CN105237428B - 一种抑制聚合物生成的甲酰胺生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑制聚合物生成的甲酰胺生产工艺，所述的生产工艺指的是在甲酰胺生产过程中，在甲酰胺的精馏塔中，向精馏塔的釜液中持续通入氨气，进行保温处理，处理完成后将精馏塔釜液进行二次精馏操作；本发明的主要目的是改进甲酰胺的精馏过程，将精馏过程中产生的甲酰胺聚合物进行分解，分解后的甲酰胺原料再次精馏操作，进而达到产品收料的最大化，企业实际的甲酰胺生产的收率提高了10%左右，甲酰胺生产的得率在97%以上，大大提高了企业生产甲酰胺的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及甲酰胺的生产工艺领域，尤其涉及一种抑制聚合物生成的甲酰胺生产工艺。
背景技术
甲酰胺是企业生产的化工产品之一，其生产过程是以氨和甲酸甲酯为原料经过合成、粗馏、脱水、精馏等工艺制成为纯度大于99.5%的产品。
其详细的反应式如下：NH3 + CH3 COOH = HCONH2+CH3OH+Q。
通过以上反应制得的甲酰胺为粗品，在实际生产过程中需要对这些粗品甲酰胺进行精制，进而获得更高纯度的产品。精制在操作过程中需要一定的温度，而甲酰胺本身在100℃左右会产生聚合反应，且温度越高聚合越严重；
其聚合反应的反应式如下：HCONH2+HCONH2 =HCONH2·HCONH2（即DiFA）。
在精制操作过程中生成的聚合物的对产品质量和产率均造成了严重的影响。因此在生产过程中能找到抑制和分解聚合产生的方法，对提高甲酰胺的产品质量和收率，其本身直接影响到企业生产的经济效益。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明目的在于提供一种操作简单，控制精准，减少甲酰胺聚合物生成，提高甲酰胺收率，提高企业经济效益的甲酰胺的生产工艺。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种抑制聚合物生成的甲酰胺生产工艺，所述的生产工艺指的是在甲酰胺生产的精馏塔中，向精馏塔的釜液中持续通入一定量的氨气，进行保温处理，处理完成后将精馏塔釜液进行二次精馏操作；其中氨气与甲酰胺聚合物的反应式如下：HCONH2·HCONH2 + NH3=HCONH2+HCONH2+ NH3。
本发明所述的生产工艺，其详细的操作方法如下：
1）向甲酰胺反应器中通入液氨和的甲酸甲酯，在38～45℃的常压条件下进行反应，反应得到甲酰胺、甲醇的混合反应液。
2）将步骤1）中得到的混合反应液通过粗馏塔进料泵送入粗馏塔进行粗馏操作，粗馏塔塔顶得到甲醇，粗馏塔塔釜得到甲酰胺粗液。
3）对粗馏塔塔釜内的甲酰胺粗液进行检测，当甲酰胺的质量分数≥95%后，通过脱水塔进料泵进入脱水塔，脱水塔在真空条件下，精馏去除水分、甲醇，塔釜得到脱水塔釜液。
4）对脱水塔釜液进行检测，当甲酰胺的质量分数≥99.5%后，通过精馏塔进料泵送入精馏塔，在真空下进行精馏，塔顶采出产品甲酰胺，塔釜通过连续排液得到含有甲酰胺聚合物的精馏釜液，将精馏釜液通过泵送到釜液槽中。
