[發明專利]順酐加氫連續生產丁二酸酐聯產丁二酸的工藝流程

有效

• 申請號: 201310562849.3
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103570650A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 趙永祥;張因;孫自瑾;駱彩萍;張鴻喜;劉海龍;趙麗麗;李海濤
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: C07D307/60
• 分類號: C07D307/60;C07C55/10;C07C51/087
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 張福增

技術領域

本發明涉及丁二酸酐/丁二酸的生產工藝，具體屬于一種大規模工業化以順酐為原料連續生產丁二酸酐聯產丁二酸的工藝流程。

背景技術

丁二酸(Succinic?acid)又稱琥珀酸，可由丁二酸酐水解制得，是一種重要的合成中間體和食品調味劑，廣泛應用于醫藥、農藥、精細化工、醇酸樹脂等領域。近年來，由于丁二酸在全生物降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和有機涂料等領域的應用，使其需求量大增。預計未來我國僅PBS產業就需丁二酸205萬噸/年。

丁二酸的生產方法主要有：生物發酵法、電解還原法和順酐催化加氫法。順酐催化加氫法具有收率高、產品質量好的優點，被認為是最具發展潛力的丁二酸生產方法，成為近年來國內外的研究熱點。

目前，比較成熟的順酐加氫生產丁二酸酐工藝是以高壓釜為反應器的間歇生產方式，其生產規模在百噸級。專利CN?92100554.7和CN?92103481.4公開了一種無溶劑條件下，采用雷尼鎳催化劑對熔融狀態的順酐加氫制備丁二酸酐的方法。上述專利采用釜式反應器，將催化劑與順酐以一定比例投料，加氫過程中保持釜內氫氣壓力恒定，反應結束時采用熱過濾的方法分離催化劑及產品。采用該方法，丁二酸酐的最高產率可以達到90%和96%。與釜式反應器相比，固定床反應器具有以下優點：(1)返混小，反應物可與催化劑進行有效接觸，有利于提高目的產物的選擇性；(2)催化劑的機械損耗小；(3)結構簡單；(4)生產連續化，適用于大規模生產。固定床反應器比釜式反應器更適用于大規模、連續化的丁二酸生產。專利US5952514和US5770744公開了一種以單管固定床反應器，順酐加氫生產丁二酸酐的方法：在反應溫度為60-180℃，壓力380?bar（38MPa）下，順酐轉化率為99%，丁二酸酐選擇性為98%。申請公開專利CN?101890323?A發明了順酐加氫制丁二酸酐滴流床反應器，順酐轉化率為100%，丁二酸酐選擇性為98%。值得關注的是，順酐加氫合成丁二酸酐(ΔH=-128KJ/mol)是強放熱反應，這就容易使反應過程中催化劑表面的加氫位點局部溫度過高，引發有機物在催化劑表面聚合結焦，降低催化劑活性。同時，由于反應熱的累積，易使催化劑床層溫度急劇升高，發生飛溫現象，使反應被迫終止。然而，上述所列的丁二酸酐加氫方法中并未涉及反應熱的移出。

專利US2245404(A)公開了一種采用內置換熱管來移走順酐加氫反應熱，從而控制催化劑床層溫升的方法。該方法適用于較小型反應裝置的反應熱移出，若反應裝置增大，移熱管不僅不能將反應熱均勻移出，同時會影響反應器內反應液的分布，從而降低催化劑反應性能。ZL?201110235411.5通過在滴流床反應器的催化劑床層中間安裝冷卻器來控制加氫反應溫度，進而高選擇性地合成丁二酸酐，該方法可有效地控制催化劑床層溫度，然而當原料溶液中順酐濃度增大以提高單臺反應器產能時，則容易在催化劑表面的加氫位點形成極高溫度造成催化劑活性組分燒結或有機物聚合結焦。

發明內容

本發明的目的是提供一種流程簡單、運轉穩定的順酐催化加氫連續生產丁二酸酐聯產丁二酸的工藝流程。

本發明提供的順酐加氫連續生產丁二酸酐聯產丁二酸的工藝流程，包括如下步驟：

1）、順酐溶液與氫氣并流從一級加氫反應器底部進入催化劑床層，與氫氣反應后溢流至第一氣液分離裝置；第一氣液分離裝置分離出的一部分氫氣與新鮮氫氣混合重新進入一級加氫反應器進行循環利用，第一氣液分離裝置分離出的反應液經第一換熱裝置撤熱后分流；其中，1/6～1/3的反應液經第二換熱裝置后與第一氣液分離裝置分離出的另一部分氫氣并流從二級加氫反應器頂部進入催化劑床層，其余反應液與原料順酐溶液混合后重新進入一級加氫反應裝置；

2）、二級加氫反應器流出的反應液經第二氣液分離裝置后進入精餾裝置，分離得到輕組分、反應溶劑和丁二酸酐；收集輕組分，反應溶劑可重新用于順酐溶液的配置，循環使用；

3）、精餾分離得到的丁二酸酐進入水解反應裝置與水反應得到產物丁二酸。

所述步驟1）中順酐溶液的溶劑為由二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、環己烷、環己酮、甲苯環己酮、氯苯、二氯苯、乙醇、異丙醇、環氧丙烷、甲基丙酮、甲基異丁酮、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚和乙二醇單丁醚中的兩種或兩種以上組成的有機溶劑的混合液。