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1、 1、亞硝酰硫酸(重氮化試劑) 1)工藝原理 該產(chǎn)品生產(chǎn)較為簡單,主要原料為硫酸、硝酸和二氧化硫,反應(yīng) 中加入少量水作為穩(wěn)定劑, 硫酸作為溶劑, 把硝酸加到硫酸和水的混 合液中配成混酸, 然后通入二氧化硫氣體進行氧化還原反應(yīng), 控制反 應(yīng)終點得最終產(chǎn)品。 反應(yīng)的機理方程式如下: HNO3 + SO2NOHSO 4 該步反應(yīng)中,硝酸、二氧化硫投料比為 1: 1,硫酸和水不參入 反應(yīng),無副反應(yīng)。 2)工藝流程框圖 98%濃硫酸 水 二氧化硫 98%硝酸 合成反應(yīng) 混酸配制 40%亞硝酰 硫酸產(chǎn)品 3)工藝過程簡介 亞硝酰硫酸在本項目中作為分散藍 79#、分散藍 291#:1 、分散紫 93#和分散
2、橙 61#的重氮化試劑大量使用,其生產(chǎn)過程較為簡單,大體 分為兩步:混酸的配制和合成產(chǎn)品的生產(chǎn)。 首先在反應(yīng)釜中加入水, 開啟循環(huán)水進出口閥門, 在降溫的情況 下滴加 98%濃硫酸,在 20下滴加硝酸,配制混酸,攪拌均勻后在 30以下緩慢加入氣化的二氧化硫發(fā)生反應(yīng)。 反應(yīng)達到終點后, 滴加 適量的硝酸將釜內(nèi)二氧化硫全部吸收, 用泵將釜內(nèi)物料輸送到亞硝酰 硫酸儲罐內(nèi)。滴加硝酸、硫酸及反應(yīng)過程中均密閉反應(yīng)釜,反應(yīng)中由 于放熱而揮發(fā)出的微量酸霧均經(jīng)釜頂放空管輸送至車間廢氣處理系 統(tǒng)集中處理。 2、分散劑 MF 1)工藝原理 分散劑 MF為甲基萘磺酸鈉的甲醛縮合物, 是以洗油 (2- 甲萘為主 要成分
3、 )為原料,經(jīng)磺化得到甲基萘磺酸,再與甲醛縮合而制得的。 分散劑 MF屬陰離子表面活性劑,為棕色粉末,易溶于水,易吸潮, 不燃,具有優(yōu)良的擴散性和熱穩(wěn)定性。 2)工藝流程框圖 濃硫酸 洗油 殘渣 3)工藝過程簡介 生產(chǎn)過程首先在磺化縮合釜中加給定量的洗油, 開啟攪拌, 升溫 到 60-70 ,滴加給定量的硫酸,時間為 1h,再慢慢升溫到 115-120, 抽真空,負壓為 0.05MPa,保溫為 2h。然后降溫至 70,滴加給定量 的甲醛,時間為 0.5h ,加完后密閉設(shè)備,慢慢升溫到 80-90 ,保溫 3-4h 。保溫結(jié)束,導(dǎo)入中和鍋,加液堿調(diào) PH為 6-7 ,調(diào)好后導(dǎo)入壓 濾機,濾液進入
4、 MF成品儲罐。 3、分散藍 291#:1 1)工藝原理 首先以氯丙烯和 2-甲氧基-5- 乙酰氨基苯胺為原料,通過發(fā)生烷 基化反應(yīng)制備偶合組分 2- 甲氧基 -5- 乙酰氨基 -N,N- 二烯丙基苯胺,反應(yīng)中使用氫氧化鈣作為縛酸劑促使反應(yīng)進行完全; 然后以亞硝酰硫 酸為重氮化試劑,促使 2,4-二硝基-6- 溴苯胺原料發(fā)生重氮化反應(yīng) 制得重氮組分; 然后以上述制備得到的偶合組分和重氮組分通過發(fā)生 偶合反應(yīng)制得產(chǎn)品的發(fā)色體;最后通過后處理工序包括分散劑分散、 砂磨及噴霧干燥等獲得最終產(chǎn)品。 分散藍 291#:1 產(chǎn)品發(fā)色體的結(jié)構(gòu)式具體如下所示: NO 2 OCH 3 CH 2CH=CH 2 O