5）通过分布器向步骤4）中的釜液槽中持续通入氨气，氨气用量为精馏釜液质量的0.5%～1%，在40～60℃下，保温反应2～3h，将得到的釜液送入精馏回收塔再次进行真空精馏操作，塔顶得到含有氨的甲酰胺，塔釜中得到二次精馏釜液。
6）将步骤5）中得到的少量氨的甲酰胺通过冷却收集器回收氨气，得到产品甲酰胺。
7）将步骤5）中得到的二次精馏釜液回收到釜液槽循环利用。
本发明的步骤1）中的液氨为经过减压处理后氨气，其压力为0.1～0.2Mpa；由于反应为常压反应，因此原料液氨在定量后需要进行减压处理，将减压后的氨气直接通入到甲酰胺反应器中，避免压力对反应过程中的影响。
本发明的步骤2）中粗馏塔塔釜温度为92～108℃，塔顶温度为57～67℃，粗馏塔塔顶得到的甲醇送入甲酸甲酯合成车间进行循环使用；通过粗馏塔分离生产过程中的甲醇，同时保证甲酰胺不会排除，分离的高纯度甲醇可以投入甲酸甲酯的合成，保证资源的循环利用。
本发明的步骤3）中脱水塔的塔釜温度为95～115℃，塔顶温度≤40℃，塔顶的的真空度为0.08～0.10 Mpa；脱水塔主要用于出气甲酰胺产品中多余的水和少量的甲醇，通过真空抽吸的原理，脱水和分离效果好，提高最终产品的纯度。
本发明的步骤4）中精馏塔釜温度为110～120℃，塔顶温度为100～110℃；精馏塔主要用于对甲酰胺产品最终的精制操作，为了避免甲酰胺发生聚合，塔釜的温度不宜过高，同时通过高温和真空抽吸，方便塔顶甲酰胺产品的收集。
本发明的的步骤7）的操作过程中部分二次精馏釜液需要送入污水处理工段处理；由于二次精馏釜液中含有原料中的其他杂质，为了避免这些杂质对再次生产的影响，通过污水处理工段将这些杂质进行统一处理。
本发明的优点在于：本发明的主要目的是改进甲酰胺的精馏过程，将精馏过程中产生的甲酰胺聚合物进行分解，分解后的甲酰胺原料再次精馏操作，进而达到产品收料的最大化，在大批量的生产过程中，采用本发明的生产工艺可以再次得出大量的产品，甲酰胺生产的收率提高了约10%，甲酰胺生产得率约在97%以上，最终得出的甲酰胺产品的纯度高，大大提高了企业生产的经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
实施例1：一种抑制聚合物生成的甲酰胺生产工艺，其详细的操作方法如下：
1）向甲酰胺反应器中通入液氨和甲酸甲酯，液氨为经过减压处理后氨气，其压力为0.1Mpa，在38～45℃的常压条件下进行反应，反应得到甲酰胺、甲醇的混合反应液。
2）将步骤1）中得到的混合反应液通过粗馏塔进料泵送入粗馏塔进行粗馏操作，粗馏塔塔釜温度为92～108℃，塔顶温度为57～67℃，粗馏塔塔顶得到甲醇，粗馏塔塔釜得到甲酰胺粗液。
3）对粗馏塔塔釜内的甲酰胺粗液进行检测，当甲酰胺的质量分数≥95%后，通过脱水塔进料泵进入脱水塔，脱水塔的塔釜温度为95～115℃，塔顶温度≤40℃，塔顶的的真空度为0.08～0.10 Mpa，脱水塔在真空条件下，精馏去除水分、甲醇，塔釜得到脱水塔釜液。
4）对脱水塔釜液进行检测，当甲酰胺的质量分数≥99.5%后，通过精馏塔进料泵送入精馏塔，在真空下进行精馏，精馏塔釜温度为110℃，塔顶温度为100℃，塔顶采出产品甲酰胺，塔釜通过连续排液得到含有甲酰胺聚合物的精馏釜液，将精馏釜液通过泵送到釜液槽中。
