正丁烷氧化法生产顺酐
正丁烷选择氧化制顺酐反应网络结构及动态动力学论文
北京化工大学博士学位论文！＝＝！＝＝！＝＝＝ｊ＝＝＝＝＝＝｛＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＃＝＝＝一摘要正丁烷在ＶＰＯ催化剂上选择氧化反应制顺酐是目前唯一己工业化的低碳烷烃选择氧化反应。
这种选择氧化反应是以复合金属氧化物作为催化剂、催化剂的晶格氧参与氧化还原过程的多相催化反应的典型代表。
晶格氧参与主反应生成目的产物，气相或吸附氧导致（或主要导致）副反应生成有机副产物、ＣＯ。
和Ｈ２０。
对这类选择氧化反应，提高反应的选择性、减少副产物的生成不仅可以提高整个生产过程的经济性，而且直接关系到环境保护和技术的“清洁性”，具有很大的经济和环境效益。
前人研究已经证明，利用人为非定态操作技术可以更有效地组织催化循环，使烃类选择氧化和催化剂氧化再生在空间或时间域里分离进行，并与相应的最优操作条件匹配，从而改进过程工艺，提高反应的选择性。
本文以该体系作为模型反应，在工业ＶＰＯ催化剂上，利用原位傅立叶变换漫反射红外光谱、在线质谱、热重等手段，研究了它的反应网络结构：考察了ＶＰＯ催化剂再氧化条件对正丁烷晶格氧选择氧化的影响以及选择氧化过程中氧物种的作用：估计了ＶＰＯ催化剂再氧化动力学参数，推断了再氧化反应机理；进行了计及催化剂晶格氧体相扩散效应的正丁烷选择氧化动态动力学研究。
，首先，在原位ＤＲＩＦＴｓ装置上，通过正丁烷、１－丁烯和１．３一丁二烯三种Ｃ４Ｌ，烃作为原料的定态与瞬态反应实验，以考察ＶＰＯ催化剂上正丁烷选择氧化制顺酐体系的反应网络结构。
结果表明，在原位定态条件下，正丁烷、１一丁烯和１，３－丁二烯不经过吸附直接与ＶＰＯ催化剂上的氧物种按Ｒｉｄｅａｌ机理进行反应。
证实了在ＶＰＯ催化剂活＼性表面上三种Ｃ４烃选择氧化产物（顺酐）和完全氧化产物（ＣＯｘ和水）的存在。
获得了丁烯、１。
３．丁二烯和顺丁烯二酸可能是正丁烷选择氧化反应的表面中间物种的信息。
在原位瞬态条件下，获得了含羰基的非环状饱和与不饱和物种都可能是正ＩＩ丁烷选择氧化制顺酐过程的中间物的证据，在用ｉ－丁烯和１，３－丁二烯作为原料的反应研究中，在ＶＰＯ催化剂表面上检测到了吸附态中间物呋喃。
正丁烷氧化制顺酐新工艺
正丁烷氧化制顺酐新工艺正丁烷氧化制顺酐新工艺的探索与发展1. 引言正丁烷氧化制顺酐是一项重要的化学生产过程。
尽管传统工艺已经取得了很大的成功，但随着对环境友好和高效能要求的提高，我们需要寻找新的工艺来满足这些需求。
本文将介绍一种新型正丁烷氧化制顺酐的工艺，并对其深入探讨，以帮助读者全面了解该工艺的优势和前景。
2. 传统工艺的局限性传统的正丁烷氧化制顺酐工艺通常采用钼基催化剂，通过升高温度和增加氧流量来促进氧化反应。
然而，这种方法存在一些局限性。
高温下反应活性高，但同时也容易导致催化剂的失活和不稳定性增加。
过高的氧流量可能导致不完全燃烧，产生有害物质。
传统工艺对反应的选择性也存在一定的限制。
3. 新工艺的优势与发展最近，研究人员提出了一种新型正丁烷氧化制顺酐工艺。
该工艺使用基于贵金属的催化剂，相较于传统的钼基催化剂，其具有更高的稳定性和选择性。
催化剂的稳定性可保证长时间的稳定反应，同时选择性的提高使得顺酐的产率得到显著提高。
新工艺还针对传统工艺中的环境问题提出了解决方案。
通过优化催化剂和反应条件，氧流量和温度得到了有效控制，从而减少了有害物质的生成和排放。
4. 实验研究与结果在实验研究中，将贵金属催化剂加入反应体系中，并通过不同的实验条件进行测试和优化。
实验结果表明，在适当的反应条件下，新工艺相较于传统工艺有着更高的顺酐产率和选择性。
新工艺对环境的影响也明显减少。
实验结果的验证表明该工艺具有很高的应用潜力。
5. 个人观点与理解对于我个人来说，正丁烷氧化制顺酐新工艺的提出和研究是非常令人期待和具有挑战性的。
新工艺的优点在于能够同时兼顾高效能和环境友好。
在实际应用中，这种工艺能够为化学生产行业带来更多的可持续发展机遇。
然而，我们也应该认识到新工艺的研究和应用还面临一些挑战，如催化剂的成本和稳定性问题，以及工艺的工业化可行性等。
6. 结论与展望通过对正丁烷氧化制顺酐新工艺的全面评估，我们可以看到这种工艺在提高顺酐产率和选择性上的优势，并减少对环境的影响。
正丁烷为原料年产25吨顺酐的工艺设计
正丁烷为原料年产25吨順酐的工艺设计以正丁烷为原料年产25吨顺酐的工艺设计一、引言顺酐是一种重要的有机化工原料，广泛应用于塑料、涂料、溶剂等领域。
本文将以正丁烷为原料，设计一种工艺，实现年产25吨顺酐的生产。
二、工艺流程1. 原料准备：将正丁烷经过脱水、脱硫等预处理工序，提高其纯度和质量，确保后续反应的顺利进行。
2. 氧化反应：将预处理后的正丁烷与氧气在催化剂的作用下进行氧化反应，生成乙醛。
该反应需要控制适当的温度和压力，以提高反应效率和产率。
