季醇工段资料一、缩合:1、将浓甲醛、稀甲醛、软水按一定比例打入缩合釜,控制缩合釜温 度到规定值,再按规定顺序和投料速度均匀地投入液碱、乙醛其中92%季醇投料量为20KMOL;投料时间为61分钟,投料始温为30-32°C, 终点温度为45.5-46.5C;投料时原料温度乙醛为16-20C,碱为 28—32Co 95%季醇投料量为8.6KMOL;投料时间为31分钟,投料始 温为43—44 C,终点温度为65--66 C;投料时原料温度乙醛为 16-20C,碱为 33-36C2、甲醛与乙醛在氢氧化钠存在的条件下,反应生成缩合液,缩合液中过量的碱用甲酸中和至PH值5〜7.5后出料至缩合液贮槽 主反应方程式4HCH0+CHCH0+Na0H = C (CH OH) +HC00Na3 2 444-46 C、常压特点:可逆、放热 实际上反应是分步进行的,第一步:阿尔德尔反应,由3个分子甲醛 与1 个分子乙醛进行醇醛缩合反应生成三羟甲基乙醛(可逆反应) CHCHO+HCHO c HOCH CH CHO3 2 2OH-HOCH CH CHO+HCHOc (HOCH) CHCHO2 2 2CHOH2OH- |(HOCH ) CHCHO+HCHOK HOCH —C — CHO2 2ICHOH2第二步:康尼查罗反应,三羟甲基乙醛再与HCHO和NaOH进行氧化还原反应,生成季醇和甲酸钠(不可逆反应):CHOH CHOH22IIHOCH —C—CHO+HCHO+NaOH—HOCH —C—CH OH+HCOONa2 2 2IICHOH CHOH22副反应的生成,既消耗了原料,使季醇收率和消耗增加,又使产品质 量下降。
•乙醛在碱性条件下缩合成0-羟基丁醛:OH-2CHCHO—CH—CH—CH—CHO3 3 2IOH•甲醛在碱性条件下自身缩合成 2—6 个碳原子醇醛:OH-nHCHO—HOCH (CHOH) CHO (n=2—6)2 n — 2甲醛在碱生条件下发生自身氧化还原反应生成甲醇和甲酸盐: 2HCHO+NaOH—HCOONa+CH OH3此反应在40 °C以上反应显著•甲醇和季醇(或中间产物)发生副反应:OH-CH CHO+HCHO* HOCH CH COH===C===CHCHO3 2 22HCHOCH 二二二CHCHO+CH OH—CH OCH CH COH—CH OCH C (CH OH) CHO 或2 3 3 2 2 3 2 2 2CHOH2ICHOH+C (CH OH) —HOCH -C—CH —O—CH +H O (季醇甲醇醚)2 4 2 2 3 2ICHOH2季醇甲醇醚为极细结晶体,离心分离时呈粘膜状,使季醇难以分离 此外,还有季醇缩醛类的生成及双季或多季的生成3、缩合关键点: 原料温度:乙醛和碱的投料时的温度为何要进行控制,其主要在于有 效的保证缩合反应,降低缩合反应中杂质的产生,提高季醇的转化率。
如果温度过低,乙醛、碱的活性没有激发,造成乙醛反应不完全如 果温度过高,乙醛气化,投料不稳定;同时,缩合反应中的温度控制 困难反应温度:季醇中投料时的始温如果过高,一方面为投料时温度上升 快,难以控制,温度曲线不是呈抛物线均匀上升另一方面为缩合反 应过于剧烈,副反应多如果温度过低度,则缩合反应不完全,由于 前期温度低,乙醛与甲醛反应时的温度条件不够,因为缩合反应分两 步进行,第一步是放热反应,第二步为吸热反应,如果因温度过低度, 第二步反应速率慢,同时第二步反应为生成季醇的不可逆的反应,如 果温度不够,则反应不会生成季醇,而生成其他副产物二、精馏、蒸发1、料液自塔的中部适当位置连续的加入塔内,塔顶设有冷凝器将塔 顶蒸汽冷凝为液体冷凝液的一部分回入塔顶,成为回流液,其余作 为塔顶产品(馏出液)连续排出在塔内上半部(加料位置以上)上 升蒸汽和回流液体之间进行着逆流接触和物质传递塔底部装有再沸 器(蒸馏釜)以加热液体生成蒸汽,蒸汽沿塔上升,与下降的液体逆 流接触并进行物质传递,塔底连续排出部分液体作为塔底产品在塔的加料位置以上,上升蒸汽中所含的重组分向液相传递,而 回流液中的轻组分向气相传递。
