正丁烷流化床氧化生产顺酐的技术介绍

正丁烷流化床氧化生产顺酐的技术介绍康泰斯中国刘春华顺酐又名马来酸酐、失水苹果酸酐，是目前世界上仅次于苯酐和醋酐的第三大酸酐，主要用于生产不饱和聚酯树脂（UPR）、醇酸树脂。此外，还可用于生产1，4-丁二醇（BDO）、γ-丁内酯（GBL）、四氢呋喃（THF）、马来酸、富马酸和四氢酸酐等一系列重要的化工产品，在农药、医药、涂料、油墨、润滑油添加剂、造纸化学品、纺织品整理剂、食品添加剂以及表面活性剂等领域具有广泛的应用。目前，顺酐的工业生产方法按原料可分为苯氧化法、正丁烷法氧化法、C4烯烃法和苯酐副产法4种。在中国，苯氧化法应用最为广泛，但由于苯资源有限和价格昂贵等因素，苯氧化法生产工艺正逐渐被正丁烷法生产工艺所取代。与传统苯法相比，正丁烷氧化法具有原料价廉、污染小等优点。正丁烷法每吨顺酐产品消耗1.l-1.2吨正丁烷，而苯法每吨顺酐产品消耗1.1-1.3吨苯。而且正丁烷法生产顺酐理论产量为1：1.69，苯法为1：1.256，因此正丁烷的顺酐理论产量比苯法高许多。随着技术的不断发展，正丁烷作原料其单耗将比苯法低得多，正丁烷不仅消耗少，而且与苯法相比，其毒性也小，同时正丁烷法生产顺酐对环境污染小，随着全球环保压力越来越大，正丁烷法在满足环保要求以及发展前景方面比苯法更具有生命力。正因为如此，目前全球顺酐生产能力约80%采用正丁烷路线，而且还有不断增加的趋势。正丁烷氧化工艺是以正丁烷为原料，在催化剂作用下发生气相氧化反应生成顺酐。该工艺自1974年由美国孟山都等公司实现工业化以来，由于原料价廉、对环境污染小以及欧美等国家正丁烷资源丰富等原因而得到迅速的发展，代表了顺酐生产工艺的发展趋势。采用正丁烷为原料制备顺酐有固定床和流化床两种工艺路线，固定床反应器由于结构复杂、容易产生热点进而导致局部飞温、催化剂装填费时费力、总投资较高等特点，不适合较大规模的顺酐装置。英力士技术公司（Ineos，前BPChemical）的流化床技术非常适合中等规模和大规模的丁烷制备顺酐项目，此工艺是一个得到验证的成熟可靠的技术。1作为流化床技术运营商及许可商，英力士技术公司具有40多年的流化床开发和运营经验。根据这些经验，通过恰当的内部设计，并在反应器催化剂床中保持催化剂颗粒大小一定的分布，使英力士流化床技术具有其独到的优点。英力士技术公司通过反应器多年来的设计、操作及催化剂开发，已经掌握了其中的门道，并实现了反应条件的优化。英力士技术公司广泛的经验及理解使英力士在设计反应器/催化剂系统等方面成为领头羊，并且具有更好的收率、更少的停车及更少的环保问题。英力士流化床反应器技术已有超过1500年的累计操作经验（包括英力士自己及被许可厂家操作的反应器），有以下的优点：经过实践证明的安全的反应器设计：由于空气和丁烷在催化剂床中混合，大大减少了爆炸的可能性，而且，采用英力士流化床反应器的工厂已经安全运行了很多年。长期高收率：通过采用英力士流化床技术及业界领先的流化床催化剂，使得丁烷转化为顺酐收率能一直维持高水平。无需一次性更换催化剂：稳定的催化剂性能可通过定期、少量催化剂的补充而保持。与固定床工艺不同，流化床工艺不要求一次性更换。均匀的温度：与固定床工艺不同，在流化床工艺中没有限制收率和或生产能力的反应器热点温度。流化催化剂床的连续混合可容易地分散热量，并实现温度的精确控制。无熔盐或易燃传热介质：反应器中热量的去除是通过内部冷却盘管产生高压蒸汽而实现。低空气比：英力士流化床反应器技术允许在低空气/丁烷比条件下安全操作。2固定设备投资成本低：由于英力士流化床反应器技术的低空气/丁烷比，空气压缩机及废气处理设备（包括焚烧炉）的成本可大大降低。节能：由于英力士流化床反应器技术的低空气/丁烷比，空气压缩的功率要求低。流化床工艺是高压蒸汽的净输出，高压蒸汽可直接输出或用透平电机发电，如果用来发电，可降低整个工厂的电力需求和消耗。催化剂装载/卸载容易：英力士流化床催化剂要求最少的处理人员。所有催化剂均通过密闭系统气动输送。操作灵活：工厂的操作弹性为60%--110%,可通过调整反应器操作条件而实现。低维修、高可靠性：英力士顺酐流化床反应器技术经过工业化证明，具有99%＋的可靠性。世界最大的反应器：英力士设计并运营世界上最大的顺酐反应器，顺酐生产能力大于8万吨/年；英力士流化床技术只需一台反应器，同等规模的装置，需要几个固定床反应器。对于中等和大规模的装置而言，投资及操作成本的降低是极其重要的。没有催化剂压降的上升：流化床反应器没有催化剂床中压降的上升，而固定床工艺，在催化剂床中压降有一个逐步上升的过程。压降的增加要么要求设备超过设计能力（如空气压缩机，允许在固定床催化剂寿命后期可在装置设计能力条件下操作），或者在固定床催化剂寿命后期在低负荷条件下操作装置。英力士流化床反应器技术的优点使工艺具有低操作成本、环境和工人接触降低，以及更高的可靠性。英力士致力于技术与催化剂的长期改进。FV－200催化剂是英力士技术公司工业化的最新一代流化床催化剂。3正是基于上述的各种特点，对较大型和大型顺酐生产装置(2万吨／年以上)，如能获得价廉且供应有保障的正丁烷原料，宜选用流化床反应技术。4