目前,全球苯酐生产所采用的工艺路线有萘流化床氧化和萘/ 邻二甲苯固定床氧化,其中邻二甲苯固定床氧化技术约占世界总生产能力的90% 以上。邻二甲苯固定床氧化技术占美国总生产能力的82% ,西欧的86% 和日本的58% 。萘流化床氧化工艺在国外已逐步淘汰,但在我国的苯酐生产中仍占有一定比例。邻二甲苯固定床气相氧化技术主要有basf、wacker-chemie 、elfatochem/ 日触和alus-uisseitalia 等几种典型的生产工艺。(a) basf 工艺basf 工艺于1976年工业化生产,总生产能力超过100 × 104t/a 。basf工艺的单台反应器最大生产能力为4.5 × 104t/a 。经净化预热后的空气与气化的邻二甲苯混合进入列管式固定床反应器,在钒- 钛环形催化剂表面进行反应,反应温度为360 ℃,空速为3000h-1, 反应热由熔盐导出。粗苯酐在微负压下采用高温或同时添加少量化学品除去某些杂质后送入精馏塔精制。bast工艺能有效地回收顺酐,苯酐的质量收率超过105%。(b) wacker-chemie工艺近年来各国新建的苯酐生产装置基本上都采用wacker-chemie 工艺,至今世界上已有110 套以上的装置采用此工艺,总生产能力为160 × 104t/a ,单台反应器的最大生产能力为4.5 × 104t/a 。(c) elfatochem/日触工艺elfatochem 公司于1970年开始开发低能耗工艺,1986年该公司决定采用日触公司寿命长、选择性高的苯酐催化剂,并与日触公司共同开发了elfatochem/ 日触工艺。采用该工艺的总生产能力约40× 104t/a 。该工艺与basf工艺相似,工艺尾气全部催化焚烧处理,有机杂质含量低,无大气污染。(d) alusuisseitalia 工艺意大利的alusuisse 公司于1986年开发了alusuisseitalia低空烃比工艺,空气对邻二甲苯的质量比减少到9.5 ∶ 1 ,而原料气浓度可提高到邻二甲苯134g/m3 空气( 标准态) 。到1996年,世界各地共有11套装置采用该工艺,总生产能力为24.9× 104t/a 。苯酐生产技术进展近年来世界各苯酐生产公司都致力于改进以邻二甲苯为原料的固定床氧化技术,并在催化剂、生产工艺和反应器设计等方面取得了重要的进展。(a) 催化剂的改进世界各生产公司着重研制低温、高邻二甲苯浓度、高负荷及高收率的催化剂。elfatochem/ 日触公司在进料邻二甲苯浓度为85g/m3 空气( 标准态) 时,苯酐质量收率达到114%~115% ,目前正在开发110g工艺的催化剂,并进一步开发120g工艺的催化剂。basf公司开发的固定床双层催化剂,第一层:7%(质量分数)v2o5, 2.5%sb2o3 , 0.16% 铷, 其它部分为tio2 ;第二层:7% v2o5 , 2.5% sb2o3 ,0.5%磷,其它部分为tio2 。当反应温度分别控制在359 ℃和342 ℃时,苯酐质量收率达到109.8% 。随着催化剂技术的进一步改进。各国开发的催化剂在活化时都不添加so2 。(b) 生产工艺sisas 公司开发了邻二甲苯两步氧化法制苯酐的工艺,苯酐的选择性达到85%~88%( 一般方法为80%),且提高了产品纯度,未反应的邻二甲苯容易循环再氧化,由于气相氧化的放热减少50% ,反应可在更低的温度下进行,降低了操作风险。日本触媒公司开发了尾气部分循环工艺,这样强化了操作安全、降低了操作费用和投资,苯酐的质量收率达到114%~116% 。(c) 反应器反应器的相应改进包括:采用外循环反应器,反应器趋于大型化、双填充催化剂的固定床反应器。日触公司开发的双层反应器能优化反应器中的温度分布,降低热点温度,并延长催化剂的使用寿命;basf公司在主反应器后设置一个后继反应器,使邻二甲苯完全氧化,改善了环保状况; lurgi 公司开发出的反应器采用反向进料和有效的撤热措施,降低了反应器“飞温”的可能性。总之,苯酐生产商都在积极研制高收率、高选择性和高负荷的催化剂,进行反应动力学和反应机理的研究,用数学模拟法放大反应器,提高了单台反应器的生产能力,进一步地降低了能耗和成本,提高了操作的安全性和自动化水平