苯酐加工方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种苯酐加工装置，包括：萘储存罐和第二预处理装置；邻二甲苯储存罐和第三预处理装置；第四预处理装置和混合装置；反应器、冷却装置、第一预处理装置、精馏装置、尾气处理装置；一种苯酐加工方法，包括以下步骤：S1将液态萘、邻二甲苯、空气分别进行预处理；(2)将预处理后的萘、邻二甲苯、空气进行混合；S3将混合物通入反应器，在催化剂存在下进行反应，并控制反应温度；S4反应产物冷却；S5冷却后的反应产物经预处理得到粗苯酐，反应产物预处理的同时将反应产生的尾气经处理后排放；S6粗苯酐精馏处理后得到苯酐成品。本发明专利技术具有苯酐生产效率高的优点。

Processing method and device of phthalic anhydride

【技术实现步骤摘要】
苯酐加工方法及其装置
本专利技术涉及苯酐加工
，特别涉及一种苯酐加工方法及其装置。
技术介绍
邻苯二甲酸酐，简称苯酐，是邻苯二甲酸分子内脱水形成的环状酸酐。苯酐为白色固体，是化工中的重要原料，尤其用于增塑剂的制造。现有苯酐加工方法及加工装置生产苯酐具有生产效率低的缺陷。
技术实现思路
本专利技术提供一种苯酐加工方法及其装置，用以解决现有苯酐加工方法及加工装置生产苯酐具有生产效率低的缺陷。一种苯酐加工装置，包括：萘储存罐和第二预处理装置，所述第二预处理装置用于对萘进行预处理，所述第二预处理装置的萘入口与萘储存罐的萘出口连通；邻二甲苯储存罐和第三预处理装置，所述第三预处理装置用于对邻二甲苯进行预处理，所述第三预处理装置的邻二甲苯入口与邻二甲苯储存罐的邻二甲苯出口连通；第四预处理装置和混合装置，所述第四预处理装置用于对空气进预处理；所述第二预处理装置的萘出口、第三预处理装置的邻二甲苯出口、第四预处理装置的空气出口分别与混合装置的入口端连通；反应器、冷却装置、第一预处理装置、精馏装置，所述混合装置的出口与反应器的入口连通，所述反应器的出口与冷却装置的入口连通，所述冷却装置的出口与第一预处理装置的入口连通，所述第一预处理装置的苯酐出口与精馏装置的苯酐入口连通，所述第一预处理装置的尾气出口还连接有尾气处理装置。优选的，所述第二预处理装置包括：第一加热器、蒸发器、第一过热器、第二过热器，所述第一加热器的萘入口与萘储存罐的萘出口连通，所述第一加热器的萘出口与蒸发器的萘入口连通，所述蒸发器的萘出口与第一过热器的萘入口连通，所述第一过热器的萘出口与第二过热器的萘入口连通；所述第三预处理装置包括：第一过滤器、第二加热器，所述第一过滤器的邻二甲苯入口与邻二甲苯储存罐的邻二甲苯出口通过连接管连通，所述连接管上连接有邻二甲苯泵，所述第一过滤器的邻二甲苯出口与第二加热器的邻二甲苯入口连通；所述第四预处理装置包括：第二过滤器、空气加压器、第三加热器，所述第二过滤器的空气出口与空气加压器的空气入口连通，所述空气加压器的空气出口与第三加热器的空气入口连通；所述第二过热器的萘出口、第二加热器的邻二甲苯出口、第三加热器的空气出口分别与混合装置的入口端连通；所述冷却装置为气体冷却器；所述第一预处理装置包括：预冷凝器，所述预冷凝器的气体入口与气体冷却器的气体出口连通，所述预冷凝器的苯酐出口连接有第一粗酐罐；切换冷凝器，所述切换冷凝器的气体入口与预冷凝器气体出口连通，所述切换冷凝器的气体出口连接有尾气处理装置，所述切换冷凝器的粗酐出口连接有第二粗酐罐；所述精馏装置包括真空精馏塔，所述真空精馏塔包括：轻组分塔和纯苯酐塔，所述轻组分塔的苯酐出口与纯苯酐塔的苯酐入口连通，所述纯苯酐塔的苯酐出口还连接有苯酐结片机。