[發明專利]一種正丁烷氧化制順酐的生產工藝

有效

• 申請號: 201810968284.1
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109053647B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 劉先國;魏士新;鄒紅旭;王康軍;胡佳;陳鵬;宋大朋;石龍
• 申請（專利權）人: 常州新日催化劑股份有限公司
• 主分類號: C07D307/60
• 分類號: C07D307/60
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

本發明公開了一種正丁烷氧化制順酐的工藝，屬于順酐生產領域。本發明是通過改進原苯氧化法制順酐的生產工藝得到一種在較低的操作壓力下正丁烷氧化生產順丁烯二酸酐的生產工藝。特別的是本工藝采用自制的催化劑，使反應在低壓條件下具有較好選擇性和收率，同時既盤活現有工藝又節約成本。

技術領域

本發明涉及順酐生產領域，更具體地說，涉及一種在較低的操作壓力下使用正丁烷氧化生產順丁烯二酸酐的生產工藝。

背景技術

順丁烯二酸酐簡稱順酐，又名馬來酸酐，是一種重要的有機化工原料，是僅次于苯酐和醋酐的世界第三大有機酸酐，廣泛用于石油化工、食品加工、醫藥、建材等行業。由于具備原料價廉，污染相對較輕，碳原子利用率高和順酐生產成本低等優點，正丁烷氧化制順酐技術逐漸成為順酐生產的主要路線，并有逐步取代苯氧化法的趨勢。國內苯法順酐生產裝置正面臨工藝路線升級的考驗，兩種路線主要差異為生產原料、操作條件與氧化催化劑，苯氧化法采用苯為原料，在0.05-0.06MPa下與空氣在釩鉬系催化劑表面發生氣相氧化反應，得到含有順酐的反應生成氣；正丁烷氧化法采用正丁烷為原料，在0.19-0.22MPa下與空氣在釩磷氧系催化劑表面發生氣相氧化反應，得到含有順酐的反應生成氣。

兩種原料路線必須使用不同體系的催化劑，正丁烷氧化法制順酐裝置只能使用釩磷氧系催化劑。由于受催化劑操作條件制約，現有的釩磷氧催化劑也無法在苯氧化法制順酐的生產裝置上穩定運行。因此，原有的苯氧化法制順酐裝置通常報廢處理。如果通過技術改進升級將原苯法裝置再利用，可以提高設備利用率并降低投資額度。為了滿足這一要求，本發明提供了具體的工藝改進方法。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種由原苯氧化法制順酐原料路線改造成適用于正丁烷氧化法的工藝方案。

苯氧化法制順酐的生產工藝，通常由苯儲罐、風機、空氣加熱器、空苯混合器、固定床反應器、一級氣體冷卻器、部冷器、吸收塔、精餾精制與尾氣焚燒裝置各單元組成。由于液態苯與液態正丁烷的儲存條件不同，該工藝要求新建液態正丁烷儲罐與配套的裝卸站。改造后的工藝新增以下單元：正丁烷儲罐、正丁烷蒸發器與過熱器、磷酸三甲酯(TMP)添加系統、空烴混合器、二級氣體冷卻器與鍋爐水加熱器；改造以下單元：風機(提高風機出口壓頭)、反應器出口管線(將原有碳鋼管線更換為不銹鋼)、尾氣焚燒裝置(更換熱載體并增加換熱器面積)，除需新增與改造上述單元外，需要更換具備低壓條件下具備操作性的釩磷氧催化劑。

改造后用于生產正丁烷氧化制順酐的具體工藝步驟如下：

(1)正丁烷儲罐中液態正丁烷進入正丁烷蒸發器，加熱汽化后送入正丁烷過熱器，得到正丁烷蒸汽；

(2)將TMP經泵打入TMP蒸發器，用氮氣將TMP蒸汽混合后進入正丁烷管線與步驟(1)中的丁烷蒸汽混合，得到有機蒸汽；

(3)經風機加壓再經空氣加熱器加熱后的空氣進入空烴混合器與步驟(2)中的有機蒸汽混合，得到的混合氣體一同進入裝有催化劑的固定床列管式反應器，反應后的氣體經一級氣冷器后進入二級氣冷器再進入部冷器冷卻，冷卻后的反應物進入粗酐分離器，氣體進入吸收塔，液體粗酐進入粗酐罐。進入吸收塔的部分酸酐水洗后收集在酸水罐中，最后與粗酐罐里的酸酐一起精制得到順酐產品。

所述的步驟(1)中正丁烷流量為0.09-0.10kg/Tube/h，正丁烷汽化溫度為40～60℃，過熱溫度為100～150℃。

所述的步驟(3)中TMP濃度為固定床列管式反應器入口氣體總體積的0.5-3.0ppm。

所述的步驟(3)中空氣流量為2.0-2.1NCM/Tube/h，通過技術改造使風機出口空氣加壓壓力為60～99kPa，加熱溫度為150～180℃。

正丁烷氧化制順酐是強放熱反應，本發明使用的工業反應器的供熱和移熱是通過一定比例配制的亞硝酸鈉和硝酸鉀混合物融化后形成的熔鹽調節的，通過調節熔鹽的溫度(簡稱鹽溫)來調節反應溫度，