順酐精制技術(shù)應(yīng)用新趨勢(shì)

田洪祥

（天津渤化中河化工有限公司，天津 300170）

順酐精制技術(shù)應(yīng)用新趨勢(shì)

田洪祥

（天津渤化中河化工有限公司，天津 300170）

介紹了順酐精制技術(shù)中新塔盤的工藝應(yīng)用，并進(jìn)行了性能評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：CTST塔盤具有高效、節(jié)能、工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益明顯等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)順酐恒沸脫水生產(chǎn)具有較大優(yōu)勢(shì),并對(duì)順酐精制技術(shù)新趨勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)單說明。

順酐；精制；CTST；連續(xù)精制

順丁烯二酸酐簡(jiǎn)稱順酐，是重要的基礎(chǔ)有機(jī)化工原料之一，主要用于塑料、涂料、合成樹脂、造紙、農(nóng)藥和醫(yī)藥等行業(yè)。目前國(guó)內(nèi)的順酐生產(chǎn)工藝主要是苯氧化法和正丁烷法。其中以焦化苯為原料的苯氧化法占主導(dǎo)地位。以苯為原料與空氣混合，在催化劑作用下，在反應(yīng)器中進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)生成的順酐在其凝固點(diǎn)和露點(diǎn)以上的適當(dāng)溫度下，通過冷凝分離裝置，將50%～60%的順酐捕集出來。余者以水吸收成順?biāo)?，再?jīng)恒沸脫水，真空精制成精順酐。該法采用浮閥塔盤，是目前國(guó)內(nèi)最廣泛采用的方法。

我公司自20世紀(jì)80年代引進(jìn)美國(guó)SD公司的萬t順酐裝置，一直沿用此技術(shù)，隨著企業(yè)發(fā)展、裝置能力的提高，精制塔塔徑的不斷加大，F(xiàn)1型浮閥塔板存在的液面梯度大，液體返混大，存在塔板弓形區(qū)內(nèi)液體滯留區(qū)，效率降低的缺點(diǎn)日漸明顯。在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于原料中雜質(zhì)含量的升高，塔盤浮閥的磨損、腐蝕速率加快，造成浮閥極易脫落，引起恒沸脫水送酸時(shí)塔內(nèi)壓差變小，后期脫酐質(zhì)量下降。

2006年12月與河北工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程研究所所屬的天津普萊特科技發(fā)展有限公司簽訂技術(shù)合作合同，對(duì)2.5萬t車間的Ф2400精制塔進(jìn)行改造，采用該公司的立體傳質(zhì)塔板技術(shù)替代原有的F1型浮閥塔板技術(shù)。2008年與天津衡創(chuàng)工大現(xiàn)代塔器技術(shù)有限公司簽訂技術(shù)合作合同，在大港新建四萬t車間的Ф2400精制塔采用該公司的LLCT梯矩形立體傳質(zhì)塔板技術(shù)。

1 新型塔板的結(jié)構(gòu)與操作工況

CTST塔盤為獨(dú)特的立體結(jié)構(gòu)，其核心部件——?dú)庖航佑|、傳熱、傳質(zhì)原件為梯形噴射罩；塔板采用矩形開孔，矩形開孔上方設(shè)置帶篩孔的噴射板，兩端為梯型端板，上部為分離板，在噴射板與分離板建設(shè)氣液通道。噴射板與塔板之間有一定的底隙，為液體進(jìn)入罩體的通道[1]。圖1為CTST操作工程示意圖。

LLCT（梯矩形立體連續(xù)傳質(zhì)塔板）系新型高效噴射型塔板，塔板上采用矩形開孔，矩形孔上方設(shè)置帶有矩形窗與篩孔并置的梯矩形噴射罩體[2]。圖2為L(zhǎng)LCT操作圖。

在這兩種塔板技術(shù)中，液體自罩底空隙進(jìn)入罩內(nèi),氣體自矩形板孔進(jìn)入噴射罩中，將液體拉成液膜、破碎并上升至分離板（LLCT為頂蓋板），氣體及液滴碰撞到分離板（LLCT為頂蓋板）后將部分折返,返回的氣體及液滴與上升的氣、液激烈碰撞、混合,氣、液一起自罩頂側(cè)面縫隙（LLCT為矩形窗）和側(cè)面篩孔向兩側(cè)斜上方（LLCT向兩側(cè)水平向下）噴出，噴出的氣、液與鄰罩噴出的氣、液相互激烈碰撞后，氣、液在分離板上分離，氣體繞過分離板上升至上層塔板, 液體落回塔板，流向下游，（LLCT塔盤噴出的氣液混合物中的大液滴回落至液層中，經(jīng)帽罩底隙再被壓入罩體進(jìn)行循環(huán)，而氣液混合物則上升到罩體上方并上升至上一層塔板，這樣在一層一層塔板中循環(huán)達(dá)到傳質(zhì)、傳熱分離的目的），在分離板（LLCT為頂蓋板）塔板上氣體、液體經(jīng)過拉膜—碰頂返回—破碎—噴射—互噴—分離六個(gè)過程。