3. 乙醛重整：将乙醛经过重整反应，使其分解为一氧化碳和氢气。
4. 合成顺酐：将一氧化碳与氢气在催化剂的作用下进行合成反应，生成顺酐。
该反应需要控制适当的温度、压力和催化剂的选择，以提高产率和产品质量。
5. 分离纯化：将合成的顺酐进行分离纯化，去除杂质和副产物，得到高纯度的顺酐产品。
6. 产品储存：将纯化后的顺酐进行储存，以备后续使用或销售。
三、工艺优化为了提高工艺的经济效益和产品质量，可以考虑以下优化措施：1. 催化剂的选择：选择合适的催化剂，以提高反应速率和产率。
可以考虑使用负载型催化剂，增大活性金属的表面积和分散度，提高催化效果。
2. 反应条件的优化：通过调整反应温度、压力和物料的配比，优化反应条件，提高产率和产品质量。
同时要考虑设备的耐压性和耐腐蚀性。
3. 副产物的利用：对于反应中生成的副产物，可以考虑进行回收利用，以提高资源利用率和降低生产成本。
4. 能源消耗的降低：通过改进工艺流程和设备设计，减少能源消耗，降低生产成本。
可以考虑采用换热器、蒸汽回收等技术手段。
5. 自动化控制：引入自动化控制系统，实现对反应过程的实时监测和调节，提高生产的稳定性和一致性。
四、安全环保措施在工艺设计中，必须充分考虑安全和环保因素，采取相应的措施保障生产过程的安全可靠和环境友好。
1. 设备的安全性：选择耐压、耐腐蚀的设备材料，进行严密的设备设计和制造，确保设备的安全运行。
正丁烷氧化制顺酐催化剂的制备及其催化性能
第31卷第3期 化学反应工程与工艺 V ol 31, No 3 2015年6月 Chemical Reaction Engineering and Technology June 2015 收稿日期: 2015-03-12; 修订日期: 2015-05-12。
作者简介: 徐俊峰（1986—），男，工程师。
E-mail:xujunfeng1986@ 。
文章编号：1001—7631 ( 2015 ) 03—0233—08正丁烷氧化制顺酐催化剂的制备及其催化性能徐俊峰，顾龙勤，曾 炜，陈 亮，赵 欣中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，上海 201208摘要：采用有机相法制备了具有优异催化性能的正丁烷氧化制顺酐钒磷氧（VPO ）催化剂。
通过X 射线衍射（XRD ）、傅里叶红外光谱（FT-IR ）、扫描电镜（SEM ）、氮气吸附脱附、X 射线光电子能谱（XPS ）、热重分析（TG ）等方法对催化剂的制备过程进行了研究，分析了催化剂在整个制备过程中物相、价态、形貌和比表面积的变化。
在固定床反应器上对正丁烷氧化制顺酐的反应条件进行研究，考察了反应温度、正丁烷浓度和反应空速等条件对催化剂性能的影响。
结果表明，催化剂前驱体的主要物相为VOHPO 4·0.5H 2O 。
经活化后的催化剂活性相包括(VO)2P 2O 7（V 4+）、VOPO 4（V 5+）和钒磷云母相（V 4+和V 5+混合相）。
催化剂呈规则的片层结构，具有较高的比表面积，可以达到24.08 m 2/g 。
催化剂在制备过程中需要经过干燥、焙烧和气氛活化，对催化剂的形成具有至关重要的作用。
最佳的反应条件：反应温度为395 ℃，正丁烷摩尔分数为1.4%~1.5%，反应空速为2 000 h -1，此时正丁烷转化率为85%~87%，顺酐收率可达到59%~60%。
关键词：顺酐钒磷氧催化剂 正丁烷 顺酐中图分类号：TQ426.6 文献标识码：A顺丁烯二酸酐（简称顺酐，也称马来酸酐，MA ）是仅次于苯酐、醋酐的第三大酸酐类产品。
正丁烷法制顺酐
工艺阶段安全设施设计-精馏段
①V-103粗酐原料罐：安装放空阀将粗酐中的水蒸气和空气抽空，确保产物的质 量符合要求。
②P-103A/B粗酐进料泵：安装分析连接仪表，确保泵的气密性符合要求，防止 粗酐的泄漏与空气进入，从而保证产品精馏的质量。
③E-108再沸器：安装疏水阀提高再沸效率，节省成本。确保产物温度打到安全 标准，避免装罐时发生爆炸等事故。
工艺过程中安全设施设计
工艺阶段安全设施设计-反应段
①C-101A/B鼓风压缩机：由于正丁烷进料浓度通常为 4.0 mol-4.3 mol%，正丁 烷与空气的混合比例通常为 1.6 mol-2.0 mol%，并且正丁烷的爆炸极限很宽泛， 故在此安装截止阀与压力指示仪表，以时刻控制正丁烷进料浓度，防止事故发 生。
精酐储罐 主要物料输送管路
小结
总之，应严格把好生产工艺每一步骤的要求，把安全 设施设计好，遵守操作规程，减少人为失误，提 高设备设施的可靠性；减少人的不安全行为，保 持物的安全状态，尽可能地降低事故的发生频率，切实
保障每一位工人的身心健康与企业的经济利益。
⑧P-101A-B原料泵：安装压力指示仪表保证原料进料速度达到安全标准。 安装止回阀仪表防止物料回流引起泵体压力过大或温度过高而引发爆炸等危险。
