【正文】 醇 200kg q 廢水 1110kg r 成品 1000kg s 前中餾 40kg t 底料 10kg o 二粗品賁甲酯 1055kg 600 噸 /年賁亭酸甲酯的初步設(shè)計(jì) 15 根據(jù)以上物料平衡可知，在生產(chǎn)過程中，以每噸產(chǎn)品計(jì)算，除進(jìn)入廢水中的物料外，進(jìn)入空氣和附著在反應(yīng)釜壁管內(nèi)的物料總流失量為113kg（含 H3PO3的濃縮干燥生產(chǎn)的 40kg HCl）。 精餾過程物料損耗為： 蒸餾 注：其中 10kg 底料回收套用，不排放。 皂化過程物料損耗為： 皂化、酸化 W6=d+f+g+hijk=1752+1400+1400+157010216354450=16kg 差值原因： ①抽粗品至皂化釜損失甲醇、三甲酯等 2kg； ②皂化蒸餾時(shí)損失回收物 6kg； ③抽皂化料至酸化釜損失水 2kg； ④酸化時(shí)排出 HCl 氣體 3kg； ⑤排空中排出 2kg 甲醇和異戊烯醇； ⑥附著在反應(yīng)釜壁管內(nèi)物理損耗 1kg。 皂化和精餾過程物料損耗為： W4=kopqr=1886120040021050=6kg 差值原因：①從排空管排走 3kg 異戊烯醇綜合氣體； ②抽料時(shí)從真空泵尾氣抽走 2kg 異戊烯酯； ③附著在反應(yīng)釜壁管內(nèi)物理損耗 1kg。 皂化 精餾 注：“醋酸鈉水溶液”中醋酸鈉含量為 45%。 異戊烯醇工段 加成 酯化 a 三氯化磷 2260kg b 鹽酸 1368kg c HCl 1800kg d H3PO3水溶液 1828kg a HCl氣 800kg b 乙腈 870kg c 甲醇 1620kg d 氨氣 40kg g 成品三甲酯 1070kg h 前餾 1000kg i 中餾 500kg j 底料 30kg e 三甲酯粗品 2600kg f 氯化銨 725kg a HCl氣 960kg b 異戊二稀 1632kg c CH3COOCH 2228kg d H2O 3085kg e 異戊烯酯 2742kg f 回收物 446kg g 含 NaCl廢水 2468kg h 廢水 2228kg 600 噸 /年賁亭酸甲酯的初步設(shè)計(jì) 12 加成、酯化過程物料損耗為： W2=a+b+c+defgh=960+1632+2228+3085274244624682228=21kg 差值原 因：①從排空管排走 13kg HCl； ②抽料時(shí)從真空泵尾氣抽走 HCl 3kg； ③從排空管排走 2kg 異戊烯酯； ④附著在反應(yīng)釜壁內(nèi)物理損耗 3kg。 600 噸 /年賁亭酸甲酯的初步設(shè)計(jì) 10 醋酸鈉 甲醇、硫酸 有機(jī)廢氣 原乙酸三甲酯 + 合成 皂酸化 酯化 蒸餾 賁亭酸 異戊烯醇 甲酯 水洗 水洗 分層 分層 廢水 廢水 圖 3. 賁亭酸甲酯生產(chǎn)工藝方框圖 600 噸 /年賁亭酸甲酯的初步設(shè)計(jì) 11 4．物料平衡計(jì)算 以生產(chǎn)每噸賁亭酸甲酯產(chǎn)品進(jìn)行物料衡算，并計(jì)算水的平衡情況如下： 原乙酸甲酯工段 三氯化磷制取 HCl 在 H3PO4的濃縮干燥過程，產(chǎn)生 HCl 氣體 40kg。 三氯化磷 異戊二烯 醋酸鈉 NaOH 氯化氫 石油醚 有機(jī)廢氣 鹽酸 氯化氫反應(yīng)器 加成 酯化 皂化 精餾 異戊烯醇 水吸收 水洗 水洗 HCl H2PO3 亞磷酸釜 濃縮干燥 分層 分層 廢水 廢水 圖 2. 