本發(fā)明涉及丁二酸制備，是一種順酐加氫生產(chǎn)丁二酸聯(lián)產(chǎn)丁二酸酐的方法及裝置。

背景技術：

1、丁二酸作為是一種重要的有機合成中間體和精細化工原料，是全生物降解塑料pbs的核心原料之一。丁二酸的工業(yè)化合成方法主要有電化學還原法、生物發(fā)酵法和催化加氫法。

2、由于順酐合成技術越來越成熟，順酐市場價格較低，從而使順酐選擇性催化加氫制丁二酸的技術路線在行業(yè)內(nèi)引起廣泛重視。另外一種重要的精細化工原料丁二酸酐，廣泛用于醫(yī)藥、食品調(diào)味劑、農(nóng)藥等領域，近年來隨著可降解材料的發(fā)展，其需求量增多但目前產(chǎn)量較低尚無法滿足需求。

3、順丁烯二酸酐(順酐)是世界上除苯酐和醋酐外的第三大酸酐原料，廣泛用于合成醫(yī)藥中間體、抗菌劑、玻璃纖維、包裝材料和工程塑料。順酐催化加氫法是目前工業(yè)應用最主要的丁二酸合成方法，具有丁二酸選擇性高，收率高的特點。但順酐催化加氫反應過程中將會釋放大量的熱，尤其是固定床反應器，順酐加氫裝置的大型化的關鍵在于使加氫反應溫度控制在合理范圍，防止反應器飛溫造成的催化劑結(jié)焦失活和反應原料結(jié)焦堵塞等現(xiàn)象的發(fā)生。

4、公告號為cn103570650b的中國專利文獻公開了一種順酐催化加氫制丁二酸酐聯(lián)產(chǎn)丁二酸的工藝流程。該工藝包括加氫反應器、精餾反應器和水解反應器，加氫反應器采用兩級加氫反應器，一級加氫反應器的底部設有順酐溶液和氫氣進口，頂部出料口與二級加氫反應器頂部入料口連通，反應溶液經(jīng)二級加氫反應器底部出料口流出進行后續(xù)精餾、水解反應，其中，一級加氫反應器與二級加氫反應器串聯(lián)。反應過程中，順酐溶液和氫氣并流從一級加氫固定床反應器底部進入與催化劑床層接觸并發(fā)生反應，反應產(chǎn)物經(jīng)氣液分離裝置分離，分離器頂部出的一部分氫氣與新鮮氫氣混合重新進入一級加氫固定床反應器，反應液經(jīng)分離器底部流入換熱器換熱后，一部分從二級加氫滴流床反應器頂部進入與氫氣在催化劑床層上進行反應生成順酐催化加氫產(chǎn)物，進入精餾裝置生成丁二酸酐和其他產(chǎn)物，精餾分離得到的丁二酸酐進入水解反應裝置得到產(chǎn)物丁二酸。該工藝方法采用兩個加氫反應器，將一級加氫反應器與二級加氫反應器串聯(lián)，較使用一個反應器來說，增大了設備投資，流程較為復雜。其反應時順酐溶液和氫氣并流同向進入反應器，反應停留時間較長，氣液分布難以控制均勻，導致局部溫升較大，溫度控制困難，造成副產(chǎn)物增多，加大了生產(chǎn)過程控制的難度，難以實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)使用。

5、因此，現(xiàn)有的順酐催化加氫富產(chǎn)丁二酸工藝中，存在工藝流程復雜，反應溫度難以控制，較難實現(xiàn)反應的長周期穩(wěn)定運行，產(chǎn)生大量副產(chǎn)物導致所得產(chǎn)物丁二酸收率低等問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種順酐加氫生產(chǎn)丁二酸聯(lián)產(chǎn)丁二酸酐的方法及裝置，克服了上述現(xiàn)有技術之不足，其能有效解決現(xiàn)有順酐催化加氫富產(chǎn)丁二酸工藝中，存在工藝流程復雜，反應溫度難以控制，產(chǎn)生大量副產(chǎn)物，丁二酸收率低的問題。

2、本發(fā)明的技術方案之一是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種順酐加氫生產(chǎn)丁二酸聯(lián)產(chǎn)丁二酸酐的方法，按下述方法進行：

3、s1，將順酐與溶劑混合，得到順酐溶液，將順酐溶液與氫氣送入填有加氫催化劑的逆流管式反應器中進行催化加氫反應，得到氣相產(chǎn)物一和液相產(chǎn)物一；

4、s2，將氣相產(chǎn)物一經(jīng)過冷凝、分離后，得到氣相產(chǎn)物二和液相產(chǎn)物二，氣相產(chǎn)物二返回逆流管式反應器中回用，將液相產(chǎn)物一和液相產(chǎn)物二混合后送入精餾裝置中進行精餾，得到丁二酸酐和溶劑，將溶劑回用；

