甲基丙二酸二乙酯工艺

《甲基丙二酸二乙酯工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《甲基丙二酸二乙酯工艺（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、甲基丙二酸二乙酯工艺甲基丙二酸二乙酯生产线产量900t/a,包括中和、氰化、酸化、抽滤、酯化、油水分离、精馏等工序。水相残液s冷凝器冷凝器碱液吸收池油相W41成品检验 精馏图 甲基丙二酸二乙酯工艺流程及排污节点图1 中和反应中和反应在1000L反应釜中进行，2-氯丙酸与Na2CO3反应，生成2-氯丙酸 。投料摩尔比为2-氯丙酸：Na2CO3=2:1.01,确保2-氯丙酸充分反应。化学反应方程式如下：2CH3CHCOOH+Na2CO _2CH3CHCOONa+CO2l +2电0操作流程为：反应釜连接真空泵，将桶装 2-氯丙酸负压吸入釜内；液体 Na2CO3 负压吸入高位槽，由高位槽滴入釜内，滴加

2、过程中关闭真空泵；控制滴 加速度，使釜内温度保持在30C左右；碱液滴加完毕后，搅拌反应lOmin,然后 取样化验；从取样口取样，通过气象色谱检验 2-氯丙酸的含量，当 2-氯丙酸含 量低于0.01%时，反应结束，打开底部阀，料液从底部出料口流入氰化釜。由于 2-氯丙酸钠属于强碱弱酸盐，可与水发生水解反应，反应方程式如下：ClClCH3CHCOONa+H2OCH3CHCOOH+Na+OH-在碱过量条件下， 2-氯丙酸含量低于 0.01%时，可以认为 2-氯丙酸完全反应， 对氰化工序无不利影响。此工序产生吸收池放气口废气G1.1和真空泵废气Gm，以及废水真空 泵通过水吸收池、冷凝器与反应釜相连，水

3、吸收池的作用是吸收从釜中排出的气 体，冷凝器的作用是减少 2-氯丙酸的挥发量。中和反应过程中关闭真空泵，打开 放气口，反应产生CO2气体，以及随CO2排出的2-氯丙酸，通过水吸收池吸收 后，从吸收池上方的放气口排出，产生废气G，主要污染因子为少量随CO2 排出的 2-氯丙酸。进料过程中关闭放气口，开启真空泵，釜内气体通过水吸收池 后，从真空泵排出，产生废气Gm，主要污染因子为少量随CO2排出的2-氯丙 酸，属于无组织排放。吸收池中的水以及水环真空泵中的喷射水定期排放，产生 废水W,主要成分为2-氯丙酸，污染因子为pH、COD（2-氯丙酸）、ss。2 氰化反应在 1000L 氰化釜中， 2-氯丙

4、酸钠与 NaCN 发生取代反应，生成 2-氰丙酸钠和 氯化钠。 2-氯丙酸钠与 NaCN 摩尔比为 1:1.05，平均反应产率为 96%， 4%的 2- 氯丙酸钠未发生反应，进入下一工序。化学反应方程式如下：ClCNCH3CHCOONa+NaCN=CH3CHCOONa+NaCl操作流程为：液体 NaCN 由真空泵负压吸入高位槽，然后从高位槽滴入氰化 釜；氰化釜带蒸汽套加热，控制釜内温度100-110C ；反应过程中取样，通过气 象色谱检验 2-氯丙酸钠的浓度，当2-氯丙酸钠浓度低于 2%时，反应结束，料液 从釜底出料口负压吸入酸化釜。3酸化反应在 2000L 酸化釜中， 2- 氰丙酸钠与 HC

5、l 反应生成 2- 氰丙酸。 HCl 摩尔量为 初始加料时2-氯丙酸的 1.4 倍。反应方程式如下：CNCNIICH3CHCOONa+HCl=CH3CHCOOH+NaCl待料液降至30C左右，通过高位槽滴加盐酸，盐酸由真空泵负压吸入高位 槽；在HC1过量的条件下，部分NaCl从溶液中析出。反应结束后，料液通过负 压作用从釜中被抽入抽滤器。由于氰化反应中有4%的2-氯丙酸钠剩余,NaCN溶液中含有1.3%的Na2CO3 和1.3%的NaOH,有如下副反应发生：ClClCH3CHCOONa+HCl=CH3CHCOOH+NaClNa2CO3+2HCl=2NaCl+H 2O+CONaOH+HCl=Na

