百吨顺酐加氢连续生产 实习报告

山西大学

本科实习报告学院化学化工学院学生姓名李灿灿专业应用化学学号2010291010年级2010级指导教师王永钊教务处制表二O—二年九月十^一日实习名称：专业课程实习实习地点：山西大学实习周数：1天实习时间：201296实习单位：百吨顺酐加氢连续生产丁二酸酐中试试验基地一、实习目的、要求：通过此次实习，让我们学习将科学的理论知识加以验证、深化、巩固和充实。并培养我们进行调查、研究、分析和解决工程实际问题的能力，为后继专业课的学习、课程设计和毕业设计打下坚实的基础。通过科研实习参观，拓宽知识面，增加感性认识，把所学知识条理化系统化，学到从书本学不到的专业知识，并获得本专业国内、外科技发展现状的最新信息，激发学生向实践学习和探索的积极性，为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。实习参观是与课堂教学完全不同的教学方法，在教学计划中，实习参观是课堂教学的补充。通过现场的讲授、参观、交流、讨论、分析等多种形式，一方面来巩固在书本上学到的理论知识，另一方面，可获得在书本上不易了解和不易学到的现场实际知识，使我们在实践中得到提高和锻炼。二、实习主要内容：本次实习我们到山西大学化学化工学院院长赵永祥教授带领的团队及实践工厂参观学习。此团队承担国家“863”计划、国家自然科学基金、山西省科技重大专项、山西省科技创新计划、山西省发改委产业化项目等、企业委托开展科研项目多项，项目经费共计2750万元，年均科研经费550万元。此团队自2002年起就针对上述煤化工C4产业链中的催化剂、催化剂工程以及反应工艺进行了系统的研究开发。其中，“丁炔二醇加氢制1,4-丁二醇催化剂”和“顺酐酯化加氢制1,4-丁二醇脱乙缩醛催化剂”从实验室走向了工业化。三、实习总结(可另附报告):二酸又称琥珀酸。分子式HOOCCH2CH2COOH。丁二酸除存在于琥珀外，还广泛存在于多种植物及人和动物的丁二酸组织中，例如未成熟的葡萄、甜菜和大黄，人的血液和肌肉，牛的脑、脾、甲状腺等。丁二酸是碳水化合物在体内新陈代谢的中间体。丁二酸的重要用途是制备五元杂环化合物，例如，丁二酸受热迅速失水，形成丁二酸酐，它是咲喃环系化合物。丁二酸酐是制造药物、染料和醇酸树脂的重要原料。丁二酸酐与氨共热，即生成丁二酰亚胺。丁二酰亚胺的亚胺基上的氢可被溴取代，生成N—溴代丁二酰亚胺，它是有机合成的溴化试剂和温和的氧化剂。丁二酸在医药上有抗痉挛、祛痰和利尿作用。丁二酸二乙酯是有机合成的重要中间体。丁二酸二丁酯、二辛酯是塑料的增塑剂。丁二酸二烯丙酯与1,3—丁二烯共聚，可以制造人造橡胶。丁二酸可与碱反应，也可以发生酯化和还原等反应，受热脱水生成丁二酸酐。还可发生亲核取代反应，羟基被卤原子、胺基化合物、酰基等取代。焦化苯下游的丁二酸是性能优异全生物降解塑料一一聚丁二酸丁二酯(PBS)的重要原料。PBS由丁二酸和丁二醇经缩合聚合合成而得，树脂呈乳白色，无嗅无味，易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢，最终分解为二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料。分子式HO-(CO-(CH2)2-CO-O-(CH2)4-O)n-H，具有良好的生物相容性和生物可吸收性；密度1.26g/cm，熔点114°C，根据分子量的高低和分子量分布的不同，结晶度在30〜45%之间。它于20世纪90年代进入材料研究领域，并迅速成为可广泛推广应用的通用型生物降解塑料研究热点材料之一，耐热性能好，热变形温度和制品使用温度可以超过100C。其合成原料来源既可以是石油资源，也可以通过生物资源发酵得到，PBS是生物降解塑料材料中的佼佼者。PBS属热塑性树脂，加工性能良好，可以在普通加工成型设备上进行成型加工，加工温度范围140〜260C。物料加工前须进行干燥，含水率须在0.02%以下。可以用注塑、吹塑、吹膜、吸塑、层压、发泡、纺丝等成型方法进行加工。PBS是具有良好可生物降解性能的聚合物，与聚乳酸、聚羟基烷酸酯、聚己内酯等可生物降解塑料相比，PBS价格相对较低，力学性能优异，耐热性能好，热变形温度接近100C，是国内外在生物降解塑料研发方面的重点。PBS可以用做垃圾袋、包装袋、化妆品瓶、各种塑料卡片、婴儿尿布、农用材料及药物缓释载体基质等；还有其它涉及到环境保护的各种塑料制品，如土木绿化用网、膜等。可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域。由于PBS未来巨大的市场前景，将极大的刺激和带动丁二酸的市场发展，预计未来我国PBS需求量将达300万吨/年，至少需要原料丁二酸204万吨/年，其产值将达367亿元。这是一条新型、具有巨大市场需求焦化苯下游高附加值化学品工艺路线。关于这一方面，国内外的产业界和学术界均意识到该产业链的重要性，都加快了顺酐加氢制丁二酸酐联产丁二酸的技术研发。但是到目前为止，世界上还没有工业规模顺酐直接加氢连续生产丁二酸酐联产丁二酸的生产实例。赵永祥教授带领的团队自1999年起就开展了焦化苯下游顺酐加氢连续生产丁二酸酐联产丁二酸中催化剂及加氢工艺的研究开发。经过近十年的研究，成功开发出高活性、高选择性和长使用寿命的顺酐催化加氢定向合成丁二酸酐催化剂，并放大至百公斤级/批次。同时，在对催化剂加氢反应动力学研究的基础上，设计了加氢工艺。目前，顺酐催化加氢连续生产丁二酸酐的核心技术——催化剂制备技术(ZL2009100739756)与加氢反应工艺(ZL2009101753356)均已获国家发明专利授权。在此基础上，该项目获山西省“十二五”科技重大专项和河南煤化集团有限责任公司的经费支持。自2011年4月起，历经工艺条件优选、中试方案设计、设备图纸设计、设备制造原装、中试系统扫吹、中试系统水联运、中试系统冷运行以及投料试开车等阶段。于本月18日正式开车运行成功，并生产出高品质丁二酸酐产品。在该中试装置上，原料顺酐转化率在99%以上，目标产物丁二酸酐选择性在98%以上。该工艺实现了丁二酸酐的连续化生产，具有技术含量高、经济环境效益显著的特点。通过该中试实验，将为万吨级顺酐加氢连续生产丁二酸酐联产丁二酸生产工艺采集进一步的基础设计数据。该装置在世界上首次实现顺酐为原料，连续化生产丁二酸酐。本团队率先开展了顺酐加氢定向合成丁二酸酐催化剂及加氢工艺的研究开发，突破了顺酐加氢定向合成丁二酸酐核心技术一一加氢催化剂及加氢工艺，获国家发明专利授权。在山西省“十二五”科技重大专项及河南煤化集团等单位的经费支持下开展了“顺酐加氢制丁二酸酐联产丁二酸中