丁二酸酐性能及各種生產(chǎn)工藝介紹

丁二酸酐性能及各種生產(chǎn)工藝介紹潘玉瑩;李江;胡利娜消鵬飛【摘要】Succinicanhydridewasakindofwidelyusedandimportantfinechemicalrawmaterials,especiallyitsderivativesofhighvalue-addedfinechemicalproducts,succinicanhydrideproductionprocessinalltheworldmainlydividedintosuccinicaciddehydrationandmaleicanhydridehydrogenatedtosuccinicanhydride.Theproperties,theapplicationandproductiontechnologyofsuccinicanhydride,andcomparisonofproductiontechnology,maleicanhydridemeltingcatalytichydrogenatedtosuccinicanhydrideweremainlyintroduced,whichwasoneofthemostcompetitiveandpromisingdevelopmentmethodduetothecostofproductionandthecomprehensiveenergyconsumptionwaslow.%丁二酸酐是一種重要的精細化工原料，用途廣泛，尤其它的衍生物更是附加值高的精細化工產(chǎn)品，全球丁二酸酐的生產(chǎn)工藝主要有丁二酸脫水法、順丁烯二酸酐催化加氫法。本文章主要介紹了丁二酸酐的性能、用途和生產(chǎn)工藝技術(shù)，并對生產(chǎn)工藝技術(shù)進行了比較，順丁烯二酸酐熔融催化加氫法由于生產(chǎn)成本和綜合能耗較低，是最具競爭力，發(fā)展前景看好的一種方法。【期刊名稱】《廣州化工》【年(卷)，期】2014(000)012【總頁數(shù)】2頁(P182-183)【關(guān)鍵詞】丁二酸酐;性能;用途;生產(chǎn)工藝技術(shù)【作者】潘玉瑩;李江湖利娜消鵬飛【作者單位】河南能源化工集團精細化工有限公司，河南鶴壁458000；河南能源化工集團精細化工有限公司，河南鶴壁458000;河南省東方集團防腐有限公司，河南新鄉(xiāng)453400;河南能源化工集團精細化工有限公司，河南鶴壁458000【正文語種】中文［中圖分類】O62丁二酸酐又名琥珀酸酐，是一種重要的精細化工原料，在農(nóng)藥、醫(yī)藥、石油化工、染料、食品添加劑、表面活性劑、涂料、塑料等方面具有廣泛的用途。醫(yī)藥上，丁二酸酐可用于生產(chǎn)磺胺藥、維生素A、止血藥、利尿劑和可的松衍生物，此外還可與抗菌素一起合成新藥。農(nóng)藥上，丁二酸酐與偏二甲肼在乙腈中反應制得的N-二甲胺基琥珀酰胺(簡稱比久)是一種低毒高效的植物生長抑制劑，可廣泛用于花生、棉花、果樹、蔬菜等經(jīng)濟作物。在石油化工行業(yè)，丁二酸酐及其衍生物可用作烯烴聚合的催化劑、脂類高分子縮合物的交聯(lián)劑以及高聚物的光穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑和油田助劑等［1-2］。1主要性能丁二酸酐，中文別名:琥珀酸酐，二氫-2,5-呋喃二酮，英文名稱:Succinicanhydride，分子式:C4H4O3，分子量:100.07，無色針狀或粒狀結(jié)晶，稍有刺激性氣味，溶于乙醇、三氯甲烷和四氯化碳，微溶于水和乙醚。與熱水可水解為丁二酸;熔點119.6°C;沸點261°C;密度1.572g/cm3;升華點90°C(133Pa)。2主要生產(chǎn)工藝技術(shù)情況工業(yè)化生產(chǎn)丁二酸酐已有四五十年的歷史，在半個多世紀的發(fā)展歷史中，不同原料，不同工藝的丁二酸酐工業(yè)生產(chǎn)工藝技術(shù)相繼出現(xiàn)，目前，丁二酸酐的主要生產(chǎn)工藝有:丁二酸脫水法［3］、順丁烯二酸催化加氫法［4-8］?，F(xiàn)分述如下：2.1丁二酸脫水法丁二酸在脫水劑（如酸、乙酰氯、三氯氧磷、五氧化二磷等）存在下，加熱至235°C（沸點）脫水即得丁二酸酐。反應式如圖1所示。圖1丁二酸脫水法制丁二酸酐Fig.1Succinicaciddehydrationtosuccinicanhydride此法首先是制取丁二酸，然后再將丁二酸脫水以獲得丁二酸酐。丁二酸的制取方法有:石蠟經(jīng)氧化得到混合二元酸的氧化蠟，用熱的水蒸氣對其進行蒸餾，以除去不穩(wěn)定的脂和酸，剩余的水相（含丁二酸）再經(jīng)脫水、烘干等工序，最重制得丁二酸;用順酸以及硫酸、金屬鋅，通過化學還原法生產(chǎn)丁二酸;丁二烯或糠醛催化氧化制取丁二酸;一氧化碳與乙炔催化氧化制取丁二酸;一氧化碳與丙烯酸在發(fā)煙硫酸的作用下反應，加水制得丁二酸;用燒堿溶液對順酐氫化，先生成丁二酸鈉，然后加硫酸酸化制取丁二酸。