順丁烯二酸酐
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又名馬來酸酐或失水蘋果酸酐，常簡稱順酐。無色結(jié)晶，有強(qiáng)烈刺激氣味，凝固點(diǎn)52.8℃，沸點(diǎn)202℃,易升華。主要由苯或碳四餾分中的正丁烷或丁烯氧化而制得，是生產(chǎn)不飽和聚酯及有機(jī)合成的原料。
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基本信息
名稱
順丁烯二酸酐
別名
馬來(酸)酐、失水蘋果酸酐、順酐
英文名
Maleic anhydride
分子式
C4H2O3
分子量
98.1
合成
以五氧化二釩催化（氧氣為原料）氧化苯環(huán)，在加熱條件下氧化成順丁烯二酸酐
用途
制造聚酯樹脂、醇酸樹脂、農(nóng)藥、富馬酸、紙張?zhí)幚韯┑取?順酐是重要的有機(jī)化工中間體，可用于制作塑
料工業(yè)中的增塑劑；造紙業(yè)中的紙張?zhí)幚韯缓铣蓸渲a(chǎn)業(yè)中的不飽和聚脂樹脂；涂料業(yè)中的醇酸型涂料；農(nóng)藥生產(chǎn)中的馬拉硫磷的合成；醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中磺胺藥品的生產(chǎn)等。近年來以其為主要原材料的丁二酸、酒石酸產(chǎn)業(yè)迅速擴(kuò)大，其在工程建筑、食品調(diào)味劑、生物拆分劑等領(lǐng)域的應(yīng)用得以不斷擴(kuò)大。以順酐為原料生產(chǎn)的下游衍生物如1，4-丁二醇、四氫呋喃、γ丁內(nèi)脂等亦有很大的發(fā)展。
物化性質(zhì)
常溫下白色顆粒狀、針狀、片狀、棒狀、塊狀或塊團(tuán)狀，具有強(qiáng)刺激性。相對密度1.48，熔點(diǎn)52.8℃，沸點(diǎn)202.2℃，在較低溫度下(60-80℃)也能升華，能溶于醇、乙醚和丙酮，與水作用生成順丁烯二酸。可燃、其蒸汽和粉塵與空氣混合，可形成爆炸混合物。
歷史
順酐已有160多年歷史。早在 1817年曾由蘋果酸脫水蒸餾制得順酐。1933年，美國國民苯胺和化學(xué)品
公司實現(xiàn)了苯氣相催化氧化制順酐的工業(yè)生產(chǎn)。1960年,美國石油-得克薩斯化學(xué)公司建立了由丁烯氧化生產(chǎn)順酐的工業(yè)裝置。首先以正丁烷為原料生產(chǎn)順酐的，則是1974年國孟山都公司所建立的工廠。用C4烴為原料的比例雖有增長，但目前以苯為原料的裝置的生產(chǎn)能力仍占60％以上。1984年，世界順酐的生產(chǎn)能力是 630kt。
生產(chǎn)方法
反應(yīng)方程式
除以苯為原料和C4烴為原料兩條路線外，用萘或二甲苯生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐時也副產(chǎn)順酐，生產(chǎn)每噸鄰苯二甲酸酐大約可回收50kg的純順酐。
苯氧化法
苯氧化為順酐是在催化劑存在下進(jìn)行的。常用催化劑的活性組分均為釩的氧化物（見金屬氧化物催化劑），為抑制苯被完全氧化，常加入鉬、磷、鈦、鎢、銀及堿金屬等元素的氧化物為添加劑，并采用低比表面的惰性物質(zhì)為催化劑載體，如 α-氧化鋁、剛玉等。反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，溫度350～400℃。工藝過程由苯的氧化，順酐的分離和提純兩大部分組成（見圖）。苯蒸氣和空氣能形成爆炸混合物，所以進(jìn)入反應(yīng)器的混合氣中，苯的濃度應(yīng)在爆炸極限之外，一般為1％～1.4％(摩爾)。苯氧化為強(qiáng)放熱反應(yīng)，工業(yè)上常采用列管式固定床反應(yīng)器，有很大的傳熱面，管外為冷卻系統(tǒng)，反應(yīng)熱可用于產(chǎn)生高壓蒸汽。離開反應(yīng)器的氣體中含順酐約1％（摩爾）,用冷卻的辦法可將其中所含一半左右的順酐冷凝為液體，其余部分則用吸收法回收。吸收劑用水或惰性有機(jī)溶劑，大多數(shù)工廠采用的是水。所得到的吸收液是順丁烯二酸的水溶液，濃度35％～40％(質(zhì)量)，需用共沸溶劑（例如二甲苯、苯甲醚）進(jìn)行脫水，把酸重新轉(zhuǎn)化成酸酐。脫水也可在膜式蒸發(fā)器中進(jìn)行。粗酐經(jīng)減壓精餾可得成品。以苯計算，整個過程的順酐收率為92％～96％（質(zhì)量）。
C4烴氧化法
正丁烷與丁烯均含有與順酐相同的碳原子數(shù)，是生產(chǎn)順酐的理想原料。由于正丁烷價格較其他原料低廉，用正丁烷更為有利。其流程與苯氧化法基本相同，催化劑為釩-磷-氧體系，添加劑有鐵、鉛、鋅、銅、銻等元素的氧化物。可用固定床反應(yīng)器或用流化床反應(yīng)器，反應(yīng)溫度約400℃。正丁烷-空氣混合物中正丁烷濃度為1.0％～1.6％(摩爾)。整個過程的順酐收率按正丁烷計約為50％。由于C4烴氧化的選擇性較低,因此設(shè)備投資較以苯為原料時為高，且后加工不能采用部分冷凝，而必須將反應(yīng)氣體中的順酐全部用吸收法回收，從而使能耗加大。但由于正丁烷價格比苯便宜，而且苯毒性大。因此，以正丁烷為原料是有吸引力的，對本法所用催化劑的改進(jìn)工作，各國都在大力進(jìn)行中。
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