苯氧化制顺酐生产公用工程方案ppt
苯氧化生产顺丁烯二酸酐PPT学习教案
工艺流程流程图
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概述
苯经蒸发器蒸发后与空气(由500KW空气压缩机压缩至 0.4~0.5MPa)混合，进入热交换器。预热后的原料气进入列管式固定 床反应器，在催化剂作用下发生氧化反应，生成顺丁烯二酸酐。控 制反应温度623~723K，接触时间0.1~0.2s。借助反应器管间循环熔 盐导出反应热，并利用废热锅炉回收余热，副产高压蒸汽。
苯氧化生产顺丁烯二酸酐
会计学
1
苯氧化制顺酐
1 供水系统 2 供热系统 3 供电系统 4 供风系统
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苯氧化制顺酐工艺条件
1．反应温度 工业生产上一般控制在623～723K。由于反应强烈放热，因此温度控制非常 重要。
2．进料配比 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爆炸性混合物，保证安全生产。但空气不宜过量 太多，否则将导致反应器生产能力下降。 3．压力 反应常数很大，反应压力对反应速率影响不大，只要考虑物料克服床层阻力 所需的压力，工业上一般在控制0.3-0.4Mpa。 4．空速 一般情况下，空速增加(即接触时间缩短)，可减少深度氧化副反应发生，提 高反应选择性；同时，由于单位时间通过床层的气量增加，在一定范围内可 使顺酐生产能力增加；并有利于反应热的移出和床层温度控制。
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熔盐产生高压水蒸气的综合利用
水蒸气的综合利用： 中高压：1、作为推动压缩
机的动力之源；2、余的迪亚可 以作为热源，供其它设备只须。
低 压：可用于发电厂，尤 其是中压到高压适用于常压式 发电机。
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熔盐槽及其管路配件
顺酐
顺酐的生产原料
• 由苯或碳四（C4）馏分中的正丁烷或丁烯氧化而制得 ，用C4烃为原 料的比例虽有增长，但目前以苯为原料的装置的生产能力仍占60％以 上。它是生产不饱和聚酯及有机合成的原料。 • 除以苯为原料和C4烃为原料两条路线外，用萘或二甲苯生产邻苯二 甲酸酐时也副产顺酐，生产每吨邻苯二甲酸酐大约可回收50kg的纯 顺酐。 • 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%。
（三）恒沸脱水
浓酸用浓酸泵打到酸水蒸发器中提浓，通过气液分离装置，分离出来 的带有少量顺酸的水蒸气，利用淡酸冷凝器冷凝回收后，可以送回吸收塔 进行提浓。分离出来的浓酸直接进入板式精馏塔，和二甲苯进行恒沸脱水， 此时阀门1和阀门3打开，阀门2和阀门4关闭。二甲苯和水的恒沸物在塔顶 排出，通过塔顶冷凝器冷凝，送入苯水分离器，水由底部排到淡酸箱。二 甲苯送回塔顶回流。顺酐由塔底排到精馏釜中，待釜中的顺酐浓度达到饱 和，就可以进行间歇精馏了。
顺酐的生产原理
（二）吸收
产物由反应器底部排出，在预热器内加热原料后，通到部分冷凝器中 用温水进行部分冷凝。在顺酐冷却到露点时变为液体，通过酐气分离，流 到粗酐槽中待精馏。剩下的产物还含有较多的顺酐，此时，可以将物料通 到吸收塔中进行水吸收。当吸收塔中的顺酸浓度达到饱和（30%）就可以 出料。顺酸打到浓酸箱中进行后续工序。这时尾气中只含二氧化碳、水和 氮气，所以可以直接排放到空气中。
顺酐的生产原理
（四）间歇精馏
