丁二酸酐、γ-丁内酯、1,4-丁二醇和四氢呋喃的联产系统技术方案

本实用新型专利技术提供了丁二酸酐、γ

【技术实现步骤摘要】
丁二酸酐、
γ
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丁内酯、1,4
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丁二醇和四氢呋喃的联产系统


[0001]本技术属于化工合成领域，尤其是涉及丁二酸酐、γ
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丁内酯、1,4
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丁二醇和四氢呋喃的联产系统。

技术介绍

[0002]1,4
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丁二醇(简称BDO)、丁二酸酐(简称SAN)、四氢呋喃(简称THF)和γ
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丁内酯(简称GBL)均是十分重要的有机化工和精细化工原料。其中BDO可用作多种工艺过程的溶剂、增塑剂、润滑剂、增湿剂、柔软剂、胶黏剂和电镀工业的光亮剂，也可生成多种高附加值衍生物如THF、PTMEG、GBL，广泛应用于氨纶、聚氨酯、制药、化妆品等领域；SAN是一种重要的化工中间体，是GB2760
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90规定的食品加工助剂，医药、农药、酯类和树脂的合成；THF是一种性能优良的溶剂，广泛用作表面涂料、防腐涂料、印刷油墨、磁带和薄膜涂料的溶剂，同时自身可缩聚成的聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)，是合成高弹性氨纶(莱卡纤维)、聚醚弹性体及热塑性聚氨酯的原料，氨纶主要用于生产高级运动服、游泳衣等高弹性针织品；GBL用作一种芳香物、去污剂、氰基丙烯酸酯去除剂、除漆剂以及一些液体铝电解电容器的溶剂。另外，由BDO和SAN或丁二酸聚合得到的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种可生物降解的材料，随着可降解塑料的强势兴起，受到人们的密切关注。
[0003]目前，BDO的主要的生产方法有：
①
炔醛法、
②
顺酐加氢法、
③
丁二烯法、
④
环氧丙烷法。目前国内BDO生产企业基本采用炔醛法和顺酐法。炔醛法是以乙炔和甲醛反应制成1,4
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丁炔二醇，继续进一步催化加氢生成1,4
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丁二醇，经离子交换树脂除去金属离子后，再经蒸馏提纯得纯品。由于炔醛法中的乙炔来源于价格低廉的电石，造成炔醛法BDO的生产成本较低，严重紧压了顺酐法BDO装置的利润，造成顺酐法BDO装置无法开车，因而目前我国的BDO基本均采用炔醛法生产。不过，炔醛法BDO生产工艺的最大缺陷便是严重的环保问题，用于制乙炔的电石使用后会产生数量十分庞大的电石渣，这对于工厂周边的环境影响是毁灭性的，因而我们的炔醛法装置基本都在西北部人口稀疏的地方。随着中国限制高能耗、高污染行业发展和节能减排政策的大力实施，未来炔醛法BDO装置再继续上马的可能性将大幅下降；而顺酐法因投资低、产品质量好、三废排放少等优点，将会得到快速发展。
[0004]顺酐加氢生产工艺包括顺酐直接加氢和顺酐酯化加氢两种工艺，其中顺酐直接加氢技术于20世纪70年代初首先由日本三菱油化和三菱化成开发成功。该工艺分为两步进行，第一步加氢采用雷铌镍催化剂，反应原料为顺酐，反应条件为210～280℃,6～12MPa，主要生成丁二酸酐，第二步是将丁二酸酐进一步加氢为1,4
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丁二醇，反应条件为250℃,10MPa,反应停留时间为6h,顺酐的转化率可达到100％,选择性在98％以上，除1,4
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丁二醇外，主要副产物为四氢呋喃、r
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丁内酯。
[0005]这种技术的特点是可以根据工艺条件不同，改变产品的组成，可同时生产四氢呋喃、r
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丁内酯和1,4
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丁二醇，主要缺点是反应条件苛刻，需要较高的操作压力的大量氢气循环。
[0006]20世纪80年代初，英国Dawy公司开发成功顺酐经乙酯化加氢制1,4
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丁二醇技术，
其工艺条件远较顺酐直接加氢温和，也可以同时联产1,4
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丁二醇、四氢呋喃和y丁内酯。专利US4795824、US4584419、US4751334、CN103360209A均为顺酐酯化加氢制1，4
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丁二醇工艺。
[0007]工业生产装置采用的是顺酐甲酯化路线，要优于乙酯法。新技术具有产品纯度高，反应条件温和的优点，但由于引入了酯化步骤，工艺流程更长，投资更大，引入的甲醇与反应主要副产物四氢呋喃共沸，因而分离能耗更高，这使得顺酐酯化加氢工艺能耗较高，在国内较长时间内无法与炔醛法竞争，造成国内的顺酐酯化加氢制BDO装置长时间关停。
[0008]随之顺酐生产原料从苯往更加廉价的正丁烷转变，加之工艺的优化，顺酐成本进一步降低，使顺酐为原料的BDO生产工艺更具可行性和经济性。
[0009]目前，顺酐加氢生产SAN的主要的生产方法由于反应引入溶剂和副产物，反应粗产品中除了丁二酸酐和溶剂之外，还含有酸、醇类等及其它少量副产物，此外现有技术采用精馏方式对顺酐加氢粗产品进行分离提纯，要得到高纯度产品，分离温度高、易发生副反应、能耗高，大大增加了生产成本。