⑨E-102蒸发器：安装疏水阀，可以大大提高蒸气利用效率，节省成本，降低电 力消耗，实现绿色高效生产。
正丁烷氧化法制顺酐
实验名称：正丁烷氧化制顺丁烯二酸酐二、实验原理1、苯氧化法：通常采用V－P－Tｉ－O催化剂，在固定床或流化床反应器于380～450℃下反应。
该方法工艺路线成熟，原料易得，是国内应用比较普遍的方法，但是由于在苯的六个碳中有两个变成CO2，对原料浪费较大，在国际上开始被正丁烷氧化代替。
C6H6 + 4.5O2→C4H2O3 +CO2 +H2O2、碳四馏分氧化法CH3-CH2-CH2-CH3 +2O2→C4H2O3 +H2O丁烷是碳四馏分中最廉价又容易获得的原料，它与空气混合氧化生产成本较低，采用V －O－P催化剂，由于能充分利用原料，且原料的重量收率较高，近年来该法发展迅速，工业上已有替代苯氧化法的趋势，本实验采用此方法。
但是，由于近年国际市场石油价格变动较大，丁烷气的价格也变化较大，使该工艺在原料材料价格上不占优势。
同时，由于丁烷气在空气中的爆炸极限只有1.8%，在用固定床进行生产时，反应放热剧烈，反应器体积和操作空速要求较高，生产的工艺要求和技术比苯直接氧化法高，现在国际上使用流化床反应器，可以使原料气浓度在丁烷的爆炸上限范围，即40%以上，但该反应器对催化剂强度和活性要求较高，在我国尚未投入生产。
三、实验流程及仪器设备本实验由原料气配气系统，反应器控温系统，催化反应器，产物吸收及气相色谱分析系统组成。
具体介绍如下：1、原料气配气系统由液化丁烷气罐、空气压缩机、空气储罐、丁烷气体及空气质量流量计、原料气混合罐组成。
空气首先由压缩机压缩到空气储气罐里，然后经过减压阀到空气流量计，流量计的读数由显示仪控制，一般为1000ml/min左右，注意流量计的读数是指气体在标准状态下的体积，不是实际测定状态下的体积或质量流量，流量计的读数和气体温度、压力没有太大关系。
可以换算摩尔或质量。
丁烷经过减压阀也到质量流量计，并根据实验的条件，一般控制和空气的体积比为1.6%以下，以免发生爆炸危险。
丁烷气体质量流量计的读数需乘以0.29，才是丁烷的标准体积。
丁烷氧化制顺酐
丁烷氧化制顺酐：动力学模型和副产品关于顺酐的反应器工艺学持续着它的发展。
新方法以较低的投资在一个纯粹的还原气氛下进行操作，这个环境中的氧浓度比与丁烷完全反应化学计量所需的氧浓度要低得多。
在这篇论文里，我们调查了各种不同的操作条件来确定还原环境对于顺酐选择性，副产酸生产能力和反应速度的影响。
本实验是在装载了钒磷氧催化剂的流化床和一种新颖的原料气提升管下完成的。
氧浓度、一氧化碳浓度、丁烷浓度和酸浓度都是频率在1赫兹的条件下实时测量的。
醋酸和丙烯酸是主要的副产酸，但同时也发现了反丁烯二酸、甲基丙酸烯和邻苯二甲酸。
在还原条件下，碳被吸附在催化剂表面，副产酸的含量就会增加，并且选择性和反应速度会下降。
一种氧化还原动力学模型为了说明关于实验观察和包括V5+、V4+氧化态和一种“V C4”联合体而被发展，这描绘了碳吸附。
1.前言顺酐是正丁烷在钒磷氧催化剂的作用下部分氧化合成的。
在过去的10年里，它的价格在贸易市场中下降的非常厉害，下降的原因归结于催化剂的改进、过程的创新和经济节约。
早期的技术全部是以固定床为基础，用苯而不是正丁烷作为原料。
流化床技术是在十九世纪八十年代后期被运用在商业上的，并且它有一些优点，包括出众的传热、更多的浓缩产品流和更大的规模。
在二十世纪九十年代的中期，循环流化床技术被商业化，在其中催化剂被装填在介于氧化和还原（丁烷富裕）环境之中。
这种工艺过程有很好的传热特性，但同时还具有比传统流化床更大的规模和浓缩产品流[1]。
浓缩产品流和高正丁烷进料浓度转化为减小的导管尺寸(催化剂总量)和更高的经济效应。
孟三都公司已经在规定的可燃性区域内(在空气中C4H10>1.8%体积百分数)运行了一种固定床，并且声明说在反应器的第一部分里使用40%稀释剂可以克服热点。
最近，Pantochim声明说已经通过加入纯氧而不是空气来改进了固定床的过程经济性，并且回收不凝性气体。
当氧浓度在10%的范围内，进料流可超过含丁烷体积百分数1.8%的极限并且在4%浓度附近处进行操作。
正丁烷法顺酐生产工艺现状
正丁烷法顺酐生产工艺现状摘要：顺酐是世界上仅次于苯酐的第二大酸酐原料，其下游产品有着广泛的开发和应用前景。
本文综述了正丁烷法顺酐的生产工艺现状，从不同工艺技术路线介绍了正丁烷法顺酐工艺流程，以及正丁烷法顺酐生产工艺的优势。
关键词：正丁烷法顺酐氧化反应器一、顺酐生产工艺概况顺酐生产工艺按原料路线可分为苯氧化法、正丁烷氧化法两种主要生产方法。
按生产工艺技术氧化反应部分分为固定床与流化床，后处理回收部分分为水吸收与溶剂吸收。
1.原料路线顺酐生产原料路线可分为苯氧化法、正丁烷氧化法。
国外目前占主导地位的是以正丁烷为原料的生产路线，国内生产装置以苯法为主。
由于我国资源的特殊性，煤资源较丰富，焦炭产量大，煤化工的下游产品焦化苯供应充足，使苯法生产顺酐具有资源优势。
