一種從含順酐的氣相物流中分離出順酐的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種從含順酐的氣相物流中分離出順酐的方法和裝置,本發(fā)明的設(shè)計通過在氣相流吸收階段之前以大量溶劑激冷并吸收氣相流中的順酐，然后將剩余氣相逐步降溫以溶劑吸收，隨后將吸收了順酐的富溶劑加熱以使其中形成的順?biāo)岱纸猓员苊飧获R酸、順?biāo)帷㈨橍淠潭斐傻难b置停車清洗，從而提高裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。
【專利說明】一種從含順酐的氣相物流中分離出順酐的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于順酐生產(chǎn)領(lǐng)域，具體來說涉及一種從含順酐的氣相物流中分離出順酐 的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 順丁烯二酸酐（簡稱順酐，MA)又名馬來酸酐、失水蘋果酸酐.是一種重要的有機(jī) 化工原料和精細(xì)化工產(chǎn)品，是目前世界上僅次于苯酐和醋酐的第三大酸酐，主要用于生產(chǎn) 不飽和聚酯樹脂（UPR)、醇酸樹脂，還可用于生產(chǎn)1，4 丁二醇（BD0)、γ 丁內(nèi)酯（GBL)、四氫 呋喃（THF)、馬來酸、富馬酸和丁二酸酐等一系列重要的有機(jī)化學(xué)品和精細(xì)化學(xué)品，在農(nóng)藥、 醫(yī)藥、涂料、油墨、潤滑油添加劑、造紙化學(xué)品、紡織品整理劑、食品添加劑以及表面活性劑 等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
[0003] 目前，按原料路線，順酐的生產(chǎn)方法可分為苯氧化法、正丁烷氧化法。其中，正丁 烷氧化法在順酐生產(chǎn)中占主導(dǎo)地位，其生產(chǎn)能力約占世界順酐總生產(chǎn)能力的80%。國際上 順酐主要采用正丁烷氧化法生產(chǎn)，我國的順酐則主要采用苯氧化法生產(chǎn)。無論是苯法還是 正丁烷法，大體上順酐的生產(chǎn)工藝分為氧化\吸收\精制等三個步驟。以丁烷法為例，原 料正丁烷與空氣（或含氧氣體）按一定比例充分混合后進(jìn)入反應(yīng)器，在裝填了一定數(shù)量催 化劑的列管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，正丁烷與空氣的混合比例通常為1. 〇?1. 8mol%。反應(yīng)器熱點溫度 通常在420?480°C。反應(yīng)熱由熔鹽冷卻器和氣體冷卻器移出，產(chǎn)生蒸汽供裝置使用，反應(yīng) 生成約含順酐1%左右的混合氣體，也含有順酐反應(yīng)的主要副產(chǎn)物例如乙酸\丙烯酸\馬 來酸\富馬酸等等。反應(yīng)器出口氣體溫度約在380?420°C，經(jīng)氣體冷卻器冷卻到140? 180°C進(jìn)入回收工序。苯法氧化工藝基本類似，工藝參數(shù)略有不同。
[0004] 反應(yīng)后從含順酐氣體中分離出順酐的方法，一般分為有機(jī)溶劑吸收法和水吸收 法。順酐的生產(chǎn)已有70多年的歷史，最初的吸收工藝均為水溶液吸收，稱為"傳統(tǒng)的水吸 收法"。
[0005] 水溶液吸收法是將未冷凝的占生成氣中總順酐含量約40_60%wt的順酐氣體在吸 收塔中用水溶液吸收成43%左右的馬來酸，然后將馬來酸溶液送至脫水精餾塔通過二甲苯 的恒沸脫水生產(chǎn)順酐及減壓精餾生產(chǎn)出順酐產(chǎn)品。順酐吸收精制工藝回收率在93%?95%。 由于在脫水精制過程中馬來酸會異構(gòu)成富馬酸，富馬酸熔點280°C，會在精制塔中結(jié)晶析 出，從而堵塞分離塔盤或填料，造成此法只能間歇操作，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，能耗物耗較高，同 時廢水量大，經(jīng)濟(jì)性能較差。
