3cCH3CH3+27/2O2H3cH3ccH3cH3+ 17/2O2H3cHOO10CO7HO+10cO+72O+cH3+HO+594KJ c%（2）水解粗的均酎与水在一定温度下发生水解反应生成水解反应，
6、生成均苯四酸。（3）精制（脱水、升华）均苯四酸在一定温度下脱水生成均酎。升华是一个物理过程：本工序是通过升华使产品纯度提高四、工艺流程1、氧化工段将原料均四甲苯加入（V0101）均四化料槽中，打开（V0101）蒸汽阀及疏水器阀门，蒸汽加热熔化均四甲苯，经（P0101）均四输送泵，加入（V0102）均四计量罐中。均四计量罐夹套需通少量蒸汽保温至1005Q液态均四甲苯经（V0109）均四过滤器过滤后由（P0102）均四计量泵定量地送入（X0101）汽化混合器内。原料空气经（G0101）罗茨风机、（V0104）空气缓冲罐，经计量后在（V0107）第三捕集器、（V0106）第二捕集器、（V0105）第
7、一捕集器的管件与反应混合气体换热后，再经（E0104）空气预热器、（E0103）、（E0102）第二、一换热器进一步换热后进入（X0101）汽化混合器。在（X0101）汽化混合器中，均四甲苯与热空气均匀混合汽化后由（R0101）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（V0103）熔盐槽中由电热棒加热、控温，经（P0103）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（E0101）熔盐冷却器管间返回熔盐槽。在反应过程中始终保持熔盐循环。氧化反应产生的多余热量在（E0101）熔盐冷却器中与通入的冷空气换热降温返回熔盐槽。均四
8、甲苯与空气混合物在氧化反应管内催化剂的作用下，反应生成均酎及副产物及完全氧化产物二氧化碳、水，反应后的反应气经（E0102）、（E0103）一、二换热器管内与空气换热器降温，再经（E0105）热管换热器降温后依次进入一、二、三、四捕集器，热管换热器冷端为水，水被加热汽化后放空。捕集器一、二、三捕为列管式捕集器，四捕为隔板折流式，进入捕集器的反应气体与壳程的空气换热器降温后凝华生成固体粗产品，依次经一、二、三、四捕后的反应尾气进入（T0101）水洗塔，水洗后放空。捕集器为二列切换操作，一列捕集，另一列冷却后出料备用。水洗池中的水经（P0104）水洗泵，由（T0101）水洗塔上部喷入，水洗塔为（三
9、层）湍流吸收塔，尾气经水吸收后放空，水洗液送浓缩釜浓缩处理。2、水解工段氧化工段得到的粗酐含有一定量的副产物，需经水解、脱水、升华进行精制，根据各捕集器得到粗产品的质量情况分别进行一次或两次水解。在（R0201）水解釜中加入一定量的粗酊，由（V0204）水计量罐经（P0201）水解泵定量加入水，釜内根据需要加入一定量的活性炭，搅拌下通蒸汽加热水解，反应一定时间后，保温下经（V0206）水解过滤热过滤。过滤前过滤器（V0206）需通蒸汽预热。为加速过滤，在过滤后期可向（R0201）水解罐内稍加空气压滤，空气由（C0201）小空压机提供。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
10、捕物料可进入中间槽（V0201）经（P0202）中间槽泵送至（R0202）结晶釜。二捕、三捕产物进入（V0202）结晶槽，自然冷却结晶。自结晶釜的物料经离心机（M0201）离心分离后，送脱水升华。母液进入母液槽，一次母液有时可循环使用一次。自结晶槽（V0202）的物料经（M0201）离心分离后视质量情况送脱水、升华工序或返回水解釜二次水解，需进行两次的物料，一般第一次水解时不加活性炭、二次水解时再加活性炭。离心母液进入母液槽。母液用真空抽吸入（R0203）浓缩釜，真空下加热浓缩，真空由（P0305）水喷射泵及（P0304）水循环泵组成的真空系统提出。蒸出的水经（E0202）冷却后进入（V020
