发明内容
为了克服上述现有技术中存在的问题,本发明的目的是提供一种能连续生产甲基苯并三氮唑的工艺系统,保证了产品质量,降低了能耗和环境污染,安全性高。
本发明的另一目的是提供一种利用上述工艺系统生产甲基苯并三氮唑的生产方法,提高产能。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种能连续生产甲基苯并三氮唑的工艺系统,包括依次相连接的亚硝酸钠溶解釜、反应釜、反应器保护器、酸化釜、液-液分离槽、水洗釜、脱水塔、精馏塔和产品接受槽;反应釜通过依次设置的安全阀和安全缓冲罐与碱洗塔相连接;酸化釜与碱洗塔相连接;液-液分离槽还与废水冷却槽相连接,废水冷却槽与蒸水釜相连接,蒸水釜分别与冷凝器和离心分离机相连接;冷凝器分别与亚硝酸钠溶解釜和水洗釜相连接;精馏塔通过排镏阀与前馏分储槽相连接;精馏塔通过出料阀与产品接受槽相连接,精馏塔还分别与残渣浓缩釜和真空系统相连接;产品接受槽与产品冷却盘相接,产品冷却盘与产品粉碎机相连接,产品粉碎机与产品造粒机相连接。
本发明所采用的另一技术方案是:一种利用上述工艺系统生产甲基苯并三氮唑的方法,具体按以下步骤进行:
步骤1:按质量比1 :0.4~0.7,将工艺水和固体亚硝酸钠送入亚硝酸钠溶解釜内,在搅拌的同时升温,使亚硝酸钠完全溶解,形成亚硝酸钠溶液;
步骤2:按质量比0.4~0.6:1,将邻位-甲苯二胺和步骤1形成的亚硝酸钠溶液分别送入反应釜,使反应釜内部升温升压,在反应釜内部压力为5.0MPa~6.0MPa、温度为250℃~300℃的条件下进行反应:反应釜内生成的产物进入反应器保护器,并在反应器保护器内进一步充分反应,反应后的液体进入酸化釜,控制酸化釜内的温度为60℃~70℃,将浓硫酸送入酸化釜,对酸化釜内的反应液进行酸化,使该反应液的pH值为3~4,反应液分层,形成酸化液,将该酸化液送入液-液分离槽:
酸化过程中产生的含氮含硫烟气进入碱洗塔,将碱液送入碱洗塔对进入碱洗塔的含氮含硫烟气进行处理,处理后形成的废碱液从碱洗塔中排出;
步骤3:进入液-液分离槽的酸化液在液-液分离槽内分离,形成粗品甲基苯并三氮唑和含盐废水;
将形成的含盐废水送入废水冷却槽冷却至30℃~50℃后送入蒸水釜,并进行加热蒸水生成水蒸气;
蒸水过程中,当蒸水釜的釜温达到100℃~120℃后,保持30~60min,将蒸水釜内形成的料浆送入离心分离机进行离心分离,得到固体硫酸钠和清夜,回收固体硫酸钠,将清夜再次送入蒸水釜进行循环蒸发;
将蒸水釜生成的水蒸气通入冷凝器,形成冷凝水,将该冷凝水中的一部分作为工艺水送入亚硝酸钠溶解;
步骤5:按质量比1~1.2:1,将步骤3中的另一部分冷凝水与步骤3得到的粗品甲基苯并三氮唑送入水洗釜中,搅拌30min~60min后,静置使溶液分层,形成上层水溶液和下层物料,测定该上层水溶液的pH值:
当该上层水溶液的pH值为5~7时,将上层水溶液送入废水冷却槽,与液-液分离槽送入废水冷却槽的废水一起进行处理;
当该上层水溶液的pH值<5时,在水洗釜中加入浓度为50%的氢氧化钠溶液,搅拌30min~60min后,静置,溶液分层,再次形成上层水溶液和下层物料,再测定该上层水溶液的pH值,若该上层水溶液的pH值为5~7,则将该上层水溶液送入废水冷却槽,与液-液分离槽送入废水冷却槽的废水一起进行处理;若该上层水溶液的pH值<5,则在水洗釜中再加入浓度为50%的氢氧化钠溶液,搅拌静置,使溶液分层,测定上层水溶液的pH值,反复进行上述过程,直至上层水溶液的pH值为5~7,将该pH值的上层水溶液送入废水冷却槽;
