2万吨顺酐装置介绍
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顺酐生产技术顺丁烯二酸酐(MA)简称顺酐,又名马来酸酐、失水苹果酸酐,是一种重要的有机化工原料和精细化工产品,是目前世界上仅次于苯酐和醋酐的第三大酸酐,主要用于生产不饱和聚酯树脂、醇酸树脂,用于农药、医药、涂料、油墨、润滑油添加剂、造纸化学品、纺织品整理剂、食品添加剂以及表面活性剂等领域。
此外,以顺酐为原料还可以生产1,4-丁二醇(BOD)、γ-丁内酯(GBL)、四氢呋喃(THF)、马来酸、富马酸和四氢酸酐等一系列用途广泛的精细化工产品,开发利用前景十分广阔。
目前,工业上顺酐的生产工艺路线按原料可分为苯氧化法、正丁烷法氧化法、C4烯烃法和苯酐副产法4种,其中苯氧化法应用最为广泛,但由于苯资源有限,C4烯烃和正丁烷为原料生产顺酐的技术应运而生,尤其是富产天然气和油田伴生气的国家,拥有大量的正丁烷资源,因此近年来正丁烷氧化法生产顺酐的技术发展迅速,已经在顺酐生产中占主导地位,其生产能力约占世界顺酐总生产能力的80%。
苯氧化法:苯蒸气和空气(或氧气)在以V2O5-MnO3等为活性组分,α-Al2O3为载体的催化剂上发生气相氧化反应生成顺酐。
苯氧化法是生产顺酐的传统生产方法,工艺技术成熟可靠,主要技术有美国SD法、Alusuisle/UCB法和日本触媒化学法等,其中以SD 法应用最为普及,Alusuisle/UCB法原料苯的消耗量最低,是较为先进的生产方法。
烯烃法:该法是以混合C4馏分中的有效成分正丁烯、丁二烯等为原料,和空气(或氧气),在V2O5-P2O5系催化剂作用下经气相氧化反应生成顺酐,其中正丁烯在反应过程中先脱氢生成丁二烯,再氧化生成顺酐。
在反应过程中,除生成主产物外,还副产生成一氧化碳、二氧化碳和水以及少量的乙醛、乙酸、丙烯醛和呋喃等。
德国BASF公司和拜尔公司开发了以混合C4馏分为原料的固定床氧化工艺。
日本三菱化成公司开发了以含丁二烯的C4馏分为原料的流化床氧化制顺酐工艺。
由于脱氢属于吸热反应,而且副产物较多,因此,混合C4烯烃氧化制顺酐发展前途不太乐观。
克拉玛依职业技术学院毕业论文题目:正丁烷氧化法生产顺酐班级:精化0631**:***指导老师:徐雪松完成日期:2009-05-10克拉玛依职业技术学院制二零零九年三月克拉玛依职业技术学院石油化学工程系正丁烷氧化法生产顺酐摘要主要介绍了国内外顺酐的发展趋势,分析了我国顺酐工业的生产现状及国外的差距,对我国顺酐工业的发展提出了建议。
正文简述了以正丁烷为原料,固定床,有机溶剂回收生产顺酐的工艺流程,同时介绍了工业上采用正丁烷固定床氧化法的工艺特点及流程,并与流化床工艺进行了比较,最后得出结论:采用正丁烷氧化法生产工艺有很大的优势和发展前景,不但原料丰富,而且降低了一部分的动力费用等。
[关键词]顺酐正丁烷固定床流化床氧化法AbstractMainly introduces the development trend of domestic and maleic anhydride, maleic anhydride analysis of industrial production in China and abroad, the gap between the status quo of China's maleic anhydride industrial development proposals. Outlined in the body of n-butane as the raw material, fixed bed, organic solvent