5）通过分布器向步骤4）中的釜液槽中持续通入氨气，氨气用量为精馏釜液质量的0.5%，在40℃下，保温反应2h，将得到的釜液送入精馏回收塔再次进行真空精馏操作，塔顶得到含有氨的甲酰胺，塔釜中得到二次精馏釜液。
6）将步骤5）中得到的少量氨的甲酰胺通过冷却收集器回收氨气，得到产品甲酰胺。
7）将步骤5）中得到的二次精馏釜液回收到釜液槽，循环利用。
通过以上工艺生产得到的甲酰胺的收率为97.6%，其最终纯度为99.68%。
实施例2：一种抑制聚合物生成的甲酰胺生产工艺，其详细的操作方法如下：
1）向甲酰胺反应器中通入液氨和甲酸甲酯，液氨为经过减压处理后氨气，其压力为0.2Mpa，在38～45℃的常压条件下进行反应，反应得到甲酰胺、甲醇的混合反应液。
2）将步骤1）中得到的混合反应液通过粗馏塔进料泵送入粗馏塔进行粗馏操作，粗馏塔塔釜温度为92～108℃，塔顶温度为57～67℃，粗馏塔塔顶得到甲醇，粗馏塔塔釜得到甲酰胺粗液。
3）对粗馏塔塔釜内的甲酰胺粗液进行检测，当甲酰胺的质量分数≥95%后，通过脱水塔进料泵进入脱水塔，脱水塔的塔釜温度为95～115℃，塔顶温度≤40℃，塔顶的的真空度为0.08～0.10 Mpa，脱水塔在真空条件下，精馏去除水分、甲醇，塔釜得到脱水塔釜液。
4）对脱水塔釜液进行检测，当甲酰胺的质量分数≥99.5%后，通过精馏塔进料泵送入精馏塔，在真空下进行精馏，精馏塔釜温度为120℃，塔顶温度为110℃，塔顶采出产品甲酰胺，塔釜通过连续排液得到含有甲酰胺聚合物的精馏釜液，将精馏釜液通过泵送到釜液槽中。
5）通过分布器向步骤4）中的釜液槽中持续通入氨气，氨气用量为精馏釜液质量的1%，在60℃下，保温反应3h，将得到的釜液送入精馏回收塔再次进行真空精馏操作，塔顶得到含有氨的甲酰胺，塔釜中得到二次精馏釜液。
6）将步骤5）中得到的少量氨的甲酰胺通过冷却收集器回收氨气，得到产品甲酰胺。
7）将步骤5）中得到的二次精馏釜液回收到釜液槽，循环利用。
通过以上工艺生产得到的甲酰胺的收率为97.2%，其最终纯度为99.72%。
实施例3：一种抑制聚合物生成的甲酰胺生产工艺，其详细的操作方法如下：
1）向甲酰胺反应器中通入液氨和甲酸甲酯，液氨为经过减压处理后氨气，其压力为1.5Mpa，在38～45℃的常压条件下进行反应，反应得到甲酰胺、甲醇的混合反应液。
2）将步骤1）中得到的混合反应液通过粗馏塔进料泵送入粗馏塔进行粗馏操作，粗馏塔塔釜温度为92～108℃，塔顶温度为57～67℃，粗馏塔塔顶得到甲醇，粗馏塔塔釜得到甲酰胺粗液。
3）对粗馏塔塔釜内的甲酰胺粗液进行检测，当甲酰胺的质量分数≥95%后，通过脱水塔进料泵进入脱水塔，脱水塔的塔釜温度为95～115℃，塔顶温度≤40℃，塔顶的的真空度为0.08～0.10 Mpa，脱水塔在真空条件下，精馏去除水分、甲醇，塔釜得到脱水塔釜液。
4）对脱水塔釜液进行检测，当甲酰胺的质量分数≥99.5%后，通过精馏塔进料泵送入精馏塔，在真空下进行精馏，精馏塔釜温度为115℃，塔顶温度为105℃，塔顶采出产品甲酰胺，塔釜通过连续排液得到含有甲酰胺聚合物的精馏釜液，将精馏釜液通过泵送到釜液槽中。
5）通过分布器向步骤4）中的釜液槽中持续通入氨气，氨气用量为精馏釜液质量的0.8%，在50℃下，保温反应2.5h，将得到的釜液送入精馏回收塔再次进行真空精馏操作，塔顶得到含有氨的甲酰胺，塔釜中得到二次精馏釜液。
