采用悬浮床-固定床串联加氢的琥珀酸酐生产方法技术

本发明专利技术属琥珀酸酐生产领域，尤其涉及一种采用悬浮床

【技术实现步骤摘要】
采用悬浮床
‑
固定床串联加氢的琥珀酸酐生产方法


[0001]本专利技术属琥珀酸酐生产领域，尤其涉及一种采用悬浮床
‑
固定床串联加氢的琥珀酸酐生产方法。

技术介绍

[0002]琥珀酸酐是一种重要的精细化工原料，在塑料、农药、医药、涂料、食品添加剂等工业领域具有广泛的用途。顺酐液相加氢是工业生产琥珀酸酐的主要方法，顺酐是一种重要的有机合成中间体，容易购买，价格便宜，在较为缓和的工艺条件下加氢可生成琥珀酸酐，副产γ
‑
丁内脂。
[0003]CN107253938A公开了一种顺酐直接加氢制备高纯度琥珀酸酐的生产工艺，该工艺采用四段加氢反应器，反应产物经过三塔分离得到纯度为99.86%的琥珀酸酐。为提高顺酐转换率，氢/酐摩尔比控制在800:1～1000:1；为控制反应温度，设置了反应器物料外循环。但较大的氢/酐比，制约了装置处理量；较大的物料循环比降低了顺酐的转化率。
[0004]CN107253938A公开了一种顺酐直接加氢制备高纯度琥珀酸酐的生产工艺，该工艺采用列管与固定床串联结构，反应产物经过三塔分离得到纯度为99.9%的琥珀酸酐。为控制反应温度，采用了固定床列管式反应器，反应过程按照体积比3:1～30:1的比例注入溶剂。但顺酐加氢为强放热反应，列管式反应器内放热速率大于移热速率，不能完全消除内部“热点”问题；此外溶剂在分离单元需要依次被气化、冷凝后再返回反应单元，装置运行能耗高。
[0005]因此，如何精确控制顺酐加氢的反应温度，提高反应过程转化率与选择性，同时降低分离单元操作能耗与设备投资，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]针对目前顺酐液相加氢生产琥珀酸酐工艺技术的不足，本专利技术公开了一种采用悬浮床
‑
固定床串联加氢的琥珀酸酐生产工艺，该方法充分利用了悬浮床反应器传热传质效率高、温度浓度分布均匀的优势，串联的固定床反应器又弥补了悬浮床转化率低的缺陷，此外将热泵技术引入到分离工段中，可显著降低操作能耗，并可获得高纯度的琥珀酸酐产品。本专利技术在降低设备投资、减小操作能耗的同时，优化产物分布，可实现高效低碳的连续化生产。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：采用悬浮床
‑
固定床串联加氢的琥珀酸酐生产方法，包括顺酐加氢反应工段与琥珀酸酐精制分离工段；顺酐加氢反应工段中顺酐与氢气依次在悬浮床反应器与固定床反应器中完成加氢反应，反应产物经过闪蒸，气相物流与新氢混合返回悬浮床反应器，液相物流送至琥珀酸酐精制分离工段；琥珀酸酐精制分离工段中反应产物依次经过脱轻塔、丁内酯塔、脱重塔，脱轻塔馏出液四氢呋喃送至火炬，丁内酯塔馏出液γ
‑
丁内脂分两路，一路作为循环溶剂返回原料缓
冲罐，另一路作为副产物送至罐区，脱重塔馏出液琥珀酸酐送至罐区，脱重塔釜液重组分送至废液罐。
[0008]进一步地，本专利技术所述悬浮床反应器由下至上划分为反应区Ⅰ、液固分离区Ⅱ及气液分离区Ⅲ；反应区Ⅰ位于反应器下方，在反应区底部设置卸料口；卸料口上方设置气体分布器，气体分布器与气相入口接管相连接；气体分布器上方设置液体分布器，液体分布器与液相入口接管相连接；液固分离区Ⅱ位于反应区Ⅰ之上，通过变径段与反应区Ⅰ连接；在液固分离区Ⅱ侧壁设置催化剂加料口；在液固分离区Ⅱ操作液面之下设置环状径向过滤器，环状径向过滤器与液相出口接管相连接；气液分离区Ⅲ位于液固分离区Ⅱ之上，通过法兰与液固分离区Ⅱ连接；法兰上方设置破沫网；气液分离区Ⅲ封头上设置旋流气液分离器，旋流分离器入口连接气相导管，与悬浮床反应器气相空间相通，上方出口与气相出口接管相连接，下方出口穿过破沫网，伸入液固分离区Ⅱ液面之下。
[0009]进一步地，本专利技术所述液体分布器上方设置导流筒。
[0010]进一步地，本专利技术所述悬浮床反应器液相出口物流分两路，一路经过外取热器后与来自原料缓冲罐的物流混合送至悬浮床反应器，实现外循环取热；另一路送至固定床反应器，完成二次加氢反应。
[0011]进一步地，本专利技术所述悬浮床反应器选用镍系催化剂；所述固定床反应器选用镍系催化剂。
[0012]进一步地，本专利技术所述悬浮床反应器中γ
‑
丁内脂与顺酐的体积比为5～9:1，进料温度为55～90℃，氢气与顺酐摩尔比为3～7:1，反应压力为0.5～3.5MPa，顺酐空速0.02～0.2 min
‑1，外取热循环比0.2～12；所述固定床反应器中反应温度为55～90℃，反应压力为0.5～3.5MPa，液相物料停留时间为5～50min。
