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文档简介
1、最新资料推荐水合腓的几种生产方法水合月井生产工艺比较目前,水合月井的生产方法主要有拉西法、 尿素法、酮 连氮法、双氧水法以及空气氧化法等。A9 f, v6 6 15 . Bl ?- e+ b 1、拉西法(Raschig) * * a3 $ G- 15 m; : D. , U. f拉西法是以氨为氮源,用次氯酸钠氧化氨气生 成水合JI井。此反应过程中有氯胺生成,故也称为氯胺法。用过量的浓度为8%的氢氧化钠与氯气反应生成次氯酸钠,用纯 水吸收氨气成水溶液。氨与次氯酸钠溶液的混合比为20: 1,控制反应温度为170C, 反应可在加 压下进行并在数秒内完成。向反应系统内加入明胶,有助于提高产率。从反应塔
2、内镯出的镯岀物中除含有水合月井外,还含有氯化钠、氢 氧化钠、未反应的氨以及少量的副产物。可在常压下闪蒸,经氨分离塔分岀氨与塔底液。底液进入蒸发塔,分出氯化钠和氢氧化钠后,再经浓缩由塔顶排 出水分,塔底获得水合月井。该法得到的月井是1%-2%的稀水溶液,最高浓度不超过4%。总收率约为67%,需要用相当多的热量来浓缩稀溶液的月井,每 获lkg水合月井,需要蒸出40-110血的水。由于使用过量的氨,需要增设回收装置,副产大量的氯化钠和氯化镀等盐。该法由于环境污染严重,设备最新资料推荐投资大,产品收率低,目前在国外己经基本上被淘汰。2、尿素法 此法以次氯酸钠为氧化剂,以尿素为氮源,合成水合 月井。此法
3、先将尿素溶解于水中形成尿素液,在硫酸镁存在下与次氯酸 钠和烧碱混合溶液在管式氧化反应器中进行反应得到粗月井,即氧化 液,月井含量大于2%o因为粗腓中含有大量的氯化钠、碳酸钠及氢氧化钠等杂质,所 以将粗月井通过五层锅真空蒸饰除去这些杂质,并通过分锚釜制得含 月井大于6%的淡月井水溶液,再通过蒸发器进一步浓缩制得40%的水合 月井。此法工艺成熟,技术易掌握。由于副反应较多,因此必须维持很低的月井浓度(一般为2%-3%), 因此副产大量的盐需要处理,同时蒸发提浓水合月井需要消耗大量的 热能,因此该法能耗和物耗高、环保压力比较大。近年来,我国生产企业不断对此法进行改革,目的在 于抑制副反 应的发生,提
4、高水合月井的收率,主要技术改进有:在填料吸收塔内 生产次氯酸钠;将罐式反应器改为列管式加热反应器用于合成水合 月井,利于提高收率;将五层蒸发器间歇蒸发改为专用新型蒸发器连 续蒸发;将液相进塔改为气相进塔提浓,降低蒸汽消耗;水合月井粗 溶液冷却回收十水碳酸钠,回收副产氯化钠,使副产物得到综合利用以降低生产成木。3、酮连氮法,u4 m! Q3 e9 x9 s6 此法由德国Bayer公司首 先提出,并于20世纪70年代实现工业化生产,故也称Bayer法。该法是在酮存在下,将次氯酸钠与氨反应,生成的酮连氮中间物 在高压下水解生成水合月井。采用丙酮、氧化剂或次氯酸钠与氨反应生成中间体酮连氮,在次 氯酸钠
5、:丙酮:氨的摩尔比为1: 2: 20的混合条件下,经充分反 应后其收率达到98% (以氯计)。稀合成液经加压脱氨塔脱去未反应的氨,氨被水吸收后再返回 酮连氮反应器,脱氨塔釜底液由腺、酮连氮及盐水组成,将其送入 酮连氮塔,从塔顶蒸岀的是一丙酮连氮与水的低沸共混物(沸点 95C,质量分数为55.5%的丙酮连氮),塔釜为盐水,塔顶憎出的 丙酮连氮在加压水解塔内于IMPa的压力下水解,生成丙酮和水合 月井。生成的丙酮由塔顶镭出,返回到酮连氮反应器中,釜液为 10%-12%的月井水溶液,经浓缩得到80%水合月井。酮连氮法明显优于拉西法,其合成收率接近理论值,能耗约为 拉西法的l/3o若所用的酮为甲乙酮时
6、的总收率以氯计算接近90%o最新资料推荐4、双氧水法双氧水法实际上是酮连氮法的改进,即采用双氧水替代 次氯酸钠作为氧化剂,从而避免了次氯酸钠作为氧化剂带来的大量 副产盐的问题,是一种清洁生产工艺,目前国外重要的水合月井生产 商多采用此法进行生产。此法是由甲乙酮和氨在催化剂存在下生成酮连胺,与双氧水氧化 成氧杂异腺后再生成甲酮连氮,后者水解 成月井和酮,酮可以循环使 用。具体工艺过程为:第一步是将含有酮、水、甲醇及催化剂乙酰胺(或用无机钱盐、碑化合物或膳等)的混合液加入到附有蒸镭釜的 反应塔中,氨气鼓泡通入液体,待到液相内溶有一定量的氨,将液 体升温到50C,加入双氧水进行反应,反应完成后,通过