正丁烷法制顺酐工艺资源利用方面比苯法合理，环境污染程度比苯法轻。
随着我国石化行业快速发展和炼油能力提高，C4资源逐步得到综合利用，正丁烷法顺酐装置近几年发展较快。
2.氧化工艺2.1正丁烷法流化床正丁烷进料浓度通常为 4.0 mol～4.3 mol%，流化床反应器上部设有催化剂分离装置，外部设有催化剂过滤装置。
反应器操作温度为400～430 ℃，热量通过反应器内安装的蒸汽盘管产生蒸汽供装置使用。
反应生成气体冷却后进入回收工序。
2.2正丁烷法固定床原料正丁烷与空气按一定比例充分混合后进入反应器，在装填了一定数量催化剂的列管内发生反应，正丁烷与空气的混合比例通常为 1.6 mol～2.0 mol%。
反应器热点温度通常在440～470 ℃。
反应热由熔盐冷却器和气体冷却器移出，产生蒸汽供装置使用。
反应生成气体冷却后进入回收工序。
二、正丁烷法顺酐生产工艺现状正丁烷法与苯法在工艺流程上近似，区别最大的就是氧化反应催化剂不同，丁烷法氧化反应器反应管比苯法长一些，最长达到 6 500 mm，后处理既可以采用水吸收也可以采用溶剂吸收。
1.氧化反应部分（固定床反应器）国内运行的正丁烷法顺酐装置全部为国产化技术固定床工艺。
正丁烷法顺酐扩张迅速
正丁烷法顺酐扩张迅速国内正丁烷法顺酐产能扩张得三思。
未来两年正丁烷法顺酐扩张迅速，新增产能将达到56 万吨左右。
业内人士分析认为，未来一段时间终端市场需求很难出现大规模快速好转，尽管正丁烷法顺酐在利益驱使下扩能热潮不减，但在供需失衡局面下，顺酐市场的前景值得三思。
2012 年以前，国内苯法顺酐产能123 万吨，正丁烷法顺酐12 万吨;2013 年，苯法顺酐产能128 万吨，正丁烷法顺酐产能达到44 万吨，相比正丁烷法顺酐而言，苯法顺酐产能增速明显放慢，正丁烷法则扩张迅猛。
据统计，未来两年正丁烷法顺酐新增产能仍将达到56 万吨左右，我国顺酐总生产能力将达到220 万吨以上水平。
据公开资料显示，我国顺酐生产工艺主要有两种：苯氧化法和正丁烷氧化法。
正丁烷法每吨顺酐产品消耗1.1-1.2 吨正丁烷，而苯法每吨顺酐产品消耗1.1～1.3 吨苯;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。
用正丁烷法生产顺酐的企业目前是盈利的，该方法在原料成本方面确实存在着较大的优势。
同时齐翔腾达内部人士也曾表示，正丁烷法顺酐的出口情况远好于国内。
尽管目前正丁烷法顺酐有较为明显的成本优势，但是业内人士对于新产能的陆续投放以及下游市场的产能过剩情况抱有一定的担忧。
有资讯分析师表示，顺酐的主要下游不饱和聚酯树脂(UPR)产能过剩，行业开工率大幅降低;行业利润大幅缩水;进口依存度也从2007 年的5.93%下滑至2013 年的1.57%。
(UPR)产能过剩之后，开工负荷的不断缩减直接导致顺酐需求增速放缓。
从2011 年到2013 年，顺酐表观消费量从68 万吨。
正丁烷氧化制顺酐
和空气分别进入红色混合罐的上部，并在罐内进行混合，当混合气体的压力达到时，才 能开始实验。配好的反应原料气从罐的下部出来，分别进入到稳压阀、压力表和气体六通阀，
3、反应器 反应器由不锈钢制造，内径20mm，长度为500mm。反应器底部装有支撑作用的瓷环， 然后在中部装填催化剂，装填量20毫升（堆体积），催化剂上部再装入瓷环，用于对原料气 加热。反应管插入三个加热炉，分别给反应管的上、中、下三台仪表控制，为了达到最好的 恒温区，三块仪表的温度通常设置相同，一般和反应所需要的温度一样。 为了准确测定催化剂的温度，在开始装填催化剂的时候，首先在反应器中心插入一根一 端封死的φ3mm金属管。准确测量催化剂在反应器内的起始高度，然后慢慢震荡加入用量筒 准确测量体积的催化剂，并用天平称量重量。在催化剂加入完毕后，再测量出催化剂在反应 器内的高度。金属管内可以插入热电偶，用于测量催化剂床层的中心温度，当热电偶在床层 上下移动时，可以测定催化剂床层的轴向温度分布，并确定床层的热点温度和位置。 4、产物吸收 丁烷气通过催化剂床层时被空气氧化，部分变成产物顺丁烯二酸，还有少量的变成CO 和CO2，产物和没有反应的气体一起从反应器下部流出，进入到水吸收瓶，吸收瓶加入少量 蒸馏水，产物中的顺丁烯二酸酐被水吸收，变成顺丁烯二酸，没有反应的气体经过六通阀， 可以分析丁烷含量，然后经过湿式气体流量计，记录尾气总体积后排入大气中。 5、色谱在线分析 混合好的原料气和反应完毕的气体，均分别通过不同的六通阀进入气相色谱进行分析，色谱 柱为邻苯二甲酸二壬酯，使用95℃，检测室100℃温度，柱前压，色谱出峰的顺序为空气（）， 水（），丁烷（～），由于水对结果没有太大的影响，且尾气里的水多数是由于吸收饱和， 含量不高，故为了方便数据处理，一般把空气和水峰放在一起。丁烷的含量采用归一法处理， 因为原料气用质量流量计配制，可以作为标准气体来分析，用原料分析进样，可以得到原料 气在色谱的分析结果，由此计算出丁烷相对空气的校正因子，然后，将几次分析得到的校正 因子平均。将用尾气分析阀进样得到数值用校正因子计算，可得到尾气里丁烷的真实含量。
