吳蓬興

（常州劉國鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇常州 213025）

順酐的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)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(shù)學(xué)校，江蘇常州 213025）

順酐在國內(nèi)的主要生產(chǎn)方法按原料路線可分為苯氧化法、正丁烷氧化法。從生產(chǎn)順酐技術(shù)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(jià)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(chǎn)工藝。通過生產(chǎn)工藝的進(jìn)一步優(yōu)化及對(duì)環(huán)境的污染處理，才能使我國的順酐生產(chǎn)技術(shù)得到更快更大地發(fā)展。

順酐；生產(chǎn)工藝；優(yōu)化；尾氣處理

時(shí)還廣泛用于涂料、農(nóng)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(chǎn)順酐的兩大主

要方法。

1 順酐的生產(chǎn)工藝

1.1 苯氧化法

苯法生產(chǎn)順酐是在固定床反應(yīng)器中，使原料苯經(jīng)過催化劑V-MO-P碳化硅的催化，與空氣接觸完成氧化反應(yīng)，生成順酐氣體。然后順酐氣體經(jīng)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(chǎn)工藝中，通過對(duì)催化劑的裝填、反應(yīng)器壓力、反應(yīng)器進(jìn)口氣溫度、空速和熔鹽溫度的優(yōu)化來完善整個(gè)工藝[1]。

目前，在我國順酐的生產(chǎn)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(jìn)，大部分采用仍國內(nèi)技術(shù)。例如常州亞邦化工集團(tuán)采用的就是苯工藝法?；驹硎遣捎帽皆弦劳泄潭ù惭趸褂枚妆胶惴忻撍?、加入冷凝器加水吸收的回收工藝、反應(yīng)熱的回收利用等先進(jìn)工藝。在苯法生產(chǎn)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(zhì)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(jī)新裝置利用余熱產(chǎn)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(chǎn)成本，增加經(jīng)濟(jì)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(duì)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(dòng)床工藝。其生產(chǎn)技術(shù)的核心是原料與空氣在反應(yīng)器中發(fā)生的高溫放熱、氣固氧化反應(yīng)，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(duì)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(jìn)。但是由于目前國內(nèi)企業(yè)大多數(shù)采用水吸收工藝，技術(shù)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(chǎn)工藝比較

在順酐生產(chǎn)工藝方面苯法及正丁烷法大致相同，其共性主要體現(xiàn)在選擇使用固定床與空氣進(jìn)行氧化、部分冷凝過程中用水進(jìn)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(chǎn)工藝除了原料不同，生產(chǎn)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(chǎn)工藝中需要增加包括正丁烷分離、反應(yīng)器的壓力提高廢氣焚燒系統(tǒng)在內(nèi)的三套氣分裝置；正丁烷氧化法在原料上更省、生產(chǎn)成本更低、產(chǎn)出量更高，催化劑使用更好、環(huán)境污染更輕、技術(shù)上更新的特點(diǎn)使得正丁烷法成為了目前國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)順酐的發(fā)展新趨勢(shì)。

2 順酐的尾氣（廢氣）處理

順酐生產(chǎn)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(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣如果直接排放會(huì)對(duì)人身體健康造成非常大的傷害，因此必須積極有效地進(jìn)行處理。水吸收塔或有機(jī)溶劑吸收塔排放出的尾氣是生產(chǎn)順酐裝置的尾氣主要來源，在以苯為原料的生產(chǎn)路線上，廢氣處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是為了清除從吸收塔排出氣體中的有機(jī)物，如苯、二甲苯、CO等。清除的方法是使有機(jī)物在催化劑的作用下與氧發(fā)生反應(yīng)，使之變成水和二氧化碳。應(yīng)根據(jù)尾氣中污染物的濃度、性質(zhì)、生產(chǎn)條件和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行實(shí)施。

以正丁烷制順酐尾氣處理為例，廢氣處理程序較為復(fù)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(huì)有大量CO、未反應(yīng)的正丁烷和其他有機(jī)物及氧等，進(jìn)入膜分離裝置，含正丁烷的氣體返回至反應(yīng)器，另一部分廢氣，即滲余氣則送入蓄熱式氧化器。燃?xì)饧訜岬?90℃，使有機(jī)物在高溫下發(fā)生氧化反應(yīng)，運(yùn)行后不再需外界燃料供應(yīng)，廢氣自行氧化且生成的熱量產(chǎn)生2.5MPa蒸汽3.6t/h。氧化后的廢氣中的碳?xì)浠衔镆訡O2和水蒸氣的形式排放到大氣中。

3 結(jié)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(shì)，我國對(duì)苯法的固定床列管式反應(yīng)器和催化劑的研發(fā)和應(yīng)用已積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)，這為向正丁烷法生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化及發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。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(shù)發(fā)展來看，苯法向正丁烷法轉(zhuǎn)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(yīng)器有效結(jié)合，才能使我國的順酐生產(chǎn)技術(shù)更快地走上良性發(fā)展的道路。

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

[2] 王斌.順酐生產(chǎn)工藝與反應(yīng)器研究進(jìn)展[J].蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，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(yīng)用于不飽和聚醋樹脂類，同

TQ225.23

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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?yàn)榛じ呗毥逃?/p>