乙苯过氧化氢浓缩系统本质安全设计

基于乙苯过氧化氢(EBHP)的热不稳定性,讨论了操作温度、压力和浓度等条件对EBHP热稳定性的影响。同时利用控制论中的三要素理论,分析和讨论了在浓缩系统中工艺流程设计及关键参数选择的主要关注点,提出浓缩过程中的本质安全设计思路。     

EBHP分解飞温模型建立及控制分析

对乙苯过氧化氢(EBHP)分解构建了飞温模型,绘制有冷却和无冷却体系两种工况的飞温曲线,分析了乙苯注入、紧急冷却水通入措施对飞温的抑制作用。工艺模拟试验结果表明:该EBHP飞温模型能较好预测温度随时间的变化情况,认定120℃为系统报警温度值,140℃为系统联锁值。以某63/30万t/a的苯乙烯/环氧丙烷(SMPO)装置为例,假定EBHP进料量为1000 t/h,用EBHP飞温模型核算,乙苯注入量(w)为30%的进料量时、或者紧急冷却水通入量(w)为进料量的6.5%时,系统均能快速终止飞温,且效果明显。这一研究结果为装置的安全设计和稳定运行提供了依据。     

注空气驱油工艺燃爆实验研究

注空气驱油过程中空气会与原油中的挥发气体混合,遇明火容易发生爆炸,造成关井或安全事故。针对这一问题,分析计算了常温常压下的爆炸极限及安全氧含量,用反应釜装置模拟高温高压条件下可燃气体的燃爆特性。结果表明:温度、压力的升高对可燃气体爆炸下限不敏感,但是对爆炸上限很敏感,随着温度、压力的升高,爆炸极限(体积分数)的范围变宽,由常温常压下的4.76%~14.72%增大到1.6%~36.1%。同时对安全氧含量进行了实验测定,并针对不同压力下的可燃物爆炸极限与安全氧含量数值进行了关于温度的二次线性函数拟合,可用于相近温度、压力下的燃爆特性预测。     

对二甲苯富氧氧化工艺研究

对BP-Amoco工艺氧化反应器进行了改进,以富氧空气为氧化剂对对二甲苯(PX)进行氧化反应,研究了反应器结构对氧化反应的影响,确定最佳的PX富氧氧化反应器结构为:反应器内有双层导流筒,进气口在导流筒外侧,进液口在导流简内侧,进气管内径10 mm。同时考察了富氧空气中的氧气含量、反应压力对氧化反应的影响,得到了适宜的工艺条件:富氧空气中氧气体积分数为24 0%～27.0%,反应压力1.50 MPa,反应温度195.0℃,搅拌转速550 r/min,催化剂中w(Co)=230 mg/kg、w(Mn)=340 mg/kg、w(Br)=760mg/kg,进液流量55.0 kg/h,进气流量140～200 L/min,w(HAc+H_2O):w(PX)=3.7。在此条件下,PX氧化反应效果最好,产物中目标产物对苯二甲酸含量高于普通空气氧化法,而主要副产物对羧基苯甲醛含量低于普通空气氧化法。     

丙烯低压氢甲酰化制丁醛的研究

本文试制了含膦羰基铑络合物 RhCl(CO)(Pф_3)_2,用为丙烯低压氢甲酰化制丁醛的催化剂。文中考察了溶剂效应、反应温度、反应压力、催化剂浓度、丙烯浓度对反应速度、转化率和选择性的影响。实验表明,RhCl(CO)(Pф_3)_2是丙烯氢甲酰化反应的高活性催化剂,在100℃,35kg/cm~2(H_2 CO)压力下,H_2/CO=1时,使用0.04克催化剂,0.4克 Pф_3,24.5毫升液态丙烯,以150毫升2-乙基己醇为溶剂,在高压釜内反应150分钟后,丙烯的90%以上获得转化,对醛的选择性接近100%,丁醛的正异构比例为2.2。     

CO_2/水乳液体系的黏度测定

采用超临界CO_2、H_2O和表面活性剂聚乙二醇三甲基壬基醚(TMN-6)构建了水包CO_2的乳液体系,探索了CO_2/水乳液体系的形成条件,利用高压落球黏度计测试了CO_2/水乳液体系的黏度,考察了TMN-6质量浓度、体系温度、CO_2压力及m_(H_2O)∶m_(CO_2)对乳液体系黏度的影响。实验结果表明,在25~40℃,10~25 MPa,m_(CO_2)∶m_(H_2O)=(2∶8)~(5∶5),TMN-6质量浓度在0.2%~1.5%条件下,可形成稳定的CO_2/水乳液体系;乳液体系的黏度随TMN-6质量浓度的增加、CO_2压力的升高、温度的降低及m_(H_2O)∶m_(CO_2)的增加有不同程度的增大,且随着TMN-6质量浓度的增加,CO_2/水乳液体系黏度与温度和压力的相关性也逐渐增加。     