优选的，所述反应器为带有熔盐夹套的反应器，所述反应器的熔盐夹套底部设有熔盐入口，所述反应器的熔盐夹套顶部设有熔盐出口，所述反应器内设有温度传感器；所述反应器外部还设有熔盐储罐，所述熔盐储罐的熔盐出口与所述反应器夹套的熔盐入口通过第一连接管连通，所述第一连接管上设有流量控制电磁阀及熔盐泵，所述反应器夹套的熔盐出口通过第二连接管与熔盐储罐的熔盐入口连通；所述反应器外部还设有第一控制器，所述第一控制器与所述温度传感器、流量控制电磁阀电、熔盐泵连接；所述第一控制器通过电源电路与电源连接，所述电源电路包括：场效应晶体管，所述电源与场效应晶体管的漏极连接；第二可调电阻，所述第二可调电阻第一端与场效应晶体管的源极连接，所述第二可调电阻第二端与场效应晶体管的栅极连接；第二电容，所述第二电容一端与第二可调电阻的第二端连接；第一双极结型晶体管，所述第一双极结型晶体管的集电极与第二可调电阻的第二端连接；第一热敏电阻，所述第一热敏电阻第一端与第二电容另一端连接，所述第一热敏电阻第二端与第一双极结型晶体管发射极连接；第一可调电阻，所述第一可调电阻第一端与第一热敏电阻第一端连接，所述第一可调电阻第二端与第一双极结型晶体管基极连接，所述第一可调电阻的第一端还接地；第一电容，所述第一电容一端与第一双极结型晶体管的基极连接；第二双极结型晶体管，所述第二双极结型晶体管基极与第一双极结型晶体管的集电极以及第二可调电阻的第二端连接，所述第二双极结型晶体管的发射极与第一电容另一端连接，所述第二双极结型晶体管集电极与场效应晶体管漏极连接，所述第二双极结型晶体管发射极与第一控制器连接；所述温度传感器连接有温度调理电路，所述温度传感器包括：第二热敏电阻，所述第二热敏电阻一端接地，所述第二热敏电阻另一端与第四电阻第一端连接，所述第四电阻第二端与第二电阻一端连接，所述第二电阻另一端连接电源；所述温度调理电路包括：压缩空气管、第二运算放大器、第三电阻，所述压缩空气管一端与电源连接，所述压缩空气管另一端与第二运算放大器的同相输入端连接，所述第二运算放大器的反相输入端与第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与第四电阻第二端连接；所述第六电阻一端与第二运算放大器同相输入端连接，所述第六电阻另一端与第二运算放大器输出端连接；第一运算放大器，所述第二运算放大器的输出端通过第八电阻与第一运算放大器的反相输入端连接；第七电阻，所述第七电阻一端与第一运算放大器同相输入端连接，所述第七电阻另一端连接电源；第四电容，所述第四电容一端与第一运算放大器反相输入端连接，另一端与第一运算放大器输出端连接；第三电容、第九电阻，所述第三电容一端与第二运算放大器输出端连接，所述第三电容另一端与第九电阻第一端连接，所述第九电阻第二端与第一运算放大器反相输入端连接；第五电阻，所述第五电阻一端与第九电阻第二端连接，所述第五电阻另一端与第五电容一端连接，所述第五电容另一端与第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端与第一控制器连接。优选的，所述第二预处理装置中含有一个智能控制设备，所述智能控制设备能智能计算所述萘的所需量，所述智能设备智能计算的过程如下所示：在计算过程中将苯酐加工的反应分为五个阶段，其中所述五个阶段分别为加速反应阶段、强反应阶段、过渡阶段、减速反应阶段和低速反应阶段E；根据所述五个反应阶段构建数学模型(1)其中，m为所需萘的含量的值，vF为加速反应时萘的计算速度，tF为加速反应阶段的耗时，tS强反应阶段的耗时，vT为过渡阶段的萘的消耗速度，tT为过渡阶段的反应耗时，vL为减速阶段萘的消耗速度，tL为减速反应耗时，Δm为低速反应时所需的萘的含量；其中，所述tS、tT、tL、tF的值为预设值，所述vF为实时