5、2NN=N N CH 2CH=CH 2 Br HN COCH 3 各步主要反應(yīng)的機理方程式如下: (1)烷基化反應(yīng)制備偶合組分: 2ClCH 2CH=CH 2 氯丙烯 OCH 3 NH 2 Ca(OH) 2 HN COCH 3 OCH 3 CH 2 CH=CH CH 2 CH=CH HN COCH 3 CaCl 2 2 H2O 76.5*2 2-甲氧基 -5- 乙酰氨基苯胺 180 74 2- 甲氧基 -5-乙酰氨基 -N,N- 二烯丙基苯胺 111 260 18 該步反應(yīng)中三種物料氯丙烯、 2- 甲氧基 -5- 乙酰氨基苯胺、氫氧 化鈣的的投料比為 2.2 :1:1,氯丙烯過量較多,促使主要
6、苯胺原料 的轉(zhuǎn)化率保證在 98%以上。 2)重氮化反應(yīng): NO2 NO2 O2NNH2 NOHSO 4 H2SO4 N2HSO4 H2O O2N Br 亞硝酰硫酸 Br 2,4- 二硝基 -6-溴苯胺 重氮組分 262 127 371 18 該步反應(yīng)中少量亞硝酰硫酸與水發(fā)生分解生成氮氧化物, 反應(yīng)方 程式如下: 2NOHSO 4H2O 2 H2SO4 NO NO2 該步重氮化反應(yīng)中, 2,4-二硝基-6- 溴苯胺、亞硝酰硫酸的投料 比為 1:1.05 ,亞硝酰硫酸略微過量,反應(yīng)進行較為徹底,苯胺原料 轉(zhuǎn)化率為 99.5% 3)偶合反應(yīng): 重氮組分 371 HN COCH 3 2-甲氧基 -5-
7、乙酰氨基 -N,N- 二烯丙基苯胺 260 分散藍 291 #:1產(chǎn)品發(fā)色體533 H2SO4 98 重氮組分夾帶的少量亞硝酰硫酸與水發(fā)生分解生成氮氧化物, 副 反應(yīng)方程式如下: 2NOHSO 4H2O2 H2SO4 NO NO2 反應(yīng)中重氮組分、偶合組分的物料投料比為 1.01 :1,重氮組分 略微過量,保證主要原料偶合組分的轉(zhuǎn)化率 97%以上。過量的重氮組 分在酸性較弱的環(huán)境下, 自身偶合聚變?yōu)榉撬苄缘碾s質(zhì)染料, 大部 分進入最終產(chǎn)品。 2)工藝流程框圖 氫氧化 鈣溶液 水 3)工藝過程簡介 該產(chǎn)品生產(chǎn)的過程大體分為四個工序: 偶合組分的制備、 重氮組 分的制備、產(chǎn)品發(fā)色體的制備和最終產(chǎn)
8、品的生產(chǎn)。 下面分別進行敘述。 (1)偶合組分制備 首先通過底水計量罐向烷基化釜中加入適量的底水,開動攪拌, 從釜頂加料口慢慢加入固體 2-甲氧基 -5- 乙酰氨基苯胺原料和適量的 氫氧化鈣溶液, 再通過氯丙烯計量罐加入足量的氯丙烯原料。 密閉反 應(yīng)釜后,采用夾套蒸汽升溫至 70開始開始發(fā)生烷基化反應(yīng)。該反 應(yīng)為放熱反應(yīng),通過循環(huán)冷卻水系統(tǒng)保持物料系統(tǒng)在 100左右進行 回流反應(yīng)。 反應(yīng)結(jié)束后,將物料加熱至 100以蒸餾回收過量的氯丙烯。蒸 出的氯丙烯氣體中含有一定量的水蒸氣,采用一級水冷 +二級鹽冷聯(lián) 合的冷凝工藝促使蒸氣全部冷凝,冷凝后的液相返回中間母液罐內(nèi); 含微量氯丙烯的不凝尾氣排放至