高温有机热载体氢化三联苯的研制

以三联苯为原料,在氢压5—140kg/cm~2,温度220—320℃条件下进行了加氢试验,考察了压力、温度、时间对加氢深度的影响。在年产100吨加氢装置上生产的产品经测定,可以作为在350℃下进行液相操作的性能优良的高温有机热载体,其性能与法国Gilotherm-TH、美国Therminol-66、日本Therm-S-900热载体相当。     

水泥吹灰装置底盖开孔结构的改进

为了供应海上钻井用水泥,我公司设计了吹灰装置。该装置有四个100t储灰罐,其底盖上有六个气化板(图1),以使物料处于良好的流态,得到较高的输送浓度。气化板装置详见图2。灰罐自重19.3t.有效容积80m~3,有效储灰量100t,最大工作压力440kPa(4.5kg/cm~2),试验水压690kPa(7kg/cm~2),设计压力590kPa(6kg/cm~2)。在水压试验过程中,当压力升高 到     

AB-97-T催化剂上苯与多乙苯气相烷基转移反应工艺条件的研究

考察了苯与多乙苯气相烷基转移反应制乙苯过程中反应温度、压力、苯与二乙苯质量比、空速等工艺参数对以ZSM-5沸石为活性组元的AB-97-T催化剂性能的影响。结果表明,当反应温度420-445℃,压力0.5-0.7MPa,空速25.0-35.0h-1,苯与二乙苯质量比(2.5-4.0):1条件下,AB-97-T沸石催化剂对二乙苯转化率大于55%,乙苯选择性大于99.0%。     

低温气—液相平衡测试

本实验建立了一套“一次流过法”的低温、高压气—液平衡测定装置,采用了带窗平衡池和电磁提升搅拌器,压力可到80kg/cm~2,温度可达-194℃。并用这个装置分别测定了三组合成氨尾气在-140—-194℃、4-60kg/cm~2的一些点上的气—液平衡组分。     

环烷酸钴催化空气氧化对二乙苯合成对二乙酰苯

以对二乙苯为原料,以环烷酸钴为催化剂、空气为氧化剂合成了对二乙酰苯(PDAB)。实验考察了反应温度、催化剂用量和反应时间对氧化反应的影响,结果表明:适宜的工艺条件为反应温度110℃、n(Co~(2+))/n(PDEB)=0.002 5,反应时间4 h。在此条件下,对二乙苯转化率为98.21%,对二乙酰苯的选择性为84.08%、收率为82.57%。     

乙苯氧化制过氧化氢乙苯

采用泡罩塔式反应器进行制备过氧化氢乙苯的试验。反应是在3kg/cm~2,150—137℃顺序温度、停留时间5.4小时的条件下连续进行的。所得反应液中过氧化氢乙苯浓度可达14—15％。按转化了的乙苯计算选择性为80％。当反应速度及选择性指标逐步降低时,采用10％氢氧化钠水溶液冲洗反应塔的办法,可恢复原达到的指标。未反应的乙苯经减压蒸馏回收后,不经其它处理可循环使用。     

叔丁基过氧化氢一步氧化乙苯合成苯乙酮

合成了Dawson型杂多酸盐Co2(Cpyr)4P2Mo16V2O62(Cpyr为十六烷基吡啶),并将其应用到乙苯氧化合成苯乙酮的反应中。建立了乙苯-Co2(Cpyr)4P2Mo16V2O62-乙酸-叔丁基过氧化氢(TBHP)催化氧化体系,并考察了溶剂种类及用量、催化剂用量、氧化剂用量、反应时间、反应温度等因素对乙苯氧化反应的影响。实验结果表明,乙酸为最佳溶剂,在优化反应条件(乙苯25mmol,乙酸10mL,Co2(Cpyr)4P2Mo16V2O62催化剂0.1mmol,n(乙苯)∶n(TBHP)=0.25,反应温度80℃,反应时间8h)下,乙苯转化率达到80.9%,苯乙酮收率达到73.2%。     

二氧化碳在原油中的分子扩散系数和溶解度研究

为了满足CO2驱油施工设计和油藏模拟的需要,建立了一套完整的测量气体溶解度和扩散系数的实验装置.导出了包含这两个参数的气体压力～时间线性关系式.采用压力降落法在50℃、70℃、105℃温度和静态条件下,测定CO2-吉林红岗原油体系的压力随时间的变化,对所得曲线进行线性拟合,求得了实验条件下CO2在吉林红岗原油中的溶解度和扩散系数.讨论了平衡压力,压力、温度对溶解度和扩散系数的影响,得到了每一实验温度下溶解度～平衡压力、扩散系数～平衡压力线性拟合关系式.在105℃温度下,静态条件下的扩散系数值在10-7m2/s数量级,而动态条件下(转速600r/min)则增至10-6m2/s.     

