己二酸工業(yè)化生產(chǎn)運行探究

呂自豪

摘要：本文首先簡要闡述了己二酸工業(yè)化生產(chǎn)工藝原理及產(chǎn)物，進(jìn)而分析己二酸工業(yè)化生產(chǎn)工藝優(yōu)化方案，對乙二酸生產(chǎn)過程中的中間產(chǎn)物、質(zhì)量影響因素、反應(yīng)機(jī)理等內(nèi)容進(jìn)行全面分析，進(jìn)而實現(xiàn)乙二酸工業(yè)化生產(chǎn)的穩(wěn)定運作。

關(guān)鍵詞：己二酸;工業(yè)化生產(chǎn);KA油法

分類號：TQ323.4

引言：乙二酸又稱為肥酸，作為脂肪族二元酸的一種，表面呈現(xiàn)為白色結(jié)晶粉末，乙二酸能夠微溶于水中，在酒精、熱水中能夠?qū)崿F(xiàn)快速溶解。乙二酸作為尼龍行業(yè)的主要化工原料和重要的有機(jī)合成中間體，主要應(yīng)用于聚氨酯、潤滑劑的合成過程中，在農(nóng)藥、醫(yī)學(xué)、染料等產(chǎn)業(yè)類別也有更加廣泛的應(yīng)用。

一、己二酸工業(yè)化生產(chǎn)工藝原理及產(chǎn)物分析

1、工藝機(jī)理

己二酸工業(yè)化生產(chǎn)過程中，國內(nèi)外負(fù)責(zé)乙二酸工業(yè)化生產(chǎn)的生產(chǎn)商眾多，國外主要有奧升德公司、ICI公司、羅地亞，國內(nèi)主要有山東海力集團(tuán)、魯西化工公司、華魯恒升等。傳統(tǒng)的乙二酸生產(chǎn)技術(shù)主要是苯酚法、KA油法，生產(chǎn)制備需要一定的外在條件，生產(chǎn)投資費用較高、污染大、生產(chǎn)流程長，使得研究更加綠色化的乙二酸生產(chǎn)技術(shù)成為重要的發(fā)展趨勢。現(xiàn)階段己二酸工業(yè)生產(chǎn)新技術(shù)包括丁二烯法、環(huán)己烯直接氧化法、生物氧化生產(chǎn)技術(shù)等。在這其中，國內(nèi)采用的主流乙二酸工業(yè)化生產(chǎn)工藝分別是KA油法和環(huán)己烯路線。本文主要分析了在日常乙二酸工業(yè)化生產(chǎn)過程中形成的副產(chǎn)物，并對整個生產(chǎn)制備過程中的質(zhì)量變化情況進(jìn)行分析，旨在實現(xiàn)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，促使乙二酸工業(yè)化生產(chǎn)能夠朝向穩(wěn)定、連續(xù)方向進(jìn)行。

在乙二酸的工業(yè)化生產(chǎn)過程中，操作條件為微負(fù)壓、溫度處于80攝氏度左右的作業(yè)環(huán)境，將釩和銅作為乙二酸生產(chǎn)制備催化劑，氧化劑則是濃度為50%到60%的硝酸。在具體生產(chǎn)過程中，由于氧化劑、催化劑的共同作用，使得環(huán)己醇能夠被氧化成為環(huán)己酮，進(jìn)而將環(huán)已酮再氧化，完成乙二酸的生產(chǎn)制備。但是需要注意的是整個生產(chǎn)過程將會放出大量熱量，實驗路線長、也會在生產(chǎn)乙二酸的過程中生成大量副產(chǎn)物，生產(chǎn)過程難以有效控制，這也就促使乙二酸工業(yè)生產(chǎn)變得十分困難，給工作人員提出了更高的工作要求。根據(jù)現(xiàn)有的研究資料可以了解到，乙二酸工業(yè)化生產(chǎn)制備過程中，硝腦酸、雙酮的生成比例和亞硝酸濃度、硝酸濃度呈反比，即隨著亞硝酸濃度、硝酸濃度的不斷提高，硝腦酸、雙酮的生成比例不斷降低。在乙二酸氧化過程中，硝腦酸分解生成乙二酸，雙酮在工業(yè)生產(chǎn)的同時，也會轉(zhuǎn)化生成丁二酸、戊二酸。在此情況下，想要切實提高己二酸收率，可以通過調(diào)節(jié)亞硝酸濃度、硝酸濃度的方式，促使硝腦酸和雙酮比例適當(dāng)調(diào)高，使得整個反應(yīng)過程能夠朝向硝腦酸方向進(jìn)行反應(yīng)制備[1]。需要注意的是，整個反應(yīng)過程，環(huán)乙醇含量高低和亞硝酸濃度呈現(xiàn)反比關(guān)系，即隨著環(huán)乙醇含量不斷增高，亞硝酸濃度將會不斷降低，隨著環(huán)乙醇含量不斷降低，亞硝酸濃度將會不斷提高。對于硝酸濃度變化，主要與氧化酸、環(huán)己醇的進(jìn)料物質(zhì)的量比有關(guān)，在具體實驗過程中需要對其展開全面考量。