recovery process of the production of maleic anhydride and at the same time introduced the use of industrial fixed bed butane oxidation is the process characteristics and processes, and fluidized bed technology and compared, and finally come to the conclusion: the use of n-butane production of Oxidation technology have great advantages and development prospects, not only rich in raw materials, and reduced costs as part of the driving force.[Key words] Maleic anhydride N-butane fixed bed fluidized bed Oxidation目录前言 (3)1.概论 (4)1.1顺酐的国内外现状及发展趋势 (4)1.2对我国顺酐发展的建议 (4)1.2.1 做好苯氧化法向正丁烷氧化法转变的技术准备工作 (4)1.2.2扩大装置生产能力,提高市场竞争能力,积极参与国际竞争 (5)2.顺酐的性质、用途 (6)2.1顺酐的性质 (6)2.2顺酐的用途 (6)3.生产顺酐的方法 (7)3.1苯氧化法生产顺丁烯二酸酐 (7)3.1.1反应原理 (7)3.1.2工艺条件 (8)3.1.3工艺流程 (8)3.2丁烷氧化法生产顺丁烯二酸酐 (9)3.2.1反应原理 (9)3.2.2工艺条件 (10)3.2.3工艺流程 (11)3.3工业采用正丁烷固定床氧化生产顺酐工艺流程 (11)3.3.1 工艺流程 (11)3.4.工业生产中两种方法的优缺点 (13)3.4.1原料成本 (13)3.4.2产量 (13)3.4.3 催化剂 (13)4.生产顺酐的先进方法 (14)结束语 (16)致谢 (17)参考文献 (18)前言本论文是根据《有机化工生产技术》教材和实习单位工业上生产顺酐书写而成。
顺酐的生产工艺技术
顺酐是一种重要的有机化学品,广泛应用于塑料、染料、医药等行业。
下面我们来介绍一下顺酐的生产工艺技术。
顺酐的常见生产工艺技术主要有四种:苯氧丙醇法、脱气乙烯法、邻醋酸酐法和煤化工法。
首先是苯氧丙醇法。
这种方法是将苯与氧化苯甲烷反应,生成苯氧丙醇,再将苯氧丙醇进行空气氧化得到顺酐。
该方法具有反应条件温度低、反应物易得以及产量高等优点。
其次是脱气乙烯法。
这种方法是将乙烯在酒石酸的催化下进行脱氢,得到丙烯醛,再将丙烯醛进行脱氮、脱氧得到顺酐。
该方法的优点是反应条件温和,能够直接利用乙烯作为原料。
第三种方法是邻醋酸酐法。
这种方法是以邻醋酸酐为原料,经过氧气氧化脱羧反应生成顺酐。
该方法具有原料易得、工艺简单等优点。
最后是煤化工法。
这种方法是利用煤作为原料,在高温下进行热解生成气体,再进行氧化、脱羧等反应最终得到顺酐。
该方法的优点是煤是一种广泛存在的资源,可以有效地利用煤资源。
在顺酐的生产工艺技术中,还需要注意一些关键技术和装置。
例如,在苯氧丙醇法中,需要选择适宜的氧化剂和催化剂,以提高反应的选择性和产率。
在脱气乙烯法中,需要控制酒石酸的催化剂用量和反应温度,以提高丙烯醛的产率。
在邻醋酸酐
法中,需要控制反应温度和氧化剂用量,以提高顺酐的产率。
在煤化工法中,需要控制煤质和热解温度,以提高顺酐的产率。