步骤6:将步骤5中液-液分离槽内的下层物料送入脱水塔进行脱水处理,得到粗甲基苯并三氮唑;
步骤7:将步骤6得到的粗甲基苯并三氮唑送入精馏塔内进行负压精馏,物料在精馏塔内回流,当精馏塔塔顶的真空度为50Pa~100Pa、塔顶温度为150℃~165℃、塔釜温度为170℃~185℃时,打开排馏阀,将前馏分排入前馏分储槽,排出前馏分10分钟~30分钟,关闭排馏阀,打开出料阀,将精馏塔内生成的半成品甲基苯并三氮唑回收到产品接受槽内;
精馏塔内产生的残余物送入残渣浓缩釜进行浓缩,并使该残余物中的有效成分进入精馏塔继续进行精馏;当残渣浓缩釜内的温度达到200℃~220℃时,停止浓缩,排渣;
步骤8:对进入产品接受槽的半成品甲基苯并三氮唑进行冷却结晶、粉碎和造粒,制得甲基苯并三氮唑。
本发明工艺系统由连续的工艺设备组成,使得进入该系统的原料经过一系列的处理后,直接得到所需的产品,实现了甲基苯并三氮唑(TTA)的连续生产,不仅保证了产品质量,而且大大提高了产能,降低了产品能耗,有效地减少了环境污染;使企业获得可观的效益,实现良性循环。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
目前生产甲基苯并三氮唑(TTA)时,都是采用相对独立的设备进行一个工序的单独操作,也就是间歇操作,导致产品质量参差不齐,质量无法保证。同时造成产能低、能耗高、环境污染严重、安全性差。为了克服上述现有技术中存在的问题,本发明提供了一种结构如图1所示的能连续生产甲基苯并三氮唑的工艺系统,既保证了产品质量,又降低了能耗和环境污染,安全性高。该工艺系统包括依次相连接的亚硝酸钠溶解釜1、反应釜2、反应器保护器22、酸化釜5、液-液分离槽6、水洗釜7、脱水塔8、精馏塔9和产品接受槽13;反应釜2通过依次设置的安全阀3和安全缓冲罐23与碱洗塔4相连接;酸化釜5与碱洗塔4相连接;液-液分离槽6还与废水冷却槽18相连接,废水冷却槽18与蒸水釜20相连接,蒸水釜20分别与冷凝器21和离心分离机19相连接;冷凝器21分别与亚硝酸钠溶解釜1和水洗釜7相连接;精馏塔9通过排镏阀10与前馏分储槽11相连接;精馏塔9通过出料阀12与产品接受槽13相连接,精馏塔9还分别与残渣浓缩釜17和真空系统24相连接;产品接受槽13与产品冷却盘14相接,产品冷却盘14与产品粉碎机15相连接,产品粉碎机15与产品造粒机16相连接。
本发明还提供了一种利用上述工艺系统连续生产甲基苯并三氮唑的方法,具体按以下步骤进行:
步骤1:按质量比1:0.4~0.7,将工艺水和固体亚硝酸钠送入亚硝酸钠溶解釜1内,在搅拌的同时通入蒸汽升温,将亚硝酸钠溶解釜1内的温度升至70℃~80℃,使亚硝酸钠完全溶解,在亚硝酸钠溶解釜1内形成亚硝酸钠溶液;
步骤2:按质量比0.4~0.6:1,将邻位-甲苯二胺(0-TDA)和步骤1形成的亚硝酸钠溶液分别利用高压计量泵泵入反应釜2,反应釜2为中压反应釜,开启导热油升温升压,使反应釜2内部升温升压,在反应釜2内部压力为5.0~6.0MPa、温度为250~300℃的条件下进行反应:
当反应釜2内的压力低于6.0MPa时,反应釜2内反应生成的产物进入反应器保护器22,并在反应器保护器22内进一步充分反应,反应后的液体进入酸化釜5,作为酸化釜5内的反应液,控制酸化釜5内的温度为60~70℃,将浓度为70%~98%的浓硫酸泵入酸化釜5内,对酸化釜5内的反应液进行酸化,使该反应液的pH值为3~4,反应液分层,形成酸化液,将该酸化液送入液-液分离槽6:
