CN103058964A - 一种以连续脱水法制取顺酐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以连续脱水法制取顺酐的方法，该方法包括苯催化氧化步骤、水吸收步骤、连续脱水步骤、粗顺酐脱二甲苯步骤、粗顺酐脱轻步骤和粗顺酐脱重步骤，本发明采用连续脱水生产，使工艺连续且运行平稳，产品的质量稳定均一且公用工程能源使用稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业制取顺酐的方法，具体地说，涉及一种以连续脱水法制取顺酐的方法。
背景技术
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。
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。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。
顺酐生产方法有苯氧化法、正丁烷氧化法、丁烯氧化法以及苯酐生产中副产顺酐。
其中苯氧化法是生产顺酐的传统生产方法，工艺技术成熟可靠，国内顺酐的生产多数使用此类方法生产。
作为苯氧化法生产顺酐的一个重要生产步骤顺丁烯二酸脱水得粗顺酐，传统工艺普遍采用间歇恒沸脱水法，即将二甲苯通过泵打入恒沸精馏釜中，用精馏釜对二甲苯进行加热，待脱水塔中二甲苯回流正常后，带水的顺丁烯二酸从塔的中上部进入塔内，塔内的二甲苯蒸汽将顺丁烯二酸中的游离水和分子间水带至塔顶采出，分去水的二甲苯再回流使用，粗顺酐落入精馏釜中，待精馏釜中的粗顺酐与二甲苯达到一定液位后，停止带水的顺丁烯二酸的进料，对精馏釜继续加热，使脱水塔中的水分、精馏釜中的二甲苯依次蒸出，然后再蒸出顺酐或将顺酐打入连续精制塔进行精制，得到顺酐成品。
该工艺存在如下缺点：一、因精馏釜达到一定液位后需停止进料，对釜内物料进行蒸馏清釜，所以耗能较大，且耗能不稳定；二、落入精馏釜的顺酐需要富集，在釜内停留时间长，高温易生成富马酸及其他杂质，降低收率；三、因顺酐精馏釜中停留时间长，易生成富马酸及其他杂质，附着于精馏釜的内壁，2-3批物料后需用热水煮沸清洗，以保证精制釜的加热效果，造成恒沸精馏釜的加热效果降低，所以需要频繁的对精馏釜进行清洗，既造成大量污水，又增加能耗。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种耗能低、收率高且环保的以连续脱水法制取顺酐的方法。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种以连续脱水法制取顺酐的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1） 将苯以气相连续进入装有催化剂的催化氧化反应器进行氧化反应，得到气相顺酐；
（2） 将所得到的气相顺酐与空气混合物连续进入水吸收塔，用水吸收空气中的顺酐生成顺丁烯二酸；
（3） 将水吸收后得到的顺丁烯二酸从连续脱水塔的中上部进入塔内，经再沸器加热后的二甲苯气体从底部进入连续脱水塔内，含水的顺丁烯二酸与二甲苯气体在塔内做逆流接触吸收，经脱水后得到的粗顺酐从连续脱水塔底部采出，顶部采出含水的二甲苯，含水的二甲苯进入油水分离器分水后循环使用；
（4） 将脱水后所得粗顺酐进入脱二甲苯塔，脱除过量的二甲苯，二甲苯进入脱水塔循环使用；
（5） 将步骤（4）中所得粗顺酐进入顺酐脱轻塔，脱除轻组分，然后将脱轻塔的塔底物料进入顺酐精制塔，脱除重组分，得到目标产物顺酐。
其中，步骤（1）中的催化剂为V-Mo-P系催化剂，当然也可以为能满足本发明所述要求的其它催化剂。
作为一种改进：
