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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82818079780.80.70.60.50.40.30.20.1吗啉中烯胺%戊酯收率w76757473727170949698100102 戊酯收率% 烯胺含量40.0-0.1106烯胺收率%
精戊酯收率(%) 8.9〞 0.91 1.21 2.56 1.97 2.18 0.9 4.75 78.57 73.04 4.2.2.2生产精烯胺
批号 0531 0605 0611 0617 0626 0611 0612-11 0614-15 烯胺收率(%) 吗啉 / / ~102 / ~116 5℃放置7天后分析 5℃放置10天后分析 0611再脱吗啉8% 0611再脱吗啉10% 19.75 19.7 10.53 15.25 27.08 11.88 13.45 6.03 5.18 烯胺(归一%) 烯胺 77.64 78.7 84.65 80.27 65.11 81.53 79.55 88.71 83.17 结论:
⑴ 烯胺精制对戊酯收率影响较大。精烯胺收率高,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,戊酯精馏釜残多。精烯胺收率过低,回收吗啉中会有少量烯胺带出,也导致戊酯收率降低;因此,从小试数据来看,烯胺收率99-105%比较合适,精烯胺中吗啉<10%;戊酯收率78%左右。 ⑵ 取生产上烯胺进行分析,多数含有15%左右吗啉,小试再次脱去吗啉8%后,烯胺含量、戊酯收率提高至78%,同时环化反应的物料消耗降低;小试再次脱去吗啉10%后,烯胺含量、戊酯收率又降低,也说明精烯胺收率要控制适当的范围。 ⑶ 回收吗啉+水时,简单蒸馏烯胺与吗啉未有效分离,回收吗啉中含有少量烯胺,改为用30cm精馏柱,可以减少烯胺的损失。
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⑷ 目前小试上烯胺的分析正在进一步完善,通过试验条件的优化和分析的完善,争取能对精制后烯胺进行准确的含量分析,以帮助工艺进行进一步的优化,既脱出较多的吗啉,同时又保证烯胺不被带出,进而降低环化反应的物料消耗,提高戊酯的最终收率。
4.2.3 烯胺精馏时间的影响
烯胺精馏时间 hr 1.5 3 7.5 5 回收吗啉(归一%) 吗啉 90.33 99.83 99.21 99.16 烯胺 8.57 0.05 0.15 0.08 精烯胺(归一%) 吗啉 11.08 4.38 10.56 - 烯胺 82.77 85.71 - - 收率 102 98.53 103.5 104 粗戊酯含量% 84.04 84.71 84.15 87 精戊酯收率(%) 74.6 81 79.36 80.2 批号 0627-25 0623-22 0723-55 0723-56 结论:
①烯胺精馏速度不能过快,否则会将烯胺带入吗啉中,戊酯收率明显下降;小试正常精馏时间3-5hr。
②延长精馏时间至7.5hr,戊酯收率79.3%,基本正常。烯胺精馏时加热量要适当,控制塔顶回流不能快,使回收吗啉中烯胺含量<1%,最好≤0.5%。 4.2.4丙醛滴加时间的影响
烯胺 批号 0723-56 0807-74 0611-8 0615-17 0618-18 0619-19 0623-22 0625-23 0702-33 0703-34 滴加时间(hr) 9.25 9.4 6.75 6.58 3.9 4.5 3.2 3.1 2.16 2.2 烯胺含量 (%) -- -- 89.8 85.77 85.84 84.45 85.71 82.78 80.28 84.12 烯胺收率(wt%) 104 101.4 100.88 101.24 102.4 98.09 98.53 104.4 101 96.87 粗戊酯含量(%) 89.49 86.07 90.39 83.76 86.04 82 79.83? 87.76 82.11 81.92 戊酯 粗戊酯收率(%) 87 83.4 86.61 85.98 86.77 82.8 84.81 89.85 76.5 78.03 精戊酯收率(%) 80.2 77.15 78.36 77.78 80.25 77.72 81.04 81.3 73.4 注:0619-19滴加丙醛过量,又补加吗啉至所需量。
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