顺丁烯二酸酐生产技术ppt课件.ppt

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1、化工生产技术第八章顺丁烯二酸酐生产技术知识目标了解顺丁烯二酸酐产品规格、性质、用途和工业生产方法；了解顺丁烯二酸酐生产中主要设备结构、控制方法及三废治理、安全卫生防护；理解顺丁烯二酸酐生产过程的原理及工艺参数条件分析方法；掌握顺丁烯二酸酐生产工艺过程分析及工艺流程图的阅读分析。能力目标能够进行顺丁烯二酸酐生产工艺条件的分析、判断和选择；能够阅读和绘制顺丁烯二酸酐生产工艺流程图以及主要设备简图；能进行顺丁烯二酸酐生产过程中物料、热量衡算及原材料消耗、生产能力工艺计算第一节概述顺丁烯二酸酐(maleieanhydride)又名马来酸酐或2，5-呋喃二酮，简称顺酐，是一种重要

2、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。由于其深加工产品种类多、用途广，自20世纪50年代顺酐实现工业化生产以来，世界顺酐的生产发展十分迅速。顺丁烯二酸酐在工业上是在五氧化二钒催化下用空气氧化苯制得。甲苯、二甲苯或环烷烃也可作该法的原料。顺丁烯二酸酐主要用于与乙二醇缩聚制造不饱和聚酯树脂，广泛用于制造烘漆、清漆和油墨等。顺丁烯二酸酐是制造反丁烯二酸、丁二酸、酒石酸的原料。顺丁烯二酸酐与亚硫酸氢钠加成生成的磺基丁二酸，可用于制造润湿剂。顺丁烯二酸酐还可用于制造农药、医药、染料、石油添加剂和润滑剂。原料路线和生产方法苯氧化法碳四馏分氧化法正丁

3、烷氧化法苯酐副产法苯氧化法生产历史悠久(始于1928年)，工艺技术成熟，产物收率高以碳四馏分为原料，空气为氧化剂，在V-P-O系催化剂作用下生产顺酐。该法具有原料价廉易得、催化剂寿命长、产品成本较低等优点。但由于反应产物组成复杂，目的产物收率和选择性较低，其推广应用受到限制。由邻二甲苯生产苯酐时，会得到副产顺酐，约为苯酐产量的5％，在苯酐生产中，反应尾气经洗涤塔除去有机物后排放到大气中，洗涤液为顺酐和少量的苯甲酸、苯二甲酸等，经浓缩精制和加热脱水后得到顺酐产品。该法具有原料价廉易得、环境污染少、经济效益好等优点。目前全球顺酐生产能力的80%左右采用正丁烷路线。第二节苯氧

4、化法生产顺丁烯二酸酐一、工艺原理主反应副反应反应特点（1）苯与空气的反应属于气—固相催化氧化反应，固体催化剂的活性温度较高。这有利于能量的回收和节能。（2）反应物料在反应器中流速快，停留时间短，单位体积反应器的生产能力高，适于大规模连续生产。（3）由于反应过程要经历扩散、吸附、表面反应、脱附和扩散等多个步骤，因此，反应过程的影响因素较多，反应不仅与催化剂的组成有关，还与催化剂的结构如比表面、孔结构等有关；同时，催化剂床层间传热、传质过程复杂，对目标产物的选择性和设备的正常运作有着不可忽略的影响。（4）反应物料与空气的混合物存在爆炸极限问题，因此，在工艺条件的选择和控制方

5、面，以及在生产操作上必须特别关注生产安全。2．热力学和动力学分析热力学分析苯与空气的反应苯与空气的反应，为热力学不可逆反应，不受化学平衡限制。从上述反应方程可知，主、副反应均为强放热反应，氧化深度越大，放出反应热越多。因此，在氧化反应过程中，反应热及时转移非常重要，否则会造成反应温度迅速上升，促使副反应增加，反应选择性显著下降，严重时可能导致反应温度无法控制，甚至发生爆炸。因此，在反应过程中控制温度及时移出反应热是一个十分突出的问题。如果工艺条件控制不当，反应最终都会生成一氧化碳和二氧化碳。为抑制副反应及防止顺酐的深度氧化，必须使用性能良好的催化剂。动力学分析苯与空气的

6、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，其过程包括扩散、吸附、表面反应、脱附和扩散等五个基本步骤。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都对反应速度和传热速度有一定影响。催化剂苯氧化的最好催化剂是氧化钒和氧化钼的混合物。单纯的V2O5或MoO3作为催化剂时，其活性均较低，V2O5-MoO3体系催化剂由于其相互作用，形成钒钼固熔体和新相，提高了活性和选择性。适当加入助催化剂如Na2O、Li2O、P2O5、NiO、CoO3、Ag2O、Bi2O3、TiO2、MnO2和稀土氧化物等，有利于提高催化剂性能。催化剂载体主要有α-Al2O3、SiC

7、、SiO2、和TiO2等。二、工艺条件和控制苯是最稳定的碳氢化合物之一，因此苯氧化除了需要活性较高的催化剂外，还需要比较高的反应温度，但温度过高容易发生深度氧化反应，工业生产上一般控制在623~723K。氧化反应是强烈放热，如果反应热不及时移走，难于得到目的产物。通常是在列管式固定床反应器管间填充熔盐（亚硝酸盐和硝酸盐的混合物）作热载体，利用熔盐强制循环，一方面为反应器预热提供热量，另一方面移出反应时所放出的热量，以维持稳定的反应温度。反应温度进反应器原料气配比中苯和空气的质量比为1：(25~30)，空气比理论量过量。这主要是为了防止形成