順丁二酸酐生產(chǎn)技術(shù)

三組1、簡述正丁烷氧化法生產(chǎn)順丁烯二酸酐原理。2、簡述正丁烷氧化法生產(chǎn)順丁烯二酸酐的熱力學(xué)過程。3、簡述正丁烷氧化法生產(chǎn)順丁烯二酸酐的動力

學(xué)過程

4、正丁烷氧化法生產(chǎn)順丁烯二酸酐常用哪些催化劑？5、正丁烷氧化法生產(chǎn)順丁烯二酸酐的條件有哪些？任務(wù)正丁烷氧化法正丁烷氧化法生產(chǎn)順丁烯二酸酐反應(yīng)原理主反應(yīng)：主要副反應(yīng)是原料丁烷和產(chǎn)物順酐的深度氧化生成一氧化碳和二氧化碳由反應(yīng)式可以看出，正丁烷氧化法的主、副反應(yīng)都是強放熱反應(yīng)，所以在反應(yīng)過程中必須及時移出反應(yīng)熱，如果操作條件控制不好，反應(yīng)最終都將生成一氧化碳和二氧化碳。2、簡述正丁烷氧化法生產(chǎn)順丁烯二酸酐的熱力學(xué)過程。

正丁烷與空氣的反應(yīng)為熱力學(xué)不可逆反應(yīng)，不受化學(xué)平衡限制。理論上可達100%的單程轉(zhuǎn)化率。為了保證較高的選擇性，轉(zhuǎn)化率須控制在一定范圍內(nèi)，否則會造成深度氧化而降低目的產(chǎn)物的產(chǎn)率。丁烷氧化制順酐，一般控制丁烷的轉(zhuǎn)化率在85%~90%左右，以保證生成的順酐不繼續(xù)深度氧化。因此選擇性能良好的催化劑仍是至關(guān)重要的。從上述反應(yīng)式可知，主副反應(yīng)均為強放熱反應(yīng)，氧化深度越大，放出的反應(yīng)熱越多。因此，在氧化反應(yīng)過程中，反應(yīng)熱的及時轉(zhuǎn)移同樣非常重要。簡述正丁烷氧化法生產(chǎn)順丁烯二酸酐的動力

學(xué)過程正丁烷與空氣的反應(yīng)過程是氣態(tài)物料通過固體催化劑所構(gòu)成的床層進行氧化反應(yīng)，其過程同樣包括擴散、吸附、表面反應(yīng)、脫附和擴散等五個基本步驟。反應(yīng)速率的影響因素主要有催化劑的宏觀結(jié)構(gòu)、表面活性、流體流動的特征和分子擴散速度等。正丁烷氧化法生產(chǎn)順丁烯二酸酐常用哪些催化劑？

正丁烷氧化生產(chǎn)順酐的催化劑是V－P－O系催化劑，主要活性組分是在V2O5－P2O5，助催化劑組分有：Fe、Co、Ni、W、Cd、Zn、Bi、Cu、Zr、Cr、Mn、Mo、B、Si、Sn、U、Ba及稀土元素等的氧化物。加入助催化劑的作用主要是增加催化劑的活性、選擇性或調(diào)節(jié)催化劑表面酸堿度。我國也在研制自己的催化劑，在正丁烷氧化法固定床生產(chǎn)順酐催化劑的研制方面，北京化工研究院和天津大學(xué)也開展了一些工作，并取得了一定的進展。正丁烷氧化法生產(chǎn)順丁烯二酸酐的條件有哪些？1．反應(yīng)溫度

反應(yīng)溫度對正丁烷氧化生產(chǎn)順酐的轉(zhuǎn)化率和選擇性影響如圖8－2所示。由圖可見，溫度升高，則轉(zhuǎn)化率隨之增大，但選擇性卻下降，這是因為溫度升高，對生成一氧化碳和二氧化碳的副反應(yīng)更加有利，所以選擇操作溫度時，應(yīng)權(quán)衡轉(zhuǎn)化率和選擇性兩方面來考慮，一般選擇在400℃左右

圖8－2反應(yīng)溫度對正丁烷氧化生產(chǎn)順酐的影響

圖8－3空速對正丁烷氧化生產(chǎn)順酐的影響

1－正丁烷的轉(zhuǎn)化率；2－反應(yīng)選擇性1－正丁烷的轉(zhuǎn)化率；2－順酐收率

2．空速2、空速

空速對正丁烷氧化生產(chǎn)順酐的影響如圖8－3所示。由圖可見，空速太低時，即反應(yīng)接觸時間較長，轉(zhuǎn)化率很高，但順酐收率很低，這是因為副反應(yīng)較多。隨著空速的增加，即反應(yīng)接觸時間縮短，轉(zhuǎn)化率下降，收率提高，但收率提高一定程度反而會下降，即有一最高值。這是因為隨著空速的提高，副反應(yīng)減少，所以順酐收率提高，但空速太高，即接觸時間太短，主反應(yīng)都沒有進行，所以順酐收率也會下降。所以空速選擇既不能太低，但也不能太高。同時還要考慮催化劑生產(chǎn)能力，設(shè)備投資和原料消耗等多種因素。3．原料氣中正丁烷的濃度

采用固定床工藝時，正丁烷濃度在1.2%～2.2%（體積）范圍內(nèi)，隨著原料氣中正丁烷濃度的增加，正丁烷的轉(zhuǎn)化率和順酐的收率都有所下降，但選擇性變化不大。當(dāng)正丁烷濃度為2.6%時，生成的一氧化碳和二氧化碳量在較大增加，即選擇性有較大降低。但隨