所述步骤（2）中水吸收塔为常压操作，顶温30-40℃，底温60-70℃。
所述步骤（3）中连续脱水塔为塔板塔，塔板数为23块，塔底带有再沸器。
所述步骤（3）中连续脱水塔为常压操作，顶温95-110℃，底温145-165℃，回流比为8-10；
所述步骤（4）中脱二甲苯塔为负压操作，控制塔顶压力为20-30KPa，塔底压力为30-40KPa，塔顶温度为80-100℃，塔底温度为130-150℃；
所述步骤(5)中顺酐脱轻塔为负压操作，控制塔顶压力为10-15KPa，塔底压力为15-20KPa，塔顶温度为100-120℃，塔底温度为130-150℃；
所述步骤（5）中顺酐精制塔为负压操作，控制塔顶压力为5-10KPa，塔底压力为10-15KPa，塔顶温度120-130℃，塔底温度为140-160℃。
作为进一步的改进：
所述二甲苯气体经再沸器加热后的温度为145-165℃。
作为再进一步的改进：
所述步骤（3）中，含水的二甲苯进入油水分离器前先冷凝，冷凝后的温度为70℃。
由于采用了上述技术方案，本发明的优点及有益效果是：
1、本发明工艺流程先进，在整个生产过程中无废弃物产生，不存在环境问题，环保；
2、本发明采用连续脱水，可以最大负荷的进行连续生产，加大了装置的开工连续性，即减少了经常刷洗设备造成的能源浪费，又减少了污水的产生，降低成本；
3、本发明脱水剂二甲苯及其带出的水经油水分离器分离后二甲苯可以循环使用，分出的水可以继续循环进行水吸收，无污水产生，环保且增大原料的利用率；
4、本发明中生成的顺酐在塔内停留时间短，大大减少了生成反式富马酸及其他杂质的概率，提高了收率；
5、本发明采用连续脱水生产顺酐，由于工艺连续且运行平稳，产品的质量稳定均一，且公用工程的能源使用稳定。
具体实施方式
实施例1：
将原料苯以气相连续进入装有V-Mo-P系催化剂固定床反应器，经氧化反应
得到气相顺酐；将所得到的气相顺酐和空气混合物连续进入水吸收塔，用水吸收空气中的顺酐生成顺丁烯二酸；
将水吸收后得到的顺丁烯二酸从中上部进入连续脱水塔，脱水剂二甲苯经预热器预热至100℃，再经再沸器加热至145℃，得到过热的二甲苯气体从底部进入连续脱水塔，控制连续脱水塔塔顶温度95℃，塔底温度145℃，回流比为8，含水的顺丁烯二酸与二甲苯气体在塔内做逆流接触吸收，经脱水后得到的粗顺酐从连续脱水塔底部采出，顶部采出含水的二甲苯，含水的二甲苯进入油水分离器分水后循环使用；
将脱水后所得粗顺酐进入脱二甲苯塔，脱二甲苯塔为负压操作，控制塔顶压
力为20KPa，塔底压力为30KPa，塔顶温度为80℃，塔底温度为130℃，脱除过量的二甲苯，二甲苯进入脱水塔循环使用；
将所得粗顺酐进入顺酐脱轻塔，顺酐脱轻塔为负压操作，控制塔顶压力为10KPa，塔底压力为15KPa，塔顶温度为100℃，塔底温度为130℃，脱除轻组分，然后将脱轻塔的塔底物料进入顺酐精制塔，顺酐精制塔为负压操作，控制塔顶压力为5KPa，塔底压力为10KPa，塔顶温度120℃，塔底温度为140℃，脱除重组分，得到目标产物顺酐。
实施例 2：
将原料苯以气相连续进入装有V-Mo-P系催化剂固定床反应器，经氧化反应得到气相顺酐；
将所得到的气相顺酐和空气混合物连续进入水吸收塔，用水吸收空气中的
顺酐生成顺丁烯二酸；
将水吸收后得到的顺丁烯二酸从中上部进入连续脱水塔，脱水剂二甲苯经
预热器预热至110℃，再经再沸器加热至150℃，得到过热的二甲苯气体从底部进入连续脱水塔，控制连续脱水塔塔顶温度105℃，塔底温度155℃，回流比为9，含水的顺丁烯二酸与二甲苯气体在塔内做逆流接触吸收，经脱水后得到的粗顺酐从连续脱水塔底部采出，顶部采出含水的二甲苯，含水的二甲苯进入油水分离器分水后循环使用；
