我国顺酐的生产工艺.docx

我国顺酐的生产工艺2.1 顺酐的生产工艺目前，工业上顺酐的生产工艺路线按原料可分为苯氧化法、正丁烷法氧化法、C4烯烃法和苯酐副产法4种。其中苯氧化法应用最为广泛，但由于苯资源有限，C4烯烃和正丁烷为原料生产顺酐的技术应运而生，尤其是富产天然气和油田伴生气的国家，拥有大量的正丁烷资源，因此近年来正丁烷氧化法生产顺酐的技术发展迅速，已经在顺酐生产中占主导地位，其生产能力约占世界顺酐总生产能力的80%。2.1.1 苯氧化法图2.1 苯氧化法生产顺酐的工艺流程图2.1.2 C4烯烃法2.1.3 苯酐副产法2.1.4 正丁烷氧化法图2.2 正丁烷法生产工艺流程图正丁烷在V2O5-P2O3系催化剂上选择氧化生成顺酐，其氧化反应器有固定床和流化床两大类，顺酐回收工艺有水吸收法和溶剂吸收法。 固定床工艺丁烷法固定床工艺主要由亨斯迈公司(1993年Monsanto将顺酐业务转让给Huntsman公司)、BP、SD、康斯尔(Conser)公司拥有，与苯氧化法基本相似，但正丁烷氧化转化率和选择性均比苯低，其顺酐的摩尔收率按正丁烷计仅为5055%，而原料气体中苯和正丁烷的摩尔浓度基本相同。因此对于同样规模的生产装置，正丁烷法需要较大的反应器和压缩机反应温度400450，压力为125130MPa。为了降低正丁烷的单耗，比利时的Pantochi公司采用尾气循环工艺吸收塔顶出来的尾气约50经处理后与新鲜空气一并进入反应器。该工艺可使正丁烷的单耗下降约10。 流化床工艺图2.3 正丁烷氧化生产顺酐的流化床工艺流程图 水吸收法在采用丁烷法生产顺酐的初期，主要是一些苯法装置通过更换催化剂实现，就是新建的装置工艺也与苯法基本一致，均为水吸收法回收。水吸收法是将未冷凝的含50wt%的顺酐气体在吸收塔中用水吸收成43%左右的马来酸，然后将马来酸溶液送至脱水精馏塔，通过二甲苯的恒沸脱水及减压精馏生产出顺酐产品。整个后处理为间歇操作。水吸收工艺国产化技术已比较成熟，操作简便，占地较少，投资节省，对于规模2万吨的装置具有投资的优势。 溶剂吸收法2.2 顺酐生产工艺的比较与选择 目前，工业上顺酐的生产工艺路线按原料可分为苯氧化法、正丁烷法氧化法、C4烯烃法和苯酐副产法4种。以前，苯氧化法应用最为广泛，但由于苯资源有限，C4烯烃和正丁烷为原料生产顺酐的技术应运而生，尤其是富产天然气和油田伴生气的国家，拥有大量的正丁烷资源，因此近年来正丁烷氧化法生产顺酐的技术发展迅速，已经在顺酐生产中占主导地位。C4烯烃氧化法因副产物较多已被淘汰，而苯酐副产法顺酐产量有限。苯氧化法及正丁烷法是目前各国顺酐生产普遍采用的工艺。我国主要采用苯氧化法，经过多年的开发应用，工艺比较成熟，同时具有工艺简单、操作容易、投资省、收率高等特点。顺酐产品成本50%以上是原料费用，已工业化的顺酐生产技术都是以控制最大收率来确定工艺条件。与传统苯法相比，正丁烷氧化法具有原料价廉、污染小等优点，美国的顺酐装置就是利用原工艺装置改用催化剂和进料后，迅速实现了苯原料向正丁烷原料的转化。正丁烷法每吨顺酐产品消耗1.l1.2吨正丁烷，而苯法每吨顺酐产品消耗1.11.3吨苯。而且正丁烷法生产顺酐理论产量为1：1.69，苯法为1：1.256，因此正丁烷的顺酐理论产量比苯法高许多。随着技术的不断发展，正丁烷作原料其单耗将比苯法低得多，正丁烷不仅消耗少，而且与苯法相比，其毒性也小，同时正丁烷法生产顺酐对环境污染小，随着全球环保压力越来越大，正丁烷法在满足环保要求以及发展前景方面比苯法更具有生命力。正因为如此，近十几年国外新建顺酐生产能力约80%采用正丁烷路线，而且还有不断增加的趋势。由正丁烷氧化制顺酐，自1974年美国孟山都等公司实现工业化以来得到迅速的发展，丁烷来自炼厂气、裂解气或油田伴生气等。目前国外以正丁烷为原料生产顺酐的比较典型和先进的工艺技术路线有：美国Lummus公司和意大利Alusuisle公司联合开发的正丁烷流化床溶剂吸收工艺，即ALMA工艺；英国BP公司开发的正丁烷流化床水吸收工艺，即BP工艺；美国SD公司开发的正丁烷固定床水吸收工艺，即SD工艺；意大利SISAS化学公司采用的正丁烷固定床溶剂吸收工艺，即Conser-pantochim工艺。为了更方便比较四种典型合成工艺的特点，将四种正丁烷合成顺酐工艺的比较列入表2.1。表2.1 四种典型正丁烷法合成顺酐工艺技术比较2.3 顺酐生产技术进展及发展方向目前顺酐生产尚无新的工艺路线出现，生产技术进展主要是提高催化剂性能和改进现有装置工艺两个方面。2.3.1 国外 催化剂 反应器及工艺2.3.2 国内我国从20世纪50年代开始生产顺酐，均为自行开发的千吨级小规模装置。80年代先后引进苯氧化固定床工艺和正丁烷流化床溶剂吸收工艺。经过引进技术消化吸收和自主研发，1996年我国自行开发设计的6000吨/年苯固定床法顺酐装置在山东淄博齐峰化工厂投产，1999年天津中和化工厂自行建造苯固定床法1万吨/年顺酐装置建成。在正丁烷氧化法固