順酐全稱為順丁烯二酸酐、馬來酸酐。其室溫下表現(xiàn)為針狀白色晶體,有明顯刺激性氣味,具有易燃、易溶于水、易升華等特點(diǎn),是一種非常重要的精細(xì)化工品和有機(jī)化工原料。經(jīng)過多年發(fā)展,順酐應(yīng)用領(lǐng)域逐漸拓寬,多用于生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂(UPR),也是生產(chǎn)造紙助劑、酒石酸、油墨助劑、醫(yī)藥、涂料、潤滑油添加劑等產(chǎn)品的核心化學(xué)原料。
常用生產(chǎn)工藝
現(xiàn)階段,我國順酐的生產(chǎn)工藝大致可分為正丁烷氧化法、苯酐復(fù)產(chǎn)法、C4烯烴法、苯氧化法等。其中,正丁烷氧化法和苯氧化法是應(yīng)用最廣泛的順酐生產(chǎn)方法。苯氧化法是最早的順酐生產(chǎn)工藝,這種方法生產(chǎn)技術(shù)較成熟,可選催化劑的種類較多,但具有高成本、高污染等缺點(diǎn)。隨著我國環(huán)保要求逐漸嚴(yán)格,以及新興正丁烷氧化法技術(shù)逐漸成熟,具有性價比高、綠色環(huán)保等優(yōu)勢,正丁烷氧化法逐漸取代了苯氧化法。目前,正丁烷氧化法在我國整體順酐產(chǎn)能中的占比已經(jīng)達(dá)到90%。
各工藝特點(diǎn)
苯氧化法:苯蒸氣和空氣(或氧氣)在以V205-Mn03等為活性組分,A1203為載體的催化劑上發(fā)生氣相氧化反應(yīng)生成順酐。苯氧化法自1933年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化到20世紀(jì)末,一直是順酐的主要生產(chǎn)方法,工藝技術(shù)成熟可靠,主要技術(shù)專利商有美國SD、Alusuisle/UCB(現(xiàn)Lonza/UCB)和日本企業(yè)。其中以SD法應(yīng)用最為普及。
C4烯烴法:C4烯烴法是以混合C4餾分中的有效成分正丁烯、丁二烯等為原料,和空氣(或氧氣),在V205-P203系催化劑作用下經(jīng)氣相氧化反應(yīng)生成順酐,其中正丁烯在反應(yīng)過程中先脫氫生成丁二烯,再氧化生成順酐。在反應(yīng)過程中,除生成主產(chǎn)物外,還副產(chǎn)生成一氧化碳、二氧化碳和水以及少量的乙醛、乙酸、丙烯醛和呋喃等。由于脫氫屬于吸熱反應(yīng),而且副產(chǎn)物較多,采用混合C4烯烴氧化制順酐的企業(yè)很少。
苯酐復(fù)產(chǎn)法:在由鄰二甲苯生產(chǎn)苯酐時,可以副產(chǎn)得到一定數(shù)量的順酐產(chǎn)品,其產(chǎn)量約為苯酐產(chǎn)量的5%。在苯酐生產(chǎn)中,反應(yīng)尾氣經(jīng)洗滌塔除去有機(jī)物后排放到大氣中,洗滌液為順酐和少量的苯甲酸、苯二甲酸等雜質(zhì),經(jīng)濃縮精制和加熱脫水后得到順酐產(chǎn)品。
正丁烷氧化法:正丁烷在V系催化劑上選擇氧化生成順酐,其氧化反應(yīng)器有固定床和流化床,順酐回收工藝有水吸收法和溶劑吸收法。正于烷氧化法由于原料價廉、對環(huán)境污染小以及歐美等國家正丁烷資源豐富等原因而得到迅速的發(fā)展,代表了順酐生產(chǎn)工藝的發(fā)展趨勢。