6、Cl+H2O由于NaCN属于强碱弱酸盐，在强酸过量的条件下，NaCN中的CN-与酸结 合，在水中主要以HCN的形式存在，反应式如下：NaCN+HCl= NaCl+HCN9%5 酯化、油水分离在酯化釜内，2-氰丙酸与C2H5OH在浓H2SO4的催化作用下，生成甲基丙二 酸二乙酯。C2H5OH的加料摩尔量为初始加入2-氯丙酸的2倍。氰根在浓h2so4的催化下，醇解生成酯，机理如下：OC2H5OC2H5C 三N + C2H5OH呼O4_C二NH+H2O AC 二O+NH此反应为不可逆反应，氰根完全反应，总反应式如下：CNH2SO4CH3CHCHOOH+2C2H5O CH3CH(COOC2H5)2+

7、nh3上一级反应剩余的2-氯丙酸在浓H2SO4催化下，也会发生酯化反应，反应 式如下：ClClH2SO4ch3chchooh+c 2h5oh 2 *4 CH3CHCOOC2H5+H2O生成的NH3在抽真空和9C条件下，大部分挥发进入水吸收池，少量和H2SO4、HCl、HCN 反应生成铵盐，留在酯化釜内，反应式如下：2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4NH3+HCl=N4HClNH +HCN=NH CN34由于上一级反应中有NaCN和HCN剩余，本工序H2SO4的加入使NaCN与 酸的结合向右进行，反应式如下：NaCN+H+ Na+HCN90%本工序为抽真空和90C条件，部分HCN挥发，进入

8、水吸收池。具体操作为:C2H5OH在负压作用下吸入酯化釜内，控制C2H5OH过量100%； h2so4通过负压吸入高位槽，然后滴加，浓h2so4在真空加料过程中有so3气体 挥发，进入水吸收池，生成H2SO4；通过蒸汽夹套，控制釜内反应温度90C； 抽真空过程中，甲基丙二酸与 C2H5OH 蒸发，气相反应生成甲基丙二酸二乙酯， 经冷却器冷凝后进入油水分离器。 90%以上的甲基丙二酸二乙酯以这种方式生 成，酯化釜内也会生成少量的酯，酯化釜中的料液定期负压吸入油水分离器。甲基丙二酸二乙酯的密度比水大，下层为粗酯，主要成分为甲基丙二酸二乙 酯和少量的2-氯丙酸乙酯、C2H5OH、H2o、HC1、HC

9、N、NH4C1、NH4CN,上层 为水相，含C2H5OH、H2O、HC1、HCN、NH4C1、NH4CN。粗酯通过与精馏柱 相连的真空泵负压吸入精馏柱，水相负压抽回酯化釜。反应过程中从油水分离器 取样，通过液相色谱检验甲基丙二酸二乙酯的含量，当含量大于98.5%时，可以 送入精馏柱。6精馏精馏操作在精馏柱中进行，将粗酯精制，至含量99.9%以上。精馏利用各物 质的沸点不同将粗酯提纯，粗酯中的 H2O、 C2H5OH、 HCN 沸点最低，加热至 50C，真空度0.02Mpa时，首先蒸出。然后精馏柱内温度逐渐上升，至80C， 真空度0.01Mpa时，HC1、H2O共沸蒸出，至90C，真空度0.01

10、Mpa时，2-氯丙 酸乙酯蒸出。最终温度为110C，真空度0.01Mpa，将甲基丙二酸二乙酯蒸出。具体操作为：开启与精馏柱相连的真空泵，利用精馏柱底部的蒸汽夹套加热； 先控制温度50C，真空度0.02Mpa、将绝大部分水和C2H5OH、HCN蒸出；然 后精馏柱内温度至80C，真空度0.01Mpa，HC1、H2O共沸蒸出；至90C，真空 度0.01Mpa时，2-氯丙酸乙酯蒸出；当精馏柱温度升至110C时，开始从取样口 取样，气象色谱检验甲基丙二酸二乙酯的含量，当含量大于99.9%时，打开与成 品槽相连的管线，收集成品。成品取样送化验室，根据客户要求，出具气象色谱 或液相色谱检验的成分表。前馏分通