異戊烯醇生產(chǎn)工藝方框圖 賁亭酸甲酯合成 在合成反應(yīng)釜中原乙酸三甲酯和異戊烯醇在高溫下合成賁亭酸甲酯粗品，經(jīng)皂化后生成賁亭酸，水洗分層產(chǎn)生生產(chǎn)廢水；賁亭酸在催化劑（硫酸）的條件下與甲醇進(jìn)行酯化反應(yīng)生成賁亭酸甲酯二粗品，水洗后得到較純的粗品，同時(shí)產(chǎn)生廢水；二粗品經(jīng)精餾提純后得到高純度產(chǎn)品賁亭酸甲酯。將異戊烯醇粗品精餾提純，即制得高純度的異 戊烯醇。 三氯化磷 乙腈 甲醇 氯化氫 有機(jī)廢氣 鹽酸 氯化氫反應(yīng)器 成鹽 醇解 精餾 原乙酸 三甲酯 水吸收 HCl H3PO3 亞磷酸釜 濃縮干燥 圖 1. 原乙酸三甲酯合成工藝方框圖 600 噸 /年賁亭酸甲酯的初步設(shè)計(jì) 9 異戊烯醇制取 在裝有鹽酸的氯化氫發(fā)生器中滴加 PCl3，產(chǎn)生氯化氫氣體；然后在加成釜中低溫條件下加入異戊二烯并通入氯化氫，反應(yīng)生成氯代異戊烯；然后與醋酸鈉進(jìn)行酯化反應(yīng)生成醋酸異戊烯酯，經(jīng)水洗分層后得到較純的醋酸異戊烯酯，同時(shí)產(chǎn)生廢水。氯化氫發(fā)生器中的亞磷酸 和鹽酸進(jìn)入亞磷酸釜中經(jīng)加熱將鹽酸變?yōu)槁然瘹涑?，水洗回收后重?fù)使用，亞磷酸回收出售。原乙酸三甲酯與異戊烯醇縮合得賁亭酸甲酯，脫溶后純度達(dá) 99%以上的合格產(chǎn)品。 產(chǎn)原理和工藝路線 用乙腈與甲醇及氯化氫進(jìn)行反應(yīng)，生成原乙酸三甲酯，脫溶后純度達(dá)93%以上。 醇解反應(yīng) HCl + CH2=CHC(CH3)=CH2 + CH3COONa → CH3COOCH2CH=C(CH3)2 + NaCl CH3COOCH2CH=C(CH3)2 + NaOH → (CH3)2C=CHCH2OH + CH3COONa 精制 CH3C(OCH3)3 +(CH3)2C=CHCH2OH → CH2=CHC(CH3)2CH2COOCH3 + CH3OH 600 噸 /年賁亭酸甲酯的初步設(shè)計(jì) 8 3．主要生產(chǎn)工藝和工藝流程示意圖 本項(xiàng)目采取原乙酸三甲酯和異戊烯醇合成的方法生產(chǎn)賁亭酸甲酯，該方法與傳統(tǒng)方法相比，生產(chǎn)過程容易控制，產(chǎn)品質(zhì)量好，收率高。 600 噸 /年賁亭酸甲酯的初步設(shè)計(jì) 7 2．化學(xué)反應(yīng)方程式 氯化氫氣體的產(chǎn)生 PCl3 + 3H2O→ H3PO3 + 3HCl↑ 成鹽反應(yīng) HCl+CH3CN＋ CH3OH→ CH3C(OCH3)3 ＋ NH4Cl ???? (*) CH3CN 和液態(tài) HCl 反應(yīng)將首先水解為 CH3COOH，醋酸將和甲醇在鹽酸作催化劑的作用下生成乙酸甲酯副產(chǎn)物。溶于水和甘油；微溶于醇。性狀： 無色結(jié)晶或白色結(jié)晶性粉未。水溶液呈堿性 , 水溶液 PH 值為 。蒸氣與空氣混合物爆炸極限 16～ 25%(最易引燃濃度 17%)。分子量 。物化性質(zhì)：無色透明的氫氧化鈉液體，是強(qiáng)堿之一，易在水中溶解，能與許多有機(jī)、無機(jī)化合物起化學(xué)反應(yīng)，腐蝕性很強(qiáng)，能灼 傷人體皮膚等。遇水分解為甲醇和氫氧化鈉，能溶于甲醇或乙醇。 分子式： CCl4 分子量： 物化性質(zhì)：熔點(diǎn) ，沸點(diǎn) ， 重度 103kg/m3，無色有愉快氣味的透明液體，極易揮發(fā)，微溶于水，與乙