将脱水后所得粗顺酐进入脱二甲苯塔，脱二甲苯塔为负压操作，控制塔顶
压力为25KPa，塔底压力为35KPa，塔顶温度为89℃，塔底温度为141℃脱除过量的二甲苯，二甲苯进入脱水塔循环使用；
将所得粗顺酐进入顺酐脱轻塔，顺酐脱轻塔为负压操作，控制塔顶压力为12KPa，塔底压力为18KPa，塔顶温度为109℃，塔底温度为142℃脱除轻组分，然后将脱轻塔塔底物料进入顺酐精制塔，顺酐精制塔为负压操作，控制塔顶压力为7KPa，塔底压力为13KPa，塔顶温度125℃，塔底温度为151℃，脱除重组分，得到目标产物顺酐。
实施例 3：
将原料苯以气相连续进入装有V-Mo-P系催化剂固定床反应器，经氧化反应得到气相顺酐；
将所得到的气相顺酐和空气混合物连续进入水吸收塔，用水吸收空气中的顺
酐生成顺丁烯二酸；
将水吸收后得到的顺丁烯二酸从中上部部进入连续脱水塔，脱水剂二甲苯经
预热器预热至120℃，再经再沸器加热至165℃，得到过热的二甲苯气体从底部进入连续脱水塔，控制连续脱水塔塔顶温度110℃，塔底温度165℃，回流比为10，含水的顺丁烯二酸与二甲苯气体在塔内做逆流接触吸收，经脱水后得到的粗顺酐从连续脱水塔底部采出，顶部采出含水的二甲苯，含水的二甲苯进入油水分离器分水后循环使用；
将脱水后所得粗顺酐进入脱二甲苯塔，脱二甲苯塔为负压操作，控制塔顶压
力为30KPa，塔底压力为40KPa，塔顶温度为100℃，塔底温度为150℃，脱除过量的二甲苯，二甲苯进入脱水塔循环使用；
将所得粗顺酐进入顺酐脱轻塔，顺酐脱轻塔为负压操作，控制塔顶压力为15KPa，塔底压力为20KPa，塔顶温度为120℃，塔底温度为150℃，脱除轻组分，然后将脱轻塔的塔底物料进入顺酐精制塔，顺酐精制塔为负压操作，控制塔顶压力为10KPa，塔底压力为15KPa，塔顶温度130℃，塔底温度为160℃，脱除重组分，得到目标产物顺酐。
上述实施例中的催化剂固定床反应器、水吸收塔、连续脱水塔、再沸器、油水分离器、脱二甲苯塔、顺酐脱轻塔、顺酐精制塔均为市售产品，相应的生产厂家均有出售。
Claims (5)
1.一种以连续脱水法制取顺酐的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
将苯以气相连续进入装有催化剂的催化氧化反应器进行氧化反应，得到气相顺酐；
将所得到的气相顺酐与空气混合物连续进入水吸收塔，用水吸收空气中的顺酐生成顺丁烯二酸；
将水吸收后得到的顺丁烯二酸从连续脱水塔的中上部进入塔内，经再沸器加热后的二甲苯气体从底部进入连续脱水塔内，含水的顺丁烯二酸与二甲苯气体在塔内做逆流接触吸收，经脱水后得到的粗顺酐从连续脱水塔底部采出，顶部采出含水的二甲苯，含水的二甲苯进入油水分离器分水后循环使用；
将脱水后所得粗顺酐进入脱二甲苯塔，脱除过量的二甲苯，二甲苯进入脱水塔循环使用；
将步骤（4）中所得粗顺酐进入顺酐脱轻塔，脱除轻组分，然后将脱轻塔的塔底物料进入顺酐精制塔，脱除重组分，得到目标产物顺酐。
2.根据权利要求1所述的一种以连续脱水法制取顺酐的方法，其特征在于：所述步骤（3）中连续脱水塔为塔板塔，塔板数为23块，塔底带有再沸器。
3.根据权利要求1或2所述的一种以连续脱水法制取顺酐的方法，其特征在于：所述步骤（3）中连续脱水塔为常压操作，顶温95-110℃，底温145-165℃，回流比为8-10。
4.根据权利要求1所述的一种以连续脱水法制取顺酐的方法，其特征在于：所述二甲苯气体经再沸器加热后的温度为145-165℃。
5.根据权利要求1所述的一种以连续脱水法制取顺酐的方法，其特征在于：所述步骤（3）中，含水的二甲苯进入油水分离器前先冷凝。
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