如此物质交换的结果,使上升蒸汽中 轻组分的浓度逐渐升高只要有足够的相际接触表面和足够的液体回 流量,到达塔顶的蒸汽将成为高纯度的轻组分塔的上半部完成了上 升蒸汽的精制,即除去其中的重组分,因而成为精馏段在塔的加料位置以下,下降液体(包括回流液和加料中的液体) 中的轻组分向气相传递,上升蒸汽中的重组分向液相传递这样,只 要两相接触面和上升蒸汽量足够,到达塔底的液体中所含的轻组分可 降至很低,从而获得高纯度的重组分塔的下半部完成了下降液体中 重组分的提浓即提出了轻组分,因而称为提馏段一个完整的精馏塔应包括精馏段和提馏段,在这样的塔内可将一 个双组分混合物连续地、高纯度地分离为轻、重两组分由此不难看出,精馏之间区别于蒸馏就在于“回流”,包括塔顶的 液相回流与塔釜部分气化造成的气相回流回流式构成气、液两相接 触传质的必要条件,没有气液两相的接触也就无从进行物质交换另 一方面,组分挥发度的差异造成了有利的相平衡条件(y〉x)这使上 升蒸汽在与自身冷凝回流液之间的接触过程中,重组分向液相传递, 轻组分向气相传递/相平衡条件 y〉x 使必需的回流液的数量小于塔 顶冷凝液量的总量,即只需部分回流而无需全部回流。
因此,精馏过 程的基础仍然是组分挥发度的差异 在于季醇生产中:脱醛和脱醇 在脱醛塔中,季醇作为重组份,甲醛和甲醇的混合物作为轻组份,因 为在脱醛塔中重点在于对塔底产品的要求,同时由于季醇与甲醛和甲 醇间的挥发度的差异较大,所以此操作没有回流 在脱醇塔中,甲醛作为重组份,但由于甲醇与甲醛间的挥发度小,所 以建立了回流2、 使含有不挥发性溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸气,从而使溶液中 溶质浓度提高的单元操作称为蒸发,所用的设备称为蒸发器3、 工艺流程:缩合液槽中的缩合液,经泵依次通过微孔过滤器过滤、 预热板冷预热后进入精馏醛塔醛塔顶产生的二次汽一部分给 2#蒸发 器加热,一部分给醇塔再沸器加热,一部分直接经过板冷冷却后进入 含醇稀甲醛槽含醇稀甲醛槽中的含醇稀甲醛通过泵进入醇塔,由醛 塔二次汽给醇塔再沸器加热,醇塔内物料被加热后,塔内汽相经过板 冷冷凝进入甲醇中间槽,冷凝液一部分作为醇塔回流,一部分采出至 甲醛工段醛塔底部采出的物料连同热溶岗位送过来的成品洗水一起 从顶部进入 1#蒸发器浓缩,蒸发的汽相经蒸发冷凝器冷凝,气液分离 器分离后,液相排入液封槽,气相由真空泵抽走1#蒸发器底部物料 通过循环采出泵从 2#蒸发器顶部进入,进行再一次的浓缩,浓缩后的 底部物料由泵采出至结晶岗位,顶部汽相给 1#蒸发加热器加热,冷凝 液排入液封槽4、醛塔的控制要点:也就是如何降低脱醛液中的甲醛含量,又保证 了物料的色度?①控制醛塔入料温度主要是为了充分利用二次汽减 少醛塔负荷,降低蒸汽消耗。
入料温度高,与塔入料口的温度不吻合, 难挥发主分上移,改变塔内分布层,分离效果差,残醛高,再者造成 2#蒸发器冷凝水出口不畅,比重达不到规定要求;入料温度低,加大 了醛塔负荷,增加蒸汽消耗,不利于提产降耗所以入料温度控制在 90°C左右②缩合液未经沉降处理,多季等热敏性物质未能除去,当 缩合液进入醛塔后,悬浮物与缩合液中的三季等物质便会附着在醛塔 的填料上,这些物质在塔内长时间停留变质在正常生产中,脱醛液 会慢慢将此类物质带走,当塔压波动造成进料量及汽量波动后,料液 及蒸汽对塔内的填料冲刷力加剧,大量的黑色杂质就会随脱醛液流 出③残醛高,原因有四:精馏工艺控制不当;蒸汽波动大;填料效 率差;缩合过程中缩醛类物质多.5、醇塔的控制:醇塔其主要为对稀甲醛中的醇含量进行脱除;在脱 除的过程中一方面要将其稀甲醛中的醇含量降到 0.8%以下,又不能 对塔顶部的回收甲醇中的甲醛含量不重视(W60g/l),否则,会对季 醇消耗甲醛的指标不理想因为①原料甲醛中甲醇含量的高低对季醇 的收率影响较大,甲醇每上涨 1%,其收率降低约 1.5-2.0%因为甲 醇能与季醇反应生成季戊四醇甲醇醚,该物质能溶解季戊四醇,使季 戊四醇不能形成结晶析出,或使其结晶过小而不易分离。