酸化过程中产生的含氮含硫烟气进入碱洗塔4,将碱液送入碱洗塔4对进入碱洗塔4的含氮含硫烟气进行处理,处理后形成的废碱液从碱洗塔4中排出;
当反应釜2内的压力超过6.0MPa时,安全阀3打开,进行泄压,反应釜2内产生的气体和部分反应液通过安全阀3进入安全缓冲罐23,进入安全缓冲罐23的气体进入碱洗塔4,将碱液送入碱洗塔4对进入碱洗塔4的气体进行处理,处理后形成的废碱液从碱洗塔4中排出;
步骤3:进入液-液分离槽6的酸化液在液-液分离槽6内进行分离,形成粗品甲基苯并三氮唑(粗TTA)和废水;
将液-液分离槽6中形成的废水送入废水冷却槽18进行冷却,将废水温度冷却到30℃~50℃,回收冷却后废水上层漂浮的有机物,将冷却后的废水送入蒸水釜20,打开蒸水釜20夹套导热油进口阀门,对蒸水釜20内的水进行加热,并生成水蒸气;
在蒸水过程中,当蒸水釜20的釜温达到100℃~120℃后,保持30~60min,打开底部阀门,将蒸水釜20内形成的料浆送入离心分离机19,离心分离机19对送入的料浆进行离心分离,得到固体硫酸钠和清夜,将该固体硫酸钠装袋回收,将得到的清夜再次送入蒸水釜20进行循环蒸发处理;
将蒸水釜20生成的水蒸气通入冷凝器21,形成冷凝水,将该冷凝水中的一部分作为工艺水送入亚硝酸钠溶解釜1;
步骤5:按质量比1~1.2:1,将步骤3中的另一部分冷凝水与步骤3得到的粗品甲基苯并三氮唑送入带搅拌的水洗釜7中,搅拌30min~60min,形成溶液,静置30min~60min,该溶液分层,形成上层水溶液和下层物料,测定该上层水溶液的pH值:
当该上层水溶液的pH值为5~7时,将上层水溶液送入废水冷却槽18,与液-液分离槽6送入废水冷却槽18的废水一起进行处理;将下层物料送入液-液分离槽6的存放槽内;
当该上层水溶液的pH值<5时,在水洗釜7中加入浓度为50%的氢氧化钠溶液,搅拌30min~60min后,静置30min~60min,溶液分层,再次形成上层水溶液和下层物料,再测定该上层水溶液的pH值,若该上层水溶液的pH值为5~7,则将该上层水溶液送入废水冷却槽18,与液-液分离槽6送入废水冷却槽18的废水一起进行处理,将下层物料送入液-液分离槽6的存放槽内;若该上层水溶液的pH值<5,则在水洗釜7中再加入浓度为50%的氢氧化钠溶液,搅拌静置,使溶液分层,测定上层水溶液的pH值,反复进行上述过程,直至上层水溶液的pH值为5~7,将该pH值的上层水溶液送入废水冷却槽18,将下层物料送入液-液分离槽6的存放槽内;
步骤6:将步骤5中液-液分离槽6的存放槽内存放的下层物料送入脱水塔8进行脱水处理,得到水分含量低于1000ppm的粗甲基苯并三氮唑;
步骤7:通过真空系统24对精馏塔9抽真空,将步骤6得到的粗甲基苯并三氮唑送入精馏塔9内进行负压精馏,物料在精馏塔9内回流,当精馏塔9塔顶的真空度为50~100Pa、塔顶温度为150~165℃、塔釜温度为170~185℃时,打开排馏阀10,将前馏分排入前馏分储槽11,排出前馏分10~30分钟,关闭排馏阀10,打开出料阀12,将精馏塔9内生成的半成品甲基苯并三氮唑回收到产品接受槽13内;