此时，停止进料，关闭阀门1和阀门3，打开阀门2和阀门4。由 于二甲苯的沸点比顺酐低，所以二甲苯先蒸出来，通过塔顶冷凝器和 二甲苯冷凝器冷凝，二甲苯回收到二甲苯锅以循环利用。当二甲苯蒸 得差不多时，顺酐也开始蒸出，此时的顺酐浓度还达不到要求，可以 回收到割头锅里。待蒸出的顺酐浓度达到要求，就可以回收产品了。 在精馏后期，所须的温度太高，可以采取减压精馏，这个工作由蒸汽 喷射泵和真空冷凝器完成。到最后剩下的是顺酐与二甲苯恒沸物，回 收到割尾锅。二甲苯锅、割头锅和割尾锅的料液供下一次恒沸脱水过 程使用，这样可以节省成本。顺酐则送到切片车间进行切片包装。 至此，整个生产工序完成。
我国顺酐的生产工艺
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400〜450E，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％。
2.142 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流右的马来酸，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。
整个后处理为间歇操作。
水吸收工艺国产化技术已比较成熟，操作简便，占地较少，投资节省，对于规模2万吨的装置具有投资的优势。
顺酐工艺路线选择.ppt
方法 原料来 催化剂/ 安全性 环保分 元宝 性能 分析 析
苯氧化 法
弹死烯烃 法
ห้องสมุดไป่ตู้正丁烷氧 化法
苯酐副产
国内原 料价廉 （焦化 苯）
活性高、 不贵
国际原料价 活性高、 廉、广泛（ 不贵 混合C4）
国际原料价 活性高、 廉、广泛 不贵
危险反应 体系（苯+ 空气）
尾气含苯 ，醛，酸 等酸性废 水
危险反应 体系（C4+ 空气）
任务点01生产工艺路线选择 顺丁希尔酸酐，又名马来酸酐，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粗干 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、视频添加 剂一级表面活性剂等领域
生产方法选择
危险反应 体系（正 丁烷+空气 ）
废气含C4 、醛、酸 等酸性废 水
废气正丁 烷、醛、 酸等酸性 废水
经济性 分析
原料相对 贵（2个C 没用）
原料价廉 、副产较 多、后处 理复杂 原料价廉 ，副产物 少
技术先 进性
工艺技术 成熟可靠
工艺技术 成熟可靠
工艺成熟 可靠
苯氧化生产顺丁烯二酸酐
冷却循环水系统
循环水系统是由冷却构筑物，泵房， 循环水系统是由冷却构筑物，泵房，冷却水处理设施 构成的，它是生产中不可缺少的一部分， 构成的，它是生产中不可缺少的一部分，简而言之它就 是使水反复循环，冷热交换，维持整个系统能正常运行。 是使水反复循环，冷热交换，维持整个系统能正常运行。
为 了使循环冷却水系统正常运行，换热设备长期使用，防 止冷却水在循环使用后所产生的腐蚀、结垢及微生物污垢的危 害，提高热交换设备的冷却效率，就必须对循环冷却水进行水 质稳定化学处理.
熔盐加热系统运行
通过槽内的蒸汽加热伴管或电加热伴管等方式将熔盐加热到 熔点以上，使其粘度达到可以用熔盐循环泵进行循环的值。与此 同时，需对熔盐炉内空管进行预热，以防止熔盐在流经冷盘管时 发生冷凝固化。盘管预热到一定程度之后，开启熔盐循环泵，将 熔盐送入熔盐炉中加热，加热到特定温度的熔盐被输送到用热设 备供热。 统运行停止时，全部熔盐将流回熔盐槽中。 熔盐加热系统将熔融状态的熔盐通过循环泵输送给加热炉之 前在系统中需对加热管进行预热，以防止熔盐在加热管中固化。 加热管的加热是利用燃烧所生成的热风，此时加热管是空烧，必 须对其管壁温度进行控制。
