一種防止順酐裝置氧化產(chǎn)物冷凝器堵塞的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于防止順酐裝置冷凝器堵塞的方法和裝置，其中在將氧化反應器的產(chǎn)物流冷卻之后進入氣體冷凝器之前，向冷卻產(chǎn)物流中加入激冷流，激冷流中包含有機溶劑或液態(tài)順酐與有機溶劑的混合物，以便將冷凝過程產(chǎn)生的順酐以及可能產(chǎn)生的順酸和富馬酸溶解在溶劑中，隨液相流帶出冷凝器，以防止冷凝器堵塞。
【專利說明】一種防止順酐裝置氧化產(chǎn)物冷凝器堵塞的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明提供一種從苯或正丁烷在催化劑的作用下空氣氧化生成的含順丁烯二酸 酐的氣相物流的冷卻、冷凝的方法和裝置，以避免富馬酸、順丁烯二酸、順丁烯二酸酐冷凝 凝固而造成裝置停車清洗，從而提高裝置運轉(zhuǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。

【背景技術(shù)】
[0002] 順丁烯二酸酐簡稱順酐，Μ又名馬來酸酐、失水蘋果酸酐，是一種重要的有機化工 原料和精細化工產(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 一丁二醇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化學品和精細化學品，在農(nóng)藥、醫(yī)藥、涂料、 油墨、潤滑油添加劑、造紙化學品、紡織品整理劑、食品添加劑以及表面活性劑等領(lǐng)域具有 廣泛的應用，開發(fā)利用前景廣闊。
[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)。
[0004] 苯氧化法自1933年實現(xiàn)工業(yè)化到上世紀末，一直是順酐的主要生產(chǎn)方法，苯蒸氣 和空氣或氧氣氣相選擇性催化氧化生成M，工藝技術(shù)成熟可靠。六七十年代，國際上開始采 用正丁烷法生產(chǎn)工藝，正丁烷和空氣混合加熱到360°C，在氧化催化劑的作用下，正丁烷被 氧化成順酐。氧化產(chǎn)物被冷卻，使得順酐從氣相中部分冷凝。然后部分除去順酐的氣相，用 溶劑通常用水或者有機溶劑洗滌來回收所生成的順酐。含有未轉(zhuǎn)化正丁烷的氣體，在排入 大氣前在尾氣焚燒爐中焚化。
[0005] 但是無論是苯法還是正丁烷法，如果采用部分冷凝，很容易造成部分冷凝器的堵 塞，即使采用切換式部分冷凝器，仍需經(jīng)常地切換出堵塞的部分冷凝器進行清洗，使得裝置 開工周期短，切換清洗頻繁，造成額外的操作費用。
[0006] 在文獻河北化工2007年8月第30卷第八期P61-63《苯氧化法順酐部冷系統(tǒng)的工 藝設(shè)計》一文中就描述并分析了切換式部分冷凝器堵塞的原因，提出了部分冷凝器合理設(shè) 計的方法，并試圖通過合理的設(shè)計方案來延長開工周期。
[0007] 在文獻石化技術(shù)與應用2008年7月第26卷4期P381-385《蘭州石化公司2萬 t/a正丁烷氧化法制順丁烯二酸酐裝置工藝流程及特點》一文中，介紹了中國石油蘭州石化 分公司新建2萬t/a正丁烷氧化法制順丁烯二酸酐簡稱順酐裝置的工藝流程、工藝特點、產(chǎn) 品規(guī)格、技術(shù)經(jīng)濟水平等情況。指出裝置開停車頻繁，開工周期短。
[0008] 為了更好的理解本發(fā)明的方法，有必要對氧化反應后物料的冷卻過程作出一個科 學的描述。如中國專利CN102558113中所描述，正丁烷氧化反應后的氣體組成mol%如下： N2 :74· 9, 02 :14· 3, H20 :7· 8, C0 :0· 9, C02 :0· 84, n-C4H10 :0· 3, MA :0· 94,乙酸：0· 01，丙烯 酸0.01，以及微量的富馬酸ppm級，溫度400-450°C，壓力160kPa。一個簡單的想法是冷卻 此氣體，當達到氣體中某個組分的露點，自然地就可以將該組分液化，進一步冷卻就會有更 多的組分液化，從而達到分離的目的。當然如果冷卻此氣體，當達到氣體中順酐的露點，自 然就可以將順酐液化，進一步冷卻就會有更多的順酐液化，從而達到分離出順酐的目的。如 果將此氣體冷卻到80°C，當冷卻溫度降到87. 85°C，達到順酐的露點，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到兩相的平衡，水和順 酐快速反應生成馬來酸，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。如以下方程式（1)所示。
