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1、枣庄职业学院毕业设计(论文) 1 枣庄职业学院 毕 业 设 计(论 文) 水处理剂 PESA 生产技术 姓 名 陈飞 系 部 化工系 专 业 应用化工 班 级 高职化工一班 学 号 200803010122 指导老师 岳红 2011 年 5 月 枣庄职业学院毕业设计(论文) 2 摘要摘要 水处理便是通过物理的、化学的手段,去除水中一些对生产、生活不需要 的物质的过程。是为了适用于特定的用途而对水进行的沉降、过滤、混凝、絮凝, 以及缓蚀、阻垢等水质调理的过程。由于社会水处理生产、生活与水密切相关,因 此,水处理领域涉及的应用范围十分广泛,构成了一个庞大的产业应用。为达到成 品水(生活或生产的用水
2、和作为最后处置的废水)的水质要求而对原料水(原水)的 加工过程。通过对 CaCO3 阻垢率、复配相容性及增效性、与 1227 的相容性、在油田 上对 BaSO4、SrSO4 阻垢性能的研究,结果表明 PESA 确实是一种性能优良的多功能 阻垢剂。 关键词关键词 顺酐 枣庄职业学院毕业设计(论文) 3 目 录 摘 要 .2 一 、顺酐 4 1.1 性质4 1.2 用途4 二、顺丁烯二酸酐质量规格 4 三、富马酸质量规格 .4 四、冷水可溶富马酸质量规格 .5 五、生产过程原理 5 六、工艺流程6 6.1 主反应.6 6.2 水吸收.6 6.3 恒沸脱水 7 6.4 间歇精馏7 七、水处理行业的发
3、展.7 致谢.8 参考文献.9 枣庄职业学院毕业设计(论文) 4 水处理剂 PESA 生产技术 一一 、顺酐、顺酐 顺酐(全名:顺丁烯二酸酐), 分子式(Formula): C4H2O3 ,分子量(Molecular Weight): 98.06 ,顺酐(MA) 又名马来酸酐、失水苹果酸酐,是目前世界上仅次于 苯酐和醋酐的第三大酸酐,主要用于生产不饱和聚酯树脂(UPR)、醇酸树脂。此外, 还可用于生产 1,4-丁二醇(BDO)、-丁内酯(GBL)、四氢呋喃(THF)、马来酸、富马 酸和四氢酸酐等一系列重要的化工产品,在农药、医药、涂料、油墨、润滑油添加 剂、造纸化学品、纺织品整理剂、食品添加剂
4、以及表面活性剂等领域具有广泛的应 用。 1.11.1 性质性质 物理性质: 白色片状结晶,有强烈的刺激气味、比重 1.48、易升华、遇水易潮 解生成马来酸。外观(Appearance):斜方晶系无色针状或片状结晶体 物化性质(Physical Properties) :相对密度 1.48,熔点 52.8,沸点 202.2,在较低温度下(60-80)也能升华,能溶于醇、乙醚和丙酮。 1.21.2 用途用途 用于不饱和树脂、水处理剂油漆,制造聚酯树脂、醇酸树脂、农药、富马酸、 纸张处理剂等顺酐主要应用在农药、医药、涂料、油墨、润滑油添加剂、造纸化学 品、纺织品整理剂、食品添加剂以及表面活性剂等领域
5、。 二、环牌顺丁烯二酸酐质量规格二、环牌顺丁烯二酸酐质量规格 性性 能能单单 位位数数 值值 外观外观 白色小圆片白色小圆片 纯度(以顺酐计)纯度(以顺酐计) % %99.599.5 熔融色泽熔融色泽 APHAAPHA2020 凝固点凝固点 52.452.4 枣庄职业学院毕业设计(论文) 5 灰灰 份份 PPMPPM2020 铁铁 PPMPPM55 三、环牌富马酸质量规格三、环牌富马酸质量规格 性性 能能单单 位位数数 值值 外观外观 白色粉末白色粉末 纯度(以富马酸计)纯度(以富马酸计) % %99.599.5 熔点熔点 286286 熔融色泽熔融色泽 APHAAPHA2020 硫酸盐(以硫