熔盐产生高压水蒸气的综合利用 水蒸气的综合利用： 中高压：1、作为推动压缩机的动力之源； 中高压 2、余的迪亚可以作为热源，供其它设备只 须。 低 压：可用于发电厂，尤其是中压到 高压适用于常压式发电机。
熔盐槽及其管路配件
熔盐槽必须位于熔盐系统的最低位置 最低位置，其容积是熔盐 最低位置 受热膨胀后的体积与停止运行时高温熔盐排放量的总和。 熔盐槽上设置加热与保温装置 加热与保温装置。在熔盐槽内充装惰性 加热与保温装置 气体，以防止熔盐与空气接触，且处于正压状态，当检修 孔打开时，高温熔盐如和有机物质接触，则能引起着火、 爆炸。熔盐与水接触也容易出现蒸汽爆炸，因此，打开检 修孔时必须十分注意。 熔盐系统的管道必须保持合理的弯曲度和适宜的斜度， 以保证系统停止运行时能将系统内熔盐全部放回到熔盐槽， 不允许有熔盐在管道内滞留。
苯氧化制顺酐生产公用工程方案
苯氧化制顺酐生产公用工程方案1. 引言苯氧化制顺酐是一种重要的化工过程，用于生产顺酐。
为了确保该过程能够高效、稳定地进行，需要设计和建设相应的公用工程。
本文档旨在提供苯氧化制顺酐生产公用工程方案，以满足生产需要。
2. 工程设计2.1 原料进料系统原料进料系统是将苯氧化所需的原料供应到反应器中的关键系统。
该系统包括储罐、输送管道和泵等设备。
为了确保原料供应的稳定性和安全性，需要设计以下措施：•设置备用储罐，以备发生故障时的紧急情况。
•使用高质量的输送管道，以防止泄漏和污染。
•选择适合工艺需求的泵，确保原料能够稳定地供应到反应器中。
2.2 反应器系统反应器系统是苯氧化制顺酐过程中的核心系统。
该系统包括反应器、加热和冷却设备以及搅拌装置。
为了确保反应器能够高效运行，需要设计以下措施：•选择适当的反应器类型，如连续流动反应器或批处理反应器，根据生产需求来确定。
•配置有效的加热和冷却设备，以控制反应温度，确保反应过程的稳定性。
•设计高效的搅拌系统，以促进反应物的混合和传质，提高反应效率。
2.3 分离与纯化系统分离与纯化系统用于从反应产物中分离和提取顺酐。
该系统包括过滤、蒸馏、结晶等设备。
为了确保产品纯度和收率的高效性，需要设计以下措施：•设计合适的分离设备，如滤器、蒸馏塔等，以实现产物的分离。
•优化工艺参数，如温度、压力和流速等，以提高产品纯度和收率。
•设计适当的结晶设备，以实现产品的纯化和晶化。
3. 安全性考虑苯氧化制顺酐是一种潜在的危险化学过程，需要严格的安全措施。
为了确保工程的安全性，需要考虑以下因素：•设计合适的通风系统，以控制有害气体的排放和扩散。
•安装气体泄漏和火灾监测装置，及时发现和处理安全风险。
•建立紧急救援计划和培训员工，以应对可能发生的事故。
4. 环境影响评估苯氧化制顺酐过程会产生一定的废水和废气，对环境造成一定的影响。
为了减少对环境的不良影响，需要进行环境影响评估，并采取相应的措施：•安装废水处理设施，对废水进行处理和净化，以达到排放标准。
化学工艺学课件——17苯酐
化 学
工
程 与
工
艺
教 研
室
化
学
工
艺
学 电
•
热熔后的粗苯酐需精制处理，精制分为预分解处理和精馏
子 两部分。邻二甲苯氧化制得的粗苯酐中含有邻甲苯甲醛、
教 案
苯甲酸、苯酞等杂质，它们影响苯酐的色度、酸度、热稳 定性、凝固点等，必须予以除去。由于有些杂质的沸点与
苯酐相差不大，很难用精馏方法分离，工业上常采用加热
案 床层热点温度470℃，反应管外以熔盐循环移出反应热，熔盐温度
370℃左右，反应热用于副产蒸汽。
• 从反应器出来的气体进入带翅片管的转换冷凝器3，苯酐在翅片管上凝 华成结晶，分离效率与气体中苯酐含量、冷凝器结构和排气温度有关。
转换冷凝器为装有翅片管和气体分布板的箱式结构，冷凝时管内通入
