一种丁烷和/或苯生产丁二酸的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种丁烷和/或苯生产丁二酸的方法和系统，该方法包括：(1)丁烷和/或苯与含氧气体在氧化反应单元内发生氧化反应，得到氧化反应产物；(2)氧化反应产物进入包括吸收塔和精馏塔的顺酐分离单元经过吸收

【技术实现步骤摘要】
一种丁烷和/或苯生产丁二酸的方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种丁烷和/或苯生产丁二酸的系统和方法。

技术介绍

[0002]丁二酸分子式为C4H6O4，分子量为118.09，可与碱反应，也可以发生酯化和还原等反应，受热脱水生成琥珀酸酐，可发生亲核取代反应，羟基被卤原子、胺基化合物、酰基等取代，是一种重要的精细化工产品和有机合成中间体。琥珀酸及其衍生物是有用的平台化学品，被广泛应用于聚合物、燃料添加剂、油墨、化妆品的制造，并且用作食品和药品中的添加剂。
[0003]丁二酸的生产方法主要有微生物发酵法、电化学合成法及顺酐催化加氢法。微生物发酵法制备丁二酸工艺繁琐，废水排放量大，生产分离成本高。电化学合成法制备丁二酸的转化率不高，耗电量大，电解槽维修困难，电极腐蚀严重，污水排放大，不利于大规模生产。催化加氢法是使顺丁烯二酸酐或顺丁烯二酸在催化剂作用下发生加氢反应，生成丁二酸。该方法生产丁二酸具有转化率高、产品纯度高、无明显副反应、环境友好等优点，是目前工业上应用最广泛的丁二酸合成方法。
[0004]国内顺酐的生产方法按原料路线可分为苯氧化法和正丁烷氧化法。随着顺酐生产大规模集约化的发展，顺酐后处理越来越倾向于采用溶剂吸收解吸的技术工艺，典型的溶剂吸收解吸工艺有亨斯曼工艺、Conser工艺以及ALMA工艺，前两者采用邻苯二甲酸二丁酯(DBP)作溶剂，后者采用六氢邻苯二甲酸二异丁酯(DIBE)作溶剂。无论何种工艺，经过吸收解吸后的粗顺酐，还需要经过多次精馏提纯，才可得到精顺酐产品，并且多个分离塔均是减压操作，设备投资大，工艺复杂，流程长。
[0005]对于有碳四资源或者苯资源的企业来说，从丁烷或者苯为原料生产丁二酸，亟待需要对工艺进行优化改进。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术问题，本专利技术提出一种由丁烷/苯为原料，全流程生产丁二酸的工艺和方法，该工艺和方法具有流程简单，投资省，适用性强，易于控制等特点。
[0007]根据本方面的第一方面，本专利技术提供一种丁烷和/或苯生产丁二酸的方法，该方法包括：
[0008](1)丁烷和/或苯与含氧气体在氧化反应单元内发生氧化反应，得到氧化反应产物；
[0009](2)氧化反应产物进入包括吸收塔和精馏塔的顺酐分离单元经过吸收
‑
精馏得到顺酐溶液；
[0010](3)顺酐溶液进入顺酐加氢反应单元进行加氢反应得到加氢产物；
[0011](4)加氢产物进入丁二酸酐分离单元，分离得到丁二酸酐和溶剂，可选地，分离得到的溶剂返回步骤(2)作为吸收剂循环使用；
[0012](5)丁二酸酐进入丁二酸酐水解单元进行水解、结晶，得到丁二酸产品。
[0013]根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供一种丁烷和/或苯生产丁二酸的系统，该系统包括：
[0014]沿物料流向，串联连接的：氧化反应单元、包括串联连通的吸收塔和精馏塔的顺酐分离单元、顺酐加氢反应单元、丁二酸酐分离单元、丁二酸酐水解单元；
[0015]其中，丁烷和/或苯与含氧气体在氧化反应单元内发生氧化反应，进入顺酐分离单元进行吸收
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精馏得到顺酐溶液；顺酐溶液进入顺酐加氢反应单元进行加氢反应得到加氢产物；加氢产物进入丁二酸酐分离单元，分离得到丁二酸酐和溶剂；丁二酸酐进入丁二酸酐水解单元进行水解、结晶，得到丁二酸产品。
[0016]本专利技术丁烷/苯与含氧气体如空气进入氧化反应单元；氧化反应产物进顺酐分离单元，经过吸收