6、酸盐(以 SO4SO4 计)计) % %0.0090.009 灰灰 份份 % %0.050.05 重金属(以重金属(以 PbPb 计)计) PPMPPM1010 四、环牌冷水可溶富马酸质量规格四、环牌冷水可溶富马酸质量规格 性性 能能单单 位位数数 值值 纯纯 度度 % %99.099.0 水水 份份 % %0.50.5 漠漠 PPMPPM 无无 氯氯 PPMPPM 无无 熔点熔点 286/289286/289 D.S.SD.S.S% %0.300.30 灰份灰份 % %0.100.10 熔融色泽熔融色泽 APHAAPHA HARZENHARZEN 2020(在(在 5%5%乙醇中)乙醇中)
7、脲素脲素 无无 溶解度(水溶解度(水 2525)克克/100/100 克克 0.700.70 粒度分布(泰勒筛)粒度分布(泰勒筛) 250250 目以上目以上 % %1.501.50 325325 目以上目以上 % %7.507.50 通过通过 325325 目目 % %91.091.0 我厂万吨顺酐装置由美国 SD 公司引进;顺酐、富马酸和癸二酸,三十年来远销美 国、日本和欧洲各国。 近年来开发了多种精细化工新产品,例如苯氧化制顺酐固定 床催化剂,其反应性能如下: 枣庄职业学院毕业设计(论文) 6 熔盐温度:熔盐温度: 345-365345-365 空速:空速: 2000-2500h2000
8、-2500h 苯浓度:苯浓度: 1.5mol%1.5mol% 苯转化率:苯转化率: 98%98% 顺酐重量收率顺酐重量收率 93%93% 五、五、生产过程原理生产过程原理 顺丁烯二酸酐是一个重要的化工产品中间体,广泛应用于生产不饱和聚酯树脂、 1,4丁二酸、四氢呋喃、富马酸、酒石酸等。顺酸的主要生产方法有苯氧化法、 丁烯氧化法和正丁烷氧化法,但仍以苯氧化法为主。以苯为原料,顺酸的凝固点为 52.度,苯在 80 度时气化。二甲苯为无色透明油状液体,常温下不溶于水,在一定 温度下能与水形成共沸物。本的氧化是平行和串连反映同时并存的,顺丁烯二酸酐 容易进一步氧化,必须选择良好的催化剂。通常采用的催化
9、剂为金属氧化物, V2O5(五氧化二钒),MO2O3(三氧化二钼),将其涂在反应载体上发挥作用。反应过程 中还需要放热介质参与,即熔盐。其主要成分是硝酸盐(KNO3 和 NaNO2),呈白色片 状,熔点为 140 度,沸点为 480 度,是一种低熔点混合物,是优良的高温热载体。 需要特别注意的是反应过程中不能让熔盐过热分解以免爆炸。 反应原理如下: 主反应: C6H6 + O2 C4H2O3 + 2CO2 + 2H2O 水吸收: C4H2O3 + H2O C4H4O4 (30%) 恒沸脱水:C4H4O4 + C8H10 C4H2O3 + C8H102H2O 六、工艺流程六、工艺流程 结合工艺流
10、程图,叙述顺酐生产过程: 枣庄职业学院毕业设计(论文) 7 按工序的过程,可以将顺酐生产流程图分为四个部分: 1.反应 2.吸收 3.恒沸脱水 4.间歇精馏 6.16.1 主反应主反应 将苯槽中的苯经转子流量计计量后用苯泵打到苯汽化器,使苯汽化为苯汽。同 时空气经过离心风机加压,与反应排出的高温气体在预热器内换热,升高到一定温 度后,和苯蒸汽混合,使苯在空气中含量达到 1%2%。将混合气体从上部通入有上 千根列管的固定床反应器,列管内填满了钒钼催化剂。由于该反应是强放热反应, 所以使用在反应器内循环的熔盐转移一部分热量,熔盐在熔盐换热器中冷却,排出 的水蒸气通到蒸汽储罐中供工厂的统一使用。 6
11、.26.2 吸收吸收 产物由反应器底部排出,在预热器内加热原料后,通到部分冷凝器中用温水进 行部分冷凝。在顺酐冷却到露点时变为液体,通过酐气分离,流到粗酐槽中待精馏。 剩下的产物还含有较多的顺酐,此时,可以将物料通到吸收塔中进行水吸收。当吸 收塔中的顺酸浓度达到饱和(30%)就可以出料。顺酸打到浓酸箱中进行后续工序。 这时尾气中只含二氧化碳、水和氮气,所以可以直接排放到空气中。 枣庄职业学院毕业设计(论文) 8 6.36.3 恒沸脱水恒沸脱水 浓酸用浓酸泵打到酸水蒸发器中提浓,通过气液分离装置,分离出来的带有少 量顺酸的水蒸气,利用淡酸冷凝器冷凝回收后,可以送回吸收塔进行提浓。分离出 来的浓酸