50～60℃的冷油，可使管外气体中的苯酐99.5％被冷凝在翅片管上。
化
学 工
邻二甲苯氧化反应
艺
学 电 子
•
主反应
教 案
•
副反应
• 完全燃烧反应
• 用不同的催化剂和反应条件可得到不同的反 应历程，但基本都经历上述反应的中间产物
阶段，有文献认为，邻二甲苯主要通过首先
氧化成邻甲基苯甲醛，然后氧化成邻甲基苯 化
学
甲酸，再经过分子内脱水形成苯酐，而这些
工 程
中间产物又可氧化成CO、CO2和H2O。
邻二甲苯920 kg，电180 kW·h，燃料45-55
kg，可副产0.7 MPa的蒸汽3.95 t。
化 学 工 程 与 工 艺 教 研 室
化
学 工
邻二甲苯和萘制苯酐反应机理
艺
学
电 子
顺酐生产
能克服床层阻力 即可。
配比提高苯或空气，反应速率提高。 但，氧化反应体系，配比由体系爆炸极限限制。 安全考虑，通常苯含量在爆炸极限下限。 过低会影响设备生产能力。
空速
反应条件
空速:影响选择性和转化率,直接关系到催化剂的生 产能力和单位时间的放热量。
●增加空速在一定程度上能够增加顺酐产量 ●增加空速有利于反应热的移出，防止催化剂过热
恒沸工段就是利用二甲苯和水混合分层，将酸水中的分子水和离子水脱 除，从而得到粗顺酐
恒沸洗釜的废水：将废水打入蒸馏釜进行加热回收在利用，排放出 富马酸进行收集，外卖
注意：蒸二甲苯的过程中，当塔顶温度和压力开始大幅变化时即说明 蒸二甲苯结束。
任务点03 典型设备的选择；
顺丁烯二酸脱水塔
工艺特点 顺丁烯二酸水溶液 脱水为顺酐
工艺对设备的要求 1、温度要求：较高温 2、顺丁烯二酸135℃分解为顺酐，顺酐易升华。
工业上采用二甲苯恒沸精馏先脱游离水，再脱分子内水。再真空精馏蒸出顺酐 恒沸精馏流程
任务点04 顺酐生产中安全、环保、节能措施； 项目涉及危险化学品特性一览表
4反应物料初步分离
分离类型 气-气分离 分离要求 顺酐气与反应尾气分离。将 反应混合气冷凝，顺酐气转 变为液态，气气分离转变为 气液分离 液态顺酐与反应尾气、顺酐 蒸汽分离 反应尾气与顺酐蒸汽分离 分离单元及设备
气液分离的前处理 换热器 （注意顺酐熔点）
旋液分离器 吸收塔 水吸收？ 溶剂吸收？
气液分离 气-气分离
危险物质 名称 熔点 （℃） 沸点 （℃） 爆炸极 限 (V％) 引燃温度 （℃） 饱和蒸气 压（KPa） 相对密度 (水=1) 相对密度 (空气=1)
序号
闪点（℃）
外观与性状
苯氧化生产顺丁烯二酸酐 共54页
体）。2、管道法兰处不能带有油脂（熔盐遇油脂易产生火苗）。3、 在使用该设备是要通氮气，以免融槽收缩时吸进苯遇熔盐发生爆炸
供热系统
1、顺酐生产对供热的要求 2、顺酐生产中反应热综合利用方案-熔盐产生
高压水蒸气的综合利用 3、水蒸气供热管道（材质、布置）、管件、仪
工艺流程流程图
概述
苯经蒸发器蒸发后与空气(由500KW空气压缩机压缩至 0.4~0.5MPa)混合，进入热交换器。预热后的原料气进入列管式固定 床反应器，在催化剂作用下发生氧化反应，生成顺丁烯二酸酐。控制 反应温度623~723K，接触时间0.1~0.2s。借助反应器管间循环熔盐导 出反应热，并利用废热锅炉回收余热，副产高压蒸汽。
2、根据企业所处环境及外部配套情况，提出供 水系统
3、说明软水处理系统 4、提出冷却循环水系统方案 5、提出熔盐冷却系统方案
企业所处环境
常州亚邦化学有限公司采用苯氧化法生 产顺酐，公司年生产能力12万吨。常州亚邦 化学有限公司地处长江边常州化工园区。采 用长江水为原始用水、需原水净化。
外部配套情况
原水处理：软水制备工艺
离子交换: 自来水通常都含有钙盐、镁盐，它们是结垢和沉