正丁烷氧化法生产顺酐流程图
正丁烷氧化法生产顺酐流程图
1－流化床反应器；2－丁烷加料泵；3－丁烷蒸发器；4－丁烷过热器；
5－空气压缩机；6－空气过热器；7－废热锅炉；8－生成气冷凝器；9－气液分离器；10－吸收塔；11－粗顺酐贮槽；12－解吸塔；
13－薄膜蒸发器；14－脱轻组分塔；15－顺酐精馏塔
二，工艺简介
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，代表了顺酐生产工艺的发展趋势。
在固定床工艺中，由于正丁烷氧化选择性和反应速率均比苯法低，正丁烷-空气混合物中正丁烷浓度可高达1.6%-1.8%（摩尔分数），顺酐收率按正丁烷计约为50%，故对于同样规模的生产装置需求较大的反应器和压缩机；采用流化床反应器可使正丁烷在空气中的浓度提高到3%-4%（摩尔分数）。
流化床反应器传热效果好，且投资较少，但流化床用的催化剂磨损较多。
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。
装置工艺(顺酐)危险性分析(一)
装置工艺（顺酐）危险性分析(一)一、概述某顺酐装置采用正丁烷直接氧化工艺，生产过程比较复杂，原辅材料和产品具有易燃易爆、有毒有害危险性，使用的设备、管道很多，必须对其工艺危险性进行深入分析。
二、工艺流程说明顺酐装置采用催化剂，用空气与正丁烷进行部分氧化生成顺酐，主要化学反应式如下：主要副反应是丁烷燃烧反应，生成一氧化碳、二氧化碳和水，即：当正丁烷通过反应器时，80％以上的正丁烷参加反应，顺酐的初期收率为90％（w/w）以上（进口催化剂），其余部分转化为CO、CO2和H2O。
正丁烷原料中的杂质主要是异丁烷，几乎100％的异丁烷和其他烃类都按照副反应方程式（2）转化为CO、CO2和H2O。
各组分的比例随反应条件而变化。
顺酐生产中所有化学反应都是放热反应。
除CO、CO2和H2O外，在反应器中还生成少量乙酸、丙烯酸等物质，在回收过程中还生成包括富马酸在内的基他副产品。
三、工艺危险特性1.丁烷罐区工艺危险性混合丁烷经管线输送至2台1000m3球罐贮存。
混合丁烷经气分系统分离后的异丁烷送至1台1000m3球罐贮存。
液化丁烷，常压下为气态，与空气混合能形成爆炸性混合气体，一旦遇有明火、高热或静电火花就有爆炸、燃烧的危险。
丁烷储罐区具有重大危险性，一旦设备、管线、阀门等发生泄漏，如果没有及时堵漏，则事故造成的破坏是很大的。
液化丁烷气具有以下危险特性：（1）火灾液化丁烷气在常温常压下由液态极易挥发为气态，体积能迅速扩大几万倍，并迅速扩散及蔓延。
由于它的比重是空气的2倍，就是在平地上，也能沿地面迅速扩散至远处，若遇到坑、沟、下水道等低洼处、就会积聚在那里，一时不易被风吹散，万一遇有明火，会回燃，将渗漏和集聚的液化丁烷气引燃，导致火灾。
（2）爆炸液化丁烷气，其爆炸极限范围较宽，只要达到1.5％～8.5％的浓度，一遇明火就会爆炸。
（3）中毒液化丁烷气虽于低毒类，但长期接触低浓度者，可出现头痛、头晕、睡眠不佳、易疲劳、情绪不稳、植物神经功能障碍；接触高浓度者，有麻醉状态或意识丧失；入过量的丁烷气，就会晕迷、呕吐或有不愉快的感觉，严重时因缺氧窒息死亡。
我国顺酐的生产工艺
我国顺酐的生产工艺2.1 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2.1 苯氧化法生产顺酐的工艺流程图2.1.2 C4烯烃法…2.1.3 苯酐副产法…2.1.4 正丁烷氧化法…图2.2 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。
2.1.4.1 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2.3 正丁烷氧化生产顺酐的流化床工艺流程图2.1.4.3 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。
正丁烷氧化法生产顺酐流程图
正丁烷氧化法生产顺酐流程图
1－流化床反应器；2－丁烷加料泵；3－丁烷蒸发器；4－丁烷过热器；
5－空气压缩机；6－空气过热器；7－废热锅炉；8－生成气冷凝器；9－气液分离器；10－吸收塔；11－粗顺酐贮槽；12－解吸塔；
13－薄膜蒸发器；14－脱轻组分塔；15－顺酐精馏塔
二，工艺简介
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，代表了顺酐生产工艺的发展趋势。
在固定床工艺中，由于正丁烷氧化选择性和反应速率均比苯法低，正丁烷-空气混合物中正丁烷浓度可高达1.6%-1.8%（摩尔分数），顺酐收率按正丁烷计约为50%，故对于同样规模的生产装置需求较大的反应器和压缩机；采用流化床反应器可使正丁烷在空气中的浓度提高到3%-4%（摩尔分数）。