7、减压蒸 憎分出未反应的原料和中间 产品,首先将压力逐步降低到26kPa, 驱除过量的氨,在50C以下将未反应的甲乙酮、甲醇等蒸憎出来, 压力进一步降低到6. 7kPa,在35C时蒸懈出酮连氮,而竣基酰胺 残留在釜液中。第二步是使酮连氮水解得到水合月井或月井盐,同时,酮得以再生, 水解反应可以在常压和150C下进行,酮连氮进行水解,然后采取 蒸镭的方法提取水合月井。双氧水法生产水合月井的收率可以达到90%以上,设备投资费用 低,蒸汽消耗少,最后生成的月井的浓度比较 高,同时没有盐类副产物,无环境污染。目前,法国 Produit Chimiques Ugine Kuhlmann 公司、阿托化 学公
8、司,德国朗盛公司,日本三菱瓦斯化学公司均拥有较为成熟的 工业化双氧水法生产水合月井的工业生产装置。5、空气氧化法Squot; V# o7 t9 t! j 日本报道了用空 气氧化生产水合月井的工艺。选用氧化牡或氧化牡-二氧化硅作催化剂;液相法选用氯化锌、 氯化镀或离子交换树脂为催化剂,在催化剂存在下,先用空气氧化 亚胺,使二苯甲酮和镀进行脱水缩合,生成二苯亚甲胺,再在氯化 亚酮催化剂作用下使亚胺氧化偶合产生二苯甲酮连氮,最后使连氮 水解得到月井,同时回收二苯甲酮,空气氧化法是目前制备水合腓方 法中最为先进的一种,其基本原料仅为氨和空气,其他原料如二苯 甲酮、氯化亚铜等在合成过程中可循环 使用,原
9、料来源比较容易, 但此法目前还没有实现工 业化生产。6、工艺技术比较3 Y2 C% V T+ L1 在水合耕的以上几种 合成方法中,拉西法原材料费用低,在生产规模大时,其总成本比 尿素法低,但是该法污染大,设备投资和能耗高,目前国内外己经 很少最新资料推荐-有厂家采用该方法进行生产。3 f: p% B# - t5 T R尿素法的优点是投资低,设备简单, 对于小规模生产(小于1000吨/年)是最经济的一种生产方法。我国水合月井企业几乎全部采用这一方法,并且已经实现了连续 化生产,工艺最为成熟,技术易于掌握,合成收率比拉西法高,但 是由于使用的原材料价格较其他方法高,故在大规模生产时,无法 与其他
10、方法竞争,国外该方法己经基本上被淘汰。尽管目前国内很多企业对尿素法进行了大量的技术革新,但是考 虑到其存在的许多缺点,所以目前国内很多生产企业是既生产尿素 又生产水合月井。;v$ n Q* m% R( O" |酮连氮法有明显优点,由于酮 连氮生产避免了月井分解,合成收率接近理论值,且能耗约为拉西法 的 l/3o在酮连氮法中,月井作为酮连氮与水形成低沸点共沸物从塔顶移 出,其余水及盐留在塔釜。拉西法中月井与水形成高沸点恒沸物存在于塔底,大量水需蒸出。而且为了防止塔釜析出盐,还需要预先蒸发除盐,故能耗大。在能源紧张、价格上涨的情况下,酮连氮法的节能优点尤为重要。 此外,酮连氮法设备投资较
11、拉西法低。酮连氮法的缺点是要处理有机副产品,并消耗丙酮。但总的来说,酮连氮法优于拉西法,近年来发展较快。双氧水法与拉西法及酮连氮法的经济性比较,主要取9 / 10决于氯、氢氧化钠的相对价格。该法的收率可以达到75%,若有廉价的双氧水来源时,此法颇具 吸引力。该法使用甲乙酮,虽然比丙酮价格高,但生成的甲酮 连氮不溶于 水,易分离,不必进行精镭,故能耗比酮连氮法低。此外,该法无盐类副产物,无环境污染,且氨过量少,连氮回收 用相分离操作,能耗比其他方法低,提高了产品的品位。另外,以双氧水代替氯,可以避免由于氯及氯化钠所引起的诸如 腐蚀,污染等一系列问题的发生。该法目前国内技术并不成熟,而且要配套使用双氧水,目前国内 还没有采用该法生产的水合月井装置。尿素法(又称拉希改良法)它是利用霍夫曼酰胺降级反应,氨的来 源是尿素而不是氨。其反应过程为尿素分子中氮原子上的一个氢原子被氯取代,在碱 的影响下氮原子失去一个分子HC1,后经霍夫曼分子重排而变为异 氧(酸酯),在碱溶液中水解生成月井和碳酸盐。其反应过程为:XH2C0NH2 NaCl+NaC03此法用尿素代替氨,设备 大大简化,投
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