总之,顺酐的生产工艺技术是一个复杂的过程,需要充分考虑原料的选择和反应条件的控制。
通过选择适当的工艺和优化操作条件,可以提高顺酐的产率和质量,进一步推动顺酐产业的发展。
正丁烷法顺酐生产工艺现状摘要:顺酐是世界上仅次于苯酐的第二大酸酐原料,其下游产品有着广泛的开发和应用前景。
本文综述了正丁烷法顺酐的生产工艺现状,从不同工艺技术路线介绍了正丁烷法顺酐工艺流程,以及正丁烷法顺酐生产工艺的优势。
关键词:正丁烷法顺酐氧化反应器一、顺酐生产工艺概况顺酐生产工艺按原料路线可分为苯氧化法、正丁烷氧化法两种主要生产方法。
按生产工艺技术氧化反应部分分为固定床与流化床,后处理回收部分分为水吸收与溶剂吸收。
1.原料路线顺酐生产原料路线可分为苯氧化法、正丁烷氧化法。
国外目前占主导地位的是以正丁烷为原料的生产路线,国内生产装置以苯法为主。
由于我国资源的特殊性,煤资源较丰富,焦炭产量大,煤化工的下游产品焦化苯供应充足,使苯法生产顺酐具有资源优势。
正丁烷法制顺酐工艺资源利用方面比苯法合理,环境污染程度比苯法轻。
随着我国石化行业快速发展和炼油能力提高,C4资源逐步得到综合利用,正丁烷法顺酐装置近几年发展较快。
2.氧化工艺2.1正丁烷法流化床正丁烷进料浓度通常为 4.0 mol~4.3 mol%,流化床反应器上部设有催化剂分离装置,外部设有催化剂过滤装置。
反应器操作温度为400~430 ℃,热量通过反应器内安装的蒸汽盘管产生蒸汽供装置使用。
反应生成气体冷却后进入回收工序。
2.2正丁烷法固定床原料正丁烷与空气按一定比例充分混合后进入反应器,在装填了一定数量催化剂的列管内发生反应,正丁烷与空气的混合比例通常为 1.6 mol~2.0 mol%。
反应器热点温度通常在440~470 ℃。
反应热由熔盐冷却器和气体冷却器移出,产生蒸汽供装置使用。
反应生成气体冷却后进入回收工序。
二、正丁烷法顺酐生产工艺现状正丁烷法与苯法在工艺流程上近似,区别最大的就是氧化反应催化剂不同,丁烷法氧化反应器反应管比苯法长一些,最长达到 6 500 mm,后处理既可以采用水吸收也可以采用溶剂吸收。
1.氧化反应部分(固定床反应器)国内运行的正丁烷法顺酐装置全部为国产化技术固定床工艺。
顺酐(全名:顺丁烯二酸酐)Maleic anhydride分子式(Formula):C4H2O3分子量(Molecular Weight):98.06CAS No.:108-31-6物理性质:白色片状结晶,有强烈的刺激气味、比重1.48、易升华、遇水易潮解生成马来酸用途:主要用于不饱和树脂、水处理剂油漆等质量标准:GB3676-92采标标准:Astmd:3504-96外观(Appearance):斜方晶系无色针状或片状结晶体物化性质(Physical Properties)相对密度1.48,熔点52.8℃,沸点202.2℃,在较低温度下(60-80℃)也能升华,能溶于醇、乙醚和丙酮用途(Useage)制造聚酯树脂、醇酸树脂、农药、富马酸、纸张处理剂等顺丁烯二酸酐,简称顺酐(MA),又名2,5—呋喃二酮,译名为马来酸酐或失水苹果酸酐。
其分子式C4H2O3,常温下该品为无色针状结晶体,有刺激性气味与酸味,易燃,升华,易溶于水生成顺丁烯二酸(马来酸),也溶于苯及丙酮、乙醇等有机溶剂。
分子量:98.06,熔点:52.85℃,沸点:202℃,相对密度:20℃固体状1.48,70℃液态1.30,自燃温度:447℃,闪点:开杯110℃,闭杯102℃。
产品用途顺酐作为三大有机酸酐之一,是用途广泛的基本有机化工原料,已有70余年的生产历史。
