CN106316941A

CN106316941A - 防老剂tmq生产过程中缩聚液连续中和、连续分水的方法

Info

Publication number: CN106316941A
Application number: CN201510343507.1A
Authority: CN
Inventors: 韦志强; 王天慧; 付春; 黄伟; 孙阿沁
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Research Institute of Nanjing Chemical Industry Group Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2015-06-19
Filing date: 2015-06-19
Publication date: 2017-01-11

Abstract

防老剂TMQ生产过程中TMQ缩聚液中和与分水的连续化处理方法，包括：（1）“两步法”或“一步法”等防老剂TMQ的生产过程中，苯胺和丙酮(或其衍生物)在酸性条件下进行缩合和聚合得到TMQ的缩聚液缓冲存放；（2）将上述TMQ缩聚液与液碱混合；（3）混合溶液从静态混合器中出来后经过两级中和釜进行连续中和；（4）TMQ中和液在分水器中分层，上层采出防老剂TMQ粗品；下层采出TMQ废水。本发明完全实现了防老剂TMQ生产过程中TMQ缩聚液中和与分水的连续化操作及DCS控制，可以大幅降低劳动强度，节约了人力成本；提高防老剂TMQ生产过程的稳定性。

Description

防老剂 TMQ 生产过程中缩聚液连续中和、连续分水的方法

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，涉及一种防老剂TMQ生产过程中TMQ缩聚液连续中和的处理方法，是一种绿色环保的制备工艺。

背景技术

防老剂TMQ是2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉的二、三、四聚合体，又名防老剂RD，是一种酮胺类防老剂，为淡黄色至墟泊色颗粒或薄片，主要用作橡胶防老剂，是国内外市场上需求量最大的橡胶防老剂产品之一。

防老剂TMQ的合成是将苯胺和丙酮（或其衍生物），在酸催化剂作用下，通过缩合反应生成2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉单体，然后所得的单体在酸催化剂作用下聚合反应成二聚体或三、四聚合体及多聚体等，碱中和、分水，油相进行蒸馏得到防老剂TMQ。

防老剂TMQ的合成可分为“一步法”和“两步法”。“两步法”是首先缩合制得2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉单体，除去反应水、未反应物和其它低沸物后，再在酸性条件下进行单体的聚合，中和、油相蒸馏得到TMQ成品；而“一步法”是使2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉单体的制备和聚合反应同一反应釜中同时完成得到TMQ的缩聚液，然后缩聚液用液碱中和后，再分离多余的反应物和其它低沸物，得到TMQ成品。两步法工艺过程长，消耗大，但所得产品中的有效物含量高；而一步法过程简单，消耗小，但有效物含量低。

同时为了使反应向有利于生成物的方向进行，必须将反应生成水及时从反应***中移出，缩合反应一般都采用沸点较高的溶剂共沸带水。所以若以是否添加带水剂来划分，又可分为“有溶剂法”和“无溶剂法”两大类。采用甲苯等溶剂将反应水带出，有利于后续反应液的中和、分水，但增加了设备及操作等成本。

传统的防老剂TMQ的工业合成方法中，无论是一步法还是两步法，皆采用间歇的釜式反应法，即：将原料和催化剂（以及溶剂等）定量地投到反应釜中，反应结束后得到TMQ缩聚液，再将TMQ缩聚液转入中和釜中滴加定量的液碱中和酸催化剂，达到要求的PH值后，静置分层后分水，分出的水相为TMQ废水，进行回收后处理；油相为TMQ粗品（主要成分为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉的单体及二、三、四聚合体、苯胺、丙酮、异丙叉丙酮等），去精馏***蒸馏得到防老剂TMQ。

由于缩聚反应的时间和缩聚液中和所需时间的不同，通常一个中和釜需处理2-4个反应釜的物料（TMQ缩聚液），通过多个反应釜和中和釜的切换操作，虽然达到了半连续的操作工艺，但是这种工艺也存在着缺陷：

（1）过程为半连续，即便工艺过程进入DCS***，但仍需要有人工对反应釜、中和釜之间进行不停的切换操作，其中步骤包括有：中和釜缩聚液进料、液碱的配制和滴加、搅拌中和、中和后的静置和分水（包括TMQ粗品出料和TMQ废水出料）等等。