2 新型塔板的性能

兩種塔板的生產(chǎn)能力比浮閥大（氣相、液相通過能力大）、塔板效率高、板壓降低、操作彈性大、抗堵性能強(qiáng)。

3 不同塔盤工藝條件對(duì)比

在我公司使用的三種塔盤技術(shù)中，能夠充分體現(xiàn)出新型塔盤技術(shù)的優(yōu)越性。

表1 不同塔盤工藝條件對(duì)比

通過上表可以看出CTST塔盤與LLCT梯矩形立體傳質(zhì)塔板均將送酸速度加快，且降低塔板壓差，第11～15層溫度降低，為保證塔頂溫度送酸時(shí)蒸汽量有所增加。

由于未改變塔盤間距，只更換塔盤及支撐部件，總投資較小。經(jīng)過改造我公司2.5萬t車間、4萬t車間的精制送酸速度均加快到10t/h，縮短單批精制時(shí)間，使而精制能力大幅提高。從投產(chǎn)迄今，設(shè)備沒有產(chǎn)生塔件掉落現(xiàn)象，完全避免了以往經(jīng)常因?yàn)楦￠y掉落影響送酸及產(chǎn)品質(zhì)量而停車檢修，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。提高了生產(chǎn)處理能力，從2.5萬t車間原來的月產(chǎn)2200t提高至2600t，4萬t車間月產(chǎn)達(dá)到3200t并且還有擴(kuò)產(chǎn)的潛力。

4 存在問題

兩種塔盤技術(shù)在恒沸脫水時(shí)得到較好改進(jìn)，大幅提高了恒沸脫水速度，但達(dá)到10t/h即到達(dá)此塔徑的極限，再提高送酸量時(shí)，需加大蒸汽量，塔內(nèi)壓差急劇加大，塔內(nèi)液泛嚴(yán)重（可提高試鏡觀測(cè)到）。且負(fù)壓精制脫酐時(shí)氣相通量過大，為提高分離效果需降低回流比，減少雜質(zhì)的夾帶而保證產(chǎn)品質(zhì)量。

5 精制技術(shù)新趨勢(shì)

目前順酐后工段間歇脫水精餾收率僅95%左右，大有提高余地。山西煤化所開發(fā)了負(fù)壓濃縮恒沸脫水及連續(xù)精制技術(shù)，國(guó)內(nèi)相繼有幾家順酐生產(chǎn)廠家和我公司新項(xiàng)目中采取此新技術(shù)。

5.1 采用負(fù)壓濃縮設(shè)備提前分離酸水的分子間水，使送酸時(shí)進(jìn)塔酸水40%提到60%，濃縮過程基本不生產(chǎn)富馬酸，提高了恒沸塔負(fù)荷，減少了加熱蒸汽量和二甲苯損耗，恒沸塔采用CTST塔盤減少了富馬酸的產(chǎn)生。現(xiàn)山西煤化所新開發(fā)的連續(xù)送酸工藝正在一家新順酐廠家進(jìn)行設(shè)備安裝，2013年即可進(jìn)行工業(yè)化運(yùn)行。

5.2 恒沸塔不作精餾塔使用，脫完水的粗酐和二甲苯送后工段進(jìn)行連續(xù)精制，使恒沸釜脫水由送酸一到二次要水洗一次，提高到送酸五到六次水洗一次，大大減少了洗恒沸釜的順酐損失，使后工段收率提高。

5.3 采用汽相連續(xù)精餾，第一塔脫去溶劑二甲苯，塔釜重組分液體進(jìn)二塔的塔中，塔頂二甲苯回流控制脫出二甲苯中順酐含量，二甲苯回二甲苯罐，第二塔塔頂經(jīng)組分回流采出去粗酐罐，塔中連續(xù)采出成品順酐，塔底重組分和汽相進(jìn)料留下的重組分合并去單獨(dú)蒸餾，采用內(nèi)回流蒸出粗酐，回到前工段粗酐罐，使其釜?dú)堉泻麡O少，可采用直接高溫排渣。

［1］李柏春，李春利，于文奎，楊學(xué)英.梯形立體噴射塔板在醋酸精餾塔技術(shù)改造中的應(yīng)用[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1999.03.

［2］杜佩衡.噴射型立體連續(xù)塔板及其在精餾技術(shù)的應(yīng)用[R].北京；2008精餾技術(shù)交流和展示大會(huì)報(bào)告集，2008，6.

New trends of maleic anhydride refining technology application

TIAN Hong-xiang
(Tianjin Bohua Zhonghe Chemical Limited Company,Tianjin 300170)

This paper describes the process of maleic anhydride purification technology in the new tray application,and performance evaluation.The results showed that:The CTST tray has a highly efficient,energysaving process is simple,obvious economic benefits,maleic anhydride azeotropic dehydration production advantages,and maleic anhydride purification technology and new trends in the simple instructions.

maleic anhydride;refining;CTST;continuous refining

10.3969/j.issn.1008-1267.2012.05.014

TQ225.23

A

1008-1267（2012）05-0041-03

2012-06-06

田洪祥(1969-),男,碩士,高級(jí)工程師,一直從事化工生產(chǎn)管理工作。