顺酐由于含有共轭马来酰基,其中1个乙烯基相连两个羰基,所以化学性质非常活泼,很容易通过光化反应、加成反应、酰胺化反应、酯化反应、磺化反应、水合反应、氧化反应、还原反应、加氢反应等生成众多的下游产品,如不饱和聚酯树脂、丁二酸酐、γ—丁内酯、1,4—丁二醇、四氢呋喃、四氢苯酐、六氢苯酐、L—天门冬氨酸、丙氨酸以及这些产品的次级衍生产品如PTMEG、PBT等。
广泛应用于生产、涂料、油漆、油墨、工程塑料、医药、农药、食品、饲料、油品添加剂、造纸、纺织等行业。
顺酐生产方法按原料路线可分为苯氧化法、正丁烷氧化法、丁烯氧化法以及苯酐生产中副产顺酐。
编号:No.31课题:顺丁烯二酸酐的生产授课内容:●顺丁烯二酸酐的生产反应原理●顺丁烯二酸酐的生产工艺流程知识目标:●了解碳4烃主要来源及用途●了解顺丁烯二酸酐物理及化学性质、生产方法及用途●掌握生产顺丁烯二酸酐反应原理●掌握生产顺丁烯二酸酐工艺流程能力目标:●分析和判断影响反应过程的主要因素●分析和判断主副反应程度对反应产物分布的影响思考与练习:●生产顺丁烯二酸酐各反应催化剂组成和特点●影响生产顺丁烯二酸酐反应过程的主要因素●生产顺丁烯二酸酐各工艺流程的构成授课班级:授课时间:年月日第八章 碳四系产品的随着石油化工的迅速发展,C 4烃的用途越来越广,因此如何利用C 4馏分,已经成为化工厂和炼油厂经济效益的一个重要因素。
第一节 概 述一、碳四烃的来源及组成 工业C 4烃主要来自以下四个方面: 1、来自炼油厂的炼厂气其中以催化裂化所得液态烃中的C 4烃为主,约占液态烃的60%。
这部分C 4烃组成的特点是丁烷、尤其是异丁烷含量高,不含丁二烯(或者含量甚微),2-丁烯的含量高于1-丁烯。
C 4烃的组成和产率随原料来源、装置生产方案、操作条件、催化剂等的变化而不同。
通常催化裂化C 4烃的收率为装置进料量的6~8%,具体数据如表8-l 所示。
表8-1 催化裂化C 4烃的典型组成2、烃类裂解制乙烯联产C 4烃其特点是烯烃(丁二烯、异丁烯,正丁烯),尤其是丁二烯含量高、烷烃的含量很低,1-丁烯的含量大于2-丁烯。
如以石脑油为裂解原料时,C 4烃的产量约为乙烯产量的40%左右。
不同裂解原料C 4烃的产率和组成如表8-2所示。
表8-2 不同裂解原料(乙烷不循环)C 4馏分产率(质%)3、油田气中的碳四烃组成基本为饱和烃,其中C4烷烃约占l~7%。
4、其它来源如乙烯齐聚制a-烯烃时可得到1-丁烯,产量约占a-烯烃产量的6~20%。
二、C4烃的综合利用途径C4烃来源不同,需求不同,利用途径也各异。
总的说来,工业C4烃利用不外乎燃料和化工利用两大方面。
正丁烷溶剂吸收工艺顺酐装置主要物料消耗分析与控制摘要:丁烷法溶剂吸收顺酐生产工艺是国外较普遍采用的方法,而在国内正丁烷法溶剂吸收顺酐生产工艺正处于发展阶段,成熟运行的仅吐哈油田公司石化厂一家。
但随着顺酐技术的发展和苯价格的上升,国内丁烷法溶剂吸收工艺顺酐生产技术将成为主趋势。
该工艺是以正丁烷为原料,通过氧化反应生成顺酐,再以邻苯二甲酸二丁酯作为溶剂吸收顺酐,在解析塔内将顺酐在真空状态下解析出来。
解析后的溶剂经过进一步真空闪蒸以降低顺酐含量,最后送至离心分离、气提干燥形成品质较高的新鲜溶剂实现循环利用。
但在实际生产中,其生产控制方法往往影响原料及各种辅助材料的消耗,尤其是正丁烷和溶剂消耗的控制直接影响着企业的效益和发展。
关键词:顺酐,物料消耗,因素,影响,分析,控制前言正丁烷法溶剂吸收顺酐装置,其工艺过程可分为气分、反应、吸收、解吸、洗涤、精制、造粒包装、司炉等8各工段,对于设有余热发电装置,要同时考虑发电和司炉负荷的合理调整和蒸汽平衡的优化。
