溶剂吸收法制顺酐的生产工艺

摘要:纵观顺酐国内发展趋势,对比国际生产技术,对以正丁烷为原料的顺酐生产工艺及后处理工艺方法进行了

综合比较分析,并提出顺酐技术发展建议。

关键词:顺酐市场;溶剂吸收法;水吸收法;-r-艺特点;经济指标 中图分类号:0643

目前由于环保要求的不断严格和化工市场上苯

价格的提高,全球顺酐生产能力的70%~80%均为

正丁烷法顺酐装置。正丁烷法顺酐装置的生产工艺

的后处理工段所采用的工艺有两种技术方法,即水

吸收法和溶剂吸收法。这里将主要针对正丁烷氧化

法制顺酐技术进行一番讨论。

1正丁烷氧化法

1.1丁烷法固定床工艺

丁烷法固定床工艺主要由亨斯曼(Huntsmen)

公司(1993年Monsanto将顺酐业务转让给Hunts—

men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0125—0130MPa。

为了降低正丁烷的单耗,比利时的Pantochim

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%。‘

1.2丁烷法流化床工艺

流化床工艺是Lumms公司和Lonza公司合作

开发的ALMA工艺。流化床反应器中,正丁烷和空

气分别进入反应器后混合,避免了其混合时发生爆

炸的可能,因此原料气中正丁烷的摩尔分数可以提

高到4%,反应所需空气约为固定床的一半,减少了

空气压缩机的投资和操作费用。流化床工艺的能耗

低于固定床,但丁烷的单耗要比固定床高约8%,另

外流化床催化剂的磨损也较大。

2有机溶剂吸收法工艺分析分析

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。由于丁烷

氧化反应生成少量的乙酸和丙烯酸,而苯氧化反应

几乎不生成乙酸和丙烯酸,另外丁烷氧化生成的水

也比苯氧化多1倍,所以丁烷法水吸收工艺遇到的

腐蚀和堵塞问题要比苯法多。为了减轻腐蚀,提高

顺酐收率,降低能耗,各公司在改进丁烷氧化催化剂

的同时,加强了对顺酐回收工艺的研究。溶剂吸收 工艺的顺酐收率比水吸收工艺约高5%。溶剂吸收 工艺采用低挥发性有机溶剂,ALMA工艺采用六氢 邻苯二甲酸二异丁酯(DIBE),Hunts2men公司和 Conser公司采用邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)。在工 业生产中两种溶剂的消耗接近。DIBE溶剂处理需 进行水洗和碱洗两个过程,而DBP溶剂仅需水洗。 另外DIBE的价格要高于DBP。

表l是1993--2006年全球新开工正丁烷法顺

酐装置所采用的技术,从表1·中可以看出,氧化工艺 以固定床为主,顺酐回收工艺除我国两套装置采用 水吸收法,其他装置均采用溶剂吸收法,溶剂采用 DBP要多于DIBE。

综上所述,溶剂吸收法具有产品质量稳定、装置

收率高、副产物少、腐蚀性弱、成本低、公用工程消耗 小、蒸汽输出平稳且连续等优点,所以后处理工艺推 荐采用溶剂吸收工艺更经济,更环保,同时这也符合 我国国情和环境政策的要求。

3结论

我国是焦炭生产大国,每年有300kt以上的焦

化苯,焦化苯的价格低于石油苯,但由于焦化苯中 CS2和噻吩含量远大于催化剂的要求,不能用于苯 法顺酐的生产。近几年,尽管我国顺酐的产品质量 较2000年前有了长足的进步,但产品质量在热稳定 性方面与国外产品差距明显,因此国产顺酐需进一 步提高质量。

国Pb)r颐酐的原料绝大多数采用正丁烷,再加上 2004年至2005年由于石油价格上涨,引起苯价格 大幅上扬,欧洲、日本和韩国等关闭了其苯法顺酐装 置,我国企业苯法生产的顺酐占产量的96%。建议 利用大型石化企业的C4资源以及进口CA,逐步采 用正丁烷法工艺生产顺酐。

正丁烷法制顺酐已成为国际趋势,要保证我国 国内企业不在国际化工行业竞争中被淘汰,就要及 早淘汰焦化苯制顺酐这种工艺相对落后、顺酐质量 低、对环境破坏相对较大的落后工艺。