9、車間設(shè)置的廢氣處理系統(tǒng)進行統(tǒng)一 處理。 冷凝物料在中間母液罐內(nèi)靜置分層, 上層氯丙烯返回氯丙烯儲 罐循環(huán)使用,下層含微量氯丙烯的廢水返回合成釜作為底水使用。 混合物料回收氯丙烯后,再通過液堿計量罐向釜內(nèi)加入微量的 30%液堿,調(diào)節(jié)物料 pH值大于 8,促使物料進行結(jié)晶分離。結(jié)晶完成 后,將物料放到抽濾槽里進行抽濾分離,濾液中含較多氯化鈣,排放 到車間設(shè)置的母液槽單獨儲存并處理; 分離得到的濾餅水洗凈化并抽 濾分離后,得到偶合組分 2-甲氧基-5- 乙酰氨基-N,N-二烯丙基基苯 胺備用。 水洗凈化并抽濾分離得到的廢水, 排放到廠內(nèi)的綜合污水處 理站進行處理。 (2)重氮組分的制備 首先在攪拌下
10、向重氮釜中先后加入一定的 98%硫酸和 40%亞硝酰 硫酸溶液,加完控制溫度在 20-30 左右,緩慢加入 2,4- 二硝基-6- 溴苯胺發(fā)生重氮化反應(yīng)。加料完成后保溫反應(yīng) 2h 至終點,制備得到 重氮鹽溶液待用。 反應(yīng)過程中微量的亞硝酰硫酸與水發(fā)生分解反應(yīng), 生成一氧化氮 和二氧化氮(等摩爾比)的混合氣體,連同加料過程中產(chǎn)生的微量酸 霧,經(jīng)反應(yīng)釜頂部的排氣管道統(tǒng)一收集到車間設(shè)置的二級堿液噴淋系 統(tǒng)進行處理,處理后的尾氣經(jīng) 25m高(內(nèi)徑 600mm)排氣筒排放。噴 淋用堿液循環(huán)使用,定期更換。 由于混合氣體一氧化氮和二氧化氮氣體與堿液發(fā)生歧化反應(yīng) (也 稱歸中反應(yīng))生成亞硝酸鈉,因此化驗循環(huán)
11、堿液 PH值接近中性后, 為充分利用含有的副產(chǎn)亞硝酸鈉, 將堿液全部回用于廠內(nèi)的亞硝酸鈉 溶液配制使用。歧化反應(yīng)方程式如下。 NO NO2 2 NaOH2NaNO 2 H2O 以下各種產(chǎn)品產(chǎn)生的氮氧化物混合氣體及酸霧氣體均照此處理, 不再詳細敘述。 (3)產(chǎn)品發(fā)色體的制備 首先在偶合釜內(nèi)加入循環(huán)套用的母液、 碎冰,然后加入中間體車 間制備的偶合組分 2-甲氧基-5- 乙酰氨基-N,N-二烯丙基基苯胺,攪 拌直至全部溶解后,再入碎冰使物料降溫至 0以下,開始滴加上述 制得的重氮液發(fā)生偶合反應(yīng); 滴加時間 2-3h ,滴完后在 0-5 保持至 反應(yīng)終點,反應(yīng)時間在 23h 左右。重氮鹽溶液帶入的微
12、量亞硝酰硫 酸遇水分解, 生成一氧化氮和二氧化氮的混合氣體, 同樣經(jīng)反應(yīng)釜頂 部的排氣管道統(tǒng)一收集到車間設(shè)置的二級堿液噴淋系統(tǒng)進行處理。 反應(yīng)完成后, 將物料壓入板框壓濾機進行壓濾分離, 分離得到的 含硫酸母液送入車間的母液罐進行儲存, 部分回用于偶合反應(yīng)中, 多 余部分送入全廠設(shè)置的含酸廢液處理系統(tǒng)進行中和脫酸處理。 分離后 濾餅再加入一次水進行水洗凈化, 洗滌濾餅至 pH=67 為合格;洗滌 完成后板框分離,得到的濾餅含固率在 30%左右,濾液排放至廠內(nèi)污 水處理站統(tǒng)一處理。 (4)最終產(chǎn)品的制備 首先在打漿釜內(nèi)加入上述得到的濾餅產(chǎn)品、 適量的新鮮水, 然后 送至后處理車間預(yù)分散釜,加 M
