[发明专利]一种从含顺酐的气相物流中分离出顺酐的方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于顺酐生产领域，具体来说涉及一种从含顺酐的气相物流中分离出顺酐的方法和装置。 

背景技术

顺丁烯二酸酐(简称顺酐，MA)又名马来酸酐、失水苹果酸酐．是一种重要的有机化工原料和精细化工产品，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，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、富马酸和丁二酸酐等一系列重要的有机化学品和精细化学品，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，按原料路线，顺酐的生产方法可分为苯氧化法、正丁烷氧化法。其中,正丁烷氧化法在顺酐生产中占主导地位，其生产能力约占世界顺酐总生产能力的80％。国际上顺酐主要采用正丁烷氧化法生产，我国的顺酐则主要采用苯氧化法生产。无论是苯法还是正丁烷法,大体上顺酐的生产工艺分为氧化/吸收/精制等三个步骤。以丁烷法为例，原料正丁烷与空气(或含氧气体)按一定比例充分混合后进入反应器，在装填了一定数量催化剂的列管内发生反应，正丁烷与空气的混合比例通常为1.0～1.8mol%。反应器热点温度通常在420～480℃。反应热由熔盐冷却器和气体冷却器移出，产生蒸汽供装置使用,反应生成约含顺酐1%左右的混合气体,也含有顺酐反应的主要副产物例如乙酸/丙烯酸/马来酸/富马酸等等。反应器出口气体温度约在380～420℃，经气体冷却器冷却到140～180℃进入回收工序。苯法氧化工艺基本类似,工艺参数略有不同。 

反应后从含顺酐气体中分离出顺酐的方法，一般分为有机溶剂吸收法和水吸收法。顺酐的生产已有70 多年的历史，最初的吸收工艺均为水溶液吸收，称为“传统的水吸收法”。 

水溶液吸收法是将未冷凝的占生成气中总顺酐含量约40-60%wt的顺酐气体在吸收塔中用水溶液吸收成43%左右的马来酸，然后将马来酸溶液送至脱水精馏塔通过二甲苯的恒沸脱水生产顺酐及减压精馏生产出顺酐产品。顺酐吸收精制工艺回收率在93%～95%。由于在脱水精制过程中马来酸会异构成富马酸，富马酸熔点280℃，会在精制塔中结晶析出，从而堵塞分离塔盘或填料，造成此法只能间歇操作，产品质量不稳定，能耗物耗较高，同时废水量大，经济性能较差。

国外采用水吸收法的生产技术有：美国SD公司（固定床）、美国BP/UCB合资公司（流化床）、日本Mitsubishi Kasei公司等。 

为了克服水溶液吸收法能耗高、顺酐收率低的缺点，自上个世纪五十年代起，国外开始有机溶剂回收顺酐的研究工作，曾经尝试采用多种有机溶剂作为顺酐的吸收剂。它们在常温下为液体，具有低粘度和低蒸汽压且沸点高、对顺酐溶解度大等特点，目前常用的1,2环己基二甲酸二异丁酯(DIBE)、邻苯二甲酸二正丁酯。溶剂吸收工艺技术的主要专利商有ALMA、Huntsman、Conser。 

美国专利2,574,644是用有机溶剂，特别是邻苯二甲酸二丁酯（DBP）作为马来酸酐的选择性吸收剂的第一个专利申请。该专利指出，因为在低温下马来酸酐在DBP溶剂中也具有较高溶解度，因而可以在适当的温度和压力下用DBP作为吸收剂从含马来酸酐的气流中吸收马来酸酐。随后通过在真空条件和升高的温度下汽提而从DBP溶剂中脱除马来酸酐,从而溶剂得到再生。 

美国专利3,948,623涉及一种通过吸收至送入吸收塔的有机溶剂而从气态混合物分离马来酸酐的方法，其中吸收热通过冷却再循环溶剂流而得以去除，所述再循环溶剂流从塔的下部排出并且在塔的中间部分再循环。 

EP专利0459543公开了用有机溶剂，特别是邻苯二甲酸二丁酯回收马来酸酐的改进方法，其特征在于减少了马来酸和富马酸的形成，技术措施是通过用低湿度气体汽提浓缩的吸收剂或通过使浓缩的吸收剂与数种类型的水吸收剂（包括沸石）接触而从浓缩的吸收剂大量去除吸收的水。 

中国专利CN1062344涉及使用不同类型的有机溶剂如邻苯二甲酸二辛酯或来自精炼厂的脱蜡油，来从烃的催化氧化回收马来酸酐。 

中国专利CN102558113公开了用有机溶剂，特别是邻苯二甲酸二丁酯回收马来酸酐的改进方法。通过利用热空气的气提和吸收塔的侧线采出、冷却循环来降低吸收温度，提高马来酸酐吸收回收率、同时降低吸收剂中轻组分，例如乙酸、丙烯酸等的含量。但是其实施的方案过于复杂，其实施的措施对工艺的效果俱有内在的矛盾性。