②醇塔底温 控制是根据醇塔入料量来调节的在稳定醇塔液位的同时,根据现有 的进料量将醇塔底温控制在102.5°C左右,将二次气阀门开启度固定 在50-60%,充分利用闪蒸罐的压力(闪蒸罐的压力控制在0.13〜 0.17Mpa )控制醇塔底温③回流主要是为了维持塔内平衡,降低塔 顶温度,提高塔顶产品浓度通过回流调节顶温,将甲醇比重控制在 0.79〜0.92之间,稀甲醛醇含量<0.7%,甲醇醛含量W60g/l④回 收甲醇残醛高的原因:采出过大;回流过小;塔底压力高,液泛 其主要为塔顶部温度升高,其受到浓甲醛的影响较大,因为浓甲醛的 醇含量过高后,塔的处理能力现已经饱和,所以不能够完全脱除甲醇, 为了满足生产的要求对塔顶产品“牺牲”所以重点对源料进行控制(由于楚星的甲醛中醇含量没有控制好,为何没有控制好,其主要为 要求过低,因 95%季醇对醇含量要求低一点,而 92%要求要高,福化 甲醛质量好)⑤稀甲醛中醇含量高:塔顶采出太少;进料大;底温 低;塔内故障现因为醇塔顶部的冷却器出口存在配管的原因,时的 积液的现象发生,当出现蒸汽加不进去时,要对积液进行处理:关闭 顶部冷却器水阀门,利用顶部压力将其管道中的积液排出。
6、蒸发:其主要为对比重的控制,在控制比重的前提下对蒸发器不 能造成堵塞①对于连续蒸发器的开车不同于间歇式蒸发器的开车, 也就是不要一开车就要求蒸发在比重达到要求;如果这样要求,就须 要将 2#蒸发器的液位控制在低限的位置上;但是,我们对蒸发的加 热用的二次汽是:通过先对 2#蒸发器进行加热,此时 2#蒸发器由于 加热所产生的蒸汽再对 1#蒸发器进行加热;在这种情况下 2#蒸发器 很容易由于液位低和物料少被蒸干或者 2#蒸发器自身液体的循环量 被迫减少情况发生,而2#蒸发器加热的二次汽在对其继续进行加热, 从而造成 2#蒸发器的加热列管部分被堵塞的现象发生;一旦由于开 车时部分被堵塞,随着时间的推移,其他列管被堵塞的现象会加快发 生,最终造成 2#蒸发器二次汽加不进去,蒸发比重提不上来的现象 发生,造成停车清洗的事故的发生如何避免此事故的发生了?这就 要求我们在开车的同时,加强对 2#蒸发器的液位的控制,在开车进 水时,就将 2#蒸发器的液位提高(但是不能发生抽料的现象);保证 其 2#蒸发器有足够量的自身循环量,此时由于物料的比重较低,可 以不采出,让其物料在 2#蒸发器内进行自身循环;此时应当关注2# 蒸发器的温度,当2#蒸发器的底部温度上升到103°C时(此时的比重 在 1.24—1.25 间)要求进行适当的采出;此时加强结晶处的比重的 检查频次,根据结晶处的结果对二次汽的加入量进行适当的调节,将 其比重控制在规定的范围内。
②所用的蒸发器是由2#蒸发器蒸发后 的汽化热再对 1#蒸发器进行加热的方法进行蒸发的,在理论上, 2# 蒸发器分离室到 1#蒸发器加热的压 力应该为微正压 (通常为 0.05—0.06kpa),若在生产过程中,发现其1#蒸发器的加热阻力在上 升,一方面说明其 1#蒸发器加热夹套内有不冷凝气体或者真空度不够, 其处理方法可以为通过抽气阀门将其内的不冷凝气体通过水环真空 泵抽出或者通过真空泵补水调节真空度;另一方面说明 2#蒸发器部 分加热列管已经开始堵塞,此时物料加热的面积在减小,为了维持比 重,只有加大二次汽量,二次汽量的加大从而使。