13、F及回用的除塵洗滌水進行預(yù)分散處 理。分散均勻后轉(zhuǎn)入砂磨釜,進行砂磨處理(玻璃球直徑23mm), 處理時間在 510h 之間,砂磨至染料顆粒合格后再經(jīng)標(biāo)化釜標(biāo)準(zhǔn)化, 最后送入噴霧干燥塔處理。砂磨處理后的物料含固率在 45%左右。 噴霧干燥利用經(jīng)蒸汽加熱器間接加熱的熱空氣作為加熱媒介, 將 物料中的水分去除至小于 8%,從而得到最終產(chǎn)品。噴霧干燥后排出 的熱風(fēng), 首先利用旋風(fēng)分離器和布袋除塵器進行兩次除塵, 收集的物 料作為產(chǎn)品,染料塵回收率 99%;除塵后的尾氣再利用循環(huán)水洗滌凈 化,凈化后的尾氣經(jīng) 25m高(內(nèi)徑 600mm)排氣筒集中排放。 4、分散紫 93# 1)工藝原理 該產(chǎn)品在擬建項
14、目各產(chǎn)品生產(chǎn)中最為復(fù)雜, 主要體現(xiàn)在偶合組分 間乙酰氨基 -N,N- 二乙基苯胺的制備復(fù)雜。該偶合組分的制備首先以 間苯二胺、 醋酐和鹽酸為原料, 發(fā)生?;磻?yīng)得到間乙酰氨基苯胺鹽 酸鹽,然后再與氯乙烷發(fā)生烷基化反應(yīng)得到偶合組分間乙酰氨基 -N,N- 二乙基苯胺。 產(chǎn)品的其余生產(chǎn)過程與前述兩種產(chǎn)品基本相同, 以自制的亞硝酰 硫酸為重氮化試劑,促使 2,4-二硝基-6- 溴苯胺原料發(fā)生重氮化反 應(yīng)制得重氮組分;然后加入上述制備的偶合組分間乙酰氨基 -N,N- 二 乙基苯胺發(fā)生偶合反應(yīng), 制得產(chǎn)品發(fā)色體; 最后通過后處理工序包括 分散劑分散、砂磨及噴霧干燥等獲得最終產(chǎn)品。 分散紫 93#產(chǎn)品發(fā)色體
15、的結(jié)構(gòu)式具體如下所示: 各步主要反應(yīng)的機理方程式如下: (1)偶合組分間乙酰氨基 -N,N- 二乙基苯胺制備: 酰化反應(yīng)制備間乙酰氨基苯胺鹽酸鹽: CH3CO NH2 O HCl CH3CO H2N醋酐 間苯二胺 NH2 HCl HN COCH 3 間乙酰氨基苯胺鹽酸鹽 108 102 36.5 186.5 CH3CHOOH 醋酸 60 該步反應(yīng)中三種物料間苯二胺、 醋酐、鹽酸的投料比為 1:1.05 : 98%以上;過 1,醋酐原料稍微過量,促使主要原料間苯二胺轉(zhuǎn)化率 量的醋酐遇水水解為醋酸,反應(yīng)方程式如下: CH3CO H2O 2 CH3COOH 3O CH3CO 烷基化反應(yīng)制備間乙酰氨基
16、 -N,N- 二乙基苯胺: 該反應(yīng)較易進行, 反應(yīng)中三種物料間乙酰氨基苯胺鹽酸鹽、 氯乙 烷、氫氧化鈉的投料比為 1:1.25 :1,氯乙烷過量,保證苯胺鹽酸 鹽物料轉(zhuǎn)化率 99%以上 (2)重氮化反應(yīng): NO2 NH2 Br 2,4- 二硝基-6-溴苯胺 NO2 N2HSO 4H2O 亞硝酰硫酸 371 127 NOHSO 4 262 18 該步反應(yīng)中少量的亞硝酰硫酸與水發(fā)生分解反應(yīng)生成氮氧化物, 反應(yīng)方程式如下: 2NOHSO 4H2O 2 H2SO4NONO2 該步重氮化反應(yīng)中, 2,4-二硝基-6- 溴苯胺、亞硝酰硫酸的投料 比為 1:1.03 ,亞硝酰硫酸略微過量,反應(yīng)進行較為徹底,