表2就两种后处理技术的消耗指标进行对比分析

摘要:纵观顺酐国内发展趋势,对比国际生产技术,对以正丁烷为原料的顺酐生产工艺及后处理工艺方法进行了

综合比较分析,并提出顺酐技术发展建议。

关键词:顺酐市场;溶剂吸收法;水吸收法;-r-艺特点;经济指标 中图分类号:0643

目前由于环保要求的不断严格和化工市场上苯

价格的提高,全球顺酐生产能力的70%~80%均为

正丁烷法顺酐装置。正丁烷法顺酐装置的生产工艺

的后处理工段所采用的工艺有两种技术方法,即水

吸收法和溶剂吸收法。这里将主要针对正丁烷氧化

法制顺酐技术进行一番讨论。

1正丁烷氧化法

1.1丁烷法固定床工艺

丁烷法固定床工艺主要由亨斯曼(Huntsmen)

公司(1993年Monsanto将顺酐业务转让给Hunts—

men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0125—0130MPa。

为了降低正丁烷的单耗,比利时的Pantochim

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%。‘

1.2丁烷法流化床工艺

流化床工艺是Lumms公司和Lonza公司合作

开发的ALMA工艺。流化床反应器中,正丁烷和空

气分别进入反应器后混合,避免了其混合时发生爆

炸的可能,因此原料气中正丁烷的摩尔分数可以提

高到4%,反应所需空气约为固定床的一半,减少了

空气压缩机的投资和操作费用。流化床工艺的能耗

低于固定床,但丁烷的单耗要比固定床高约8%,另

外流化床催化剂的磨损也较大。

2有机溶剂吸收法工艺分析分析

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。由于丁烷

氧化反应生成少量的乙酸和丙烯酸,而苯氧化反应

几乎不生成乙酸和丙烯酸,另外丁烷氧化生成的水

也比苯氧化多1倍,所以丁烷法水吸收工艺遇到的

腐蚀和堵塞问题要比苯法多。为了减轻腐蚀,提高

顺酐收率,降低能耗,各公司在改进丁烷氧化催化剂

的同时,加强了对顺酐回收工艺的研究。溶剂吸收 工艺的顺酐收率比水吸收工艺约高5%。溶剂吸收 工艺采用低挥发性有机溶剂,ALMA工艺采用六氢 邻苯二甲酸二异丁酯(DIBE),Hunts2men公司和 Conser公司采用邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)。在工 业生产中两种溶剂的消耗接近。DIBE溶剂处理需 进行水洗和碱洗两个过程,而DBP溶剂仅需水洗。 另外DIBE的价格要高于DBP。

表l是1993--2006年全球新开工正丁烷法顺

酐装置所采用的技术,从表1·中可以看出,氧化工艺 以固定床为主,顺酐回收工艺除我国两套装置采用 水吸收法,其他装置均采用溶剂吸收法,溶剂采用 DBP要多于DIBE。

综上所述,溶剂吸收法具有产品质量稳定、装置

收率高、副产物少、腐蚀性弱、成本低、公用工程消耗 小、蒸汽输出平稳且连续等优点,所以后处理工艺推 荐采用溶剂吸收工艺更经济,更环保,同时这也符合 我国国情和环境政策的要求。

3结论

我国是焦炭生产大国,每年有300kt以上的焦

化苯,焦化苯的价格低于石油苯,但由于焦化苯中 CS2和噻吩含量远大于催化剂的要求,不能用于苯 法顺酐的生产。近几年,尽管我国顺酐的产品质量 较2000年前有了长足的进步,但产品质量在热稳定 性方面与国外产品差距明显,因此国产顺酐需进一 步提高质量。

国Pb)r颐酐的原料绝大多数采用正丁烷,再加上 2004年至2005年由于石油价格上涨,引起苯价格 大幅上扬,欧洲、日本和韩国等关闭了其苯法顺酐装 置,我国企业苯法生产的顺酐占产量的96%。建议 利用大型石化企业的C4资源以及进口CA,逐步采 用正丁烷法工艺生产顺酐。

正丁烷法制顺酐已成为国际趋势,要保证我国 国内企业不在国际化工行业竞争中被淘汰,就要及 早淘汰焦化苯制顺酐这种工艺相对落后、顺酐质量 低、对环境破坏相对较大的落后工艺。

表2就两种后处理技术的消耗指标进行对比分析


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