主要生产流程是在催化剂的作用下氧化反应生产顺酐,再经过冷却和使用邻苯二甲酸二丁酯作为吸收剂将顺酐气体充分吸收,然后在解吸工段负压条件下进行顺酐和溶剂的物理分离,分离出的顺酐送往精制工段精制后进行造粒包装为成品出厂销售,溶剂返回吸收工段循环利用,约15%的溶剂送往洗涤工段进行洗涤除去有机酸和焦油等杂质。
司炉工段主要提供开工所需蒸汽和补充生产所需蒸汽,同时焚烧反应吸收的尾气及装置产生的部分废液,达到清洁生产的目的。
生产过程中原料正丁烷、溶剂及水电气消耗的控制是决定生产成本的直接因素,本文着重分析主要物料中原料、溶剂消耗的影响因素及控制。
1正丁烷消耗分析及控制1. 主要因素分析1.1 气体分离控制不好,正丁烷纯度低,导致反应副产物增加,目的产品减少,收率下降。
1.2 反应状态控制不佳,收率低,同时由于副产物的影响,容易导致系统堵塞或导致离心机无法有效分离,进一步造成消耗上升。
1.概要常州瑞华化工目前设计并转让的单套5万吨正丁烷法顺酐采用了溶剂吸收法。
溶剂吸收工艺相比于水吸收工艺,有着顺酐收率高、装置能耗低的优点。
传统的溶剂吸收工艺在装置运行时往往存在系统堵塞、溶剂消耗量大、废水处理困难等问题。
为此,瑞华化工针对这些问题进行了深入的研究并设计出更新的技术:开发出最优化的解决方案,最大限度地发挥溶剂吸收工艺的优势。
2.装置经济性正丁烷法顺酐的后处理,有水吸收和溶剂吸收两种工艺。
水吸收法具有流程短、设备投资省、工艺成熟等优点。
但不足之处在于吸收及脱水操作时,温度控制不当易生成富马酸杂质。
富马酸的大量生成除了影响装置的顺酐收率外,更严重的危害在于,富马酸易和丙烯酸聚合成胶状物,堵塞塔盘,严重时甚至会造成塔盘脱落。
该聚合胶状物的存在严重影响了塔效率,造成了脱水操作的能耗增加;又由于该胶装物无法用水洗除去,必须用碱液蒸煮,这不仅增加了废水量及废水处理难度,同时也造成脱水工序无法连续进行。
间歇操作时装置蒸汽不易平衡,另外操作工人的工作强度也随之增加。
溶剂吸收工艺的吸收过程没有顺酐水合成顺酸的过程。
尽管由于反应系统中带水仍会有少量顺酸生成,进而异构成富马酸,但生成量比水吸收工艺少得多,装置堵塞的可能性同时降低了许多。
这不仅使顺酐后处理工艺的回收率比水吸收法高(约3~5%),也提高了装置的操作稳定性,增加了生产时间,提高了经济效益。
此外,由于没有顺酐水合成顺酸的过程,也就无需相应的脱水过程,顺酐后处理操作消耗的蒸汽量减少,节约了能耗。
以5万吨/年正丁烷氧化法顺酐规模计算,水吸收与溶剂吸收的经济性比较如下表:(价格以2014年各项价格粗略估算。
其中未包括计算人工、维修、仓储、运输、财务成本等费用)表1 水吸收与溶剂吸收的经济性比较估算值。
由表1可见,溶剂吸收法的处理成本比普通水吸收法每吨低近900元,这是较为可观的数据。
除去正常运转中的操作成本比较,常州瑞华化工的溶剂吸收工艺,充分配置了装置堵塞的解决方案。
顺酐的生产工艺This manuscript was revised by JIEK MA on December 15th, 2012.我国顺酐的生产工艺顺酐的生产工艺目前,工业上顺酐的生产工艺路线按原料可分为苯氧化法、正丁烷法氧化法、C4烯烃法和苯酐副产法4种。
其中苯氧化法应用最为广泛,但由于苯资源有限,C4烯烃和正丁烷为原料生产顺酐的技术应运而生,尤其是富产天然气和油田伴生气的国家,拥有大量的正丁烷资源,因此近年来正丁烷氧化法生产顺酐的技术发展迅速,已经在顺酐生产中占主导地位,其生产能力约占世界顺酐总生产能力的80%。
2.1.1 苯氧化法…图苯氧化法生产顺酐的工艺流程图C4烯烃法…2.1.3 苯酐副产法…2.1.4 正丁烷氧化法…图正丁烷法生产工艺流程图正丁烷在V2O5-P2O3系催化剂上选择氧化生成顺酐,其氧化反应器有固定床和流化床两大类,顺酐回收工艺有水吸收法和溶剂吸收法。