注空气泡沫驱油过程中的腐蚀与防护研究

针对空气泡沫驱油过程中的腐蚀问题,模拟现场试验条件,研究了气液交替注入频率、空气注入参数(温度、压力、温度、流速)及不同泡沫配液体系对腐蚀速率的影响,考察了缓蚀剂和牺牲阳极的缓蚀效果,获得了注空气泡沫的相关腐蚀规律和防腐工艺技术.结果表明:气液交替次数由0增大到6、空气湿度由0增大到饱和、空气流速由0变为1.5 L/min时,挂片相应的腐蚀速率分别增加了8～9、56.6、46.6倍;空气温度和50℃时压力的变化对N80钢材的腐蚀速率影响较小,温度升高和压力增加,腐蚀速率略有增加.静态条件下,不同泡沫配液体系中的腐蚀介质对N80挂片的腐蚀速率均小于标准0.076 mm/a.缓蚀剂与牺牲阳极协同缓蚀工艺可以弥补高温下缓蚀剂缓蚀效果降低的不足,矿场试验结果表明,该协同缓蚀工艺技术的缓蚀率达92.4%,有效解决了注入管柱的腐蚀问题.     

对二甲苯合并氧化产物加压酯化的研究

对二甲苯合并氧化产物的加压无催化酯化为一新工艺。条件缓和,易于操作,适于大型连续化生产。本研究考察了甲醇含水量、流量、压力、温度对酯化的影响,确定了酯化的合适条件为25kg/cm~2、250℃,酯化转化率97.5％,收率95％,粗酯酸值符合酯化要求。     

专题报道

<正>本期采用超临界CO_2、H_2O和表面活性剂聚乙二醇三甲基壬基醚(TMN-6)构建了水包CO_2的乳液体系,探索了CO_2/水乳液体系的形成条件,利用高压落球黏度计测试了CO_2/水乳液体系的黏度,考察了TMN-6质量浓度、体系温度、CO_2压力及m_(H_2O):m_(CO_2)对     

乙苯脱氢制苯乙烯的脱氢尾气吸收工艺的研究

在苯乙烯工业装置上进行了乙苯脱氢制苯乙烯的脱氢尾气吸收工艺的研究。考察了进气温度、吸收剂组成和温度、吸收剂与脱氢尾气的质量比(液气比)对吸收塔(塔顶绝对操作压力140kPa)的芳烃回收效果的影响。试验结果表明,在液气比小于5.0时,进气温度、吸收剂温度和液气比对脱氢尾气中苯含量和芳烃回收率的影响显著;在液气比大于5.0时,进气温度、吸收剂温度和液气比对脱氢尾气中苯含量和芳烃回收率影响较小;进气温度和液气比对脱氢尾气中乙苯含量的影响不显著,而吸收剂温度对脱氢尾气中乙苯含量的影响显著;多乙苯残油吸收剂组成对芳烃回收效果的影响显著,吸收剂中乙苯质量分数应小于0.30%。优化的吸收塔操作条件为:液气比5.0～6.0,进气温度和吸收剂的温度10～15℃。     

对二甲苯合併氧化过程的研究

本工作較系統地考察了溫度(140—170℃)、压力(4—8kg/cm~2)及PX/PTE配比(1∶1—1∶1.5)对氧化的影响。进一步确定了連续氧化与間歇氧化的适宜条件,并对PTA、MMT与TPA的生成規律进行初步探討。詳細考察了不同工艺条件对氧化液組成的影响。初步建立了氧化液組成与酸含量間的定量关系式。可供工业上調节原料配比作参考。     

极限扩散电流技术测定管内强化传质系数

采用极限扩散电流技术(LDCT)测定管内液体传质系数(k),通过使用静态混合器、筛板和不锈钢θ环填料与筛板耦合体等强化元件,考察了不同强化手段对管内k的影响,研究了气液多相体系的传质过程。实验结果表明,LDCT能较好地测定单相和多相体系的k。在液体流量为1.00m3/h的条件下,空直管中的k为2.38×10-2m/s;使用筛板、静态混合器和填料与筛板耦合体时,k分别为3.64×10-2,3.96×10-2,5.90×10-2m/s。由实验测定的k结合传递类比定律可得到液体传热系数。