聯(lián)二脲生產(chǎn)新工藝的研究.pdf

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1、第41卷，第l期安徽化工Vo1．41．No．12015年2』】ANHUICHEMICALINDUSTRYFeb．2O】5聯(lián)二脲生產(chǎn)新工藝的研究胡宗貴，朱桂生，黃誠，張成芳(江蘇索普集團(tuán)有限公司，江蘇鎮(zhèn)江212006)摘要：針對(duì)目前國內(nèi)酸法生產(chǎn)ADC發(fā)泡劑聯(lián)二脲工藝存在洗滌廢水量大、處理困難等問題，通過對(duì)聯(lián)二脲合成機(jī)理的分析，開展生產(chǎn)新工藝的研究開發(fā)。采用純肼無酸縮合工藝，從源頭上減少系統(tǒng)的廢水量和雜質(zhì)含量，并對(duì)反應(yīng)體系的濃度、溫度、催化劑等工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。該工藝可做到循環(huán)縮合母液回收再利用，順利解決了酸法縮合工藝的廢水處理問題。關(guān)鍵詞：無酸縮合；尿肼比；縮合時(shí)間；母

2、液；提純；廢水doi：10．3969／j．issn．1008—553X．2015．01．018中圖分類號(hào)：TQ225．53文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1008—553X(2015)O1—0066—051前言液處理困難。聯(lián)二脲I1l化學(xué)名為N，NI_二氨基甲酰肼(Biurea)，分通過肼提純工藝的改進(jìn)，可以得到不含鹽的純肼，但子式CH6N0，是生產(chǎn)ADC發(fā)泡劑的中間體。我國的生要解決廢水中的銨鹽問題，必須改變反應(yīng)條件，使反應(yīng)產(chǎn)企業(yè)絕大多數(shù)采用酸法生產(chǎn)工藝_2．3l，該工藝存在大量在不外加酸的情況下進(jìn)行。但是從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的角度洗滌廢水需處理的問題。雖然一些企業(yè)采取了氧化劑氧看

3、，本反應(yīng)為多級(jí)反應(yīng)，隨著反應(yīng)物濃度的降低，反應(yīng)速化法、熱蒸吹除氨法等措施，但仍然很難達(dá)到經(jīng)濟(jì)、有效度越來越慢，要想使反應(yīng)物達(dá)到更好的轉(zhuǎn)化率，所需的地處理廢水的目標(biāo)。經(jīng)研究，純肼無酸縮合工藝的小試反應(yīng)時(shí)間將非常長。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，在不外加酸的情況下，使用和中試已經(jīng)獲得初步成功，該工藝最大的優(yōu)點(diǎn)是通過粗純肼與尿素進(jìn)行縮合反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間將超過20小時(shí)。因水合肼丙酮提純新工藝，使用經(jīng)提純后的12％純水合肼此，如何使用純肼在無酸的條件下反應(yīng)，而不降低設(shè)備進(jìn)行無酸縮合，達(dá)到循環(huán)利用縮合母液、不產(chǎn)生聯(lián)二脲使用效率和產(chǎn)能將是一個(gè)重要的課題。洗滌水的目標(biāo)，順利解決了酸法縮合工藝中的廢水處理2．

4、1．1反應(yīng)物濃度的影響難題。小試和中試取得成功后，在公司現(xiàn)有ADC生產(chǎn)系對(duì)多級(jí)反應(yīng)而言，當(dāng)反應(yīng)物濃度減小到某一值時(shí)，統(tǒng)上建設(shè)了一條純肼無酸縮合生產(chǎn)線，進(jìn)行聯(lián)二脲純肼反應(yīng)速度將大大降低。因此，提高反應(yīng)物濃度可以使反無酸縮合工業(yè)化實(shí)驗(yàn)研究。應(yīng)轉(zhuǎn)化為一級(jí)反應(yīng)，從而大大縮短反應(yīng)時(shí)間。提高反應(yīng)2純肼無酸縮合工藝的基礎(chǔ)研究物濃度的方法有兩種：一是在反應(yīng)開始前，改變反應(yīng)物2．1反應(yīng)速度的影響因素分析料的配比，使某一反應(yīng)物過量。對(duì)本反應(yīng)而言，尿肼比的理論質(zhì)量比為3．75：1，我們采用尿素過量進(jìn)行了實(shí)工業(yè)生產(chǎn)中聯(lián)二脲由尿素和肼在高溫下合成：NH2CONH2+NH2NH2=NH2CONH

5、NH2+NH3f驗(yàn)NH2CONHNH2+NH2CONH2=NH2CONHNHCONH2+NH3T表1尿肼比的影響Tab．1Efectofurea：hydrazineratio在第一步反應(yīng)中，肼(NH)中的N帶有孤對(duì)電子進(jìn)攻尿素羰基上帶正電的C，形成四面中間體，脫除氨基形成氨基脲，氨基脲采用相同的機(jī)理進(jìn)一步與尿素反應(yīng)形成聯(lián)二脲。在酸性條件下，更有利于四面中間體上氨基的脫除，因此反應(yīng)速度快，通常8小時(shí)左右反應(yīng)完成，肼基本上完全轉(zhuǎn)化。但是，在酸』生條件下，反應(yīng)生成的氨與加入系統(tǒng)的酸根生成了大量的銨鹽，再加上由肼帶人從表1可以看出，當(dāng)尿素過量比較多時(shí)，反應(yīng)可在系統(tǒng)的NaC1、

6、NaCO等雜質(zhì)，造成反應(yīng)后的母液及洗滌很短時(shí)間內(nèi)完成。但是，由于反應(yīng)在高溫條件下進(jìn)行，尿收稿日期：20l4—11—28作者簡介：胡宗貴(197l一)，男，畢業(yè)于華東理工大學(xué)，碩士，高級(jí)工程師，0511-88995150，13815158847，zgs~t@sina．corn。胡宗貴，等：聯(lián)二脲生產(chǎn)新工藝的研究67素很容易分解，因此，采用尿素過量在生產(chǎn)上不太現(xiàn)實(shí)。壓狀態(tài)，此時(shí)反應(yīng)溫度在102oC左右。反應(yīng)生成的氨和另一種方法是提高反應(yīng)物的濃度，即在反應(yīng)過程中水蒸汽進(jìn)入氨冷凝器，控制冷凝水溫70℃以上，以減少隨著反應(yīng)的進(jìn)行，將體系中的溶劑(水)不斷移出，以保氨的溶解。當(dāng)冷

7、凝水量達(dá)到配料時(shí)外加水量的一半，將持反應(yīng)物濃度相對(duì)較高，從而提高反應(yīng)速率。實(shí)驗(yàn)表明，冷凝水全部回流至反應(yīng)釜。反應(yīng)8～1O小時(shí)，停止反應(yīng)。反應(yīng)8小時(shí)，采用溶劑量為原溶劑量的一半，轉(zhuǎn)化率可物料經(jīng)離心分離，聯(lián)二脲待用，母液進(jìn)入母液槽，與下一達(dá)到46％。批物料一同重新進(jìn)入反應(yīng)釜反應(yīng)。采用這種工藝，體系2．1．2反應(yīng)溫度的影響排放的水為氨和水蒸汽的冷凝水，其中含有少量溶解的升高反應(yīng)溫度可提高反應(yīng)速率，但是對(duì)本反應(yīng)而氨和微量揮發(fā)的肼，使用普通的生化處理就可以使廢水言，當(dāng)反應(yīng)處于沸騰狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)溫度為102~C，要想進(jìn)達(dá)標(biāo)排放，且反應(yīng)生成的氨全部以氣體形式逸出，可