精馏塔9内产生的渣滓含量为50~70%的残余物送入残渣浓缩釜17,开通残渣浓缩釜17夹套的导热油阀门,浓缩该残余物,并使该残余物中的甲基苯并三氮唑进入精馏塔9,继续进行精馏;当残渣浓缩釜17内的温度达到200~220℃时,停止浓缩,关闭导热油进口阀门,关闭连通残渣浓缩釜17与精馏塔9的阀门,打开残渣浓缩釜17底部的阀门排渣,此时的渣滓含量为90%以上;
精馏塔9配置有防爆系统,当精馏塔9内的真空环境遭到破坏,压力迅速上升且超过0.1MPa时,安全防爆片破裂,可及时泄压。
步骤8:进入产品接受槽13的半成品甲基苯并三氮唑,被送入产品冷却盘14进行冷却结晶,得到结晶体;
步骤9:步骤8中的结晶体送入产品粉碎机15进行粉碎,得到粒度小于0.5mm的粉末;
步骤10:将步骤9得到的粉末送入产品造粒机16进行造粒,制得粒度小于2mm的甲基苯并三氮唑(TTA)。
本发明生产方法以亚硝酸钠和0-TDA为原料,在高温高压的条件下进行反应,经浓硫酸酸化、水洗、脱水等工艺后,生产出产品TTA。
其主要反应式如下:
本发明工艺系统自动化程度高,不仅可有效的降低产品的成本,而且大大提高了产品的产能。同时,该工艺系统还配置有废水处理系统,废水经处理后可循环利用,在整个生产过程中真正做到了废水的“零”排放。由于生产过程中的压力、温度波动较小,产品质量稳定。由于是连续生产,原料损耗较小,节约了成本。由于自动化程度高,可大大提高产能。配有专门的废水回收装置和废气处理装置,有效的降低了对环境的污染。
实施例1
按质量比1:0.4,将工艺水和固体亚硝酸钠送入亚硝酸钠溶解釜内,在搅拌的同时通入蒸汽升温,将亚硝酸钠溶解釜的温度升至70℃,使亚硝酸钠完全溶解,在亚硝酸钠溶解釜内形成亚硝酸钠溶液;按质量比0.6:1,将邻位-甲苯二胺和亚硝酸钠溶液分别利用高压计量泵泵入反应釜,开启导热油升温升压,使反应釜内部升温升压,在反应釜内部压力为5.0MPa、温度为300℃的条件下进行反应:反应釜内反应生成的产物进入反应器保护器,并在反应器保护器内进一步充分反应,反应后的液体进入酸化釜,作为酸化釜内的反应液,控制酸化釜内的温度为60℃,将浓度为70%的浓硫酸泵入酸化釜内,对酸化釜内的反应液进行酸化,使该反应液的pH值为3,反应液分层,形成酸化液,将该酸化液送入液-液分离槽:酸化过程中产生的含氮含硫烟气进入碱洗塔,将碱液送入碱洗塔对进入碱洗塔4的含氮含硫烟气进行处理,处理后形成的废碱液从碱洗塔中排出;酸化液在液-液分离槽内进行分离,形成粗品甲基苯并三氮唑和废水;将液-液分离槽中形成的废水送入废水冷却槽进行冷却,将废水温度冷却到30℃,回收冷却后废水上层漂浮的有机物,将冷却后的废水送入蒸水釜,打开蒸水釜夹套导热油进口阀门,对蒸水釜内的水进行加热,并生成水蒸气;蒸水过程中,当蒸水釜的釜温达到100℃后,保持30min,打开底部阀门,将蒸水釜内形成的料浆送入离心分离机,离心分离机对送入的料浆进行离心分离,得到固体硫酸钠和清夜,将该固体硫酸钠装袋回收,将得到的清夜再次送入蒸水釜进行循环蒸发处理;蒸水釜生成的水蒸气通入冷凝器,形成冷凝水,将该冷凝水中的一部分作为工艺水送入亚硝酸钠溶解釜;按质量比1:1,将另一部分冷凝水与粗品甲基苯并三氮唑送入带搅拌的水洗釜中,搅拌60min,形成溶液,静置30min,该溶液分层,形成上层水溶液和下层物料,测定该上层水溶液的pH值为5,将上层水溶液送入废水冷却槽,与液-液分离槽送入废水冷却槽的废水一起进行处理;将下层物料送入液-液分离槽的存放槽内;将液-液分离槽存放槽内存放的下层物