3、操作过程
3.1烯 胺 工 序 3.1.1反应方程式
NCH3CH2CHNOOCH3CHCHNOONHCH3CH2CHOK2CO3H2O
3.1.2工艺流程方框图
丙醛(滴加) 吗 啉 碳酸钾
烯胺 合成 步骤及条件:投入吗啉、碳酸钾后降温至-5℃,开始滴加丙 醛(-3~-8℃),滴毕保温0.5hr(0-5℃),再提至25~30℃ 下保温两小时
带水 吗啉水去精馏 烯胺 精馏吗啉带水终温:LT<50℃/~5mmhg
烯胺精馏:<12mmhg
回收吗啉 烯胺精馏终点:LT≤100℃,GT≤55℃ 烯胺粗收率:99~105%
得精烯胺
步骤及条件:投入吗啉后降温约0℃加入碳酸钾,继续降温至-5℃,开始滴加丙 醛(-3~-8℃)约4hr,滴毕保温0.5hr(0-5℃),再提至25~30℃ 下保温两小时。带高真空≤5mmHg,30cm填料柱脱吗啉+水至釜温约45℃(<50℃)。初始带水出料液温不能过高,出料速度不可太快,当液温达到30℃,将水浴锅水温调至60℃左右,带水速度适当加快。
脱水后料液降温,抽滤去除碳酸钾,(先不抽滤,直接精馏),滤液精馏,配置1.5m填料柱,带真空~8mmHg,先收集前馏分,再转收主馏分。精馏过程中通过调节加热、回流比,控制釜温≤100℃、气温≤60℃。烯胺精馏结束后(判断依据:塔顶温度骤然上升、或回收吗啉量?)。
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3.1.3投料摩尔比
原料 投料摩尔比 规格 丙醛 1 99% 吗啉 2.2 99% 碳酸钾 0.018 98%
3.2戊 酯 工 序 3.2.1反应方程式
CH 3CH CH CH N3O+CH 2CHCOOCH 3ON COOCH 3
CH 3 COOCH 3ON+H O2 CH 3HClOO OCH 3+HNO
3.2.2工艺流程方框图
丙烯酸甲酯 步骤及条件:开搅拌,室温将丙烯酸甲酯缓慢倒入或滴加到烯胺中,环化 投料后升温,在100~110℃下保温6hr,然后降
反应 烯 胺 温至25℃水解 。 稀盐酸(滴加) 水解 步骤及条件:继续降温,在20~25℃之间滴加浓度20~25%
反应 的稀盐酸,控制PH终点4.8~5.0,结束后升温至65~70℃ 保温5hr,然后静置1.0hr以上,分层。 分层 加苯萃取 粗戊酯 戊酯水 戊酯废水 待处理 戊脂萃取液 去苯低位槽
苯 脱苯 苯水分离 去废水池 水 5 戊脂 低沸物去贮槽 脱轻
戊脂 除焦 高沸物 得精戊脂 废水中吗啉回收:
戊脂废水 30%碱(滴加) 中和
蒸发干燥
得吗啉 精馏
滴加温度不超过50℃,滴加终点PH≥10
吗啉废水去废水池 3.2.3投料摩尔比
原料 投料体积比 投料摩尔比 规格 烯胺 1 1 自制 丙烯酸甲酯 0.75 1.1~1.2 99%
4、结果与讨论
4.1参考生产资料熟悉工艺流程
烯胺收率(%) 100.2 戊酯粗品含量(%) 85.12 粗品收率(%) 80.65 6
批号 0602-2 精戊酯收率(%) 68.5 备注 0605-3 0607-5 0608-6 108.03 94.46 97.84 90.01 82.49 88.16 88.56 80.85 76.68 74.53 71.93 68.0 调酸过量,加吗啉回调 回收吗啉中烯胺多6.43% 结论:
⑴ 打通工艺流程,拿到戊酯成品,产品含量≥99%,收率达到现有生产水平;生产戊酯收率72-73%。
⑵ 加盐酸水解接近终点时pH试纸颜色不易观察,要特别注意,防止加酸过量; ⑶ 小试逐步建立吗啉及烯胺分析方法,烯胺精馏时要控制真空度和出料速度,防止回收吗啉中带有较多烯胺,影响戊酯收率。 4.2 工艺参数优化 4.2.1烯胺精制真空度
烯胺精馏 批号 0808-75 0817-84 0731-66 0608-6 0611-8 0723-55 0616-17 真空度(mmHg) 18-19 14~15 12-13 5~6 9~10 8~9 8 汽/液温 ℃ 50-54/80-116 46-51/82-95 50-54/85-100 42-44/85-90 48-54/92-110 42-46/78-90 44-52/82-93 吗啉中 烯胺% 0.25 0.23 1.02? 6.43 0.07 0.15 0.15 烯胺收率(wt%) 105.4 100.52 99.56 97.84 100.88 103.5 101.24 物平率% 96.5? 98.5 98.97 97.08 98.98 98.5 97.5 精戊酯 收率(%) <70 79 76.5? 68.0 78.36 79.36 77.78 结论:
烯胺精馏真空度主要影响温度,真空度低,出料温度高,烯胺不稳定,且烯胺中剩余吗啉多,环化时吗啉与丙烯酸甲酯反应生成副产物,增加了丙烯酸甲酯的消耗;真空度高,出料温度低,吗啉损失多,回收吗啉中烯胺增加戊酯收率降低;因此小试烯胺精馏真空度控制<15mmHg,最好8~10mmHg,戊酯收率78-80%。小试精馏塔1.5m,塔压降28mmHg;控制塔釜加热量,出料速度不能快,回流比约2,尽量多脱出吗啉,同时不带出或少带出烯胺,回收吗啉中烯胺<1.0%,最好<0.5%。 4.2.2烯胺收率对戊酯收率的影响 4.2.2.1 小试精烯胺
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