影響苯酐生產(chǎn)的因素及對策分析

趙廣學(xué) 田衛(wèi)波

摘要：根據(jù)苯酐物理特性，苯酐在生產(chǎn)過程中受到其特性影響，制約其在生產(chǎn)中的穩(wěn)定，通過分析影響因素，并找到實(shí)施對策，進(jìn)行工藝優(yōu)化改進(jìn)，有利于提高苯酐運(yùn)行周期，提高生產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：苯酐；生產(chǎn)；影響因素；對策；優(yōu)化

1 緒論

工業(yè)中鄰苯二甲酸酐簡稱為苯酐，它的主要作用是：生產(chǎn)PVC增塑劑、醇酸樹脂以及染料、不飽和聚酯、油漆、農(nóng)藥和醫(yī)藥等，是一種非常重要的有機(jī)化工原料。

2 生產(chǎn)苯酐工藝流程

將來自原料萘、鄰二甲苯罐區(qū)的萘和鄰二甲苯與加熱后的空氣混合，在催化劑的作用下反應(yīng)生成鄰苯二甲酸酐，副反應(yīng)生成物有：順酐、檸糠酸、萘醌、苯甲酸等副產(chǎn)物。部分萘過氧化生成二氧化碳、一氧化碳。萘氧化反應(yīng)時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)。反應(yīng)氣經(jīng)切換冷凝器冷凝后，尾氣進(jìn)入蓄熱氧化后，經(jīng)燃燒脫硫后尾氣直接由高空排入大氣，硫銨洗滌液進(jìn)一步進(jìn)行處理；切換冷凝器中的粗苯酐被熔化并排入粗苯酐罐，由泵打入精制工序進(jìn)行進(jìn)一步精制分離。在輕組分塔內(nèi)將輕組分進(jìn)行分離采出，產(chǎn)品塔內(nèi)通過底部排渣將重組份排出。輕重組分根據(jù)生產(chǎn)工藝需求進(jìn)行進(jìn)一步精制分離。

3 影響苯酐生產(chǎn)因素

3.1 空氣流速和萘空比

進(jìn)入反應(yīng)器的空氣流速和在反應(yīng)器內(nèi)留時(shí)間成反比作用，空速越高，停留時(shí)間越短，空速越低，停留時(shí)間就會(huì)相對較長。因此降低空速和增加停留時(shí)間，苯酐產(chǎn)率也將相應(yīng)增加。但在某個(gè)最高點(diǎn)位置上，收率是最高點(diǎn)，隨之將會(huì)逐漸降低。要想在低空時(shí)獲得質(zhì)量較好的苯酐產(chǎn)品，就要將熱點(diǎn)進(jìn)行下移，增加苯酐反應(yīng)時(shí)間。因此熱點(diǎn)的下移是代表催化劑反應(yīng)的好壞，為了提高產(chǎn)率，不能盲目的提高鹽溫和熱點(diǎn)。

3.2 原料工業(yè)萘純度的影響

原料純度低是將直接影響到產(chǎn)品質(zhì)度和產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，工業(yè)萘中各個(gè)指標(biāo)的不合格，會(huì)在反應(yīng)物中呈現(xiàn)不同成分的產(chǎn)物，因此對于原料的控制是至關(guān)重要的。不合格原料的存在不但會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，還會(huì)造成裝置的不穩(wěn)定運(yùn)行，比如水份含量過高，會(huì)造成進(jìn)料泵氣蝕現(xiàn)象，造成裝置負(fù)荷的降低，甚至?xí)＼嚒τ陔s質(zhì)的存在，會(huì)對后續(xù)工藝帶來影響，造成管線容易堵塞。硫含量過高，會(huì)早成管道的腐蝕和結(jié)料。

3.3 催化劑熱點(diǎn)溫度分布及最佳熔鹽溫度的選擇

催化劑床層熱點(diǎn)溫度的分布主要是隨著催化劑床層的深度而增大到最高熱點(diǎn)溫度后，即迅速下降至接近熔鹽溫度。較高比例的萘和空氣混合比以及較低反應(yīng)器的內(nèi)流速，將使熱點(diǎn)溫度上升，其結(jié)果會(huì)使催化劑產(chǎn)生燒結(jié)現(xiàn)象，催化劑在長期高溫下操作，催化劑活化性和選擇性會(huì)大幅度降低。

3.4 原料純度的高低 熔鹽溫度以及最佳鹽溫選擇

鹽溫的大小是影響苯酐產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)率的重要因素，合適的控制鹽溫，可避免過氧化反應(yīng)的發(fā)生，減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生，一般情況下經(jīng)過反應(yīng)器后苯酐氣體中的苯酞含量為0.1%02%，若超過0.2%，將會(huì)造成精制蒸餾操作困難，苯酐的質(zhì)量會(huì)受到嚴(yán)重影響，操作相當(dāng)麻煩。控制最佳的鹽溫選擇，是在開車后，由苯酐產(chǎn)率和反應(yīng)物的分析結(jié)果相結(jié)合，來確定最佳熔鹽溫度控制值。