淀物的主要物质。为了去除或降低水的硬度，必须将 水中的这些物质除去，一般采用离子交换方法利用阳 离子交换剂中的阳离子（Na+、H+、NH4+）把水中的 造硬离子（Ca2+、Mg2+）交换出来，从而使水得到 软化。
冷却循环水系统
4．循环冷却水中的菌藻控制指标 5．冷却水处理方案选择
根据工艺对阻垢、缓蚀和菌藻等控制效果的要求，结合下列因素通过技 术经济比较后确定。
顺酐的生产工艺
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。
苯酐工艺流程图PPT学习教案
℃ 冷却
℃ 冷却
℃ 冷却
℃ 冷却
KV202A KV202B KV202C KV202D
℃ 冷凝 KV203A
℃ 冷凝 KV203B
℃ 冷凝 KV203C
℃ 冷凝 KV203D
KV204A KV204B KV204C KV204D
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氧化工序
氧化是生产的第一阶段，也是整个生产中最重要的阶段。 主要原料邻二甲苯经过预热器后分四路进入汽化器；另一原料空气也经
苯酐精制工艺流程苯酐精制工艺流程steamtrcprclrclrctrclrcprctrclrcprctrclrcprctrctrclrc真空泵汽包真空泵预分解槽苯酐热熔程控指导苯酐热熔程控指导冷却冷凝kv201akv202akv203akv204a冷却冷凝kv201bkv202bkv203bkv204b冷却冷凝kv201ckv202ckv203ckv204c冷却冷凝kv201dkv202dkv203dkv204d氧化工序氧化工序氧化是生产的第一阶段也是整个生产中最重要的阶段
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苯酐联锁停车
由于氧化炉中得触媒超温时会失去效用，且触媒价格昂贵 。因氧化炉内各部分触媒的活性不同，所以各部分的反应 温度也不同。在氧化炉的每个测温表管中的温度最高点， 人们称之为热点，任意两个热点温度超高时，关闭邻二甲 苯进料阀，打开回流阀，2分钟之后风机停止，使反应彻底 停止，以防止危险保护触媒。
苯酐工艺流程图
会计学
1
苯酐精制工艺流程
PRC
LRC TRC
LRC
预分解槽 TRC 苯酐储槽
LRC
PRC
真空泵
PRC
LRC
TRC LRC
TRC
TRC
顺酐生产公用工程--供水 (1)
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。
顺酐(全名：顺丁烯二酸酐） Maleic anhydride 分子式(Formula)： C4H2O3 分子量(Molecular Weight)： 98.06 CAS 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
C4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。
顺酐生产工艺设计优化与处理
根据生产方法选择合适的原料，并进行储存 和输送。
反应过程
在催化剂的作用下，原料发生氧化或氢化反 应生成顺酐。
产品分离与精制
通过蒸馏、结晶等方法将顺酐从反应产物中 分离出来，并进行精制提纯。
废水处理与排放
对生产过程中产生的废水进行处理，确保达 标排放。
02
顺酐生产工艺设计优化
原料选择与处理
原料选择
选择廉价、易得、低杂质的原料，降低生产成本，提高产品 质量。
原料处理
对原料进行预处理，如干燥、净化、混合等，确保原料的稳 定性和纯度。
反应条件优化
温度控制
通过调整反应温度，提高反应速率和选择性，降低副 反应的发生。
压力控制
在适当的压力下，有利于平衡反应向生成顺酐的方向 进行，提高产量。