11、3）水接收罐，浓缩后的母液排入废渣池，冷却后作焚烧处理。3、精制工段来自水解工段的物料，均匀加入不锈钢制小舟中，打开（E0301）脱水釜快开盖，将小舟放入列管中，脱水釜热量由熔盐提供，熔盐由电加热、控制。脱水在真空状态下进行，真空由（V0304）水槽、（P0305）水喷射泵、（P0304）水循环泵组成的水喷射系统，经（V0301）缓冲罐提供。在一定的温度和真空下脱水、脱副产物，副产物留在釜腔中。脱水后，小舟从脱水釜取出送至装料间，冷却后在小舟表面加入一定量的硅胶。打开升华釜端盖，依次将小舟送入各列管中。升华釜热量由熔盐提供，熔盐由电加热、控温。升华在真空状态下进行，由（P0301）真空泵提供，
12、该泵一组供三台升华釜同时使用。为避免升华釜并入真空系统初期可能大大降低系统的真空度而影响其他釜的正常操作。本工艺设置一套水喷射真空系统（V0304）（P0304）（P0305）作为升华釜的预抽真空系统，待真空基本达到时再切换至真实泵系统。在一定的真空度、温度、时间里，升华后的产品附在釜结晶腔壁上，打开釜盖，稍冷后清除、取出，送产品包装间，检验、包装、出厂。4、干燥氧化工段生产的湿物料经加料机与加热后的自然空气（空气由蒸汽加热和电加热两种方式加热）同时进入干燥器，二者充分混和，由于热质交换面积大，从而在很短的时间内达到蒸发干燥的目的。干燥后的成品从旋风分离器排出，空气中携带的一小部分飞粉由布袋除
13、尘器得到回收利用。五、自动控制及联锁(一)氧化工段1、自动控制(1)熔盐槽温度控制TIC103L-j(2)熔盐冷却器温度控制TC106(3)热管换热器温度控制TC1122、联锁(1)熔盐泵冷却水压力-熔盐泵电动机联锁PS1熔盐泵冷却水压力低熔盐泵停机(2)熔盐泵出口压力-计量泵电动机联锁PS2熔盐泵出口压力低计量泵停机(3)罗茨鼓风机冷却水压力-罗茨鼓风机电动机联锁PS3罗茨鼓风机冷却水压力低罗茨鼓风机电动机停(4)熔盐泵-罗茨风机联锁PS4熔盐泵出口无流量，停熔盐泵、罗茨风机(5)罗茨风机-计量泵联锁PS5罗茨风机停，停计量泵(6)汽化器温度-罗茨风机联锁TS1汽化器温度高，停罗茨风机(7)
14、反应器温度(T-108)-计量泵温度联锁TS2反应器温度T-108高于480C,停计量泵(8)计量罐液位控制(位式)LC101当液位低于下限时，输送泵动作自动加料，到达上限时输送泵自动关闭，停止加料。(9)水洗池液位控制LS1当液位低于下限时，加水电磁阀动作自动加水，到达上限时电磁阀自动关闭，停止加水。(二)水解单元本单元暂无自控及联锁(三)干燥单元本单元暂无自控及联锁(四)浓缩单元本单元暂无自控及联锁(五)脱水单元(六)升华单元六、主要设备序号设备位号设备名称氧化1V0101化料槽2P0101均四输送泵3V0102计量罐4E0101熔盐冷却器5V0109均四过滤器6P0102均四计量泵7V0103熔盐槽8R0101氧化反应器9P0103熔盐泵10X0101汽化器11C0101罗茨风机12E0102A冷却器13E0103第二冷却器14E0104空气预热器15E0105热管换热器16、17V0105A、BA捕吊18、19V0106A、B第二捕集器20、21V0107A、B第三捕集器22、23V0108A、B第四捕集器24T0101水洗塔25、26P010