[0013]进一步地，本专利技术所述脱轻塔塔顶温度为110～135℃，塔顶压力为5～50kPa；丁内酯塔塔顶温度为103～130℃，塔顶压力为5～50kPa；脱重塔塔顶温度为150～175℃，塔顶压力为5～50kPa。
[0014]进一步地，本专利技术所述丁内酯塔与脱轻塔采用联合热泵精馏方法，使用脱盐水作为热媒；来自丁内酯塔顶冷凝器的脱盐水蒸汽经过压缩机三段升温升压，二段压缩机出口脱盐水蒸汽分两路，一路送至三段压缩继续升压，另一路送至脱轻塔再沸器；三段压缩机出口脱盐水蒸汽送至丁内酯塔塔釜再沸器作为热源，再沸器内被液化的脱盐水经过膨胀节流阀降温降压，并取走多余热量返回塔顶冷凝器；二段压缩机出口脱盐水蒸汽送至脱轻塔塔釜再沸器作为热源，再沸器内被液化的脱盐水经过膨胀节流阀降温降压，与丁内酯塔脱盐水汇合实现闭路循环。
[0015]进一步地，本专利技术脱盐水循环量2～6t/t顺酐；压缩机入口脱盐水温度102～112℃，压力120～135kPa；二段出口脱盐水蒸汽温度300～330℃，压力700～850kPa；三段出口脱盐水蒸汽温度300～330℃，压力1400～1700kPa。
[0016]本专利技术采用悬浮床
‑
固定床串联加氢的琥珀酸酐生产工艺，包括如下内容：以顺酐为原料，在镍系催化剂作用下，加氢反应得琥珀酸酐；加氢反应采用悬浮床
‑
固定床串联的
反应器型式。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点。
[0018]（1）悬浮床反应器温度浓度分布均匀，消除了传统反应器“热点”问题，提高了目的产品琥珀酸酐的选择性；（2）固定床反应器内反应物浓度低，放热量小，弥补了悬浮床反应器返混大，转化率低的缺陷，确保顺酐转化率接近100%。
[0019]（3）悬浮床反应器设置外取热器，传热效率高，降低了溶剂比（γ
‑
丁内脂用量）。
[0020]（4）塔丁内酯与脱轻塔采用联合热泵精馏技术，大幅度减少蒸汽与循环水用量，显著降低能耗同时解决了冷凝水排放过多与凉水塔负荷过大的问题。
[0021]（5）采用单台氢气压缩机实现新氢与循环气的升压，降低设备投资。
附图说明
[0022]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。本专利技术的保护范围不仅局限于下列内容的表述。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用悬浮床
‑
固定床串联加氢的琥珀酸酐生产方法，其特征在于：包括顺酐加氢反应工段与琥珀酸酐精制分离工段；顺酐加氢反应工段中顺酐与氢气依次在悬浮床反应器与固定床反应器中完成加氢反应，反应产物经过闪蒸，气相物流与新氢混合返回悬浮床反应器，液相物流送至琥珀酸酐精制分离工段；琥珀酸酐精制分离工段中反应产物依次经过脱轻塔、丁内酯塔、脱重塔，脱轻塔馏出液四氢呋喃送至火炬，丁内酯塔馏出液γ
‑
丁内脂分两路，一路作为循环溶剂返回原料缓冲罐，另一路作为副产物送至罐区，脱重塔馏出液琥珀酸酐送至罐区，脱重塔釜液重组分送至废液罐。2.根据权利要求1所述采用悬浮床
‑
固定床串联加氢的琥珀酸酐生产方法，其特征在于：所述悬浮床反应器由下至上划分为反应区Ⅰ、液固分离区Ⅱ及气液分离区Ⅲ；反应区Ⅰ位于反应器下方，在反应区底部设置卸料口（1）；卸料口（1）上方设置气体分布器（14），气体分布器（14）与气相入口接管（15）相连接；气体分布器（14）上方设置液体分布器（3），液体分布器（3）与液相入口接管（2）相连接；液固分离区Ⅱ位于反应区Ⅰ之上，通过变径段（13）与反应区Ⅰ连接；在液固分离区Ⅱ侧壁设置催化剂加料口（12）；在液固分离区Ⅱ操作液面之下设置环状径向过滤器（5），环状径向过滤器（5）与液相出口接管（6）相连接；气液分离区Ⅲ位于液固分离区Ⅱ之上，通过法兰（7）与液固分离区Ⅱ连接；法兰上方设置破沫网（8）；气液分离区Ⅲ封头上设置旋流气液分离器（11），旋流分离器（11）入口连接气相导管（9），与悬浮床反应器气相空间相通，上方出口与气相出口接管（10）相连接，下方出口穿过破沫网（8），伸入液固分离区Ⅱ液面之下。3.根据权利要求2所述采用悬浮床
‑
固定床串联加氢的琥珀酸酐生产方法，其特征在于：所述液体分布器（3）上方设置导流筒（4）。4.根据权利要求3所述采用悬浮床
‑
固定床串联加氢的琥珀酸酐生产方法，其特征在于：所述悬浮床反应器液相出口物流分两路，一路经过外取热器后与来自原料缓冲罐的物流混合送至悬浮床反应器，实现外循环取热；另一路送至固定床反应器，完...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丕志，佟柏江，梁建国，龙文宇，丛玉凤，姚光明，王顺，李治，
申请(专利权)人：辽宁长伯新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：