[0009]

【權(quán)利要求】
1. 一種防止順酐裝置冷凝器堵塞的方法，其特征在于，所述方法包括： a) 按照正丁烷法生產(chǎn)順酐的工藝，將反應后產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)物流（102)引入第一氣體冷 卻器（201)，冷卻至200-260°C后作為冷卻產(chǎn)物流（103)輸出； b) 向冷卻產(chǎn)物流（103)中加入激冷流，形成混合流引入氣體冷凝器，混合流在冷凝器 中冷凝形成液相流和氣相流；其中加入的激冷流為有機溶劑或液體順酐與有機溶劑的混合 物，所加入激冷流的量足以溶解冷凝時會生成的順酐以及可能生成的順酸和富馬酸；所述 有機溶劑的沸點高于順酸和富馬酸的沸點，且不與氣態(tài)產(chǎn)物流（102)發(fā)生化學反應；其中 最終冷凝后的物流的溫度為60-140°C，用于后續(xù)順酐回收工段。
2. 如權(quán)利要求1所述的防止順酐裝置冷凝器堵塞的方法，其特征在于，步驟b)中的加 入激冷流及冷凝步驟分為兩級，即包括以下步驟： bl)向冷卻產(chǎn)物流（103)中加入激冷流（104)形成混合流（105)，引入第二氣體冷凝器 (202) ，激冷至130-180°C，形成液相流（106)和氣相流（107); b2)向氣相流（107)中加入激冷流（108)形成混合流（109)，引入第三氣體冷凝器 (203) ，冷卻至60-140°C，形成液相流（110)和氣相流（111);其中形成的最終氣相流（111) 用于后續(xù)順酐回收工段，形成的液相流（106U10)用于回收溶劑和溶劑中溶解的順酐，每一 級冷凝前加入的激冷流的量足以溶解該級冷凝時會生成的順酐以及可能生成的順酸和富 馬酸。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的防止順酐裝置冷凝器堵塞的方法，其特征在于，所述激冷流 的加入和混合是在氣體激冷器中進行的。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的防止順酐裝置冷凝器堵塞的方法，其特征在于，氣體冷卻器 和氣體冷凝器采用的是循環(huán)水流換熱冷卻。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的防止順酐裝置冷凝器堵塞的方法，其特征在于，激冷流中所 用的溶劑為環(huán)己基二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二正丁酯、鄰苯二甲酸二辛丁酯、間苯二甲 酸二正丁酯、間苯二甲酸二辛丁酯、對苯二甲酸二正丁酯、對苯二甲酸二辛丁酯中的一種或 多種的混合物。
6. 如權(quán)利要求1所述的防止順酐裝置冷凝器堵塞的方法，其特征在于，所述激冷流加 入時溫度在40-80°C。
7. -種用于防止順酐裝置冷凝器堵塞的裝置，其特征在于，包括第一氣體冷卻器 (201)，用于加入激冷流和混合的氣體激冷器和氣體冷凝器，第一氣體冷卻器連接反應器輸 出的產(chǎn)物流，氣體冷凝器的輸出端輸出的冷凝產(chǎn)物輸出至順酐回收裝置。
8. 如權(quán)利要求7所述的用于防止順酐裝置冷凝器堵塞的裝置，其特征在于，存在兩 組氣體激冷器和氣體冷凝器，即裝置依序包括第一氣體冷卻器（201)、第一氣體激冷器 (301 )、第二氣體冷凝器（202)、第二氣體激冷器（302)和第三氣體冷凝器（203)。
9. 如權(quán)利要求8所述的用于防止順酐裝置冷凝器堵塞的裝置，其特征在于，第一氣體 激冷器（301)是高溫氣體激冷器，第二氣體激冷器（302)是中溫氣體激冷器。
【文檔編號】F28F19/00GK104096376SQ201410294545
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】徐志剛, 和成剛, 張文明, 吳非克, 顧佳慧, 楊蓓玉 申請人:常州瑞華化工工程技術(shù)有限公司