料送入脱水塔进行脱水处理,得到水分含量低于1000ppm的粗甲基苯并三氮唑;通过真空系统对精馏塔抽真空,将粗甲基苯并三氮唑送入精馏塔内进行负压精馏,物料在精馏塔内回流,当精馏塔9塔顶的真空度为50Pa、塔顶温度为165℃、塔釜温度为170℃时,打开排馏阀,将前馏分排入前馏分储槽,排出前馏分10分钟,关闭排馏阀,打开出料阀,将精馏塔内生成的半成品甲基苯并三氮唑回收到产品接受槽内;精馏塔内产生的残余物送入残渣浓缩釜,开启残渣浓缩釜夹套的导热油阀门,浓缩该残余物,并使该残余物中的甲基苯并三氮唑进入精馏塔,继续进行精馏;当残渣浓缩釜内的温度达到200℃时,停止浓缩,关闭导热油进口阀门,关闭连通残渣浓缩釜与精馏塔的阀门,打开残渣浓缩釜底部的阀门排渣;进入产品接受槽的半成品甲基苯并三氮唑,送入产品冷却盘进行冷却结晶,得到结晶体;将该结晶体进行粉碎,得到粒度小于0.5mm的粉末;将该粉末进行造粒,制得粒度小于2mm的物质。
对制得的物质进行下述检测:
1)该物质外观为奶白色,熔点在80~85℃之间,难溶于水,溶于醇、苯、甲苯、氯仿等有机溶液,可溶于稀碱液;该物质的物理性质与甲基苯并三氮唑的物理性质基本相同。
2)对该物质进行气相色谱分析
(1)首先用标准样品标定气相色谱仪,得到如图2所示的气相光谱图:
图中显示,4-甲基苯并三氮唑的出峰时间为6.277min,5-甲基苯并三氮唑的出峰时间为6.738min。该标准样品的面积百分比报告如表1所示。
表1 标准甲基苯并三氮唑样品气相色谱图的面积百分比报告
最近修改校准参数的时间: |
|
乘积因子:
|
1.0000 |
稀释因子:
|
1.0000 |
进样量:
|
0.0000 μL |
样品类型:
|
样品 |
进样方式: |
手动 |
信号 |
保留时间(min) |
类型
|
峰宽(min) |
面积(pA*s) |
面积(%) |
1 |
6.277 |
PB |
0.061 |
3313.04317 |
38.24438 |
1 |
6.738 |
PB |
0.072 |
5349.78036 |
61.75562 |
总面积 = 8662.824
仪器运行日志:未发现偏差。
(2)在与上述标准样品同样的条件下对实施例1制得的物质进行气相色谱分析,得到如图3所示的气相光谱图。图中显示,在6.266min出现的波峰则是4-甲基苯并三氮唑,6.736min出现的波峰则为5-甲基苯并三氮唑。
采用本发明方法制得的物质的气相色谱图的面积百分比报告如表2所示。
表2 采用本发明方法制得的物质的气相色谱图的面积百分比报告
最近修改校准参数的时间: |
|
乘积因子:
|
1.0000 |
稀释因子:
|
1.0000 |
进样量:
|
0.0000 μL |
样品类型:
|
样品 |
进样方式: |
手动 |
信号 |
保留时间(min) |
类型
|
峰宽(min) |
面积(pA*s) |
面积(%) |
1 |
6.266 |
PB |
0.066 |
3899.82947 |
37.85462 |
1 |
6.736 |
PB |
0.079 |
6362.91631 |
61.76316 |
1 |
8.209 |
BP |
0.093 |
39.37647 |
0.38222 |
总面积 = 10302.122
仪器运行日志:未发现偏差
