一步法合成DMF生产中合成不反应原因分析

1、一步法合成DMF生产中合成不反应原因分析 淮化集团现有两套采用美国酸胺技术公司（AAT公司）的专有技术一步法合成生产二甲基甲酰胺（DMF）装置。96年投产的8000t/年套装置经技术改造，目前生产能力已达到2万t/年，为淮化三次创业做出了贡献。2002年又投产了2万t/年套装置，提高了企业的市场竞争力。经过多年来的生产实践，积累了大量的技术经验，充实、完善了一步法合成DMF工艺指标。其中合成反应控制的如何直接影响到DMF的产量、质量和消耗，是整套装置工艺控制的关键，而在生产过程中常出现合成不反应现象，现将不反应原因及处理措施作一介绍。1、 合成不反应现象两套装置在开车和运行过程中合成都出现过不

2、反应现象：合成系统放空量增大，压力升高，合成塔底温下降较快，合成液位逐渐降低，合成采出量减少，取样分析合成采出二甲胺（DMA）过量超出工艺指标，严重时造成系统停车。2、 原因分析一步法合成DMF工艺原理是在合成塔反应器内，原料DMA和CO 在催化剂（25%甲醇钠的甲醇溶液）作用下，在110和2.11MPa条件下进行气液相接触反应生成DMF，反应实际分两步进行：（1） CO + CH3OH HCOOCH3 （甲酸甲酯）（2） HCOOCH3 + DMA DMF + CH3OH其中反应（1）为酯化反应，反应速率较慢，且需要催化剂参与；反应（2）为酰化反应，反应速率较快，总反应为放热反应。经生产经验

3、总结，影响合成反应好坏的主要因素分析如下：3.1 水份的影响在设备清洗后投入使用或原料中带有少量水份时，合成塔内将出现以下副反应：（3） H2O + CH3ONa CH3OH + NaOH（4） HCOOCH3 + H2O HCOOH + CH3OH反应（3）将消耗催化剂；反应（4）将反应（1）的产物甲酸甲酯迅速水解，生产甲酸，并且由于NaOH的存在促进水解反应向右进行，从而无法进行酰化反应生成DMF。所以水份的存在将导致催化剂消耗的增加，严重时导致合成出现不反应。3.2 二氧化碳的影响由于我公司所用原料气为铜洗再生气和德士古合成气，虽经变压吸附分离提纯，但CO中仍有CO2杂质存在，合成塔内将

4、出现以下副反应：（5）H2O + CO2 + 2CH3ONa 2CH3OH + Na2CO3显然，由于CO2杂质的存在将消耗大量的催化剂，并产生大量的盐类物质，盐类物质将附着在换热设备列管的内表面上，影响了换热效果，合成温度上升，使反应（1）和（2）向右进行，反应转化率降低，严重时合成出现不反应。3.3 惰性气体含量的影响根据AAT公司技术参数要求：惰性气体N2+H24%；CO96%，由于种种原因，我公司原料气很难满足这一要求。但根据多年的生产经验总结，只要CO2杂质含量不超标，CO纯度不小于80%，反应仍能正常进行，但原料消耗将随纯度的减小而有所上升。当纯度低于此值时，由于惰性气体的增加，C

5、O和DMA的有效接触面积减小，且合成放空量增大，带走大量二甲胺和催化剂，造成合成因缺少二甲胺和催化剂而出现不反应现象。4、解决办法从上述几种因素来看，每种因素都可能导致合成出现不反应，所以应对以上几种因素同时进行有效控制。4.1严格执行原材料技术规格根据多年的生产经验总结，我公司重新制定了原材料技术规格，特别是水份和CO2工艺指标；分析是化工生产的眼睛，先后购进了山东鲁南6800A气相色谱仪数台和惠普4890D气相色谱仪一台，组织人员进行业务培训，熟练掌握分析规程，确保了原材料分析数据的准确。在生产工艺控制上严格执行新工艺指标，及时调节，确保反应正常进行。4.2保证备用冷却器中水份吹除干净为了保证生产的长周期正常运转，合成反应冷却器需定期倒换清洗，如果因冷却器内水份未吹除干净，将造成合成出现严重不反应。为此技术组对冷却器进行了技术改造，在设备清洗后，用热氮气进行自上而下的吹除，同时制定详细的倒换设备的操作规程，基本杜绝了因倒换冷却器而出现合成不反应现象的发生。5、小结在一步法合成DMF生产过程中，造成合成不反应的原因还有很多：如因计量泵不打量合成原料配比失调；合成液位过高或