技术实现思路

[0010]有鉴于此，本技术旨在提出丁二酸酐、γ
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丁内酯、1,4
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丁二醇和四氢呋喃的联产系统，以通过两步直接加氢，联产SAN、BDO、THF、GBL，采用结晶分离法和精馏法分离反应产物。
[0011]为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：
[0012]丁二酸酐、γ
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丁内酯、1,4
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丁二醇和四氢呋喃的联产系统，包括一级加氢反应单元、结晶单元、二级加氢反应单元及精制单元，所述一级加氢反应单元用于顺酐与氢气加氢反应并得到粗丁二酸酐产品，所述结晶单元用于粗丁二酸酐产品和溶剂的分离，得到高纯度的丁二酸酐产品和丁二酸酐的结晶母液作为二级加氢反应的原料，所述二级加氢反应单元用于丁二酸酐与氢气进一步加氢反应并得到粗产物(根据生产需求，生产THF、GBL、BDO),所述精制单元用于反应粗产品的分离，得到合格的产品，
[0013]所述一级加氢反应单元包括一级加氢反应器及分液罐，顺酐、溶剂通过一级加氢反应器的液相进料口进入一级加氢反应器，氢气通过一级加氢反应器的气相进料口进入一级加氢反应器，所述一级加氢反应器的塔顶出料口与分液罐的进料口连通，
[0014]所述结晶单元包括结晶器及离心机，结晶器的进料口与分液罐的液相出料口连通，结晶器的底部出料口与离心机的进料口连通，随着结晶器内温度的降低和溶液浓度的提高，丁二酸酐晶体不断析出沉降，其母液通过结晶器侧壁母液循环口，经换热器加热后循环返回结晶器闪蒸结晶，其中，根据生产需求，结晶可为一级结晶或多级结晶，
[0015]所述二级加氢反应单元包括二级加氢反应器及气液分离罐，所述二级加氢反应器的进料口与离心机的液相出料口连通，离心机离心得到的结晶母液与溶剂和氢气通过混合器充分混合后进入二级加氢反应器，在二级加氢反应器进行二级加氢反应，二级加氢反应器的底部出料口与气液分离罐的进料口连通，反应产物、副产物、溶剂和未反应的氢气从二级加氢反应器底部出料口排出进入气液分离罐，分液后的气相通过气液分离罐顶部的气相出料口返回到二级加氢反应器循环利用，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.丁二酸酐、γ
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丁内酯、1,4
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丁二醇和四氢呋喃的联产系统，其特征在于：包括一级加氢反应单元、结晶单元、二级加氢反应单元及精制单元，所述一级加氢反应单元包括一级加氢反应器及分液罐，所述一级加氢反应器的塔顶出料口与分液罐的进料口连通，所述结晶单元包括结晶器及离心机，结晶器的进料口与分液罐的液相出料口连通，结晶器的底部出料口与离心机的进料口连通，所述二级加氢反应单元包括二级加氢反应器及气液分离罐，所述二级加氢反应器的进料口与离心机的液相出料口连通，二级加氢反应器的底部出料口与气液分离罐的进料口连通，所述精制单元包括粗分塔、THF塔、脱轻塔、脱重塔及产品塔，所述粗分塔的进料口与气液分离罐的液相出料口连通，粗分塔的顶部出料口与THF塔的进料口连通，粗分塔的底部出料口与脱轻塔的进料口连通，脱轻塔的塔釜出料口与脱重塔的进料口连通，脱重塔的侧线出料口与产品塔的进料口连通。2.根据权利要求1所述的联产系统，其特征在于：所述分液罐的气相出料口与一级加氢反应器的气相进料口连通，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春生，杜洋，王微，张明，司涛，刘美苓，
申请(专利权)人：山东海成石化工程设计有限公司，
类型：新型
国别省市：