[0006] 國外采用水吸收法的生產(chǎn)技術(shù)有：美國SD公司（固定床)、美國BP/UCB合資公司 (流化床)、日本Mitsubishi Kasei公司等。
[0007] 為了克服水溶液吸收法能耗高、順酐收率低的缺點，自上個世紀(jì)五十年代起，國外 開始有機(jī)溶劑回收順酐的研究工作，曾經(jīng)嘗試采用多種有機(jī)溶劑作為順酐的吸收劑。它們 在常溫下為液體，具有低粘度和低蒸汽壓且沸點高、對順酐溶解度大等特點，目前常用的 1，2環(huán)己基二甲酸二異丁酯（DIBE)、鄰苯二甲酸二正丁酯。溶劑吸收工藝技術(shù)的主要專利 商有 ALMA、Huntsman、Conser。
[0008] 美國專利2, 574, 644是用有機(jī)溶劑，特別是鄰苯二甲酸二丁酯（DBP)作為馬來酸 酐的選擇性吸收劑的第一個專利申請。該專利指出，因為在低溫下馬來酸酐在DBP溶劑中 也具有較高溶解度，因而可以在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο掠肈BP作為吸收劑從含馬來酸酐的氣 流中吸收馬來酸酐。隨后通過在真空條件和升高的溫度下汽提而從DBP溶劑中脫除馬來酸 酐，從而溶劑得到再生。
[0009] 美國專利3, 948, 623涉及一種通過吸收至送入吸收塔的有機(jī)溶劑而從氣態(tài)混合 物分離馬來酸酐的方法，其中吸收熱通過冷卻再循環(huán)溶劑流而得以去除，所述再循環(huán)溶劑 流從塔的下部排出并且在塔的中間部分再循環(huán)。
[0010] EP專利0459543公開了用有機(jī)溶劑，特別是鄰苯二甲酸二丁酯回收馬來酸酐的改 進(jìn)方法，其特征在于減少了馬來酸和富馬酸的形成，技術(shù)措施是通過用低濕度氣體汽提濃 縮的吸收劑或通過使?jié)饪s的吸收劑與數(shù)種類型的水吸收劑(包括沸石）接觸而從濃縮的吸 收劑大量去除吸收的水。
[0011] 中國專利CN1062344涉及使用不同類型的有機(jī)溶劑如鄰苯二甲酸二辛酯或來自 精煉廠的脫蠟油，來從烴的催化氧化回收馬來酸酐。
[0012] 中國專利CN102558113公開了用有機(jī)溶劑，特別是鄰苯二甲酸二丁酯回收馬來酸 酐的改進(jìn)方法。通過利用熱空氣的氣提和吸收塔的側(cè)線采出、冷卻循環(huán)來降低吸收溫度，提 高馬來酸酐吸收回收率、同時降低吸收劑中輕組分，例如乙酸、丙烯酸等的含量。但是其實 施的方案過于復(fù)雜，其實施的措施對工藝的效果俱有內(nèi)在的矛盾性。
[0013] 為了更好的理解本發(fā)明的方法簡單和高效，有必要對有機(jī)溶劑吸收順酐的科學(xué)機(jī) 理作一個詳細(xì)的描述。如中國專利CN102558113中描述的一樣，正丁烷氧化反應(yīng)后的氣體 組成（％mol)如下：N2 :74· 9, 02 :14· 3, H20 :7· 8, C0 :0· 9, C02 :0· 84, n-C4H10 :0· 3, MAN : 0. 94,乙酸：0. 01，丙烯酸0. 01，溫度170,壓力160kPa. -個簡單的想法是冷卻此氣體，當(dāng)達(dá) 到氣體中某個組分的露點，自然地就可以將該組分液化，進(jìn)一步冷卻就會有更多的組分液 化，從而達(dá)到分離的目的。當(dāng)然如果冷卻此氣體，當(dāng)達(dá)到氣體中順酐的露點，自然就可以將 順酐液化，進(jìn)一步冷卻就會有更多的順酐液化，從而達(dá)到分離出順酐的目的。如果將此氣體 冷卻到80°C，當(dāng)冷卻溫度降到87. 85°C，達(dá)到順酐的露點，順酐液化形成順酐液相。此時順 酐中會帶有微量的水，水會在氣相和順酐形成的液相中達(dá)到兩相的平衡，水和順酐快速反 應(yīng)生成馬來酸，但是馬來酸在順酐中溶解度較小，如果有過多的水和順酐生成馬來酸，馬 來酸會結(jié)晶析出。如下方程式（1)。
