我國順酐的生產(chǎn)工藝

7/7我國順酐的生產(chǎn)工藝2.1順酐的生產(chǎn)工藝目前，工業(yè)上順酐的生產(chǎn)工藝路線按原料可分為苯氧化法、正丁烷法氧化法、C4烯烴法和苯酐副產(chǎn)法4種。其中苯氧化法應用最為廣泛，但由于苯資源有限，C4烯烴和正丁烷為原料生產(chǎn)順酐的技術應運而生，尤其是富產(chǎn)天然氣和油田伴生氣的國家，擁有大量的正丁烷資源，因此近年來正丁烷氧化法生產(chǎn)順酐的技術發(fā)展迅速，已經(jīng)在順酐生產(chǎn)中占主導地位，其生產(chǎn)能力約占世界順酐總生產(chǎn)能力的80%。2.1.1苯氧化法…圖2.1苯氧化法生產(chǎn)順酐的工藝流程圖2.1.2C4烯烴法…2.1.3苯酐副產(chǎn)法2.1.4正丁烷氧化法圖2.2正丁烷法生產(chǎn)工藝流程圖正丁烷在V2O5-P2O3系催化劑上選擇氧化生成順酐，其氧化反應器有固定床和流化床兩大類，順酐回收工藝有水吸收法和溶劑吸收法。固定床工藝丁烷法固定床工藝主要由亨斯邁公司(1993年Monsanto將順酐業(yè)務轉(zhuǎn)讓給Huntsman公司)、BP、SD、康斯爾(Conser)公司擁有，與苯氧化法基本相似，但正丁烷氧化轉(zhuǎn)化率和選擇性均比苯低，其順酐的摩爾收率按正丁烷計僅為50～55%，而原料氣體中苯和正丁烷的摩爾濃度基本相同。因此對于同樣規(guī)模的生產(chǎn)裝置，正丁烷法需要較大的反應器和壓縮機反應溫度400～450℃，壓力為125～130MPa。為了降低正丁烷的單耗，比利時的Pantochi公司采用尾氣循環(huán)工藝．吸收塔頂出來的尾氣約50％經(jīng)處理后與新鮮空氣一并進入反應器。該工藝可使正丁烷的單耗下降約10％。流化床工藝…圖2.3正丁烷氧化生產(chǎn)順酐的流化床工藝流程圖水吸收法在采用丁烷法生產(chǎn)順酐的初期，主要是一些苯法裝置通過更換催化劑實現(xiàn)，就是新建的裝置工藝也與苯法基本一致，均為水吸收法回收。水吸收法是將未冷凝的含50wt%的順酐氣體在吸收塔中用水吸收成43%左右的馬來酸，然后將馬來酸溶液送至脫水精餾塔，通過二甲苯的恒沸脫水及減壓精餾生產(chǎn)出順酐產(chǎn)品。整個后處理為間歇操作。水吸收工藝國產(chǎn)化技術已比較成熟，操作簡便，占地較少，投資節(jié)省，對于規(guī)模2萬噸的裝置具有投資的優(yōu)勢。溶劑吸收法…2.2順酐生產(chǎn)工藝的比較與選擇目前，工業(yè)上順酐的生產(chǎn)工藝路線按原料可分為苯氧化法、正丁烷法氧化法、C4烯烴法和苯酐副產(chǎn)法4種。以前，苯氧化法應用最為廣泛，但由于苯資源有限，C4烯烴和正丁烷為原料生產(chǎn)順酐的技術應運而生，尤其是富產(chǎn)天然氣和油田伴生氣的國家，擁有大量的正丁烷資源，因此近年來正丁烷氧化法生產(chǎn)順酐的技術發(fā)展迅速，已經(jīng)在順酐生產(chǎn)中占主導地位。C4烯烴氧化法因副產(chǎn)物較多已被淘汰，而苯酐副產(chǎn)法順酐產(chǎn)量有限。苯氧化法及正丁烷法是目前各國順酐生產(chǎn)普遍采用的工藝。我國主要采用苯氧化法，經(jīng)過多年的開發(fā)應用，工藝比較成熟，同時具有工藝簡單、操作容易、投資省、收率高等特點。順酐產(chǎn)品成本50%以上是原料費用，已工業(yè)化的順酐生產(chǎn)技術都是以控制最大收率來確定工藝條件。與傳統(tǒng)苯法相比，正丁烷氧化法具有原料價廉、污染小等優(yōu)點，美國的順酐裝置就是利用原工藝裝置改用催化劑和進料后，迅速實現(xiàn)了苯原料向正丁烷原料的轉(zhuǎn)化。正丁烷法每噸順酐產(chǎn)品消耗1.l～1.2噸正丁烷，而苯法每噸順酐產(chǎn)品消耗1.1～1.3噸苯。而且正丁烷法生產(chǎn)順酐理論產(chǎn)量為1：1.69，苯法為1：1.256，因此正丁烷的順酐理論產(chǎn)量比苯法高許多。隨著技術的不斷發(fā)展，正丁烷作原料其單耗將比苯法低得多，正丁烷不僅消耗少，而且與苯法相比，其毒性也小，同時正丁烷法生產(chǎn)順酐對環(huán)境污染小，隨著全球環(huán)保壓力越來越大，正丁烷法在滿足環(huán)保要求以及發(fā)展前景方面比苯法更具有生命力。正因為如此，近十幾年國外新建順酐生產(chǎn)能力約80%采用正丁烷路線，而且還有不斷增加的趨勢。由正丁烷氧化制順酐，自1974年美國孟山都等公司實現(xiàn)工業(yè)化以來得到迅速的發(fā)展，丁烷來自煉廠氣、裂解氣或油田伴生氣等。目前國外以正丁烷為原料生產(chǎn)順酐的比較典型和先進的工藝技術路線有：美國Lummus公司和意大利Alusuisle公司聯(lián)合開發(fā)的正丁烷流化床溶劑吸收工藝，即ALMA工藝；英國BP公司開發(fā)的正丁烷流化床水吸收工藝，即BP工藝；美國SD公司開發(fā)的正丁烷固定床水吸收工藝，即SD工藝；意大利SISAS化學公司采用的正丁烷固定床溶劑吸收工藝，即Conser-pantochim工藝。為了更方便比較四種典型合成工藝的特點，將四種正丁烷合成順酐工藝的比較列入表2.1。表2.1四種典型正丁烷法合成順酐工藝技術比較…2.3順酐生產(chǎn)技術進展及發(fā)展方向目前順酐生產(chǎn)尚無新的工藝路線出現(xiàn)，生產(chǎn)技術進展主要是提高催化劑性能和改進現(xiàn)有裝置工藝兩個方面。2.3.1國外催化劑…反應器及工藝…2.3.2國內(nèi)我國從20世紀50年代開始生產(chǎn)順酐，均為自行開發(fā)的千噸級小規(guī)模裝置。80年代先后引進苯氧化固定床工藝和正丁烷流化床溶劑吸收工藝。經(jīng)過引進技術消化吸收和自主研發(fā)，1996年我國自行開發(fā)設計的6000噸/年苯固定床法順酐裝置在山東淄博齊峰化工廠投產(chǎn)，1999年天津中和化工廠自行建造苯固