本发明专利技术涉及一种通过非均相催化气相氧化包含每分子具有至少4个碳原子的烃类的进料料流而制备马来酸酐的系统，所述系统包括：具有反应管管束的反应器，在所述管束中引入有在其上进行进料料流与含氧气体料流的放热反应的固态催化剂；以及一个或多个泵和一个或多个热交换器，其位于所述反应器外部并且借助其通过使盐熔体流过反应管之间的中间反应空间并吸收反应热而形成传热介质，其中所述盐熔体的温度为350-480°C，其特征在于所述反应管由包含至少0.5重量%铬或至少0.25重量%钼或至少0.5重量%铬和至少0.25重量%钼的耐热合金钢制成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产马来酸酐的管壳式反应器本专利技术涉及一种包括通过借助含氧气体在挥发性含磷化合物存在下在包含钒、磷和氧的催化剂上非均相催化气相氧化具有至少4个碳原子的烃类而制备马来酸酐(下文简称为MAn)的管壳式反应器的设备。MAn主要用于生产不饱和聚酯树脂，该树脂用作建筑和汽车工业中的复合材料。此夕卜，MAn为Y-丁内酯、四氢呋喃和1，4-丁二醇合成中的重要中间体，后者又用作溶剂或例如进一步加工而形成聚合物如聚四氢呋喃或聚乙烯基吡咯烷酮。通过借助氧在管壳式反应器中在固态催化剂上非均相催化气相氧化具有至少4个碳原子的烃类而制备Man是公知的且例如描述于Ullmann ' s Encyclopedia ofIndustrial Chemistry，第 6 版，1999 电子版，章“MALEIC ACID AND FUMARIC ACID-MaleicAnhydride”。苯或C4烃类如1，3- 丁二烯、正丁烯或正丁烷通常用于该目的。优选使用包含钒、磷和氧作为活性组成的固态催化剂。以未促进或促进形式使用包含钒、磷和氧的催化剂，在下文称为“VP0催化剂”。在该类VPO催化剂上烃类转化为Man以强放热方式进行。这些气相反应通常在390-500° C的反应温度下进行。可以以工业规模在其中实施这些强放热非均相催化气相反应的反应器例如描述于 EP I 882 518 A2。这些为管壳式反应器，其中填充有VPO催化剂的反应管垂直排列且传热介质绕着反应管外侧流动。为了控制强放热气相反应在反应管中的温度，使用例如包含液态盐熔体的传热介质。已发现具有优选低共熔组成的碱金属硝酸盐和碱金属亚硝酸盐，例如硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠的混合物特别有用。尽管在至多620° C的温度下使用该盐熔体是可行的，但是盐熔体的温度限制为约450-480° C。这考虑到盐混合物的热稳定性以及就使烃类气相氧化而生产MAn的反应条件而言的要求。由于在MAn生产方法中必须要求盐熔体温度范围为350-480° C的连续基础，用于构建管壳式反应器的材料及其必要的外部设备如热交换器和泵必须满足特定要求。用于制备MAn的管壳式反应器的反应管迄今为止由耐热非合金钢，即仅包含铁和碳以及此外来自钢生产方法中的常见携带元素，尤其是磷、硫和硅，但不含有意添加的合金元素的钢制成。根据EN 10216-2或EN 10217-2核准操作温度为至多480° C的耐热非合金钢St 35. 8或St 37. 8常用作用于制备MAn的管壳式反应器的反应管的材料。因此，这些材料应能在常用于MAn反应器中的盐熔体的约350-480° C，优选380-440° C，特别优选约390-430° C的温度下无问题使用而不使其机械性能变劣。然而，在其反应管由以上耐热非合金钢生产的MAn反应器的操作中，已观察到温度-和时间依赖性损害，这导致强度值， 尤其是蠕变强度显著劣化且不能归因于蠕变损害。根据以上描述，本专利技术目的是提供制备一种用于制备Man且包括管壳式反应器的设备，其不具有以上缺点且尤其显示出提高的蠕变强度。该目的通过一种通过气相氧化包含每分子具有至少4个碳原子的烃类的进料料流而制备MAn的设备实现，所述设备包括具有反应管管束的反应器，在所述管束中引入有用含氧气体料流在其上进行进料料流的放热反应的固态催化剂；以及一个或多个泵和一个或多个热交换器，其位于所述反应器外部并且借助其通过使盐熔体流过所述反应器中反应管之间的中间空间并吸收反应热而形成传热介质，其中所述盐熔体的温度为350-480° C，其中所述反应管由耐热合金钢制成，所述耐热合金钢包含至少O. 