17、苯胺原料 轉(zhuǎn)化率為 99.5%。 3)偶合反應(yīng): 重氮組分 371 間乙酰氨基 -N,N- 二乙基苯胺 206 CH 2CH 3 NH2SO 4 CH2CH3 分散紫 93#產(chǎn)品發(fā)色體硫酸 479 98 重氮組分夾帶的少量亞硝酰硫酸與水發(fā)生分解生成氮氧化物, 副 反應(yīng)方程式如下: 2NOHSO 4H2O2 H2SO4 NO NO2 該步偶合反應(yīng)中,重氮組分、偶合組分投料比為 1.01 :1,重氮 組分略微過量,主要原料偶合組分中間體的轉(zhuǎn)化率保證在 97%以上 2)工藝流程框圖 醋酐 間苯 底水 偶合組分間乙酰氨基 -N,N-二乙 基苯胺備用 98%濃40亞硝酰 硫酸硫酸溶液 3)工藝過程簡介
18、該產(chǎn)品生產(chǎn)的過程復(fù)雜,大體分為 4 個工序:偶合組分的制備、 重氮組分的制備、產(chǎn)品發(fā)色體的制備和最終產(chǎn)品的生產(chǎn)。 1)偶合組分制備 偶合組分制備分兩步進行,包括酰化和烷基化反應(yīng)。 首先通過底水計量罐向酰化釜內(nèi)加入適量的反應(yīng)底水,開動攪 拌,從釜頂加料口慢慢加入固體間苯二胺原料和適量的 30%鹽酸溶液, 降溫至 10以下滴加醋酐原料,發(fā)生?;磻?yīng)。保溫反應(yīng) 2h 左右。 反應(yīng)完成后, 將物料進行密閉抽濾分離, 得到濾餅間乙酰氨基苯胺鹽 酸鹽中間體備用;濾液車間內(nèi)收集后,排放到廠內(nèi)綜合污水處理站。 精餾尾氣經(jīng)車間堿液洗滌凈化系統(tǒng)處理后,統(tǒng)一排放。 然后依次向烷基化釜投加氯乙烷、 間乙酰氨基苯胺鹽酸
19、鹽及適量 的堿液,在 40條件下發(fā)生烷基化反應(yīng)。保溫反應(yīng) 10h。反應(yīng)結(jié)束蒸 汽加熱升溫至 50蒸出多余的氯乙烷循環(huán)使用,然后再滴加微量液 堿調(diào)節(jié)物料 PH值接近 8 后,降溫至 20以下促使物料進行結(jié)晶分離。 結(jié)晶完成后, 將物料放到抽濾槽里進行抽濾分離, 濾液中含有大量氯 化鈉,排放到車間母液槽單獨儲存并處理; 分離得到的濾餅水洗凈化 并抽濾分離后,得到中間體間乙酰氨基 -N,N- 二乙基苯胺。水洗凈化 并抽濾分離得到廢水,同樣排放到車間的母液槽單獨儲存并處理。 (2)重氮組分的制備 首先在重氮反應(yīng)釜中攪拌下先后加入一定的 98%硫酸和 40%亞硝 酰硫酸溶液,加完控制溫度在 20-30左
20、右,緩慢加入 2,4- 二硝基 -6- 溴苯胺發(fā)生重氮化反應(yīng)。 加料完成后保溫反應(yīng) 2h 至終點, 制備得 到重氮鹽溶液待用。 反應(yīng)過程中微量的亞硝酰硫酸與水發(fā)生分解反應(yīng), 生成一氧化氮 和二氧化氮的混合氣體, 同樣經(jīng)反應(yīng)釜頂部排氣管道統(tǒng)一收集到車間 設(shè)置的二級堿液噴淋系統(tǒng)處理。 (3)產(chǎn)品發(fā)色體的制備 首先在偶合釜內(nèi)加入循環(huán)套用的母液, 碎冰,然后加入中間體車 間制備的偶合組分間乙酰氨基 -N,N- 二乙基苯胺,攪拌至物料全部溶 解后,再入碎冰使物料降溫至 0以下,開始滴加上述制得的重氮鹽 溶液發(fā)生偶合反應(yīng); 滴加時間 2-3h ,滴完后在 0-5 保持至反應(yīng)終點, 反應(yīng)時間在 23h 左右