此方法由于不使用苯類溶劑，對環(huán)境污染小，但是生產(chǎn)工藝路線長、工序多、設(shè)備及基建投資高，產(chǎn)品成本高，質(zhì)量不穩(wěn)定，產(chǎn)品純度一般在85%~94%，生產(chǎn)過程中能耗較高，設(shè)備易受腐蝕。2.2順丁烯二酸酐催化加氫法近幾年，由于丁烷路線合成順酐工藝的開發(fā)成功，大大降低了順酐的生產(chǎn)成本，使得順丁烯二酸酐催化加氫法生產(chǎn)丁二酸酐越來越具有生產(chǎn)競爭力。圖2順丁烯二酸酐主要加氫反應路徑圖Fig.2Mainreactionschemeofhydrogenationofmaleicanhydride順丁烯二酸酐催化加氫法主要是以順酐為原料，順酐與氫氣在加氫催化劑上發(fā)生加氫反應生成丁二酸酐，其主要催化劑為過渡金屬催化劑，其他反應條件適中，容易操作。但順丁烯二酸酐催化加氫法生產(chǎn)的丁二酸酐在一些催化劑和工藝條件下可發(fā)生過度加氫反應，即生成的丁二酸酐繼續(xù)加氫而產(chǎn)生下游加氫產(chǎn)物，如Y-丁內(nèi)酯(GBL)、四氫呋喃(THF)和1,4-丁二醇(BDO)等。反應式如圖2所示。由于這種方法生產(chǎn)丁二酸酐在經(jīng)濟上有很大的競爭性，使得世界上大多數(shù)生產(chǎn)廠家采用這種方法生產(chǎn)丁二酸酐。此工藝技術(shù)又分為溶劑法和熔融法兩種。2.2.1順丁烯二酸酐溶劑催化加氫法順丁烯二酸酐在有機溶劑苯和乙酸酐中直接加氫得丁二酸酐。這種方法所得丁二酸酐純度可達95%，但因產(chǎn)品結(jié)晶后需加熱烘干以除去苯和乙酸酐，使產(chǎn)品夕卜觀發(fā)黑，而且使用苯作溶劑，對環(huán)境和操作工人身體健康危害較大。2.2.2順丁烯二酸酐熔融催化加氫法順丁烯二酸酐加熱融化后，在160°C,5MPa條件下直接催化加氫制得丁二酸酐。這種方法由于不需要加入溶劑，因而所得產(chǎn)品純度較高，成本以及綜合能耗大幅度下降，同時減輕了對環(huán)境的污染，是一種發(fā)展前景看好的方法。3生產(chǎn)工藝技術(shù)比較在丁二酸酐三種不同的生產(chǎn)工藝路線中，開始都是結(jié)合不同的地域的原料優(yōu)勢和不同時期的技術(shù)水平發(fā)展起來的，現(xiàn)將各工藝的優(yōu)缺點對比，如表1。表1丁二酸酐各種工藝技術(shù)路線比較表Table1Thecomparisonvariousproductiontechnologyofsuccinicanhydride工藝優(yōu)點缺點丁二酸脫水法(1)不使用苯類溶劑，對環(huán)境污染小(2)對操作工人身體健康危害小設(shè)備易受腐蝕順丁烯二酸酐溶劑催化加氫法產(chǎn)品純度較高(1)成品外觀發(fā)黑，色度較差(2)對環(huán)境和操作工人身體健康危害較大(1)生產(chǎn)工藝長，工序多(2)設(shè)備和基建投資高，成本投資高(3)產(chǎn)品收率不穩(wěn)定，質(zhì)量不高(4)生產(chǎn)過程中能耗高，順丁烯二酸酐熔融催化加氫法(1)不需要加入溶劑(2)成本和消耗下降(3)產(chǎn)品純度較高對丁二酸脫水法、順丁烯二酸酐溶劑催化加氫法、順丁烯二酸酐熔融催化加氫法的技術(shù)經(jīng)濟曾做過技術(shù)經(jīng)濟比較。從投資和固定成本方面比較，順丁烯二酸酐熔融催化加氫法最好，其次為順丁烯二酸溶劑催化加氫法法;從產(chǎn)品的最終總成本比較，順丁烯二酸熔融催化加氫法成本較低，綜合能耗下降，因此最具競爭力，是一種發(fā)展前景看好的方法。4結(jié)語近幾年，丁二酸酐及其衍生物的產(chǎn)品在各行業(yè)的廣泛應用及其自身的應用價值，導致市場對丁二酸酐的需求量不斷增加，丁二酸酐的應用在我國也正處于發(fā)展時期，特別是在石油化工行業(yè)的應用正處于起步階段，2008年我國丁二酸酐消費量為8000t，而國內(nèi)產(chǎn)能只有3000t，大部分需要進口，隨著我國聚合物材料、醫(yī)藥、染料、石化工業(yè)等行業(yè)的快速發(fā)展，我國對丁二酸酐的需求量將成倍增加。參考文獻［1］崔小明.丁二酸酐的開發(fā)應用及開發(fā)前景［門.化工生產(chǎn)與技術(shù)，1999,6(3):45.［2］化學工業(yè)部科技情報所.化學產(chǎn)品手冊-有機化工原料［M］.上冊.北京:化學工業(yè)出版社，1988:211-213.［3］崔小明.丁二酸酐的生產(chǎn)和應用［門.化工之友，1999(1):10.［4］王紀康，王桂林，嚴巍.順丁烯二酸酐催化加氫制備丁二酸酐的研究［J］.浙江化工，1998,29(3):18-20.［5］張學鋒.順酐液相加氫制備丁二酸酐［J］.應用化工，20