流化床反应器传热效果好，且投资较少，但流化床用的催化剂磨损较多。
正丁烷氧化法生产顺酐
克拉玛依职业技术学院毕业论文题目：正丁烷氧化法生产顺酐班级：精化0631**：***指导老师：徐雪松完成日期：2009-05-10克拉玛依职业技术学院制二零零九年三月克拉玛依职业技术学院石油化学工程系正丁烷氧化法生产顺酐摘要主要介绍了国内外顺酐的发展趋势，分析了我国顺酐工业的生产现状及国外的差距，对我国顺酐工业的发展提出了建议。
正文简述了以正丁烷为原料，固定床，有机溶剂回收生产顺酐的工艺流程，同时介绍了工业上采用正丁烷固定床氧化法的工艺特点及流程，并与流化床工艺进行了比较，最后得出结论：采用正丁烷氧化法生产工艺有很大的优势和发展前景，不但原料丰富，而且降低了一部分的动力费用等。
［关键词］顺酐正丁烷固定床流化床氧化法AbstractMainly introduces the development trend of domestic and maleic anhydride, maleic anhydride analysis of industrial production in China and abroad, the gap between the status quo of China's maleic anhydride industrial development proposals. Outlined in the body of n-butane as the raw material, fixed bed, organic solvent recovery process of the production of maleic anhydride and at the same time introduced the use of industrial fixed bed butane oxidation is the process characteristics and processes, and fluidized bed technology and compared, and finally come to the conclusion: the use of n-butane production of Oxidation technology have great advantages and development prospects, not only rich in raw materials, and reduced costs as part of the driving force.[Key words] Maleic anhydride N-butane fixed bed fluidized bed Oxidation目录前言 (3)1.概论 (4)1.1顺酐的国内外现状及发展趋势 (4)1.2对我国顺酐发展的建议 (4)1.2.1 做好苯氧化法向正丁烷氧化法转变的技术准备工作 (4)1.2.2扩大装置生产能力，提高市场竞争能力，积极参与国际竞争 (5)2.顺酐的性质、用途 (6)2.1顺酐的性质 (6)2.2顺酐的用途 (6)3.生产顺酐的方法 (7)3.1苯氧化法生产顺丁烯二酸酐 (7)3.1.1反应原理 (7)3.1.2工艺条件 (8)3.1.3工艺流程 (8)3.2丁烷氧化法生产顺丁烯二酸酐 (9)3.2.1反应原理 (9)3.2.2工艺条件 (10)3.2.3工艺流程 (11)3.3工业采用正丁烷固定床氧化生产顺酐工艺流程 (11)3.3.1 工艺流程 (11)3.4.工业生产中两种方法的优缺点 (13)3.4.1原料成本 (13)3.4.2产量 (13)3.4.3 催化剂 (13)4.生产顺酐的先进方法 (14)结束语 (16)致谢 (17)参考文献 (18)前言本论文是根据《有机化工生产技术》教材和实习单位工业上生产顺酐书写而成。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
克拉玛依职业技术学院毕业论文题目：正丁烷氧化法生产顺酐班级：精化0631**：***指导老师：徐雪松完成日期：2009-05-10克拉玛依职业技术学院制二零零九年三月克拉玛依职业技术学院石油化学工程系正丁烷氧化法生产顺酐摘要主要介绍了国内外顺酐的发展趋势，分析了我国顺酐工业的生产现状及国外的差距，对我国顺酐工业的发展提出了建议。
正文简述了以正丁烷为原料，固定床，有机溶剂回收生产顺酐的工艺流程，同时介绍了工业上采用正丁烷固定床氧化法的工艺特点及流程，并与流化床工艺进行了比较，最后得出结论：采用正丁烷氧化法生产工艺有很大的优势和发展前景，不但原料丰富，而且降低了一部分的动力费用等。