21、。重氮鹽溶液帶入的微量亞硝酰硫酸與水發(fā)生 分解反應(yīng), 生成一氧化氮和二氧化氮的混合氣體, 同樣經(jīng)反應(yīng)釜頂部 的排氣管道統(tǒng)一收集到車間設(shè)置的二級堿液噴淋系統(tǒng)進行處理。 反應(yīng)完成后, 將物料壓入板框壓濾機進行壓濾分離, 分離得到的 含硫酸母液送入車間的母液罐進行儲存, 部分回用于偶合反應(yīng)中, 多 余部分送入全廠設(shè)置的含酸廢液處理系統(tǒng)進行中和脫酸處理。 分離后 濾餅再加入一次水進行水洗凈化, 洗滌濾餅至 pH=67 為合格;洗滌 完成后板框分離,得到的濾餅含固率在 30%左右,送入產(chǎn)品后處理車 間作為原料使用,濾液排放至廠內(nèi)污水處理站統(tǒng)一處理。 (4)最終產(chǎn)品的制備 生產(chǎn)過程同其他產(chǎn)品基本相同, 不
22、再詳敘。由于產(chǎn)品種類的不同, 每種產(chǎn)品單獨一套打漿釜、砂磨鍋、噴霧干燥塔及物料回收系統(tǒng),干 燥尾氣單獨設(shè)置一根排氣筒。 5、分散橙 288# 1)工藝原理 該產(chǎn)品生產(chǎn)較為復(fù)雜,主要體現(xiàn)在偶合組分 N-氰乙基 -N-芐基苯 胺的制備過程較為復(fù)雜。 該偶合組分的制備首先以苯胺和丙烯腈為原 料,發(fā)生加成反應(yīng)得到 N-氰乙基苯胺中間體,反應(yīng)中加入適量醋酸 作為催化劑, 同時有助于物料的溶解; 該中間體然后與氯化芐發(fā)生烷 基化反應(yīng)得到偶合組分 N-氰乙基 -N- 芐基苯胺;反應(yīng)中加入純堿以中 和去除產(chǎn)生的氯化氫氣體,維持物料的堿性環(huán)境。 本產(chǎn)品的主要原料是對硝基苯胺易溶于稀酸溶液, 因此重氮化過 程采用
23、正重氮化工藝, 即把亞硝酸鈉水溶液加到對硝基苯胺的硫酸水 溶液中, 發(fā)生重氮化反應(yīng)得到重氮組分; 然后促使偶合組分和重氮組 分發(fā)生偶合反應(yīng)制得產(chǎn)品的發(fā)色體; 最后通過后處理工序包括分散劑 分散、噴霧干燥等獲得最終產(chǎn)品。 分散橙 288#產(chǎn)品發(fā)色體的結(jié)構(gòu)式具體如下所示: 各步主要反應(yīng)的機理方程式如下: 1)偶合組分 N-氰乙基 -N- 芐基苯胺制備: 加成反應(yīng)制備 N- 氰乙基苯胺中間體: CH 2=CHCN 丙烯腈 53 CH 3 COOH NHCH 2CH 2CN N- 氰乙基苯胺 146 該步反應(yīng)中兩種物料苯胺、丙烯腈的投料比為 1:1.15 ,丙烯腈 過量,促使主要苯胺原料的轉(zhuǎn)化率保證在
24、 98%以上。反應(yīng)中醋酸作為 催化劑,加入量為苯胺的 10%左右。 烷基化反應(yīng)制備偶合組分 N-氰乙基 -N-芐基苯胺: N-氰乙基苯胺 2*146 H2 CH2CH2CN CH2Cl NaCO 32 N CH CH 2CH 2CN H2O CO2 2 NaCl 氯化芐 N-氰乙基-N-芐基苯胺 2*126.5 106 2*236 18 44 2*58.5 該步反應(yīng)中,N-氰乙基苯胺、氯化芐、碳酸鈉的投料比為 1:1.35 : 1,氯化芐物料過量,保證 N-氰乙基苯胺物料轉(zhuǎn)化率 99%以上 2)重氮化反應(yīng): 對硝基苯胺 138 69 2*98 NaNO 22 H2SO4 Cl 重氮組分 NaH