2、環(huán)己醇重組分硝酸氧化

環(huán)己醇重組分需要運用到硝酸和甲醇，在這其中硝酸主要負(fù)責(zé)氧化反應(yīng)，甲醇則負(fù)責(zé)酯化萃取，通過質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)，環(huán)己醇重組分硝酸氧化產(chǎn)物十分復(fù)雜，不僅含有環(huán)己醇、環(huán)己酮、環(huán)丁醚、戊二腈、戊二酸甲酯、己二醛、環(huán)己烷醚、戊二酸甲酯、環(huán)己烷乙酸等多種產(chǎn)物類別，當(dāng)氧化后，氧化產(chǎn)物從外觀上顏色比起一般產(chǎn)物更深，使得乙二酸色度也會發(fā)生較大差別，在此情況下，應(yīng)當(dāng)盡可能減少環(huán)乙醇中重組分含量，避免環(huán)己醇重組分硝酸氧化對氧化產(chǎn)物造成的影響。之后對己二酸結(jié)晶母液進(jìn)行分析，主要通過運用中和萃取的方式完成乙二酸組分在生產(chǎn)過程中的變化監(jiān)測。

二、己二酸工業(yè)化生產(chǎn)工藝優(yōu)化

在乙二酸工業(yè)化生產(chǎn)過程中，溫度高低將會直接影響到生產(chǎn)速率。通常來講，整個環(huán)乙醇氧化過程需要在串聯(lián)反應(yīng)器內(nèi)完成，當(dāng)環(huán)乙醇完成氧化反應(yīng)時，將會放出大量熱量，并能按照不同氧化反應(yīng)器的實際生產(chǎn)反應(yīng)情況，對反應(yīng)熱進(jìn)行合理把控，促使反應(yīng)器溫度能夠處于穩(wěn)定范圍內(nèi)，不會出現(xiàn)大幅度的變化，也能夠?qū)崿F(xiàn)乙二酸生產(chǎn)反應(yīng)控制[2]。與此同時，乙二酸還具有易溶于水、沸點較高的特性，所以在產(chǎn)品制備過程中主要通過重結(jié)晶完成產(chǎn)品分離。環(huán)乙醇氧化反應(yīng)器主要運用多釜串聯(lián)、三次結(jié)晶的方式，促使生成的乙二酸純度能夠不斷提高。為了有效控制鐵含量多少，需要實驗人員在選取設(shè)備期間，就能夠?qū)φ麄€乙二酸工業(yè)化生產(chǎn)過程進(jìn)行全面考量，盡可能選用復(fù)合鈦材材料作為硝酸設(shè)備，避免在高濃度硝酸作用下，使得材料受損。在乙二酸生產(chǎn)過程中還會產(chǎn)出大量的二元酸，工作人員可以通過回收工序，將二元酸作為副產(chǎn)品進(jìn)行再利用出售。在整個乙二酸生產(chǎn)實踐過程中，需要對乙二酸產(chǎn)品中的各種微量雜質(zhì)進(jìn)行合理把控，降低雜質(zhì)對于乙二酸產(chǎn)品制備的不良影響。并通過實驗分析確定最佳工藝條件，將反應(yīng)溫度控制在80攝氏度以下，運用三重結(jié)晶技術(shù)，提高產(chǎn)品濃度。

結(jié)論：綜上所述，對己二酸工業(yè)化生產(chǎn)運行情況展開分析具有十分重要的意義。通過中和萃取等方式對組分變化情況進(jìn)行分析，并將其與乙二酸的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理相結(jié)合，優(yōu)化整個工業(yè)化生產(chǎn)流程，促使副產(chǎn)物也能夠處于可控范圍內(nèi)，確保乙二醇工業(yè)化生產(chǎn)的平穩(wěn)運行。

參考文獻(xiàn)：

[1]董建勛，馮曉燕，徐蓓蕾.己二酸工業(yè)化生產(chǎn)運行研究[J].河南化工，2020，37（10）：38-40.

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