3)用红外光谱法对制得的物质进行分析,得到如图4所示的红外谱图;标准甲基苯并三氮唑的红外谱图如图5所示;从图4和图5可以看出,两图基本相同,证明采用本发明方法制得的物质为甲基苯并三氮唑。
因此,采用本发明生产方法制得的物质无论是物理性质还是化学分析都与甲基苯并三氮唑相同,所以认定该物质就是甲基苯并三氮唑。
采用本发明生产方法制得的甲基苯并三氮唑与采用现有工艺制得的甲基苯并三氮唑的性能参数如表3所示。
表3 采用本发明生产方法制得的甲基苯并三氮唑的性能与采用现有工艺方法制得的甲基苯并三氮唑的性能参数对比
从表1可以看出,采用本发明方法制得的甲基苯并三氮唑的各项性能参数均优于采用现有方法制得的甲基苯并三氮唑。说明本发明生产方法能够提高产品质量。
实施例2
按质量比1:0.7,将工艺水和固体亚硝酸钠送入亚硝酸钠溶解釜内,在搅拌的同时通入蒸汽升温,将亚硝酸钠溶解釜的温度升至80℃使亚硝酸钠完全溶解,在亚硝酸钠溶解釜内形成亚硝酸钠溶液;按质量比0.5:1,将邻位-甲苯二胺(0-TDA)和亚硝酸钠溶液分别利用高压计量泵泵入反应釜,反应釜为中压反应釜,开启导热油升温升压,使反应釜内部升温升压,在反应釜内部压力为6.0MPa、温度为250℃的条件下进行反应:反应釜内反应生成的产物进入反应器保护器,并在反应器保护器内进一步充分反应,反应后的液体进入酸化釜,作为酸化釜内的反应液,控制酸化釜的温度为65℃,将浓度为98%的浓硫酸泵入酸化釜内,对酸化釜内的反应液进行酸化,使该反应液的pH值为3.5,反应液分层,形成酸化液,将该酸化液送入液-液分离槽:酸化过程中产生的含氮含硫烟气进入碱洗塔,将碱液送入碱洗塔对进入碱洗塔的含氮含硫烟气进行处理,处理后形成的废碱液从碱洗塔中排出;进入液-液分离槽的酸化液在液-液分离槽内进行分离,形成粗品甲基苯并三氮唑和废水;将该废水送入废水冷却槽进行冷却,将废水温度冷却到50℃,回收冷却后废水上层漂浮的有机物,将冷却后的废水送入蒸水釜,打开蒸水釜夹套导热油进口阀门,对蒸水釜内的水进行加热,并生成水蒸气;蒸水过程中,当蒸水釜的釜温达到120℃后,保持50min,打开底部阀门,将蒸水釜内形成的料浆送入离心分离机,离心分离机对送入的料浆进行离心分离,得到固体硫酸钠和清夜,将该固体硫酸钠装袋回收,将得到的清夜再次送入蒸水釜进行循环蒸发处理;将蒸水釜生成的水蒸气通入冷凝器,形成冷凝水,将该冷凝水中的一部分作为工艺水送入亚硝酸钠溶解釜;按质量比1.2:1,将另一部分冷凝水与粗品甲基苯并三氮唑送入带搅拌的水洗釜中,搅拌45min,形成溶液,静置60min,该溶液分层,形成上层水溶液和下层物料,测定该上层水溶液的pH值为7,将上层水溶液送入废水冷却槽,与液-液分离槽送入废水冷却槽的废水一起进行处理;将下层物料送入液-液分离槽的存放槽内;将液-液分离槽的存放槽内存放的下层物料送入脱水塔进行脱水处理,得到水分含量低于1000ppm的粗甲基苯并三氮唑;通过真空系统对精馏塔抽真空,将粗甲基苯并三氮唑送入精馏塔内进行负压精馏,物料在精馏塔内回流,当精馏塔塔顶的真空度为100Pa、塔顶温度为150℃、塔釜温度为185℃时,打开排馏阀,将前馏分排入前馏分储槽,排出前馏分30分钟,关闭排馏阀,打开出料阀,将精馏塔内生成的半成品甲基苯并三氮唑回收到产品接受槽内;精馏塔内产生的残余物送入残渣浓缩釜,开通残渣浓缩釜夹套的导热油阀门,浓缩该残余物,并使该残余物中的甲基苯并三氮唑进入精馏塔,继续进行精馏;当残渣浓缩釜内的温度达到220℃时,停止浓缩,关闭导热油进口阀门,关闭连通残渣浓缩釜与精馏塔的阀门,打开残渣浓缩釜底部的阀门排渣;进入产品接受槽的半成品甲基苯并三氮唑,被送入产品冷却盘进行冷却结晶,得到结晶体;将该结晶体粉碎,得到粒度小于0.5mm的粉末;将该粉末造粒,制得粒度小于2mm的甲基苯并三氮唑。