25、SO 4 H2O 247 120 2*18 該步重氮化反應(yīng)中,對硝基苯胺、亞硝酸鈉、硫酸投料比為1: 1.05 :3,硫酸過量較多,亞硝酸鈉略微過量,對硝基苯胺原料轉(zhuǎn)化 率 99.5%以上;過量亞硝酸鈉在酸性環(huán)境下生成中間體亞硝酸,分解 轉(zhuǎn)化為氮氧化物,總反應(yīng)方程式如下: 2 NaNO2 2H2SO42 NaHSO 4 NO NO2 H2O 3)偶合反應(yīng): CH2CH2CN O2N N2HSO 4 CH2 CH2CH 2CN 分散橙288 #產(chǎn)品發(fā)色體 H2SO4 98 385 重氮組分 247 N- 氰乙基 -N-芐基苯胺 236 該步反應(yīng)中,重氮組分、偶合組分的物料投料比為 1.03 :1
26、,重 氮組分過量,促使主要原料偶合組分中間體的轉(zhuǎn)化率為 98%。 2 )工藝流程框圖 3)工藝過程簡介 該產(chǎn)品生產(chǎn)的過程大體分為四個工序: 偶合組分的制備、 重氮組 分的制備、產(chǎn)品發(fā)色體的制備和最終產(chǎn)品的生產(chǎn)。 下面分別進行敘述。 (1)偶合組分制備 首先通過計量罐向乙基化釜加入循環(huán)套用的含醋酸母液及適量 新鮮水,開動攪拌,從釜頂加料口加入苯胺,再通過丙烯腈計量罐加 入足量的丙烯腈原料。密閉反應(yīng)釜后,升溫至70開始發(fā)生加成反 應(yīng)。該反應(yīng)為放熱反應(yīng),通過循環(huán)冷卻水系統(tǒng)保持物料系統(tǒng)在75 左右進行回流反應(yīng)。反應(yīng)完成后,將物料降溫至 30以下,促使物 料進行結(jié)晶分離。結(jié)晶完成后,將物料放到抽濾槽內(nèi)進
27、行抽濾分離, 濾液循環(huán)套用,濾餅為 N-氰乙基苯胺濕品備用。母液循環(huán)套用一段 時間后,排放到污水處理站進行綜合處理。 通過底水計量罐向烷基化釜加入適量底水, 開動攪拌, 從釜頂加 料口加入上述得到的 N-氰乙基苯胺、碳酸鈉和稍微過量的氯化芐。 密閉反應(yīng)釜后, 升溫至 80開始開始發(fā)生烷基化反應(yīng)。 保溫反應(yīng) 4h。 反應(yīng)過程中生成的二氧化碳氣體, 經(jīng)反應(yīng)釜頂部排氣管送至車間的廢 氣處理系統(tǒng)處理后,統(tǒng)一排放。 反應(yīng)結(jié)束后,將物料加熱至 100以蒸餾回收過量的氯化芐。蒸 出的氯化芐氣體中含有一定量的水蒸汽,采用一級水冷 +二級鹽冷聯(lián) 合的冷凝工藝促使蒸汽全部冷凝,冷凝后的液相流入中間回收罐內(nèi); 含微
28、量氯化芐的不凝尾氣排放至車間設(shè)置的廢氣處理系統(tǒng)進行統(tǒng)一 處理。冷凝物料在中間罐內(nèi)靜置分層, 下層氯化芐切出后返回氯化芐 儲罐循環(huán)使用,上層含微量氯化芐的廢水返回合成釜作為底水使用。 回收氯化芐后的混合物料降溫至 30以下,促使物料結(jié)晶分離; 結(jié)晶物料放到烷基化母液抽濾槽內(nèi)進行抽濾分離, 濾液含有較多的氯 化鈉鹽分, 排放到車間設(shè)置的母液槽單獨儲存并處理; 濾餅為偶合組 分 N- 氰乙基 -N- 芐基苯胺的濕品備用。 (2)重氮組分的制備 首先在重氮釜加入 98%濃硫酸和固體原料對硝基苯胺,升溫至 30左右促使物料全部溶解后,再降溫至 10以下緩慢加入預(yù)先配 制好的 30%亞硝酸鈉溶液, 發(fā)生重