5、s3，將丁二酸酐與水送入水解裝置中進行水解，得到丁二酸。

6、下面是對上述發(fā)明技術方案之一的進一步優(yōu)化或/和改進：

7、上述步驟s1中，溶劑為四氫呋喃、丙酮、二氧六環(huán)、苯、甲苯、γ-丁內(nèi)酯、丙醚、異丙醚、丁醚、異丁醚、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸異戊酯、丁二酸二乙酯和丁二酸二甲酯中一種。

8、上述步驟s1中，順酐與溶劑的質(zhì)量比為（1至3）:1。

9、上述步驟s1中，順酐的質(zhì)量空速為0.5h-1至3.0h-1，氫氣流量為10ml/min至200ml/min，反應溫度80℃至300℃，反應壓力為0.5mpa至5.0mpa。

10、上述步驟s2中，精餾時，真空度為-60kpa至-10kpa，反應溫度為140℃至200℃。

11、上述步驟s3中，水解時，丁二酸酐與水的摩爾比為1:（1至10），反應溫度為20℃至100℃。

12、上述加氫催化劑為鎳基催化劑、銅基催化劑和鎳銅基雙金屬催化劑中的一種，鎳基催化劑中負載鎳的質(zhì)量百分比為5%至30%，銅基催化劑中負載銅的質(zhì)量百分比為5%至30%，鎳銅基雙金屬催化劑中負載鎳和銅的總質(zhì)量百分數(shù)為5%至30%。

13、上述加氫催化劑，按下述方法得到：

14、第一步，將質(zhì)量比為（4至8）:（2至6）分子篩載體與粘結(jié)劑充分研磨混合均勻后，通過濃度為2%至10%的硝酸溶液擠壓成型，得到成型后的分子篩載體；

15、第二步，將成型后的分子篩載體進行干燥、焙燒后，得到自制的分子篩載體；

16、第三步，將自制的分子篩載體與含金屬的溶液混合浸漬24h至48h，再經(jīng)過干燥和焙燒后得到。

17、上述分子篩載體為zsm-5分子篩、zsm-11分子篩、zsm-5/zsm-11共晶分子篩、mcm-41分子篩和mcm-56分子篩中的一種及以上。

18、上述粘結(jié)劑為氧化鋁、擬薄水鋁石、sb粉、硅溶膠和高嶺土中的一種及以上。

19、上述含金屬的溶液為硝酸鎳溶液、硝酸銅溶液和硝酸鎳與硝酸銅的混合溶液中的一種。

20、上述第二步和第三步中，干燥溫度為25℃至200℃，干燥時間為2h至24h，焙燒溫度為500℃至600℃，焙燒時間為3h至8h。

21、本發(fā)明的技術方案之二是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種實施順酐加氫生產(chǎn)丁二酸聯(lián)產(chǎn)丁二酸酐的方法的裝置，包括靜態(tài)混合罐、逆流管式反應器，冷凝器、氣液分離罐、精餾裝置和水解裝置，靜態(tài)混合罐進口分別固定連通有順酐進料管線和溶劑進料管線，靜態(tài)混合罐出口與逆流管式反應器上部進口之間固定連通有第一處理管線，逆流管式反應器下部進口固定連通有氫氣管線，逆流管式反應器底部出口與精餾裝置進口之間固定連通有第二處理管線，逆流管式反應器頂部出口與冷凝器進口之間固定連通有第三處理管線，冷凝器出口與氣液分離罐進口之間固定連通有第四處理管線，氣液分離罐頂部出口與氫氣管線之間固定連通有第五處理管線，氣液分離罐底部出口與第二處理管線之間固定連通有第六處理管線，精餾裝置上部出口與靜態(tài)混合罐頂部進口之間固定連通有第七處理管線，精餾裝置下部出口固定連通有第八處理管線，第八處理管線與水解裝置進口之間固定連通有第九處理管線，水解裝置進口固定連通有進水管線，水解裝置底部出口固定連通有第十處理管線。

22、下面是對上述發(fā)明技術方案之二的進一步優(yōu)化或/和改進：

23、上述氫氣管線上固定安裝有氣體壓縮機。

24、本發(fā)明提供了一種順酐加氫生產(chǎn)丁二酸聯(lián)產(chǎn)丁二酸酐的方法，在順酐加氫反應過程中，由上而下的順酐溶液在填有加氫催化劑的逆流管式反應器中與由下而上的氫氣逆向均勻接觸發(fā)生反應，得到高純度的丁二酸酐后續(xù)水解制成丁二酸，其具有工藝流程簡單，反應條件溫和，反應效果好，原料順酐轉(zhuǎn)化率高，可聯(lián)產(chǎn)丁二酸酐，丁二酸及丁二酸酐選擇性高的特點。其有效解決了現(xiàn)有順酐催化加氫富產(chǎn)丁二酸工藝中存在工藝流程復雜，反應溫度難以控制，較難實現(xiàn)反應的長周期穩(wěn)定運行，產(chǎn)生大量副產(chǎn)物導致所得產(chǎn)物丁二酸收率低等問題。