12、直接进入板式精馏塔,和二甲苯进行恒沸脱水,此时阀门 1 和阀门 3 打开, 阀门 2 和阀门 4 关闭。二甲苯和水的恒沸物在塔顶排出,通过塔顶冷凝器冷凝,送 入苯水分离器,水由底部排到淡酸箱。二甲苯送回塔顶回流。顺酐由塔底排到精馏 釜中,待釜中的顺酐浓度达到饱和,就可以进行间歇精馏了。 6.46.4 间歇精馏间歇精馏 此时,停止进料,关闭阀门 1 和阀门 3,打开阀门 2 和阀门 4。由于二甲苯的沸 点比顺酐低,所以二甲苯先蒸出来,通过塔顶冷凝器和二甲苯冷凝器冷凝,二甲苯 回收到二甲苯锅以循环利用。当二甲苯蒸得差不多时,顺酐也开始蒸出,此时的顺 酐浓度还达不到要求,可以回收到割头锅里。待蒸出的
13、顺酐浓度达到要求,就可以 回收产品了。在精馏后期,所须的温度太水处置、废水再用)。高,可以采取减压 精馏,这个工作由蒸汽喷射泵和真空冷凝器完成。到最后剩下的是顺酐与二甲苯恒 沸物,回收到割尾锅。二甲苯锅、割头锅和割尾锅的料液供下一次恒沸脱水过程使 用,这样可以节省成本。顺酐则送到切片车间进行切片包装。 七、水处理行业的发展七、水处理行业的发展 在未来几年,水行业的持续高速发展必然拉动水处理设备的市场需求。从访谈 中得到,建设一个污水处理厂,设备投资要占到 40%以上。“十二五”期间,持续 加大对污水处理设施投资将拉动污水处理设备市场增长。另外,升级改造项目也是 市场的拉动因素之一。 枣庄职业学
14、院毕业设计(论文) 9 致致 谢谢 本论文是在我的指导老师岳红老师的亲切关怀与细心指导下完成的。从课题的 选择到论文的最终完成,岳红老师始终都给予了细心的指导和不懈的支持,并且在 耐心指导论文之余,岳红老师仍不忘拓展我们的文化视野,让我们感受到了文学的 美妙与乐趣。特别是岳红老师推荐给我的工业水处理原理及应用一书,让我对 工业水处理原理及应用中神奇瑰丽的殿堂多了一份盼望与神往,值得一提的是, 岳红老师宅心仁厚,闲静少言,不慕荣利,对学生认真负责,在他的身上,我们可 以感受到一个学者的严谨和务实,这些都让我们获益菲浅,并且将终生受用无穷。 毕竟“经师易得,人师难求”,希望借此机会向岳红老师表示最
15、衷心的感谢! 此外,本文最终得以顺利完成,也是与文学院其他老师的帮助分不开的,虽然 他们没有直接参与我的论文指导,但在开题时也给我提供了不少的意见,提出了一 系列可行性的建议,在此向他们表示深深的感谢! 最后要感谢的是我的父母,他们不仅培养了我对中国传统文化的浓厚的兴趣, 让我在漫长的人生旅途中使心灵有了虔敬的归依,而且也为我能够顺利的完成毕业 论文提供了巨大的支持与帮助。在未来的日子里,我会更加努力的学习和工作,不 辜负父母对我的殷殷期望!我一定会好好孝敬和报答他们! 枣庄职业学院毕业设计(论文) 10 参考文献参考文献 1雷仲存,工业水处理原理及应用,2003. 枣庄职业学院毕业设计(论文) 11 毕业论文(设计)成绩评定表毕业论文(设计)成绩评定表 姓 名 陈飞 学 号 2008030122 专 业 应用化工技术 毕业论文(设计)题 目 指导教师评价指导教师评价: 建议成绩 : 指导教师签名: 年 月 日 评阅教师评价评阅教师评价: 建议成绩: 评阅教师签名: 年 月 日 答辩小组评价答辩小组评价(未参加答辩的不填写): 建议成绩: 答辩小组组长签名: 年 月 日 毕业设计(论文)总评成绩(毕业设计(论文)总评成绩(优、良、中、及格、不及格):): 系(部)主任: 年 月 日
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