固定床工艺丁烷法固定床工艺主要由亨斯迈公司(1993年Monsanto将顺酐业务转让给Huntsman公司)、BP、SD、康斯尔(Conser)公司拥有,与苯氧化法基本相似,但正丁烷氧化转化率和选择性均比苯低,其顺酐的摩尔收率按正丁烷计仅为50~55%,而原料气体中苯和正丁烷的摩尔浓度基本相同。
因此对于同样规模的生产装置,正丁烷法需要较大的反应器和压缩机反应温度400~450℃,压力为125~130MPa。
为了降低正丁烷的单耗,比利时的Pantochi公司采用尾气循环工艺.吸收塔顶出来的尾气约50%经处理后与新鲜空气一并进入反应器。
该工艺可使正丁烷的单耗下降约10%。
2.1.4.2 流化床工艺…图正丁烷氧化生产顺酐的流化床工艺流程图水吸收法在采用丁烷法生产顺酐的初期,主要是一些苯法装置通过更换催化剂实现,就是新建的装置工艺也与苯法基本一致,均为水吸收法回收。
水吸收法是将未冷凝的含50wt%的顺酐气体在吸收塔中用水吸收成43%左右的马来酸,然后将马来酸溶液送至脱水精馏塔,通过二甲苯的恒沸脱水及减压精馏生产出顺酐产品。
2万吨年顺酐装置介绍
一、装置概况
吐哈石油天然气化工厂2万吨/年顺酐装置于2003年3
月15日一次投产成功。该装置采用正丁烷氧化法水吸收工
艺,是正丁烷氧化法生产顺酐的第一套国产化装置,填补了
国内空白。装置产品顺丁烯二酸酐(C4H2O3 )(简称马来酐或
顺酐)。顺酐作为基本有机化工原料,可以广泛应用于树脂、
农药、涂料、添加剂等化工产品。
为提高产品质量和收率、达到节能减排目标,2006年经
过反复论证引进意大利CONSER公司溶剂吸收及尾气循环工
艺,对吸收精制单元进行溶剂吸收技术改造,并与2007年
10月12日一次投料成功,改造完成后设计能力2.2万吨/
年。历年投资2.16亿元,其中初期建设投资1.33亿元,历
年技术改造投资8293万元。
二、工艺技术
原设计为正丁烷固定床氧化水吸收技术,2006年引进意
大利CONSER公司先进工艺技术改造成溶剂吸收技术。溶剂
吸收法是目前国际上正丁烷法生产顺酐的典型的、成熟可靠
的工艺方法。该工艺为连续操作,具有顺酐回收率高、原料
正丁烷消耗低、产品质量好、运行连续稳定等优点。本装置
经过可研阶段对几家国外公司的比选,综合评价后,选择采
用Conser公司的溶剂吸收及尾气循环工艺技术,以DBP(邻
苯二甲酸二丁酯)作为溶剂,对反应部分生成的顺酐进行吸
收、解吸、再去精制获得液态成品顺酐。40%部分尾气循环
回收再利用,溶剂经处理后循环使用。
三、工艺流程:
装置按功能分为5个单元,气分单元、反应吸收单元、
解析精制单元、溶剂洗涤单元和公用工程单元。
气分单元的主要功能是将原料石油液化气中的轻重组
分分离除去,得到纯度为98%的正丁烷作为原料送入反应吸
收单元。
反应吸收单元的主要功能是将正丁烷和氧气在催化剂
的作用下在列管式固定床反应器中进行反应,生产顺酐混合
气。由溶剂DBP将其中的顺酐全部吸收,60%的废气被送进
焚烧炉,剩余的40%的废气经过洗涤、干燥除去大部分杂质
后,被送往压缩机入口重复循环。
解析精制单元的主要功能是在真空条件下回收所有在
吸收系统中吸收在溶剂中的顺酐。得到的液态顺酐再经由精
制系统的处理,除去其中的杂质,提高色号和热稳定性,得
到的合格的成品酐。
溶剂洗涤单元的主要功能是通过水洗、沉降、离心分离、
等手段将生产过程中进入溶剂DBP中的富马酸、邻苯二甲酸
酐等杂质去除,经过再生和干燥的溶剂重新进入反应吸收单
元循环使用。
公用工程单元的主要功能是提供装置正常运行所必须
的水、电、蒸汽、仪表风、氮气系统,确保装置在安全、可
控条件下正常运行。