计算值，所述vT、vL、Δm为与vF取值相关的值；其中，在计算vF时，进行样本点的采集，获取连续N段单位时间内反应时所消耗的萘的含量，N一般取5，并利用公式(2)计算这N段单位时间内萘的消耗速度Vf；Vf为第f段时间的萘的消耗速度，f＝1、2、3……N,yi为第i段时间内所消耗的萘的含量，i＝1、2、3……N；利用公式(3)对计算所得到的萘的消耗速度Vf，进行异常值排除；0.15*σ+μ≤Vf≤3.09*σ+μ(3)其中，σ为计算得到的N次的萘的消耗速度Vf的方差，μ为计算得到的N次的萘的消耗速度Vf的均值，对于满足公式(3)的萘的消耗速度Vf保留，不满足公式(3)的Vf进行剔除，将保留下来的Vf带入公本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苯酐加工装置，其特征在于，包括：萘储存罐和第二预处理装置，所述第二预处理装置用于对萘进行预处理，所述第二预处理装置的萘入口与萘储存罐的萘出口连通；邻二甲苯储存罐和第三预处理装置，所述第三预处理装置用于对邻二甲苯进行预处理，所述第三预处理装置的邻二甲苯入口与邻二甲苯储存罐的邻二甲苯出口连通；第四预处理装置和混合装置，所述第四预处理装置用于对空气进预处理；所述第二预处理装置的萘出口、第三预处理装置的邻二甲苯出口、第四预处理装置的空气出口分别与混合装置的入口端连通；反应器、冷却装置、第一预处理装置、精馏装置，所述混合装置的出口与反应器的入口连通，所述反应器的出口与冷却装置的入口连通，所述冷却装置的出口与第一预处理装置的入口连通，所述第一预处理装置的苯酐出口与精馏装置的苯酐入口连通，所述第一预处理装置的尾气出口还连接有尾气处理装置。

【技术特征摘要】
1.一种苯酐加工装置，其特征在于，包括：萘储存罐和第二预处理装置，所述第二预处理装置用于对萘进行预处理，所述第二预处理装置的萘入口与萘储存罐的萘出口连通；邻二甲苯储存罐和第三预处理装置，所述第三预处理装置用于对邻二甲苯进行预处理，所述第三预处理装置的邻二甲苯入口与邻二甲苯储存罐的邻二甲苯出口连通；第四预处理装置和混合装置，所述第四预处理装置用于对空气进预处理；所述第二预处理装置的萘出口、第三预处理装置的邻二甲苯出口、第四预处理装置的空气出口分别与混合装置的入口端连通；反应器、冷却装置、第一预处理装置、精馏装置，所述混合装置的出口与反应器的入口连通，所述反应器的出口与冷却装置的入口连通，所述冷却装置的出口与第一预处理装置的入口连通，所述第一预处理装置的苯酐出口与精馏装置的苯酐入口连通，所述第一预处理装置的尾气出口还连接有尾气处理装置。2.根据权利要求1所述的苯酐加工装置，其特征在于，所述第二预处理装置包括：第一加热器、蒸发器、第一过热器、第二过热器，所述第一加热器的萘入口与萘储存罐的萘出口连通，所述第一加热器的萘出口与蒸发器的萘入口连通，所述蒸发器的萘出口与第一过热器的萘入口连通，所述第一过热器的萘出口与第二过热器的萘入口连通；所述第三预处理装置包括：第一过滤器、第二加热器，所述第一过滤器的邻二甲苯入口与邻二甲苯储存罐的邻二甲苯出口通过连接管连通，所述连接管上连接有邻二甲苯泵，所述第一过滤器的邻二甲苯出口与第二加热器的邻二甲苯入口连通；所述第四预处理装置包括：第二过滤器、空气加压器、第三加热器，所述第二过滤器的空气出口与空气加压器的空气入口连通，所述空气加压器的空气出口与第三加热器的空气入口连通；所述第二过热器的萘出口、第二加热器的邻二甲苯出口、第三加热器的空气出口分别与混合装置的入口端连通；所述冷却装置为气体冷却器；所述第一预处理装置包括：预冷凝器，所述预冷凝器的气体入口与气体冷却器的气体出口连通，所述预冷凝器的苯酐出口连接有第一粗酐罐；切换冷凝器，所述切换冷凝器的气体入口与预冷凝器气体出口连通，所述切换冷凝器的气体出口连接有尾气处理装置，所述切换冷凝器的粗酐出口连接有第二粗酐罐；所述精馏装置包括真空精馏塔，所述真空精馏塔包括：轻组分塔和纯苯酐塔，所述轻组分塔的苯酐出口与纯苯酐塔的苯酐入口连通，所述纯苯酐塔的苯酐出口还连接有苯酐结片机。