苯酐生产工艺控制中影响产品质量的因素

刘琛

石家庄白龙化工股份有限公司河北省石家庄市050000

摘要：随着房地产行业中的工业萘下游产品减水剂的持续减少，工业萘的价格因此发生巨大的变化，由于邻二甲苯是制取苯酐的主要材料，而且邻二甲苯的价格与石油的价格之间有着十分密切的关联，所以苯酐的价格一直都处于较高的状态。

关键词：苯酐生产；生产工艺；产品质量；影响因素

苯酐又称邻苯二甲酸酐。苯酐不仅是有机化工原料的基础，而且在四种酸酐中的生产量和消费量都较大。苯酐的主要原料是邻二甲苯，邻二甲苯在空气中通过催化剂的催化发生气相氧化反应便生成苯酐。

1、苯酐生产的主要流程

苯酐生产的主要流程如下：一、首先需要将制作过程所需的空气先进行过滤，其次利用空气鼓风机将过滤后的空气压缩到0.06MPa，然后再利用预热器中的蒸汽将压缩的空气加热到185℃，最后再将空气运输到气化器中；二、利用低压蒸汽将邻二甲苯加热到145℃，然后再将邻二甲苯送入气化器中与空气完全混合气化；三、将气化器中出来的混合物送入反应器的顶部，再向反应器中加入V-Ti系催化剂[修改]，使邻二甲苯发生氧化反应生产苯酐。在反应的过程中有一部分反应热会将反应气体加热到360℃到400℃这个范围，但是大部分的反应热会从熔盐[修改]却器中移出，然后再在高压气压[修改]的环境下产生饱和蒸汽。被部分反应热加热到360℃到400℃的反应气体从反应器底部进入冷却器的时候，其温度将会大幅度的降低[修改]，反应气体经过冷却器冷却之后将会直接进入苯酐冷凝回收阶段。

2、苯酐生产工艺控制中影响产品质量的因素

苯酐的实际生产过程中会发生一些可逆的副反应，这些副反应不仅会受到催化剂的活性和选择性的影响，而且也会受到操作参数的控制。

2.1、原料萘对产品质量的影响

工业萘中的四氢萘、二甲酚、甲基萘以及灰分等很多杂质都很难被分离出来，所以在制取苯酐[修改]的时候，生成物还有许多的萘醌、苯甲酸以及微量的杂质，通常想要将这些微量的杂质在后面苯酐[修改]的精馏过程分离出来十分困难。因此、生产苯酐的时候应该将工业萘的纯度提高至97%左右才能很大程度的提高产品的质量，而且还可以保证装置能够平稳、高效的运行，避免管道阻塞的现象发生。

2.2、氧化单元操作指标对产品质量的影响

氧化单元是整个苯酐生产过程中最重要的环节，使氧化反应器处于最佳的工作状态既可以保证装置能够平稳高效的工作，也可以有效的提高产品的质量，同时还可以提高产品的收益。

2.2.1、熔盐温度对苯酐产品质量的影响

熔盐温度不仅会对苯酐的产量产生影响，而且还会对苯酐的质量产生影响。如果熔盐[修改]温度过低，不仅会对粗苯酐的纯度产生严重的影响，而且还会导致“热点”温度降低，同时还会使“热点”沿列管长度方向分布，这一现象就会导致在同一时刻有多个反应同时发生。如果制取苯酐时的熔盐温度过低就会导致反应产物中的亚氧化物过多：如果制取苯酐时的岩溶温度过高就容易使原料发生过氧化反应，而且反应产物中顺酐和二氧化碳的含量将会大幅度的增加，进而导致苯酐的产率降低。通常将熔盐温度控制在350℃到380℃的范围内制取苯酐所取得的效果最佳，这既能提高产品的质量，又能保证产品的收率。