11、过负压送回精馏柱，成品由出料口放入专用包装桶，人工包装。成品中甲基丙二酸二乙酯99.9%, 2-氯丙酸乙酯V50ppm,H2OV 50ppm。蔥甲醇蔥甲醇生产线产能30t/a，包括酰化、水解、醇解、重结晶等工序，蔥甲醛 和蒽甲醇常温下为固体结晶，由工人人工转移，打开釜设备和抽滤器时开启真空 泵，防止内部气体逸出。冷一凝:器“抽滤器蔥 甲I丄醛醇化甲醇钠，高位槽一冷凝器-一二二一蒸馏釜举、蔥甲醛解返回重结晶釜釜残液S抽滤器:馏出罐轻馏L分罐碱液 收池1 酰化在酰化釜中，蔥与PC13O反应生成蔥甲酰胺氯，反应过程中DMF既作溶剂又作反应原料。摩尔比为蔥：PC13O： DMF=l:1.05:5，反应

12、产率为90%。工业蔥 中的菲和咔唑与蒽结构不同，不发生反应。反应方程式如下：+ PCl3O三氯氧磷OII+ HCN/CH3CH3二甲基甲酰胺+OIIClpOHCl二氯磷酸同时，菲也可以发生相同的反应，但是反应性比蔥弱，在本工序条件下，产率最高仅 50%。咔唑结构不同，不发生反应。反应式如下：+ PCl3O +三氯氧磷OIIHCN/CH3CH3二甲基甲酰胺+OIIClpOHCl二氯磷酸具体操作为：蔥为片状晶体，首先将蔥人工投入酰化釜中，投料时开启真空 泵，造成向酰化釜内流动的气流，减少釜内气体的挥发；然后通过负压吸入 DMF； PCl3O 由高位槽滴入，滴加过程持续4 小时；滴加完毕后持续反应

13、2 小时。从取 样口取样，气象色谱检验蔥的浓度，当蔥1%时，反应完毕，打开底部出料阀, 物料靠重力流入水解釜。负压进料时，部分三氯氧磷挥发，进入碱液池中，与水和 NaOH 反应生成 磷酸钠和氯化钠，反应式如下：PCl3O + 6NaOH = Na3PO4 + 3NaCl + 3H2O2 水解中间产物在水解釜中与水发生水解，生成蔥甲醛，反应不可逆。在水的作用 下，剩余的PCl3O、酰化釜生成的HPCl2O水解生成磷酸和盐酸，并与蔥甲酰氯水解生成的二甲胺结合生成胺盐，总反应方程式如下：H3CNH二甲胺菲在酰化工序中形成的中间产物也发生如上相同的反应，反应式从略。二氯磷酸和剩余的三氯氧磷在水存在下，

14、发生水解，生成磷酸和盐酸，反应 不可逆，完全水解，反应方程式如下：OIIClp OH + 2H2O = H3PO4 + 2HC1IClPCl3O + 3H2O = H3PO4 + 3HCl水解生成的二甲胺和磷酸、盐酸反应生成盐酸盐，反应式如下H3C H3C H3C / NH + H3PO4 + HCl / NH* H3PO4 +NH* Hdh3c/3 4h3c/h3c/咔唑也与磷酸和盐酸生成盐酸盐，反应式如下：+ H3PO4 + HCl同时，DMF在酸和水存在的条件下，会部分水解，生成甲酸和二甲胺，反 应方程式如下：OIIHCN/CH3CH3O+ H2O 斗 hC OH+DMF 水解生成的二甲

15、胺也会与磷酸和盐酸发生成盐反应，促使反应向右进 行，约10%的DMF在此工序中水解。具体操作为：水量大约为料液的 10倍，负压吸入水解釜中：控制反应温度 40C，搅拌反应时间3小时；然后通冰盐水降温，降至-5C ；在低温，大量水存 在条件下，蒽甲醛、菲甲醛、蒽和菲析出，酸类和盐类留在溶液中，然后进行抽 滤操作。3 抽滤 开启与滤液罐相连的真空泵，将水解釜中的料液负压吸入抽滤器，滤液成分 为DMF、H2O、H3PO4、HCl、胺盐、HCOOH，进入滤液罐。滤饼为粗醛，成分为蔥甲醛、菲甲醛、蔥、菲，留在抽滤器中。滤液经耐酸屏蔽泵送入闻MF罐, 定期送DMF回收车间。滤饼再用三倍体积的H2O少量多次冲洗，充分除去附着 在滤饼上的DMF及酸类、盐类，然后关闭真空泵，由工人人工将蔥甲醛取出， 送入醇