催化剂选择
循环经济
构建循环经济体系，推动产业废弃物资源化利用，促进产业与生态环境的和谐发展。
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通过先进的工艺控制技 术和反应器设计，实现 反应过程的高效、稳定 运行，提高生产效率。
自动化与智能化
引入自动化和智能化技 术，实现生产过程的远 程监控、数据分析和优 化，提高生产安全和产 品质量。
资源回收与循环利用
01
副产物资源化
对生产过程中产生的副产物进行回收和再利用，减少废弃物排放，提高
资源利用率。
处理效果
经过处理的废气应达到国 家或地方规定的排放标准 ，减少对大气环境的影响 。
废渣处理
废渣来源
顺酐生产过程中产生的废渣主要来自原料残渣、反应残渣、过滤 残渣等环节。
处理方法
采用填埋、焚烧、回收再利用等方法，对废渣进行妥善处理，减 少对环境的影响。
顺酐的生产工艺
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;整个后处理为间歇操作;水吸收工艺国产化技术已比较成熟,操作简便,占地较少,投资节省,对于规模2万吨的装置具有投资的优势;2.1.4.4 溶剂吸收法…顺酐生产工艺的比较与选择目前,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;以前,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;C4烯烃氧化法因副产物较多已被淘汰,而苯酐副产法顺酐产量有限;苯氧化法及正丁烷法是目前各国顺酐生产普遍采用的工艺;我国主要采用苯氧化法,经过多年的开发应用,工艺比较成熟,同时具有工艺简单、操作容易、投资省、收率高等特点;顺酐产品成本50%以上是原料费用,已工业化的顺酐生产技术都是以控制最大收率来确定工艺条件;与传统苯法相比,正丁烷氧化法具有原料价廉、污染小等优点,美国的顺酐装置就是利用原工艺装置改用催化剂和进料后,迅速实现了苯原料向正丁烷原料的转化;正丁烷法每吨顺酐产品消耗～吨正丁烷,而苯法每吨顺酐产品消耗～吨苯;而且正丁烷法生产顺酐理论产量为1：,苯法为1：,因此正丁烷的顺酐理论产量比苯法高许多;随着技术的不断发展,正丁烷作原料其单耗将比苯法低得多,正丁烷不仅消耗少,而且与苯法相比,其毒性也小,同时正丁烷法生产顺酐对环境污染小,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,近十几年国外新建顺酐生产能力约80%采用正丁烷路线,而且还有不断增加的趋势;由正丁烷氧化制顺酐,自1974年美国孟山都等公司实现工业化以来得到迅速的发展,丁烷来自炼厂气、裂解气或油田伴生气等;目前国外以正丁烷为原料生产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；意大利SISAS化学公司采用的正丁烷固定床溶剂吸收工艺,即Conser-pantochim工艺;为了更方便比较四种典型合成工艺的特点,将四种正丁烷合成顺酐工艺的比较列入表;表四种典型正丁烷法合成顺酐工艺技术比较…顺酐生产技术进展及发展方向目前顺酐生产尚无新的工艺路线出现,生产技术进展主要是提高催化剂性能和改进现有装置工艺两个方面;2.3.1 国外2.3.1.1 催化剂…2.3.1.2 反应器及工艺…2.3.2 国内我国从20世纪50年代开始生产顺酐,均为自行开发的千吨级小规模装置;80年代先后引进苯氧化固定床工艺和正丁烷流化床溶剂吸收工艺;经过引进技术消化吸收和自主研发,1996年我国自行开发设计的6000吨/年苯固定床法顺酐装置在山东淄博齐峰化工厂投产,1999年天津中和化工厂自行建造苯固定床法1万吨/年顺酐装置建成;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;2.3.2.1 催化剂…2.3.2.2 反应器及工艺…内容摘自六鉴网发布顺酐技术与市场调研报告;。