（2）过程中pH值的控制是采用人工现场吊样分析，给生产管理带来了一定的繁琐，也增加了人力成本。

（3）在pH值的调整过程中需要反复补加液碱，反复取样测定PH值。

以上三点操作繁琐，制约了过程的连续性、增加了生产的劳力成本，同时影响了产品的稳定性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高稳定性，改善中和、分水效率和效果的防老剂TMQ生产过程中TMQ缩聚液中和、分水的连续化处理方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

防老剂TMQ生产过程中缩聚液中和与分水的连续化处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）“两步法”或“一步法”等防老剂TMQ的生产过程中，苯胺和丙酮(或其衍生物)在酸性条件下进行缩合和聚合得到TMQ的缩聚液，将该TMQ的缩聚液置于大槽中，缓冲存放；

（2）将上述TMQ缩聚液与液碱导入静态混合器混合，得到混合溶液；

（3）混合溶液从静态混合器中出来后经过两级中和釜进行连续中和，两级中和釜出口均设置了在线pH计，在线调节控制溶液的pH值为7-11，即得到pH值合格的TMQ中和液；

（4）TMQ中和液连续的进入分水器中，在分水器中分层，分水器上层连续的采出油相，即为防老剂TMQ粗品；分水器下层连续的采出水相，即为TMQ废水。

所述的步骤（2）中的TMQ缩聚液和液碱的加入量通过流量计和调节阀进行控制。

所述的步骤（2）中的液碱包括氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钠、磷酸氢钠及其溶液或混合溶液。

所述的步骤（3）中的混合溶液通过位差从第一级中和釜流入第二级中和釜。

所述的步骤（3）中的两级中和釜包括搅拌、加热以及稳定控制***等。

所述的步骤（4）中的TMQ中和液通过位差从第二级中和釜流入分水器中。

所述的流量计、调节阀和pH计的信号由分布式控制***进行自动控制。

本发明是防老剂TMQ生产过程中TMQ缩聚液连续中和、分水的处理方法，利用静态混合器和反应釜结合的方式实现TMQ连续中和、连续分水，连续化的得到TMQ粗品和TMQ废水，替代间歇性的釜式反应操作，实现TMQ生产中和、分水过程的自动化，可以降低劳动强度减少生产成本，保持生产和产品质量的稳定性。

与现有技术相比，本发明完全实现了连续化操作及DCS控制，实现了在线连续pH值的测定，同时用测定的pH值信号去控制TMQ缩聚液、液碱的配比，具有以下优点：

（1）本发明是连续化工艺，与间歇工艺相比，解决了一直困扰工厂生产的TMQ缩聚液中和和分水的连续化问题，可以大幅降低劳动强度，节约了人力成本；

（2）提高了防老剂TMQ生产过程的稳定性；

（3）实现了DCS自动控制，进料采用了配比控制；

（4）采用了静态混合器，大大改善了混合效果，有利于pH值的稳定性；

（5）实现了在线pH值的测定，并用此信号去控制进料配比。

附图说明

图1 是本发明实施例的TMQ缩聚液连续中和、连续分水的流程简图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的方法作进一步的详细说明。

以下实施例参见附图1，在连续塔式反应中，具体而言，就是利用固定床或滴流床、塔式反应器等，并且在反应器中装填填料。将苯胺装填在反应塔中，苯胺、丙酮和盐酸从塔下部或底部连续进料，苯胺和丙酮在处于固定床中在盐酸催化作用下进行连续反应。

实施例 1

（1）将“两步法”或“一步法”等防老剂TMQ的生产过程中，苯胺和丙酮在酸性条件下进行缩合和聚合得到TMQ的缩聚液，置于大槽中，缓冲存放。

（2）利用分布式控制***(DCS***)按照pH＝7，控制流量计和调节阀将TMQ缩聚液与液碱初步进行配比后导入静态混合器混合，得到混合溶液。

（3）混合溶液从静态混合器中出来后经过第一级中和釜进行连续中和，由于缩聚工序的原因造成缩聚液中盐酸浓度过高，pH计测出流出一级中和釜物料的pH值偏低，混合溶液通过位差从第一级中和釜流入第二级中和釜，DCS自动通过设定的配比调整方案加大液碱的流量，继续进行中和，得到pH＝7的合格TMQ中和液。

（4）TMQ中和液连续的进入分水器中，分水器上层连续的采出防老剂TMQ粗品；分水器下层连续的采出TMQ废水。经检测防老剂TMQ粗品pH＝7，其中水含量2.34%；TMQ废水pH＝7，其中防老剂TMQ粗品含量1.02%。