6）将步骤5）中得到的少量氨的甲酰胺通过冷却收集器回收氨气，得到产品甲酰胺。
7）将步骤5）中得到的二次精馏釜液回收到釜液槽，循环利用。
通过以上工艺生产得到的甲酰胺的收率为98.4%，其最终纯度为99.81%。
实施例4：将实施例1-3中的反应条件进行对比试验，其中原料的用量和其他反应条件完成相同，得出的试验结果如以下表格所示：
通过以上反应可以说明，甲酰胺的精馏过程中，精馏塔釜的温度越高，最终塔釜中的甲酰胺聚合物的含量越高；同时精馏的反应时间越长，最终塔釜中的甲酰胺聚合物含量越高，将上述实验得到的塔釜液进行对比实验，最终得出的结果如下表所示：
通过上表可以得知，本发明在操作过程中，当对精馏塔塔釜中通入氨气，精馏塔塔釜温度115℃，氨气用量为0.8%，在50℃下，保温反应2.5h时，反应最终得到釜液中的甲酰胺的含量最少，因此反应最终得到的甲酰胺的收率最高，产品的纯度较佳，经济效益较好。
需要说明的是，上述仅仅是本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述实施例的基础上所作出的等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种抑制聚合物生成的甲酰胺生产工艺，其特征在于，所述的生产工艺指的是在甲酰胺生产的精馏塔中，向精馏塔的釜液中持续通入一定量的氨气，进行保温处理，处理完成后将精馏塔釜液进行二次精馏操作；其详细操作方法如下：
1）向甲酰胺反应器中通入液氨和甲酸甲酯，在38～45℃的常压条件下进行反应，反应得到甲酰胺、甲醇的混合反应液，液氨为经过减压处理后氨气，其压力为0.1～0.2Mpa；
2）将步骤1）中得到的混合反应液通过粗馏塔进料泵送入粗馏塔进行粗馏操作，粗馏塔塔顶得到甲醇，粗馏塔塔釜得到甲酰胺粗液；粗馏塔塔釜温度为92～108℃，塔顶温度为57～67℃，粗馏塔塔顶得到的甲醇送入甲酸甲酯合成车间进行循环使用
3）对粗馏塔塔釜内的甲酰胺粗液进行检测，当甲酰胺的质量分数≥95%后，通过脱水塔进料泵进入脱水塔，脱水塔在真空条件下，精馏去除水分、甲醇，塔釜得到脱水塔釜液，脱水塔的塔釜温度为95～115℃，塔顶温度≤40℃，塔顶的真空度为0.08～0.10 Mpa；
4）对脱水塔釜液进行检测，当甲酰胺的质量分数≥99.5%后，通过精馏塔进料泵送入精馏塔，在真空下进行精馏，塔顶采出产品甲酰胺，塔釜通过连续排液得到含有甲酰胺聚合物的精馏釜液，将精馏釜液通过泵送到釜液槽中，精馏塔釜温度为110～120℃，塔顶温度为100～110℃；
5）通过分布器向步骤4）中的釜液槽中持续通入氨气，氨气用量为精馏釜液质量的0.5%～1%，在40～60℃下，保温反应2～3h，将得到的釜液送入精馏回收塔再次进行真空精馏操作，塔顶得到含有氨的甲酰胺，塔釜中得到二次精馏釜液；
6）将步骤5）中得到的少量氨的甲酰胺通过冷却收集器回收氨气，得到产品甲酰胺；
7）将步骤5）中得到的二次精馏釜液回收到釜液槽循环利用。
2.根据权利要求1所述的抑制聚合物生成的甲酰胺生产工艺，其特征在于，所述的步骤7）的操作过程中的二次精馏釜液需要送入污水处理工段处理。
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