[发明专利]通过使用有机溶剂回收马来酸酐的改进方法

说明书

技术领域

本文公开的实施方案一般性地涉及回收马来酸酐的方法和设备，所述马来酸酐通过在合适的催化剂上使含有分子氧和烃的混合气反应而制得，所述烃通常为正丁烷，但在一些情况下也为苯。更具体而言，所述实施方案涉及通过在有机溶剂中吸收而回收包含于反应混合物气体中的马来酸酐。

背景技术

马来酸酐为用于制造醇酸树脂和不饱和聚酯树脂的重要原料，其也是化学合成丁二醇和四氢呋喃的通用中间体。其通过在包含于列管式固定床或流化床反应器中的钒-磷-氧(VPO)催化剂上进行烃(通常为正丁烷)的部分氧化而制得。在两种类型的反应器中，大量的反应放热随着蒸汽生成去除。

为了降低爆炸的风险，来自反应的流出气体通常仅含有少量的马来酸酐(即0.6～1.2体积％)以及其他组分(主要为氮气和残余氧气)和氧化副产物(包括一氧化碳和二氧化碳、水、乙酸、丙烯酸和其他少量杂质)。

在首先用于商业应用中的常规方法中，以低浓度存在于离开氧化反应器的气体流中的马来酸酐在充分冷却和在一些情况中部分冷凝之后，通过在水中吸收而回收，在水中形成对应的马来酸。

常规方法具有一些主要的缺点，例如，由于马来酸向富马酸的转化导致的低回收产率、由于所有的马来酸酐水合为马来酸/富马酸以及随后脱水为酸酐形式而导致的高能耗、不连续流的要求、高人力和维护需求以及大量的废水流出物的产生。

已提出基于使用有机溶剂来吸收马来酸酐的替代方法。

US专利2,574,644可被认为是提及使用有机溶剂，特别是邻苯二甲酸二丁酯(DBP)作为马来酸酐的选择性吸收剂的第一个申请。该专利教导了，由于即使在低温下马来酸酐在溶剂中也具有高溶解性，因而甚至可在适度的温度和压力条件下使用DBP作为吸收介质在塔中回收马来酸酐。随后通过在真空条件和升高的温度下汽提而从溶剂中除去马来酸酐。

GB专利727,828和US专利2,942,005涉及使用邻苯二甲酸二丁酯从含有马来酸酐和邻苯二甲酸酐的混合气中同时吸收两种酸酐，然后通过真空汽提并通过分馏(GB 727,828)或通过结晶(US 2,942,005)分离产物。

GB专利763,339和GB专利768,551体现了有机溶剂回收体系的改进，其中在受控的压力和温度条件下使富溶剂经历两个连续汽提操作。

US专利3,818,680公开了在具有5至15的多个理论塔板并在65至125℃的温度下操作的塔中使用烯基或烷基取代的琥珀酸酐作为吸收液体。

US专利3,891,680描述了使用二烷基邻苯二甲酸酯，其具有比DBP更低的蒸汽压，能够避免溶剂从气体洗涤塔和真空汽提塔的携带损失。优选的溶剂为邻苯二甲酸二己酯。

US专利3,948,623涉及一种通过吸收至送入吸收塔的有机溶剂而从气态混合物分离马来酸酐的方法，其中吸收热通过冷却再循环溶剂流而得以去除，所述再循环溶剂流从塔的下部排出并且在塔的中间部分再循环。

US专利4,071,540公开了通过使用包含聚甲基苯甲酮的液体溶剂，在塔中逆流接触而吸收马来酸酐。

US专利4,118,403描述了邻苯二甲酸酯，优选邻苯二甲酸二丁酯作为吸收液体的另一应用，其中一定量邻苯二甲酸酐的添加允许对真空汽提塔底部温度的更好控制，从而防止邻苯二甲酸二烷基酯的过度分解。

US专利4,314,946涉及一种通过使用不同组的有机溶剂从反应气体回收马来酸酐的方法，所述有机溶剂特别地为六氢邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸或甲基六氢邻苯二甲酸的二烷基酯。

EP专利0459543公开了用有机溶剂，特别是邻苯二甲酸二丁酯回收马来酸酐的改进方法，其特征在于减少了马来酸和富马酸的形成，原因在于通过用低湿度气体汽提浓缩的吸收剂或通过使浓缩的吸收剂与数种类型的水吸收剂(包括沸石)接触而从浓缩的吸收剂大量去除吸收的水。

中国专利CN 1062344涉及使用不同类型的有机溶剂如邻苯二甲酸二辛酯或来自精炼厂的脱蜡油，来从烃的催化氧化回收马来酸酐。

此外，日本专利JP5025154教导了使用由四氢噻吩1，1-二氧化物组成的另一有机溶剂。

US专利5,631,387、6,093,835和6,921,830考虑首先通过使用水洗，其次通过使用碱性水溶液，再次通过在负大气压下蒸馏而从再循环溶剂中去除累积的聚合物杂质和其他污染物。