3.根据权利要求1所述的苯酐加工装置，其特征在于，所述反应器为带有熔盐夹套的反应器，所述反应器的熔盐夹套底部设有熔盐入口，所述反应器的熔盐夹套顶部设有熔盐出口，所述反应器内设有温度传感器；所述反应器外部还设有熔盐储罐，所述熔盐储罐的熔盐出口与所述反应器夹套的熔盐入口通过第一连接管连通，所述第一连接管上设有流量控制电磁阀及熔盐泵，所述反应器夹套的熔盐出口通过第二连接管与熔盐储罐的熔盐入口连通；所述反应器外部还设有第一控制器，所述第一控制器与所述温度传感器、流量控制电磁阀电、熔盐泵连接；所述第一控制器通过电源电路与电源连接，所述电源电路包括：场效应晶体管(1)，所述电源与场效应晶体管(1)的漏极连接；第二可调电阻(2)，所述第二可调电阻(2)第一端与场效应晶体管(1)的源极连接，所述第二可调电阻(2)第二端与场效应晶体管(1)的栅极连接；第二电容(C2)，所述第二电容(C2)一端与第二可调电阻(2)的第二端连接；第一双极结型晶体管(3)，所述第一双极结型晶体管(3)的集电极与第二可调电阻(2)的第二端连接；第一热敏电阻(4)，所述第一热敏电阻(4)第一端与第二电容(C2)另一端连接，所述第一热敏电阻(4)第二端与第一双极结型晶体管(3)发射极连接；第一可调电阻(5)，所述第一可调电阻(5)第一端与第一热敏电阻(4)第一端连接，所述第一可调电阻(5)第二端与第一双极结型晶体管(3)基极连接，所述第一可调电阻(5)的第一端还接地；第一电容(C1)，所述第一电容(C1)一端与第一双极结型晶体管(3)的基极连接；第二双极结型晶体管(6)，所述第二双极结型晶体管(6)基极与第一双极结型晶体管(3)的集电极以及第二可调电阻(2)的第二端连接，所述第二双极结型晶体管(6)的发射极与第一电容(C1)另一端连接，所述第二双极结型晶体管(6)集电极与场效应晶体管(1)漏极连接，所述第二双极结型晶体管(6)发射极与第一控制器连接；所述温度传感器连接有温度调理电路，所述温度传感器包括：第二热敏电阻(7)，所述第二热敏电阻(7)一端接地，所述第二热敏电阻(7)另一端与第四电阻(R4)第一端连接，所述第四电阻(R4)第二端与第二电阻(R2)一端连接，所述第二电阻(R2)另一端连接电源；所述温度调理电路包括：第一电阻(R1)、第二运算放大器(9)、第三电阻(R3)，所述第一电阻(R1)一端与电源连接，所述第一电阻(R1)另一端与第二运算放大器(9)的同相输入端连接，所述第二运算放大器(9)的反相输入端与第三电阻(R3)的一端连接，所述第三电阻(R3)的另一端与第四电阻(R4)第二端连接；所述第六电阻(R6)一端与第二运算放大器(9)同相输入端连接，所述第六电阻(R6)另一端与第二运算放大器(9)输出端连接；第一运算放大器(8)，所述第二运算放大器(9)的输出端通过第八电阻(R8)与第一运算放大器(8)的反相输入端连接；第七电阻(R7)，所述第七电阻(R7)一端与第一运算放大器(8)同相输入端连接，所述第七电阻(R7)另一端连接电源；第四电容(C4)，所述第四电容(C4)一端与第一运算放大器(8)反相输入端连接，另一端与第一运算放大器(8)输出端连接；第三电容(C3)、第九电阻(R9)，所述第三电容(C3)一端与第二运算放大器(9)输出端连接，所述第三电容(C3)另一端与第九电阻(R9)第一端连接，所述第九电阻(R9)第二端与第一运算放大器(8)反相输入端连接；第五电阻(R5)，所述第五电阻(R5)一端与第九电阻(R9)第二端连接，所述第五电阻(R5)另一端与第五电容(C5)一端连接，所述第五电容(C5)另一端与第一运算放大器(8)的输出端连接，所述第一运算放大器(8)的输出端与第一控制器连接。