［关键词］顺酐正丁烷固定床流化床氧化法AbstractMainly introduces the development trend of domestic and maleic anhydride, maleic anhydride analysis of industrial production in China and abroad, the gap between the status quo of China's maleic anhydride industrial development proposals. Outlined in the body of n-butane as the raw material, fixed bed, organic solvent recovery process of the production of maleic anhydride and at the same time introduced the use of industrial fixed bed butane oxidation is the process characteristics and processes, and fluidized bed technology and compared, and finally come to the conclusion: the use of n-butane production of Oxidation technology have great advantages and development prospects, not only rich in raw materials, and reduced costs as part of the driving force.[Key words] Maleic anhydride N-butane fixed bed fluidized bed Oxidation目录前言 (3)1.概论 (4)1.1顺酐的国内外现状及发展趋势 (4)1.2对我国顺酐发展的建议 (4)1.2.1 做好苯氧化法向正丁烷氧化法转变的技术准备工作 (4)1.2.2扩大装置生产能力，提高市场竞争能力，积极参与国际竞争 (5)2.顺酐的性质、用途 (6)2.1顺酐的性质 (6)2.2顺酐的用途 (6)3.生产顺酐的方法 (7)3.1苯氧化法生产顺丁烯二酸酐 (7)3.1.1反应原理 (7)3.1.2工艺条件 (8)3.1.3工艺流程 (8)3.2丁烷氧化法生产顺丁烯二酸酐 (9)3.2.1反应原理 (9)3.2.2工艺条件 (10)3.2.3工艺流程 (11)3.3工业采用正丁烷固定床氧化生产顺酐工艺流程 (11)3.3.1 工艺流程 (11)3.4.工业生产中两种方法的优缺点 (13)3.4.1原料成本 (13)3.4.2产量 (13)3.4.3 催化剂 (13)4.生产顺酐的先进方法 (14)结束语 (16)致谢 (17)参考文献 (18)前言本论文是根据《有机化工生产技术》教材和实习单位工业上生产顺酐书写而成。
本论文按照论文基本要求，从基本理论和生产实际出发介绍了顺酐的发展，性质用途以及生产方法等理论。
为体现论文的实用性，本论文对产品顺酐的性能和应用，工业生产方法，反应原理，工艺流程等内容进行简明阐述，又结合实习单位生产实际中的流程来说明生产技术的发展状况。
本论文的理论内容由本人书写，流程由实习单位老师指导完成，在此表示感谢，同时，向文献资料作者表示感谢。
由于作者水平有限，加之时间仓促，难免有不妥之处，敬请广大师生和读者批评指正，并深表感谢。
1.概论1.1顺酐的国内外现状及发展趋势世界顺酐生产能力增长较快，这是为了满足它作为基本有机原料及其加工生产日益增长的市场需求。
世界顺酐生产能力1987是596kt,1955年达1270kt,从全球顺酐的产能分析来看，2002年亚洲生产能力达743kt/a,成为全球最大的生产工区，西欧、北美的生产能力分别为606kt/a和344kt/a.中东、美国和墨西哥等国家和工区的计划和在建项目将使2006全球顺酐总产能增加2.178mt。
2001年全球工消费1.303mt/a,其中西欧消费居于全球首位，占全球消费总量的41%，亚洲和北美的消费为366kt/a和323kt/a,占全球的28.1%和28.4%。
据SRI预测，2006年全球顺酐消费总量为1.93mt，随着今后几年的新增装置投产，预计美国和西欧顺酐行业利润平衡的市场中依然良好。
我国顺酐生产能力1990年为27t，1995年为75kt。
市场需求日益增长，据国内市场分析，近年来，我国顺酐的表观消费量不断增加。
1995年我国顺酐的表观消费量只有5.04万吨，2000年增加到11.1万吨。
1995——2000年消费量的年均增长率高达17.1%，2001年我国顺酐的表观消费为14.8万吨，2002年增长率高达17.9万吨，2002年我国顺酐的消费结构为：不饱和聚醋树脂。
