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1、醇氨法合成吡啶課題工作的開展與經(jīng)驗交流匯報人:張弦匯報時間:2008.10.14試驗的目的與意義最優(yōu)的工藝理論應用成果事物的規(guī)律專利和論文實驗對象與要求建議:1.培養(yǎng)自己的興趣,樂于和數(shù)字打交道2.提高自己發(fā)現(xiàn)問題,解決問題的能力;3.組內(nèi)多交流,先思考,后請教。要求對象精確,嚴謹數(shù)據(jù),數(shù)字如何開始實驗工作資料收集與整理試驗設(shè)想實驗物資準備背景、目的、目前現(xiàn)狀方法與條件、機理、產(chǎn)物、表征試劑、裝置、儀表試驗操作步驟與流程定性與定量發(fā)現(xiàn)問題、改進,進一步的結(jié)論總結(jié)與結(jié)論專利與論文課題來源課題:乙醇和氨制吡啶來源:乙醇脫水反應,由于活性太強,容易產(chǎn)生
2、芳烴。通過加氨與酸中心結(jié)合,降低活性,少副產(chǎn)物的產(chǎn)生。于是,吡啶被發(fā)現(xiàn)。信息:市場急需3-甲基吡啶名稱用途純吡啶農(nóng)用化學品、醫(yī)藥、溶劑2-甲基吡啶農(nóng)用化學品、化工中間體3-甲基吡啶煙酸/煙酰胺、農(nóng)用化學品4-甲基吡啶合成化工中間體、醫(yī)藥中間體1.1主要吡啶原料及用途課題背景1.2國內(nèi)現(xiàn)狀1.應用用途擴大:醫(yī)藥、日化、農(nóng)藥。2.需求大增:農(nóng)藥及飼料添加劑出口大增。3.原料不足:技術(shù)壟斷,商品壟斷,產(chǎn)能不足。2000年,南通瑞利公司建設(shè)的1.1萬噸/年吡啶系列產(chǎn)品生產(chǎn)裝置,用于出口。2006,南京紅太陽集團建設(shè)3萬噸/年吡啶及下游農(nóng)藥項目,自用。4.
3、尤其3-甲基吡啶需求巨大,年增長15%。1.3發(fā)展前景(1)盡快建成有規(guī)模的生產(chǎn)裝置要求:規(guī)?;?,產(chǎn)品可調(diào),衍生物系列化(2)加快開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的工藝要求:工藝國產(chǎn)化,衍生物品種和應用多樣化。1.4吡啶合成1946年,煤焦油中分離法,產(chǎn)量少,組分復雜,難以工業(yè)化。1950年開發(fā)醛氨化學合成法,目前產(chǎn)率提高到80%。95%的吡啶化合物合成采用此方法。后來又以酮、醇、烯烴、炔烴等為原料催化合成,但工藝尚不成熟且產(chǎn)率較低。1.5合成方法比較生產(chǎn)方法原料產(chǎn)品收率(%)工藝特點醛氨氣相法乙醛、甲醛、氨吡啶、3-甲基吡啶(20-30%)66.0產(chǎn)品比例
4、可調(diào)乙烯、氨液相法乙烯、氨2-甲基吡啶、2-甲基-5-乙基吡啶(比例可調(diào)0.2-5.0)80.0產(chǎn)品比例可調(diào),無4-MP產(chǎn)生醛氨液相法乙醛、氨2-甲基-5-乙基吡啶70.0有少量2-MP、MEP乙醛氨氣相法乙醛、氨2-甲基吡啶、4-甲基吡啶(比例1:1)40.0-60.0產(chǎn)品純度99.2%,99.5%丙烯-丙酮法丙烯、丙酮2-甲基吡啶65第二步轉(zhuǎn)化率100%,選擇性83%1.6試驗設(shè)想原料:乙醇和氨水方法:氣相合成法,固定床目標產(chǎn)物:吡啶、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶,催化劑:M/ZSM-5,20-60目條件:常壓、290-500℃,
5、醇/氨=1/3-3/3;流速=0.1-1.0優(yōu)缺點:原料易得,價廉;需脫水,能耗大表征:XRD,UV-Vis,BET,AA,IR,GC,GC-MS目標:吡啶收率80%,3-甲基吡啶收其中50%試驗材料與設(shè)備試劑:乙醇、氨水、吡啶1).及時記錄試劑信息:規(guī)格、廠家等2).盡量使用同一廠家產(chǎn)品裝置:反應器、恒流泵、溫控儀1).記錄儀表參數(shù),讀懂使用說明書后方可操作2).檢查氣密性,并標定溫度、壓力與流量等參數(shù)3).安全第一試驗裝置小技巧1.氣液混合進料時,為了避免液體料壓力過大而進入流量計,應在氣體管末端加緩沖瓶。2.在不銹鋼接頭與石英管末端之間加入
6、一層硅橡膠墊,避免兩者硬接觸而損壞石英管。3.低壓裝置,在石英管壁套上合適的橡膠圈密封之后,擰螺帽時,盡量不要用工具。直接用手擰緊至石英管不易旋動即可。用力過大,易使石英管開裂。4.進料管使用長時間后應檢查是否堵塞。接頭與硅橡膠墊加熱裝置的問題1.發(fā)現(xiàn)儀表正常,但無法升溫。原因:加熱棒斷路;儀表保險燒斷。處理:1).斷電后,取下加熱棒,萬用表測其電阻。若電阻無窮大,說明已壞。2).拆下儀表保險,測其是否燒斷。若電阻無窮大,說明已燒斷。(更換之前應測量負載是否為0)返回2.無法達到設(shè)定的高溫值。原因:負載功率不夠;儀表參數(shù)設(shè)置不當。處理:1)是否某
7、根加熱棒已壞。2)比例參數(shù)P1過小。3.溫度跳動厲害,無法穩(wěn)定。1)儀表參數(shù)設(shè)置不當,參照儀表說明書修改。2)熱點偶已壞。試驗操作步驟1.先將進液管內(nèi)氣體排盡,暫停進液。2.通入氣體,溫度達到設(shè)定值后開始進液。3.等上1-2小時,溫度和流量穩(wěn)定以后,開始取料。取料時間控制在1小時。4.調(diào)節(jié)參數(shù),重復第3步驟。5.產(chǎn)物分析工藝優(yōu)化順序考察的因素:活性組分、載體、催化劑制備方法、溫度、流量、O2活性組分=Fe、Zr、Zn、載體:Si/Al=25、75、360制備方法:浸漬法、離子交換法溫度:260-500流量:L=0.1-1.0,G=10試驗方法選擇
8、最優(yōu)點正交試驗均勻試驗單純形單因素單因子工藝范圍1)不同活性組分催化性能比較催化劑條件吡啶總收率Si-Al410℃,L=0.30.2%F