制备3吨该甲基苯并三氮唑与采用现有工艺制备3吨甲基苯并三氮唑所需的时间对比如表4所示。
表4 采用本发明方法和采用现有工艺制备相同数量甲基苯并三氮唑所需的时间对比
从表4可以看出,现有工艺生产1吨产品所需的时间为10.1个小时,而采用本工艺生产1吨产品所需的时间仅仅为3.1个小时,时间缩短了60%,大大节省了能耗,降低了成本。
实施例3
按质量比1:0.5,将工艺水和固体亚硝酸钠送入亚硝酸钠溶解釜内,在搅拌的同时通入蒸汽升温,将亚硝酸钠溶解釜的温度升至75℃使亚硝酸钠完全溶解,在亚硝酸钠溶解釜内形成亚硝酸钠溶液;按质量比0.4:1,将邻位-甲苯二胺和亚硝酸钠溶液分别利用高压计量泵泵入反应釜,反应釜为中压反应釜,开启导热油升温升压,使反应釜内部升温升压,在反应釜内部压力为5.5MPa、温度为275℃的条件下进行反应:反应釜内反应生成的产物进入反应器保护器,并在反应器保护器内进一步充分反应,反应后的液体进入酸化釜,作为酸化釜内的反应液,控制酸化釜内的温度为70℃,将浓度为98%的浓硫酸泵入酸化釜内,对酸化釜内的反应液进行酸化,使该反应液的pH值为4,反应液分层,形成酸化液,将该酸化液送入液-液分离槽:酸化过程中产生的含氮含硫烟气进入碱洗塔,将碱液送入碱洗塔对进入碱洗塔的含氮含硫烟气进行处理,处理后形成的废碱液从碱洗塔中排出;进入液-液分离槽的酸化液在液-液分离槽内进行分离,形成粗品甲基苯并三氮唑和废水;将液-液分离槽中形成的废水送入废水冷却槽进行冷却,将废水温度冷却到40℃,回收冷却后废水上层漂浮的有机物,将冷却后的废水送入蒸水釜,打开蒸水釜夹套导热油进口阀门,对蒸水釜内的水进行加热,并生成水蒸气;在蒸水过程中,当蒸水釜的釜温达到110℃后,保持60min,打开底部阀门,将蒸水釜内形成的料浆送入离心分离机,离心分离机对送入的料浆进行离心分离,得到固体硫酸钠和清夜,将该固体硫酸钠装袋回收,将得到的清夜再次送入蒸水釜进行循环蒸发处理;将蒸水釜生成的水蒸气通入冷凝器,形成冷凝水,将该冷凝水中的一部分作为工艺水送入亚硝酸钠溶解釜;按质量比1.1:1,将另一部分冷凝水与粗品甲基苯并三氮唑送入带搅拌的水洗釜中,搅拌30min,形成溶液,静置45min,该溶液分层,形成上层水溶液和下层物料,测定该上层水溶液的pH值为6,将上层水溶液送入废水冷却槽,与液-液分离槽送入废水冷却槽的废水一起进行处理;将下层物料送入液-液分离槽的存放槽内;将液-液分离槽的存放槽内存放的下层物料送入脱水塔进行脱水处理,得到水分含量低于1000ppm的粗甲基苯并三氮唑;通过真空系统对精馏塔抽真空,将粗甲基苯并三氮唑送入精馏塔内进行负压精馏,物料在精馏塔内回流,当精馏塔塔顶的真空度为75Pa、塔顶温度为158℃、塔釜温度为178℃时,打开排馏阀,将前馏分排入前馏分储槽,排出前馏分20分钟,关闭排馏阀,打开出料阀,将精馏塔内生成的半成品甲基苯并三氮唑回收到产品接受槽内;精馏塔内产生的残余物送入残渣浓缩釜,开通残渣浓缩釜夹套的导热油阀门,浓缩该残余物,并使该残余物中的甲基苯并三氮唑进入精馏塔,继续进行精馏;当残渣浓缩釜内的温度达到210℃时,停止浓缩,关闭导热油进口阀门,关闭连通残渣浓缩釜与精馏塔的阀门,打开残渣浓缩釜底部的阀门排渣;进入产品接受槽的半成品甲基苯并三氮唑,被送入产品冷却盘进行冷却结晶,得到结晶体;将该结晶体送入粉碎,得到粒度小于0.5mm的粉末;将该粉末进行造粒,制得粒度小于2mm的甲基苯并三氮唑。