20世纪80年代末期，我国天津中和化工厂引进SD公司技术建设，是我国第一套10kt/a的苯法顺酐生产装置，1995年我国苏州合成化工厂又进了一套朗莎公司苯法固定床万吨级顺酐工业化装置。
这些装置的成功引进使我国顺酐生产技术水平有了很大提高。
经过多年来引过技术的消化和吸收，加上自行开发的千吨级小规格顺酐装置的技术改造经验，使我国已基本具有建设万吨级苯固定床氧化法工业装置的技术，1996年我国自行开发与设计的6kt/a固定床顺酐装置顺利投产，经实际生产考核，产品质量，原材料与各项经济指标与引进装置基本相同。
目前，我国采用苯法固定床氧化法与Rlusuisle/ucb法大致相同，但后处理采用二甲苯恒沸脱水工艺，此项技术在国内已经成熟，在苯氧化法制顺酐固定床装置中，国产催化剂与进口催化剂并用，我国目前拥有两套正丁烷法生产顺酐装置，其中盘锦有机化工厂引进美国SD公司的正丁烷固定床水吸收工艺建设10kt/a。
山东东营胜利油田石油化工有限公司引进的是ACMR正丁烷流化床溶剂吸收工艺技术，建设15kt/a生产装置，由于国内资源条件的限制，催化剂又依赖进口，目前，世界顺酐工业正由苯法合成向正丁烷法合成转变。
正丁烷法的生产能力已占顺酐总生产能力的80%，我国顺酐消费需求发展迅速，并做好由苯向正丁烷法转变的技术准备，不断改进工艺，淘汰规模不经济顺酐装置，增强竞争能力。
1.2对我国顺酐发展的建议1.2.1 做好苯氧化法向正丁烷氧化法转变的技术准备工作从合成顺酐技术的发展趋势来看，苯氧化法生产工艺必将逐渐被正丁烷法生产工艺所取代，因此有必要做好苯氧化法向正丁烷氧化法转变的技术准备工作。
1.2.2扩大装置生产能力，提高市场竞争能力，积极参与国际竞争目前，我国顺酐生产装置规模普遍较小，单套装置最大规模正丁烷氧化法为15千吨/年，苯氧化法为20千吨/年，还有许多千吨级规模的生产装置，顺酐较为经济的生产规模应该为30～50千吨/年。
因此，有关顺酐生产家就不断改进生产工艺扩大规模，走规模化经营的发展道路，不断降低生产成本，提高产品质量，通过市场竞争逐渐淘汰规模小的，不经济的顺酐装置，以期待在未来的激烈竞争中站稳脚跟。
下面将举例来说明正丁烷生产顺酐的工艺流程,通过和苯法的比较来证明其发展的优势.2.顺酐的性质、用途2.1顺酐的性质顺丁烯二酸酐又名马来酸酐，简称顺酐。
为无色针状或粒状晶体。
熔点53.1℃，易升华，有强烈的刺激气味。
顺酐可溶于乙醇，乙醚和丙酮，在苯，甲苯和氯仿中有一定溶解度，难溶于石油醚和四氯化碳。
顺酐与热水作用会水解成顺丁烯二酸。
顺丁烯二酸酐由于其分子中含有共轭马来酰基，即一个乙烯键连接两个羰基，性质非常活泼，能发生加成反应、自聚合共聚、酰胺化、烷基化、酯化、碳化、水合、氧化和还原等多种反应，所以其深加工产品种类多，用途广，尤其是一些具有特殊性能的下游产品，早已在各工业领域显示出它们的特有效果。
2.2顺酐的用途顺丁烯二酸酐的系列产品及用途：+醇酯类，用于树脂，塑料，黏接剂，增塑剂，合成纤维，石油添加剂等。
+H2 1，4-丁二醇，用于聚酯树脂，溶剂，增湿剂，药物，增塑剂，工程塑料等。
丁二酸酐，用于黏接剂，醇酸树脂，增塑剂，橡胶弹性体，染料，药品等。
г-丁内酯，用于吡咯烷酮，琥珀酸，合成纤维，树脂溶剂，除草剂等。
四氢呋喃，用于聚氨酯弹性体，特种橡胶，树脂溶剂，塑料，黏结剂，涂料等。
+H+ 富马酸，用于醇酸树脂，环氧树脂，鞣皮剂等。
+H2O马来酸，用于驱虫剂，分散剂，中间体等。
+NaHSO3磺化丁酸酯，用于湿润剂，乳化剂，洗发剂，发泡剂等。
烯烃用于醇酸树脂，增塑剂，合成橡胶，湿润剂，石油添加剂等。
双烯烃用于甘油三松香树脂，清漆，搪瓷，干燥剂等。
NH3RNH2天冬酰胺，用于中间体，酵母培养剂，湿润剂等。
马来酰胺酸，用于发泡剂，纤维完成剂，染料，加硫剂，离子交换树脂等。
不饱和单体共聚物，用于金属表面涂层，黏接剂，石油添加剂，纤维完成剂，干性油，纸上胶等。
硫化物硫-烷基硫化苹果酸，用于杀菌剂，增塑剂，药物，植物生长抑制剂，树脂等。
3.生产顺酐的方法目前，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，以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。
1960年，以前，苯氧化法是顺酐工业生产的惟一方法。
苯氧化生产历史悠久（始于1928年），工艺技术成熟，产物收率高，因此到现在仍有30%-40%的顺酐是采用此法生产的。
碳四馏份氧化法是以碳四馏份为原料，空气为氧化剂，在V-P-O系催化剂作用下生产顺酐的方法。
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。
但反应物组成复杂，目的产物、收率和选择性较低，其推广应用受到限制。