2.2.2、空速

空速是指在催化剂单位体积内气体流动的速率。如果气体的流速过低就会导致气体长时间的停留在催化剂表面，进而使工业萘能够发生完全氧化反应，甚至还极易使产生顺酐和二氧化碳；如果气体的流速过高就会导致“热点”温度逐渐趋向于催化剂的中部，使得原料和部分中间产物在催化剂表面停留的时间过短，由于床层的空间不足，所以中间产品萘醌就不能被充分氧化形成苯酐，而且还会导致反应产物中有许多的副产物产生。

2.2.3、投料负荷

苯酐制取是对工业萘的投料负荷要求十分严格，工业萘的投料负荷必须满足催化剂的规定，如果工业萘的投料负荷超过了催化剂规定的范围，就会导致部分萘无法被完全氧化生成工业所需要的目标产物，甚至还有可能会出现“热点”飞温等各种安全事故发生。

如果制取苯酐时的“热点”温度低于450℃，但是苯酐产品的质量较好，就应该根据实际情况适当的提高工业萘的投料负荷；如果制取苯酐时的“热点”温度高于450℃，而且苯酐产品的质量较差，就应该根据实际情况适当的减少工业萘的投料负荷，将工业萘的投料负荷和“热点”温度两者综合考虑更有利于苯酐产量和质量的提高。

2.2.4、精制单元对苯酐质量的影响

氧化单元是决定粗苯酐组分的主要因素。严格控制苯酐精制单元的制作过程是保证苯酐产品质量的重要阶段。

2.2.4.1、苯酐预处理对苯酐质量的影响

粗苯酐的预处理阶段对苯酐产品的最终质量有极大的影响，如果粗苯酐的预处理工作处理不好，那么苯酐的热稳色号值就会高于正常值，因此、制取苯酐的时候需要适当的加长粗苯酐在处理槽中的停留时间，同时还需要适当的提高预处理的温度，最后还需要严格控制氢氧化钾或者碳酸钠的用量。

2.2.4.2、轻组份塔和产品塔的操作

粗苯酐经过预处理之后，其中的邻苯二甲酸将会转化为苯酐和水，粗苯酐中部分低沸物的杂质就会被排除，而分子量[修改]比较大的杂质就容易合成高沸点的杂质。粗苯酐中只有少量的低沸物和重组分将会与苯酐[修改]一起进入轻组分塔和产品塔中，然后在轻组分塔和产品塔中被进一步的分离。

轻组分塔和产品塔的分离对苯酐产品质量的影响极大，如果轻组分塔和产品塔的操作控制不当不仅会导致苯酐的熔融和热稳定性受到影响，而且还会导致硫酸的色号偏高。

如果轻组份塔塔顶的采出量不符合规定要求，就会导致轻组分物料的平衡出现下移的现象，导致轻组分物料混入了塔釜产品中，然后再进入产品塔中，最终导致苯酐产品的质量下降，所以在轻组分塔塔顶的指标处于合格的状态时，应该适当的提高塔顶的采出量。

如果轻组分塔塔顶的回流不能满足标准要求，就会影响轻组分塔的塔分离，如果这种情况下操作负荷能满足正常的运行，就可以适当的提高塔顶的回流量；轻组分的数量和组成都会对轻组分塔和产品塔的回流比产生影响，通常应该将回流比控制在规定的范围内。如果在制取苯酐[修改]的过程中轻塔的处理量低于百分之六十，就应该将回流比减到设计值的百分之六以下，这样才能有效的维持塔盘和填料之间的水力作用。

结束语：

通常情况下，苯酐催化剂既有良好的活性也有较好的选择性，正常操作的反应生成物基本上都是苯酐，生成的副产物十分少，所以产品的质量通常都能得到保障。因为生产苯酐的实际过程中影响苯酐质量的因素有很多，所以工作人员必须结合各个装置的实际情况和具体的运行状况，在第一时间查找原因并采取有效的解决措施，确保苯酐的产量和质量。

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