5重量％铬或至少O. 25重量％钥或至少O. 5重量％铬和至少O. 25重量％钥。对350-480° C的上述温度范围而言，已发现加入至少O. 5重量％比例，即O. 5重量％或更大比例的合金元素铬和/或加入至少O. 25重量％比例，即O. 25重量％或更大比例的合金元素钥能够避免在机械性能，尤其是蠕变强度中观察到显著的时间-和温度依赖性劣化。 如果反应管由包含至少O. 5重量％铬和/或至少O. 25重量％钥的耐热合金钢制成，则尤其可保证该设备具备通常而言足够的蠕变强度，只要与由优选包含碱金属硝酸盐和碱金属亚硝酸盐的盐熔体形成的传热介质接触的所述设备的其他组件，尤其是其中固定有，尤其是焊接有催化剂的管的管板和位于反应器外部的一个或多个热交换器由包含至少O. 25重量％钥的耐热钢制成。用于此目的的合适材料例如为材料16Mo3。在优选实施方案中，除了反应管外，与由盐熔体形成的传热介质接触的设备的所有其他组件也由包含至少O. 5重量％铬或至少O. 25重量％钥或至少O. 5重量％铬和至少O.25重量％钥的耐热合金钢制成。流过反应器中反应管之间的中间空间并吸收反应热的盐熔体温度为350-480° C，优选 380-440° C，特别优选 390-430° C。引入反应管并在其上通过与含氧气体料流反应进行包含每分子具有至少4个碳原子的烃类的进料料流的非均相催化气相氧化的固态催化剂优选包含钒、磷和氧作为活性组成(称为VPO催化剂)。如果使用VPO催化剂，则进料料流通常包含挥发性含磷化合物。作为传热介质通过反应器中反应管之间的中间空间的盐熔体，优选使用包含碱金属硝酸盐和碱金属亚硝酸盐的盐熔体。特别优选使用具有低共熔组成，即例如包含53重量％硝酸钾、40重量％亚硝酸钠和此外7重量％硝酸钠的盐熔体。不含爆破盘的抗压力脉冲反应器尤其也可以用于本专利技术设备中。尽管破坏机理的详情未知，但发现使用必须包含至少O. 5重量％铬或至少O. 25重量％钥或至少O. 5重量％铬和至少O. 25重量％钥的耐热合金钢能够避免在反应管的机械性能中观察到的显著劣化，该劣化导致必须过早替换用于MAn生产的管壳式反应器。本专利技术就制备MAn的设备的具体构造而言并无限制。可适用于所有MAn装置，其中在具有反应管管束的管壳式反应器中制备MAn，其中将固态催化剂，优选VPO催化剂引入反应管并将包含每分子具有至少4个碳原子的烃类和优选挥发性含磷化合物的进料料流以及包含分子氧的气体料流相对于盐熔体流动方向并流或对流通过催化剂。使由盐熔体形成的传热介质通过壳内的空间，即反应管之间的中间空间以除去强放热反应的反应热。已发现在此处碱金属硝酸盐和碱金属亚硝酸盐的混合物特别有用。盐熔体借助一个或多个泵传输通过管壳式反应器的壳内空间并通过一个或多个外部热交换器，尤其是盐浴冷却器、蒸汽过热器和电加热器。在本专利技术的设备中，优选与盐熔体接触的该设备的所有组件，尤其是反应管、反应器壳、其中焊接有反应管的管板以及一个或多个传输盐熔体的泵和一个或多个位于反应器外部且其中通有盐熔体的热交换器，尤其是盐浴冷却器、蒸汽过热器和电加热器，均由包含至少O. 5重量％铬或至少O. 25重量％钥或至少O. 5重量％铬和至少O. 25重量％钥的材料制成。优选使用除至少O. 5重量％铬或至少O. 25重量％钥或至少O. 5重量％铬和至少0.25重量％钥以外还包含一种或多种其他合金元素钛、铌和钒的耐热合金钢。这些例如优选为对应于由耐热钢制成的焊接管的标准EN 10217-2或由耐热钢制成的无缝管的EN 10216-2的材料且由材料缩写16Mo3、13本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·奥尔贝特，HJ·巴斯勒，M·施塔因尼格，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：
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