焦化苯氧化生产顺酐的方法
焦化苯氧化⽣产顺酐的⽅法（19）中华⼈民共和国国家知识产权局
（12）发明专利说明书
（10）申请公布号
CN100400527C
（43）申请公布⽇2008.07.09（21）申请号CN200510098657.7（22）申请⽇2005.09.09
（71）申请⼈太原市侨友化⼯有限公司
地址030025 ⼭西省太原市晋源区北关
（72）发明⼈⽯俊来
（74）专利代理机构
代理⼈
（51）Int.CI
权利要求说明书说明书幅图
（54）发明名称
焦化苯氧化⽣产顺酐的⽅法
（57）摘要
⼀种焦化苯氧化⽣产顺酐的⽅法，其
特征在于将粗苯精制⼯艺与苯氧化制顺酐⼯
艺相互组合，以焦化粗苯为原料，经粗苯精
制得到焦化苯供苯氧化制顺酐，苯氧化制顺
酐副产的⾼压蒸汽作为热源直接⽤于粗苯精
制蒸馏，实现了资源(苯)和能源(蒸汽)的最
佳组合。
所述的苯氧化制顺酐为通⽤的催化
氧化法，所述的粗苯精制为酸洗法或萃取精
馏法，特别是萃取精馏⼯艺与苯氧化制顺酐
⼯艺的组合，不仅实现了资源与能源的最佳
组合，⽽且有极好的环保效益，该组合⼯艺。
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体）。2、管道法兰处不能带有油脂（熔盐遇油脂易产生火苗）。3、 在使用该设备是要通氮气，以免融槽收缩时吸进苯遇熔盐发生爆炸
供热系统
1、顺酐生产对供热的要求 2、顺酐生产中反应热综合利用方案-熔盐产生
高压水蒸气的综合利用 3、水蒸气供热管道（材质、布置）、管件、仪
自反应器出来的反应气体经三级冷却。第一级为废热锅炉产生蒸 汽；第二级为热换热器预热原料气；第三级为反应产物在冷却器中用 温水冷却冷凝，以防止顺酐冷凝成固体堵塞冷却器。被冷凝的顺酐（ 约占总量的60%）在分离器2分出后进入粗顺酐贮槽6，气体送入水洗 塔3，用水或顺丁烯二酸水溶液吸收未冷凝顺酐。水吸收后尾气送燃 烧，吸收液送入脱水塔4。经脱水后的粗顺酐入粗顺酐槽6。
4．循环冷却水中的菌藻控制指标 5．冷却水处理方案选择
根据工艺对阻垢、缓蚀和菌藻等控制效果的要求，结合下列因素通过技 术经济比较后确定。
加药设备
熔盐换热系统
➢ 400℃以上时，熔盐较导热油在传热介质的价 格及使用寿命方面具有绝对优势，但系统操 作复杂。
➢ 熔盐类不爆炸、不燃烧、耐热稳定性能好， 蒸汽无毒，传热系数是其他有机热载体的2倍。
苯氧化制顺酐生产公 用工程方案
第一组组员：王学文、张 淑梅、刘玮、连雯雯
苯氧化制顺酐
1 供水系统
2
供热系统
3
供电系统
4
供风系统
苯氧化制顺酐工艺条件
1．反应温度 工业生产上一般控制在623～723K。由于反应强烈放热，因此温度控制非常 重要。 2．进料配比 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爆炸性混合物，保证安全生产。但空气不宜过量太 多，否则将导致反应器生产能力下降。 3．压力 反应常数很大，反应压力对反应速率影响不大，只要考虑物料克服床层阻力 所需的压力，工业上一般在控制0.3-0.4Mpa。 4．空速 一般情况下，空速增加(即接触时间缩短)，可减少深度氧化副反应发生，提 高反应选择性；同时，由于单位时间通过床层的气量增加，在一定范围内可 使顺酐生产能力增加；并有利于反应热的移出和床层温度控制。