实施例 2

（2）利用分布式控制***(DCS***)按照pH＝9，控制流量计和调节阀将TMQ缩聚液与液碱初步进行配比后导入静态混合器混合，得到混合溶液。

（3）混合溶液从静态混合器中出来后经过第一级中和釜进行连续中和，由于TMQ缩聚工序的原因造成缩聚液中盐酸浓度过低，pH计测出流出一级中和釜物料的pH值偏高，混合溶液通过位差从第一级中和釜流入第二级中和釜，DCS自动通过设定的配比调整方案降低液碱的流量，继续进行中和，得到pH＝9的合格TMQ中和液。

（4）TMQ中和液连续的进入分水器中，分水器上层连续的采出防老剂TMQ粗品；分水器下层连续的采出TMQ废水，经检测防老剂TMQ粗品pH＝9，其中水含量2.24%；TMQ废水pH＝9，其中防老剂TMQ粗品含量2.15%。

实施例 3

（2）利用分布式控制***(DCS***)按照pH＝11，控制流量计和调节阀将TMQ缩聚液与液碱初步进行配比后导入静态混合器混合，得到混合溶液。

（3）混合溶液从静态混合器中出来后经过第一级中和釜进行连续中和，pH计测出流出一级中和釜物料的pH值过高，混合溶液通过位差从第一级中和釜流入第二级中和釜，第二级中和釜出口处的pH计测得出料pH值也偏高，DCS自动通过设定的配比补加TMQ缩聚液，通过不断测定二级中和釜出料的pH值控制TMQ缩聚液的补加量，使二级中和釜中的混合溶液出料的pH＝11，得到的合格TMQ中和液。

（4）TMQ中和液连续的进入分水器中，分水器上层连续的采出防老剂TMQ粗品；分水器下层连续的采出TMQ废水，经检测防老剂TMQ粗品pH＝11，其中水含量2.75%；TMQ废水pH＝11，其中防老剂TMQ粗品含量2.11%。

实施例 4

（2）利用分布式控制***(DCS***)按照pH＝10，控制流量计和调节阀将TMQ缩聚液与液碱初步进行配比后导入静态混合器混合，得到混合溶液。

（3）混合溶液从静态混合器中出来后经过第一级中和釜进行连续中和，由于该批原料液碱的含量偏高，导致pH计测出流出一级中和釜物料的pH值偏高，混合混合溶液通过位差从第一级中和釜流入第二级中和釜，DCS自动通过设定的配比调整方案减小液碱的流量，继续进行中和，得到pH＝10的合格TMQ中和液。

（4）TMQ中和液连续的进入分水器中，分水器上层连续的采出防老剂TMQ粗品；分水器下层连续的采出TMQ废水，经检测防老剂TMQ粗品pH＝10，其中水含量1.45%；TMQ废水pH＝10，其中防老剂TMQ粗品含量0.92%。

尽管本发明已经参照附图和实施例进行了说明，但显然，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明作出各种更改和变化。因此，本发明的各种更改、变化由所附的权利要求书及其等同物的内容涵盖。

Claims

1.防老剂TMQ生产过程中缩聚液连续中和、连续分水的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）“两步法”或“一步法”防老剂TMQ的生产过程中，苯胺和丙酮(或其衍生物)在酸性条件下进行缩合和聚合得到TMQ的缩聚液，将该TMQ的缩聚液置于大槽中，缓冲存放；（2）将上述TMQ缩聚液与液碱导入静态混合器混合，得到混合溶液；（3）混合溶液从静态混合器中出来后经过两级中和釜进行连续中和，两级中和釜出口均设置了在线pH计，在线调节控制溶液的pH值为7-11，即得到pH值合格的TMQ中和液；（4）TMQ中和液连续的进入分水器中，在分水器中分层，分水器上层连续的采出油相，即为防老剂TMQ粗品；分水器下层连续的采出水相，即为TMQ废水。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的步骤（2）中的TMQ缩聚液和液碱的加入量通过流量计和调节阀进行控制。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的步骤（2）中的液碱为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钠、磷酸氢钠其中的一种或几种的混合溶液。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的步骤（3）中的混合溶液通过位差从第一级中和釜流入第二级中和釜。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的步骤（3）中的两级中和釜包括搅拌、加热以及稳定控制***。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的步骤（4）中的TMQ中和液通过位差从第二级中和釜流入分水器中。

7.根据权利要求1-6之一所述的方法，其特征是所述的流量计、调节阀和pH计的信号由分布式控制***进行自动控制。