4.根据权利要求1所述的苯酐加工装置，其特征在于，所述第二预处理装置中含有一个智能控制设备，所述智能控制设备能智能计算所述萘的所需量，所述智能控制设备智能计算的过程如下所示：在计算过程中将苯酐加工的反应分为五个阶段，其中所述五个阶段分别为加速反应阶段、强反应阶段、过渡阶段、减速反应阶段和低速反应阶段E；根据所述五个反应阶段构建数学模型(1)其中，m为所需萘的含量的值，vF为加速反应时萘的计算速度，tF为加速反应阶段的耗时，tS强反应阶段的耗时，vT为过渡阶段的萘的消耗速度，tT为过渡阶段的反应耗时，vL为减速阶段萘的消耗速度，tL为减速反应耗时，Δm为低速反应时所需的萘的含量；其中，所述tS、tT、tL、tF的值为预设值，所述vF为实时计算值，所述vT、vL、Δm为与vF取值相关的值；其中，在计算vF时，进行样本点的采集，获取连续N段单位时间内反应时所消耗的萘的含量，N一般取5，并利用公式(2)计算这N段单位时间内萘的消耗速度Vf；Vf为第f段时间的萘的消耗速度，f＝1、2、3……N,yi为第i段时间内所消耗的萘的含量，i＝1、2、3……N；利用公式(3)对计算所得到的萘的消耗速度Vf，进行异常值排除；0.15*σ+μ≤Vf≤3.09*σ+μ(3)其中，σ为计算得到的N次的萘的消耗速度Vf的方差，μ为计算得到的N次的萘的消耗速度Vf的均值，对于满足公式(3)的萘的消耗速度Vf保留，不满足公式(3)的Vf进行剔除，将保留下来的Vf带入公式(4)进行数值均衡；K为经过公式(3)的剔除后，还剩余K个Vf，Vi为剩余的K个Vf的第i个值，i＝1、2、3……K；最后，利用公式(5)得到vT、vL、Δm；其中，为通过对大量历史数据进行统计获取，5.一种利用权1所述装置的苯酐加工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将萘储存罐储存的液态萘经第二预处理装置进行预处理，将邻二甲苯储存罐储存的邻二甲苯经第三预处理装置进行预处理、将空气经第四预处理装置进行预处理；S2：将预处理后的萘、邻二甲苯、空气通入混合装置进行混合；S3：将混合物通入反应器，在催化剂存在下进行反应，并控制反应温度；S4：反应产物通入冷却装置冷却；S5：冷却后的反应产物经第一预处理装置进行预处理得到粗苯酐，反应产物预处理的同时将反应产生的尾气经尾气处理装置处理后排放；S6：粗苯酐通过精馏装置精馏处理后得到苯酐成品。6.根据权利要求5所述的苯酐加工方法，其特征在于，所述步骤S1中液态萘的预处理为汽化处理，液态萘经汽化处理后变成过热萘蒸汽，所述汽化处理包括：依次进行的第一预热步骤、蒸发步骤、第一过热处理步骤、第二过热处理步骤；所述步骤S1中邻二甲苯原料预处理包括：依次进行的第一过滤步骤、第二预热步骤；所述步骤S1中空气预处理包括：依次进行的第二过滤步骤、加压步骤、第三预热步骤；所述步骤S3中通过熔盐控制反应温度；所述步骤S4中反应产物冷却通过将反应产物通入气体冷却器中进行冷却；所述步骤S5中反应产物的预处理包括：通过预冷凝器进行预冷凝，以及预冷凝后通过切换...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹侦宝，马新东，郑军生，
申请(专利权)人：新泰市中泰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37