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種從含順酐的氣相物流中分離出順酐的方法，其特征在于，所述方法包括以下步 驟： a) 將一定量DBP溶劑或溶解了一定量順酐的DBP溶液快速地加入到含順酐的氣體流 中，以使氣體流中的部分順酐被吸收到DBP溶劑中，其中DBP溶劑或溶解了一定量順酐的 DBP溶液的量應(yīng)足以使氣體流的溫度從160-170°C快速降至130°C至150°C，并且使液相中 水含量小于1% ; b) 進(jìn)一步使氣相的溫度降至80-KKTC，以使氣相中的順酐被進(jìn)一步吸收至DBP溶劑 中，而氣相中的水蒸氣沒有被過多地吸收到DBP溶劑中； c) 用全部或大部分新鮮的DBP溶劑吸收氣體流，以進(jìn)一步降低氣體流中順酐的殘留 量，以確保順酐的回收率大于98% ; d) 將以上步驟中的溶液加熱到150-200°C，加熱后的溶液用熱空氣氣提，脫除溶液中的 水分和其它輕組分，氣提后的氣相返回到步驟a)中經(jīng)過冷卻的氣相中，以進(jìn)一步回收氣提 過程中被吸收到空氣流中順酐，而處理后的溶液用于進(jìn)一步回收順酐。
2. 如權(quán)利要求1所述的從含順酐的氣相物流中分離出順酐的方法，其特征在于，步驟 a)中處理的停留時間小于1小時。
3. 如權(quán)利要求2所述的從含順酐的氣相物流中分離出順酐的方法，其特征在于，步驟 a)中處理的停留時間小于10分鐘。
4. 如權(quán)利要求1所述的從含順酐的氣相物流中分離出順酐的方法，其特征在于，步驟 a)中液相中的水含量小于0. 5%。
5. 如權(quán)利要求4所述的從含順酐的氣相物流中分離出順酐的方法，其特征在于，步驟 a)中液相中的水含量小于0. 2%。
6. 如權(quán)利要求1所述的從含順酐的氣相物流中分離出順酐的方法，其特征在于，步驟 b )中使氣相進(jìn)一步降低溫度的方式是使氣相循環(huán)通過冷卻器來達(dá)成。
7. 如權(quán)利要求1所述的從含順酐的氣相物流中分離出順酐的方法，其特征在于，步驟 c) 進(jìn)一步包含以下步驟：首先氣相用含順酐不大于l%wt的半貧溶劑吸收，然后用幾乎不含 順酐的貧溶劑進(jìn)一步吸收，其中半貧溶劑的量是貧溶劑量的6-8倍。
8. 如權(quán)利要求1所述的從含順酐的氣相物流中分離出順酐的方法，其特征在于，步驟 d) 中所述處理后的溶液中含水量及其他輕組分的量小于0. 1-0. 001%。
9. 一種用于從含順酐的氣相流中分離出順酐的裝置，所述裝置包括吸收塔和空氣氣提 塔，吸收塔分為上段、中段和下段，空氣氣提塔的下部為分離段，其特征在于，在吸收塔的進(jìn) 料管線上設(shè)置有激冷裝置，在吸收塔的側(cè)面還設(shè)置有側(cè)線采出循環(huán)管線，并且在側(cè)線采出 循環(huán)管線上設(shè)置有冷卻器，該循環(huán)管線從吸收塔下段的底部采出物流，經(jīng)過冷卻器冷卻后 送入吸收塔下段的上部，而在空氣氣提塔分離段的上方還設(shè)置有降膜式加熱器。
10. 如權(quán)利要求9所述的用于從含順酐的氣相流中分離出順酐的裝置，其特征在于，空 氣氣提塔的升氣管被連接至吸收塔的輸入管道，以使氣提后的氣流與吸收塔的輸入氣相流 混合。
【文檔編號】C07D307/60GK104193708SQ201410370875
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】徐志剛, 和成剛, 楊蓓玉, 張文明 申請人:常州瑞華化工工程技術(shù)有限公司