顺丁二酸酐生产技术

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1、顺丁二烯酸酐生产技术三组1、简述正丁烷氧化法生产顺丁烯二酸酐原理。2、简述正丁烷氧化法生产顺丁烯二酸酐的热力学过程。3、简述正丁烷氧化法生产顺丁烯二酸酐的动力学过程4、正丁烷氧化法生产顺丁烯二酸酐常用哪些催化剂？5、正丁烷氧化法生产顺丁烯二酸酐的条件有哪些？任务正丁烷氧化法正丁烷氧化工艺是以正丁烷为原料，在V2O5－P2O5系催化剂作用下发生气相氧化反应生成顺酐。该工艺自1974年由美国孟山都等公司实现工业化以来，由于原料价廉、对环境污染小以及欧美等国家正丁烷资源丰富等原因而得到迅速的发展。目前国外以正丁烷为原料生产

2、顺酐的比较典型和先进的工艺技术路线有美国Lummus公司和意大利Alusuisle公司联合开发的正丁烷流化床溶剂吸收工艺，即ALMA工艺；英国BP公司开发的正丁烷流化床水吸收工艺，即BP工艺；美国SD公司开发的正丁烷固定床水吸收工艺，即SD工艺等。随着全球环保压力越来越大，正丁烷法在满足环保要求以及发展前景方面比苯法更具有生命力。正因为如此，目前全球顺酐生产能力约８０％采用正丁烷路线，而且还有不断增加的趋势。正丁烷氧化法生产顺丁烯二酸酐反应原理主反应：主要副反应是原料丁烷和产物顺酐的深度氧化生成一氧化碳和二氧化碳由反

3、应式可以看出，正丁烷氧化法的主、副反应都是强放热反应，所以在反应过程中必须及时移出反应热，如果操作条件控制不好，反应最终都将生成一氧化碳和二氧化碳。2、简述正丁烷氧化法生产顺丁烯二酸酐的热力学过程。正丁烷与空气的反应为热力学不可逆反应，不受化学平衡限制。理论上可达100%的单程转化率。为了保证较高的选择性，转化率须控制在一定范围内，否则会造成深度氧化而降低目的产物的产率。丁烷氧化制顺酐，一般控制丁烷的转化率在85%~90%左右，以保证生成的顺酐不继续深度氧化。因此选择性能良好的催化剂仍是至关重要的。从上述反应式可知，

4、主副反应均为强放热反应，氧化深度越大，放出的反应热越多。因此，在氧化反应过程中，反应热的及时转移同样非常重要。简述正丁烷氧化法生产顺丁烯二酸酐的动力学过程正丁烷与空气的反应过程是气态物料通过固体催化剂所构成的床层进行氧化反应，其过程同样包括扩散、吸附、表面反应、脱附和扩散等五个基本步骤。反应速率的影响因素主要有催化剂的宏观结构、表面活性、流体流动的特征和分子扩散速度等。正丁烷氧化法生产顺丁烯二酸酐常用哪些催化剂？正丁烷氧化生产顺酐的催化剂是V－P－O系催化剂，主要活性组分是在V2O5－P2O5，助催化剂组分有：Fe、

5、Co、Ni、W、Cd、Zn、Bi、Cu、Zr、Cr、Mn、Mo、B、Si、Sn、U、Ba及稀土元素等的氧化物。加入助催化剂的作用主要是增加催化剂的活性、选择性或调节催化剂表面酸碱度。我国也在研制自己的催化剂，在正丁烷氧化法固定床生产顺酐催化剂的研制方面，北京化工研究院和天津大学也开展了一些工作，并取得了一定的进展。正丁烷氧化法生产顺丁烯二酸酐的条件有哪些？1．反应温度反应温度对正丁烷氧化生产顺酐的转化率和选择性影响如图8－2所示。由图可见，温度升高，则转化率随之增大，但选择性却下降，这是因为温度升高，对生成一氧化碳和

6、二氧化碳的副反应更加有利，所以选择操作温度时，应权衡转化率和选择性两方面来考虑，一般选择在400℃左右图8－2　反应温度对正丁烷氧化生产顺酐的影响　图8－3　空速对正丁烷氧化生产顺酐的影响1－正丁烷的转化率；2－反应选择性　　　　　　　　　1－正丁烷的转化率；2－顺酐收率2．空速2、空速空速对正丁烷氧化生产顺酐的影响如图8－3所示。由图可见，空速太低时，即反应接触时间较长，转化率很高，但顺酐收率很低，这是因为副反应较多。随着空速的增加，即反应接触时间缩短，转化率下降，收率提高，但收率提高一定程度反而会下降，即有

7、一最高值。这是因为随着空速的提高，副反应减少，所以顺酐收率提高，但空速太高，即接触时间太短，主反应都没有进行，所以顺酐收率也会下降。所以空速选择既不能太低，但也不能太高。同时还要考虑催化剂生产能力，设备投资和原料消耗等多种因素。3．原料气中正丁烷的浓度采用固定床工艺时，正丁烷浓度在1.2%～2.2%（体积）范围内，随着原料气中正丁烷浓度的增加，正丁烷的转化率和顺酐的收率都有所下降，但选择性变化不大。当正丁烷浓度为2.6%时，生成的一氧化碳和二氧化碳量在较大增加，即选择性有较大降低。但随正丁烷浓度的增加，催化剂的生产能

8、力增加，所以采用固定床工艺时，生产中多选择正丁烷浓度为1.5%～1.7%。采用流化床反应器时正丁烷的浓度可以比固定床反应器时高。谢谢