在實(shí)際生產(chǎn)中，隨著熔鹽溫度降低，催化劑各點(diǎn)熱點(diǎn)溫度也會(huì)隨之往下移動(dòng)，最終使粗苯酐的質(zhì)量受到不同程度的影響。因此，在操作調(diào)節(jié)上，鹽溫的調(diào)節(jié)需要緩慢，而且需要等待一段時(shí)間，待溫度穩(wěn)定后，在進(jìn)行二次調(diào)節(jié)，避免大幅度的調(diào)整，造成熔鹽溫度忽高忽低，最后產(chǎn)品質(zhì)量隨之不穩(wěn)定，而且需要多次調(diào)整才能保證質(zhì)量穩(wěn)定。

3.5 進(jìn)料負(fù)荷大小與影響

進(jìn)料負(fù)荷的大小，和催化劑熱點(diǎn)溫度的高低有直接的關(guān)系和影響，如果提高進(jìn)料負(fù)荷，那么催化劑的使用負(fù)荷就會(huì)增加，熱點(diǎn)溫度也會(huì)隨之上升，過高的負(fù)荷帶來的影響和控制過高熔鹽溫度造成的影響是一樣的。進(jìn)料負(fù)荷降低，熱點(diǎn)溫度也會(huì)降低，隨著進(jìn)料負(fù)荷提高，熱點(diǎn)溫度會(huì)逐漸增加，因此催化劑負(fù)荷過低造成的影響和減小空速相對比，是相同的后果。如果在裝置生產(chǎn)過程中，萘進(jìn)料負(fù)荷過低，就會(huì)造成裝置運(yùn)行成本的增加，產(chǎn)生的效益就會(huì)減少。同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)受到影響。因此每次調(diào)整進(jìn)料負(fù)荷時(shí)幅度一定要小，間隔時(shí)間要長，等調(diào)節(jié)后的數(shù)值穩(wěn)定后，再進(jìn)行下一步的調(diào)整。

3.6 預(yù)處理效果

在粗苯酐進(jìn)行預(yù)處理槽后，為了聚合重組份需要添加氫氧化鉀或氫氧化鈉進(jìn)行處理，添加藥品的數(shù)量必須嚴(yán)格要求，根據(jù)自身需求進(jìn)行測試，一般為進(jìn)料量的0.025%0.035%。預(yù)處理停留時(shí)間的控制液位一個(gè)非常重要的因素，為了保證停留時(shí)間，可在三個(gè)處理槽的基礎(chǔ)上增加一個(gè)處理槽來增加停留時(shí)間。預(yù)處理溫度的控制也是很重要，一般控制在270℃280℃。

3.7 精餾處理

精制處理過程中要去除反應(yīng)中順酐、苯甲酸、檸槺酐等輕組分及苯酞、聚合物等重組份，輕組分塔主要去除輕組分，采出量少輕組分會(huì)進(jìn)入產(chǎn)品塔，則影響產(chǎn)品純度、熱穩(wěn)定性，同時(shí)苯甲酸會(huì)造成塔體和管道的腐蝕，所以輕組分的采出量至關(guān)重要。

4 生產(chǎn)對策

首先采用高純度的鄰二甲苯或工業(yè)萘作為生產(chǎn)苯酐的必要條件。這樣能充分發(fā)揮催化劑的選擇性，減少副產(chǎn)物的，同時(shí)減少設(shè)備的堵塞，利用延長生產(chǎn)周期。

其次控制好各個(gè)環(huán)節(jié)溫度，熱點(diǎn)溫度必須控制在催化劑要求范圍，溫度過高會(huì)發(fā)生過氧化反應(yīng)，熱點(diǎn)下移會(huì)造成亞氧化反應(yīng)，同時(shí)兩者都會(huì)增加副產(chǎn)物產(chǎn)生，降低產(chǎn)品質(zhì)量。切冷尾氣溫度控制穩(wěn)定，過高會(huì)造成跑料，影響產(chǎn)量，溫度過低則會(huì)造成苯甲酸增大，影響產(chǎn)品質(zhì)量。預(yù)處理溫度和時(shí)間的控制是改善產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，通常情況下，能有效降低苯酞量和熱穩(wěn)色號，對苯酐的熱穩(wěn)定性效果明顯。

最后在操作上，各項(xiàng)工藝指標(biāo)控制要穩(wěn)定，波動(dòng)范圍要小，對于生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)有影響的，及時(shí)進(jìn)行修訂調(diào)整，做到穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王東.奈法固定床苯酐生產(chǎn)技術(shù)[J].廣州化工，2010，38（12）：233235.

[2]張莉，王冬梅，王巍，陳亞軍.提高精苯酐質(zhì)量的探討[J].化工質(zhì)量，2004（4）：4446.