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精馏得到顺酐溶液；顺酐溶液进入顺酐加氢反应单元；顺酐加氢产物经丁二酸酐分离单元，得到的产品有丁二酸酐和溶剂，溶剂返回顺酐分离单元循环使用；丁二酸酐进入水解
‑
结晶单元，得到丁二酸产品。采用本专利技术方法，顺酐分离单元较传统工艺流程简单，节省设备，投资省，同时丁二酸酐分离单元操作方便，易于控制，丁二酸产品质量稳定，品质高。
[0017]具体，本专利技术的方法具有以下优势：
[0018](1)本专利技术对于有丁烷或者苯资源的企业，提供了一种由丁烷/苯生产丁二酸的工艺。顺酐分离单元较传统工艺流程简单，节省设备，投资省。
[0019](2)本专利技术丁二酸酐分离单元操作方便，易于控制，使得丁二酸产品质量稳定，品质高。
[0020](3)采用本专利技术方法，顺酐分离单元所用溶剂，可以为本方法自产副产品，且溶剂循环使用，不用外购溶剂，投资省，工艺独立，实用性强。
[0021](4)本专利技术方法具有流程简单，投资省，适用性强，易于控制等特点。
[0022](5)采用本专利技术方法，顺酐分离单元无需采用真空操作，即节省了设备投资，又有利于节省能耗。
[0023](6)采用本专利技术方法，顺酐分离单元依据后续顺酐加氢反应所需要的溶液浓度或溶剂，随时调整吸收剂等操作条件即可满足，在工业上实现了全流程可控操作。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的一种实施方式的由丁烷/苯生产丁二酸的方法示意图。
[0025]图2是本专利技术的一种实施方式的由丁烷/苯生产丁二酸的方法示意图。
[0026]图3是根据本专利技术的一种优选实施方式的顺酐加氢反应单元的流程示意图。
[0027]图4是根据本专利技术的一种优选实施方式的顺酐加氢反应单元的流程示意图。
具体实施方式
[0028]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0029]下面结合具体附图及实施例对本专利技术进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本专利技术的进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，本领域技术人员根据本
技术实现思路
对本专利技术做出的一些非本质的改进和调整仍属本专利技术的保护范围。
[0030]本专利技术一种丁烷和/或苯生产丁二酸的方法，该方法包括：
[0031](1)丁烷和/或苯与含氧气体在氧化反应单元内发生氧化反应，得到氧化反应产物；
[0032](2)氧化反应产物进入包括吸收塔和精馏塔的顺酐分离单元经过吸收
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精馏得到顺酐溶液；
[0033](3)顺酐溶液进入顺酐加氢反应单元进行加氢反应得到加氢产物；
[0034](4)加氢产物进入丁二酸酐分离单元，分离得到丁二酸酐和溶剂，可选地，分离得到的溶剂返回步骤(2)作为吸收剂循环使用；
[0035](5)丁二酸酐进入丁二酸酐水解单元进行水解、结晶，得到丁二酸产品。
[0036]本专利技术对所述含氧气体无特殊要求，常用的用于氧化的含氧气体均可以用于本专利技术，例如为空气和/或氧气。
[0037]本专利技术具体包括以下步骤：
[0038](1)丁烷/苯与空气进入氧化反应单元；
[0039](2)氧化反应产物进顺酐分离单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丁烷和/或苯生产丁二酸的方法，其特征在于，该方法包括：(1)丁烷和/或苯与含氧气体在氧化反应单元内发生氧化反应，得到氧化反应产物；(2)氧化反应产物进入包括吸收塔和精馏塔的顺酐分离单元经过吸收
‑
精馏得到顺酐溶液；(3)顺酐溶液进入顺酐加氢反应单元进行加氢反应得到加氢产物；(4)加氢产物进入丁二酸酐分离单元，分离得到丁二酸酐和溶剂，可选地，分离得到的溶剂返回步骤(2)作为吸收剂循环使用；(5)丁二酸酐进入丁二酸酐水解单元进行水解、结晶，得到丁二酸产品。2.根据权利要求1所述的方法，其中，顺酐分离单元内：吸收塔操作条件包括：压力为0.0～1.0MPag，温度为40～120℃，理论塔板数5～50；吸收剂选自γ