顺酐冷却要求分析： 反应热移出； 反应温度623～723K； 精馏塔温度623～723K（顺酐沸点）； 顺酐冷却系统选择： 反应热移出系统（熔盐系统---产生水蒸气）； 反应外部配套情况
精馏塔冷凝、冷却系统； 产品冷却系统； 冷却循环水系统----用于冷却精馏塔、产品 熔盐系统-----移出反应热 低压蒸汽（或水）冷却系统-----回收熔盐系 统热
脱水顺酐和冷凝顺酐由粗顺酐贮槽送入蒸馏塔5进行精制，即可 得到熔融态顺丁烯二酸酐产品。
主要设备
关键设备有：焦化装置 焦炉设备 仪器
仪表,检测设备 风机 消防设备 水处理系统 吸收塔 压缩机 精馏塔 换热器 混合器 贮槽 冷却装置 顺酐装置 真空泵等。
供水系统
1、根据苯氧化制顺酐工艺条件、流程图，概述 生产中所需公用工程内容
表、设备 4、水蒸气管道开车
顺酐生产对供热的要求
反应温度 工业生产上一般控制在623～723K。由于反应强烈 放热，因此温度控制非常重要。
主反应式、主要副反应均为强放热反应，因此，在反 应过程中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 。
熔盐产生高压水蒸气的综合利用
循环水平衡
循环冷却水处理
1．循环冷却水水质的变化 不断循环加热、冷却的过程中，受到外界的污染或因自身的蒸发浓缩使水 质发生变化。
2．循环冷却水处理的任务 采取适当措施，控制循环冷却水由水质引起的结垢和腐蚀，保证设备的换 热效率并延长设备的使用寿命，使生产安全正常运行。
3．循环冷却水系统的水质标准 根据换热器的结构型式和材质、工况条件、用水方式、对污垢热阻值和腐 蚀率的要求及水质污染等情况综合考虑确定。
水蒸气的综合利用： 中高压：1、作为推动压缩机的动力之源；
工艺流程流程图
概述
苯经蒸发器蒸发后与空气(由500KW空气压缩机压缩至 0.4~0.5MPa)混合，进入热交换器。预热后的原料气进入列管式固定 床反应器，在催化剂作用下发生氧化反应，生成顺丁烯二酸酐。控制 反应温度623~723K，接触时间0.1~0.2s。借助反应器管间循环熔盐导 出反应热，并利用废热锅炉回收余热，副产高压蒸汽。
➢ 组成：40%NaN02、7%NaN03、53% KN03或 45%NaNO2、55%KNO3；常压下的熔点为142℃， 沸点为680℃
熔盐换热【综合利用及注意事项】
综合利用：将粉状的熔盐放入熔融糟，通过糟内安装的高压蒸
汽加热管或电加热管进行加热融化，直加热到糟内的熔盐的粘度可以 用循环泵打循环，使整个系统成为流动可循环状态后，泵送到反应器 吸收反应热后回至熔融槽，在其中被低压水蒸气冷却至温度较低状态 ，再循环。形成的高压水蒸气综合利用。
2、根据企业所处环境及外部配套情况，提出供 水系统
3、说明软水处理系统 4、提出冷却循环水系统方案 5、提出熔盐冷却系统方案
企业所处环境
常州亚邦化学有限公司采用苯氧化法生 产顺酐，公司年生产能力12万吨。常州亚邦 化学有限公司地处长江边常州化工园区。采 用长江水为原始用水、需原水净化。
外部配套情况
原水处理：软水制备工艺
离子交换: 自来水通常都含有钙盐、镁盐，它们是结垢和沉
淀物的主要物质。为了去除或降低水的硬度，必须将 水中的这些物质除去，一般采用离子交换方法利用阳 离子交换剂中的阳离子（Na+、H+、NH4+）把水中的 造硬离子（Ca2+、Mg2+）交换出来，从而使水得到 软化。
冷却循环水系统
循环水系统是由冷却构筑物，泵房，冷却水处理设施 构成的，它是生产中不可缺少的一部分，简而言之它就 是使水反复循环，冷热交换，维持整个系统能正常运行。
为 了使循环冷却水系统正常运行，换热设备长期使用，防 止冷却水在循环使用后所产生的腐蚀、结垢及微生物污垢的危 害，提高热交换设备的冷却效率，就必须对循环冷却水进行水 质稳定化学处理.