[发明专利]一种正丁烷氧化制顺酐的生产工艺

说明书

本发明公开了一种正丁烷氧化制顺酐的工艺，属于顺酐生产领域。本发明是通过改进原苯氧化法制顺酐的生产工艺得到一种在较低的操作压力下正丁烷氧化生产顺丁烯二酸酐的生产工艺。特别的是本工艺采用自制的催化剂，使反应在低压条件下具有较好选择性和收率，同时既盘活现有工艺又节约成本。

技术领域

本发明涉及顺酐生产领域，更具体地说，涉及一种在较低的操作压力下使用正丁烷氧化生产顺丁烯二酸酐的生产工艺。

背景技术

顺丁烯二酸酐简称顺酐，又名马来酸酐，是一种重要的有机化工原料，是仅次于苯酐和醋酐的世界第三大有机酸酐，广泛用于石油化工、食品加工、医药、建材等行业。由于具备原料价廉，污染相对较轻，碳原子利用率高和顺酐生产成本低等优点，正丁烷氧化制顺酐技术逐渐成为顺酐生产的主要路线，并有逐步取代苯氧化法的趋势。国内苯法顺酐生产装置正面临工艺路线升级的考验，两种路线主要差异为生产原料、操作条件与氧化催化剂，苯氧化法采用苯为原料，在0.05-0.06MPa下与空气在钒钼系催化剂表面发生气相氧化反应，得到含有顺酐的反应生成气；正丁烷氧化法采用正丁烷为原料，在0.19-0.22MPa下与空气在钒磷氧系催化剂表面发生气相氧化反应，得到含有顺酐的反应生成气。

两种原料路线必须使用不同体系的催化剂，正丁烷氧化法制顺酐装置只能使用钒磷氧系催化剂。由于受催化剂操作条件制约，现有的钒磷氧催化剂也无法在苯氧化法制顺酐的生产装置上稳定运行。因此，原有的苯氧化法制顺酐装置通常报废处理。如果通过技术改进升级将原苯法装置再利用，可以提高设备利用率并降低投资额度。为了满足这一要求，本发明提供了具体的工艺改进方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种由原苯氧化法制顺酐原料路线改造成适用于正丁烷氧化法的工艺方案。

苯氧化法制顺酐的生产工艺，通常由苯储罐、风机、空气加热器、空苯混合器、固定床反应器、一级气体冷却器、部冷器、吸收塔、精馏精制与尾气焚烧装置各单元组成。由于液态苯与液态正丁烷的储存条件不同，该工艺要求新建液态正丁烷储罐与配套的装卸站。改造后的工艺新增以下单元：正丁烷储罐、正丁烷蒸发器与过热器、磷酸三甲酯(TMP)添加系统、空烃混合器、二级气体冷却器与锅炉水加热器；改造以下单元：风机(提高风机出口压头)、反应器出口管线(将原有碳钢管线更换为不锈钢)、尾气焚烧装置(更换热载体并增加换热器面积)，除需新增与改造上述单元外，需要更换具备低压条件下具备操作性的钒磷氧催化剂。

改造后用于生产正丁烷氧化制顺酐的具体工艺步骤如下：

(1)正丁烷储罐中液态正丁烷进入正丁烷蒸发器，加热汽化后送入正丁烷过热器，得到正丁烷蒸汽；

(2)将TMP经泵打入TMP蒸发器，用氮气将TMP蒸汽混合后进入正丁烷管线与步骤(1)中的丁烷蒸汽混合，得到有机蒸汽；

(3)经风机加压再经空气加热器加热后的空气进入空烃混合器与步骤(2)中的有机蒸汽混合，得到的混合气体一同进入装有催化剂的固定床列管式反应器，反应后的气体经一级气冷器后进入二级气冷器再进入部冷器冷却，冷却后的反应物进入粗酐分离器，气体进入吸收塔，液体粗酐进入粗酐罐。进入吸收塔的部分酸酐水洗后收集在酸水罐中，最后与粗酐罐里的酸酐一起精制得到顺酐产品。

所述的步骤(1)中正丁烷流量为0.09-0.10kg/Tube/h，正丁烷汽化温度为40～60℃，过热温度为100～150℃。

所述的步骤(3)中TMP浓度为固定床列管式反应器入口气体总体积的0.5-3.0ppm。

所述的步骤(3)中空气流量为2.0-2.1NCM/Tube/h，通过技术改造使风机出口空气加压压力为60～99kPa，加热温度为150～180℃。

正丁烷氧化制顺酐是强放热反应，本发明使用的工业反应器的供热和移热是通过一定比例配制的亚硝酸钠和硝酸钾混合物融化后形成的熔盐调节的，通过调节熔盐的温度(简称盐温)来调节反应温度，