‑
丁内酯、邻苯二甲酸二丁酯、六氢邻苯二甲酸二异丁酯、四氢呋喃、芳烃、乙酸乙酯、四碳二元酸酯、乙醇、异丙醇、己烷、环己烷、环氧丙烷、苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、酮和醚中的一种或者一种以上混合溶剂，更优选γ
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丁内酯和/或四氢呋喃；精馏塔操作条件包括：压力为0.0～1.0MPag，温度为40～150℃，理论塔板数5～100。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(2)中，吸收塔塔釜物料的部分冷却至30～80℃后，部分返回吸收塔，部分送往精馏塔；和/或吸收塔塔顶物料经换热器冷却至20～50℃，再经气液分离器，气相送往界区外，液相送往精馏塔。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的方法，其中，步骤(4)中，丁二酸酐分离单元包括：串联连接的脱轻塔，脱重塔，加氢产物进入脱轻塔，脱轻塔塔釜物料进入脱重塔，脱重塔塔顶采出溶剂，塔侧线采出丁二酸酐，塔釜采出重组分；优选地，所述丁二酸酐分离单元包括：串联连接的脱轻塔，脱重塔、溶剂回收塔，加氢产物进入脱轻塔，脱轻塔塔釜物料进入脱重塔，脱重塔塔釜采出重组分进入溶剂回收塔，溶剂回收塔塔顶采出丁二酸酐。5.根据权利要求4所述的方法，其中，脱轻塔操作条件包括：压力为0.5～20KPa，温度为30～150℃，理论塔板数10～80；和/或脱重塔操作条件包括：压力为0.5～20KPa，温度为30～150℃，理论塔板数10～80；和/或溶剂回收塔操作条件包括：压力为0.5～20KPa，温度为30～150℃，理论塔板数10～80。6.根据权利要求1
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5中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)所述加氢反应包括：I)顺酐溶液分为两股物料，其中，一股与经冷却或未冷却的部分二段加氢反应的液相物料混合后，从一段加氢反应器液相进料口进入一段加氢反应器与氢气接触进行加氢；II)一段加氢产物依次进行冷却降温，气液分离，气液分离的气相全部从二段加氢反应器气相进料口进入二段加氢反应器，气液分离的液相与另一股顺酐溶液混合后，从二段反应器液相进料口进入二段加氢反应器，将全部顺酐加氢反应转化为丁二酸酐；III)二段加氢产物进行气液分离得到气相和二段加氢反应的液相物料，部分二段加氢反应的液相物料返回步骤I)，可选地将所述二段加氢产物的气相部分或全部作为循环氢气使用；
IV)将剩余二段加氢反应的液相物料送往丁二酸酐分离单元。7.根据权利要求6所述的方法，其中，步骤I)的氢气原料为循环氢气与补充氢气的混合氢气原料；和/或步骤I)所述的二段加氢反应的液相物料为经过冷却的物料；更优选，步骤I)所述的二段加氢反应的液相物料为冷却至30～80℃，优选为冷却至40～60℃的物料。8.根据权利要求5
‑
7中任意一项所述的方法，其中，步骤II)中，二段加氢反应器的操作条件包括：温度为30
‑
100℃，优选为40
‑
80℃；和/或压力为0.1～10MPa，优选为0.5
‑
5MPa；和/或空速为0.1～5h
‑1；和/或步骤I)中，一股的占比为20
‑
60重量％，另一股的占比为40
‑
80重量％；和/或总氢气量与顺酐溶液中总顺酐的摩尔比为10～40；和/或一段加氢反应器的操作条件包括：温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国清，吴长江，李东风，过良，张利军，李琰，彭晖，罗淑娟，田峻，张东顺，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：