順酐的生產工藝設計優(yōu)化及尾氣處理研究

吳蓬興

（常州劉國鈞高等職業(yè)技術學校，江蘇常州 213025）

順酐的生產工藝設計優(yōu)化及尾氣處理研究

吳蓬興

（常州劉國鈞高等職業(yè)技術學校，江蘇常州 213025）

順酐在國內的主要生產方法按原料路線可分為苯氧化法、正丁烷氧化法。從生產順酐技術的發(fā)展上來看，國際上正丁烷法順酐工藝將逐步取代苯法順酐；但由于資源、原料價格等因素影響，目前苯氧化法是我國正在使用且比較成熟的生產工藝。通過生產工藝的進一步優(yōu)化及對環(huán)境的污染處理，才能使我國的順酐生產技術得到更快更大地發(fā)展。

順酐；生產工藝；優(yōu)化；尾氣處理

時還廣泛用于涂料、農藥、潤滑油、添加劑等等。苯氧化法、正丁烷氧化法是從原料路線上來說是目前生產順酐的兩大主

要方法。

1 順酐的生產工藝

1.1 苯氧化法

苯法生產順酐是在固定床反應器中，使原料苯經過催化劑V-MO-P碳化硅的催化，與空氣接觸完成氧化反應，生成順酐氣體。然后順酐氣體經水的吸收，以及恒沸脫水，減壓連續(xù)精餾后，得到順酐。苯法順酐的生產工藝中，通過對催化劑的裝填、反應器壓力、反應器進口氣溫度、空速和熔鹽溫度的優(yōu)化來完善整個工藝[1]。

目前，在我國順酐的生產廠家大部分均采用的是苯法工藝，其裝置小部分從國外引進，大部分采用仍國內技術。例如常州亞邦化工集團采用的就是苯工藝法。基本原理是采用苯原料依托固定床氧化，使用二甲苯恒沸脫水、加入冷凝器加水吸收的回收工藝、反應熱的回收利用等先進工藝。在苯法生產工藝中，首先原料來源可以得到保障與支持；其次苯法采用的連續(xù)精餾可使順酐質量更加穩(wěn)定且提高收率降低能耗；另外，近年來采用背壓式汽輪機新裝置利用余熱產生蒸汽使得熱平衡得到更大的完善，不僅充分利用熱能，可降低生產成本，增加經濟效益。

由于原材料等原因，我國基本上采取苯氧化法，但是弊端是對苯的利用率低，污染了環(huán)境，其主要污染物為廢氣、廢水、廢渣。

1.2 正丁烷氧化法

以正丁烷為原料的氧化工藝通常分為固定床工藝、流化床工藝及移動床工藝。其生產技術的核心是原料與空氣在反應器中發(fā)生的高溫放熱、氣固氧化反應，在后處理工藝上主要采用水吸收法和溶劑吸收法這，通過這兩種方法對比，水吸收法在處理工藝上較溶劑吸收法簡單，但是工藝上來說溶劑吸收法較為先進。但是由于目前國內企業(yè)大多數采用水吸收工藝，技術上也比較成熟，因此，水吸收法仍將成為目前我國企業(yè)正丁烷法制備順酐的最適宜后處理工藝。

1.3 苯法及正丁烷法生產工藝比較

在順酐生產工藝方面苯法及正丁烷法大致相同，其共性主要體現在選擇使用固定床與空氣進行氧化、部分冷凝過程中用水進行吸收、利用二甲苯間歇沸脫水精制的工藝路線上。這兩種生產工藝除了原料不同，生產工藝路線基本上是一致的，除此之外它們之間最大的區(qū)別∶正丁烷生產工藝中需要增加包括正丁烷分離、反應器的壓力提高廢氣焚燒系統在內的三套氣分裝置；正丁烷氧化法在原料上更省、生產成本更低、產出量更高，催化劑使用更好、環(huán)境污染更輕、技術上更新的特點使得正丁烷法成為了目前國內企業(yè)生產順酐的發(fā)展新趨勢。

2 順酐的尾氣（廢氣）處理

順酐生產過程中的主要污染源及污染物是廢氣、廢水、廢渣等，在如何處理廢氣等方面作了以下研究和分析∶

由于順酐生產過程中產生的廢氣如果直接排放會對人身體健康造成非常大的傷害，因此必須積極有效地進行處理。水吸收塔或有機溶劑吸收塔排放出的尾氣是生產順酐裝置的尾氣主要來源，在以苯為原料的生產路線上，廢氣處理系統的設計就是為了清除從吸收塔排出氣體中的有機物，如苯、二甲苯、CO等。清除的方法是使有機物在催化劑的作用下與氧發(fā)生反應，使之變成水和二氧化碳。應根據尾氣中污染物的濃度、性質、生產條件和經濟性進行實施。

以正丁烷制順酐尾氣處理為例，廢氣處理程序較為復雜，但卻有效節(jié)約能源。其工藝流程為∶自吸收塔頂排出的廢氣中會有大量CO、未反應的正丁烷和其他有機物及氧等，進入膜分離裝置，含正丁烷的氣體返回至反應器，另一部分廢氣，即滲余氣則送入蓄熱式氧化器。燃氣加熱到790℃，使有機物在高溫下發(fā)生氧化反應，運行后不再需外界燃料供應，廢氣自行氧化且生成的熱量產生2.5MPa蒸汽3.6t/h。氧化后的廢氣中的碳氫化合物以CO2和水蒸氣的形式排放到大氣中。

3 結束語

正丁烷催化氧化法制順酐工藝是我國未來發(fā)展的趨勢，我國對苯法的固定床列管式反應器和催化劑的研發(fā)和應用已積累了相當豐富的經驗，這為向正丁烷法生產的轉化及發(fā)展奠定了良好的基礎。從資源來源和原料的保障方面看，正丁烷氧化法制順酐資源能夠得到更為充分利用，另外從生成順酐技術發(fā)展來看，苯法向正丁烷法轉變也是十分緊迫和必要的。只有將高性能催化劑及大型反應器有效結合，才能使我國的順酐生產技術更快地走上良性發(fā)展的道路。

[1] 陳永軍.淺談順酐生產工藝路線[J].天津化工，2016（7）∶10-12.

[2] 王斌.順酐生產工藝與反應器研究進展[J].蘭州石化職業(yè)技術學院學報，2013（6）∶4-5.

Maleic Anhydride Production Process Design Optimization and Tail Gas Treatment Research

Wu Peng-xing

The main production method in domestic raw materials can be divided into maleic anhydride by benzene oxidation，n-butane oxidation.From the point of view of the development of maleic anhydride production technology，the N-butane process will gradually replace the styrene maleic anhydride method.However，due to factors such as resources，raw material prices and other factors，the current oxidation of benzene is a relatively mature production technology in china.Through further optimization of production process and pollution of the environment，in order to make the maleic anhydride production technology in China has been developing faster and more land.

maleic anhydride；production process；optimization；exhaust gas treatment順酐全名順丁烯二酸酐，是全球酸酐排名第三大酸酐。順酐的用途非常廣泛，其主要應用于不飽和聚醋樹脂類，同

TQ225.23

B

1003-6490（2017）02-0173-01

2017-02-02

吳蓬興（1982—），男，江蘇丹陽人，講師，主要研究方向為化工高職教育。