29、氮化反應(yīng)。 加料完成后保溫反應(yīng) 2h 至終點,制備得到重氮鹽溶液待用。 反應(yīng)過程中亞硝酸中間體副反應(yīng)生成的一氧化氮和二氧化氮混 合氣體,同樣經(jīng)反應(yīng)釜頂部排氣管道統(tǒng)一收集到車間設(shè)置的二級堿液 噴淋系統(tǒng)處理。處理方式同前。 (3)產(chǎn)品發(fā)色體的制備 首先在偶合釜內(nèi)加入循環(huán)套用的母液、 碎冰及中間體車間制備的 偶合組分 N-氰乙基 -N-芐基苯胺,攪拌直至全部溶解后,再加入碎冰 使物料降溫至 0以下,開始滴加上述制得的重氮液發(fā)生偶合反應(yīng); 滴加時間 2-3h,滴完后在 0-5 保持至反應(yīng)終點,反應(yīng)時間在 23h 左右。 反應(yīng)完成后, 將物料壓入板框壓濾機進行壓濾分離, 分離得到的 含硫酸母液送入車間的
30、母液罐進行儲存, 部分回用于偶合反應(yīng)中, 多 余部分送入全廠設(shè)置的含酸廢液處理系統(tǒng)進行中和脫酸處理。 分離后 濾餅再加入一次水進行水洗凈化, 洗滌濾餅至 pH=67 為合格;洗滌 完成后板框分離,得到的濾餅含固率在 30%左右,凈化分離廢水排放 至廠內(nèi)污水處理站統(tǒng)一處理。 (4)最終產(chǎn)品的制備 最終產(chǎn)品的制備在后處理車間進行, 生產(chǎn)過程同前述各種產(chǎn)品基 本相同,不再詳細敘述。由于產(chǎn)品種類的不同,每種產(chǎn)品單獨一套打 漿釜、砂磨鍋、噴霧干燥塔及物料回收系統(tǒng),干燥尾氣單獨設(shè)置一根 排氣筒。 6、分散藍 79# 1)工藝原理 該產(chǎn)品生產(chǎn)較為簡單,首先以自制的亞硝酰硫酸為重氮化試劑, 促使 2,4-二硝
31、基-6- 溴苯胺原料發(fā)生重氮化反應(yīng)制得重氮組分,然 后以外購的 2-甲氧基-5- 乙酰氨基-N,N-二乙酰氧乙基苯胺為偶合組 分,通過發(fā)生偶合反應(yīng)制得產(chǎn)品的發(fā)色體; 然后通過后處理工序包括 分散劑分散、砂磨及噴霧干燥等獲得最終產(chǎn)品。 分散藍 79#產(chǎn)品發(fā)色體的結(jié)構(gòu)式具體如下所示: HN COCH 3 CH 2CH 2OCOCH 3 N OCH3 CH 2CH 2OCOCH 3 各步主要反應(yīng)的機理方程式如下: 1)重氮化反應(yīng): NO2 O2N NH2 Br 2,4-二硝基 -6-溴苯胺 分子量,下同 262 127 亞硝酰硫酸 371 H2O NOHSO 4 18 該步反應(yīng)中少量亞硝酰硫酸與水發(fā)生分解生成氮氧化物, 副反應(yīng) 方程式如下: 2NOHSO 4H2O 2 H2SO4NONO2 該步重氮化反應(yīng)中, 2,4-二硝基-6- 溴苯胺、亞硝酰硫酸的投料 比為 1:1.03 (摩爾比,下同),亞硝酰硫酸略微過量,反應(yīng)進行較 為徹底,苯胺原料轉(zhuǎn)化率為 99.5% 2)偶合反應(yīng): OCH3 CH2CH 2OCOCH 3 N CH2CH2OCOCH 3 HN COCH 3 重氮組分 2-甲氧基 -5-乙酰氨基 -N,N-
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