本发明方法生产1吨甲基苯并三氮唑与现有工艺生产1吨甲基苯并三氮唑所需的原料重量对比,如表5所示。
表5 本发明方法生产1吨甲基苯并三氮唑与现有工艺生产1吨甲基苯并三氮唑所需的原料重量对比
从表5可以看出,本采用本发明工艺生产1吨产品所消耗的原料总量比现有工艺减少了245Kg,节省了原材料,进一步降低了成本。
实施例4
按质量比1:0.6,将工艺水和固体亚硝酸钠送入亚硝酸钠溶解釜内,在搅拌的同时通入蒸汽升温,将亚硝酸钠溶解釜的温度升至72℃使亚硝酸钠完全溶解,在亚硝酸钠溶解釜内形成亚硝酸钠溶液;按质量比0.45:1,将邻位-甲苯二胺和亚硝酸钠溶液分别利用高压计量泵泵入反应釜,反应釜为中压反应釜,开启导热油升温升压,使反应釜内部升温升压,在反应釜内部压力为5.8MPa、温度为260℃的条件下进行反应:反应釜内反应生成的产物进入反应器保护器,并在反应器保护器内进一步充分反应,反应后的液体进入酸化釜,作为酸化釜内的反应液,控制酸化釜内的温度为68℃,将浓度为75%的浓硫酸泵入酸化釜内,对酸化釜内的反应液进行酸化,使该反应液的pH值为3.2,反应液分层,形成酸化液,将该酸化液送入液-液分离槽:酸化过程中产生的含氮含硫烟气进入碱洗塔,将碱液送入碱洗塔对进入碱洗塔的含氮含硫烟气进行处理,处理后形成的废碱液从碱洗塔中排出;进入液-液分离槽的酸化液在液-液分离槽内进行分离,形成粗品甲基苯并三氮唑和废水;将液-液分离槽中形成的废水送入废水冷却槽进行冷却,将废水温度冷却到35℃,回收冷却后废水上层漂浮的有机物,将冷却后的废水送入蒸水釜,打开蒸水釜夹套导热油进口阀门,对蒸水釜内的水进行加热,并生成水蒸气;在蒸水过程中,当蒸水釜的釜温达到115℃后,保持40min,打开底部阀门,将蒸水釜内形成的料浆送入离心分离机,离心分离机对送入的料浆进行离心分离,得到固体硫酸钠和清夜,将该固体硫酸钠装袋回收,将得到的清夜再次送入蒸水釜进行循环蒸发处理;将蒸水釜生成的水蒸气通入冷凝器,形成冷凝水,将该冷凝水中的一部分作为工艺水送入亚硝酸钠溶解釜;按质量比1.15:1,将另一部分冷凝水与粗品甲基苯并三氮唑送入带搅拌的水洗釜中,搅拌50min,形成溶液,静置35min,该溶液分层,形成上层水溶液和下层物料,测定该上层水溶液的pH值为4,在水洗釜中加入浓度为50%的氢氧化钠溶液,搅拌30min后,静置30min,溶液分层,再次形成上层水溶液和下层物料,再测定该上层水溶液的pH值为5,则将该上层水溶液送入废水冷却槽,与液-液分离槽送入废水冷却槽的废水一起进行处理,将下层物料送入液-液分离槽的存放槽内;将液-液分离槽的存放槽内存放的下层物料送入脱水塔进行脱水处理,得到水分含量低于1000ppm的粗甲基苯并三氮唑;再按实施例1的方法制得粒度小于2mm的甲基苯并三氮唑。
本发明方法生产1吨甲基苯并三氮唑与现有工艺生产1吨甲基苯并三氮唑所需的能源动耗对比,如表6所示。
表6 本发明方法生产1吨甲基苯并三氮唑与现有工艺生产1吨甲基苯并三氮唑所需的能源动耗对比
从表6可以看出,本发明工艺只有仪表风比现有工艺有所增加外,其它能耗都比现有工艺大为减少,这就为提高企业的竞争力做了有效的保证。