一步法合成DMF生產(chǎn)中合成不反應(yīng)原因分析

1、精選一步法合成DMF生產(chǎn)中合成不反應(yīng)緣由分析 淮化集團(tuán)現(xiàn)有兩套接受美國酸胺技術(shù)公司（AAT公司）的專有技術(shù)一步法合成生產(chǎn)二甲基甲酰胺（DMF）裝置。96年投產(chǎn)的8000t/年套裝置經(jīng)技術(shù)改造，目前生產(chǎn)力量已達(dá)到2萬t/年，為淮化三次創(chuàng)業(yè)做出了貢獻(xiàn)。2002年又投產(chǎn)了2萬t/年套裝置，提高了企業(yè)的市場競爭力。經(jīng)過多年來的生產(chǎn)實踐，積累了大量的技術(shù)閱歷，充實、完善了一步法合成DMF工藝指標(biāo)。其中合成反應(yīng)把握的如何直接影響到DMF的產(chǎn)量、質(zhì)量和消耗，是整套裝置工藝把握的關(guān)鍵，而在生產(chǎn)過程中常消滅合成不反應(yīng)現(xiàn)象，現(xiàn)將不反應(yīng)緣由及處理措施作一介紹。1、 合成不反應(yīng)現(xiàn)象兩套裝置在開車和運(yùn)行過程中合成都消滅

2、過不反應(yīng)現(xiàn)象：合成系統(tǒng)放空量增大，壓力上升，合成塔底溫下降較快，合成液位漸漸降低，合成采出量削減，取樣分析合成采出二甲胺（DMA）過量超出工藝指標(biāo)，嚴(yán)峻時造成系統(tǒng)停車。2、 緣由分析一步法合成DMF工藝原理是在合成塔反應(yīng)器內(nèi)，原料DMA和CO 在催化劑（25%甲醇鈉的甲醇溶液）作用下，在110和2.11MPa條件下進(jìn)行氣液相接觸反應(yīng)生成DMF，反應(yīng)實際分兩步進(jìn)行：（1） CO + CH3OH HCOOCH3 （甲酸甲酯）（2） HCOOCH3 + DMA DMF + CH3OH其中反應(yīng)（1）為酯化反應(yīng)，反應(yīng)速率較慢，且需要催化劑參與；反應(yīng)（2）為?；磻?yīng)，反應(yīng)速率較快，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)。經(jīng)生產(chǎn)

3、閱歷總結(jié)，影響合成反應(yīng)好壞的主要因素分析如下：3.1 水份的影響在設(shè)備清洗后投入使用或原料中帶有少量水份時，合成塔內(nèi)將消滅以下副反應(yīng)：（3） H2O + CH3ONa CH3OH + NaOH（4） HCOOCH3 + H2O HCOOH + CH3OH反應(yīng)（3）將消耗催化劑；反應(yīng)（4）將反應(yīng)（1）的產(chǎn)物甲酸甲酯快速水解，生產(chǎn)甲酸，并且由于NaOH的存在促進(jìn)水解反應(yīng)向右進(jìn)行，從而無法進(jìn)行?；磻?yīng)生成DMF。所以水份的存在將導(dǎo)致催化劑消耗的增加，嚴(yán)峻時導(dǎo)致合成消滅不反應(yīng)。3.2 二氧化碳的影響由于我公司所用原料氣為銅洗再生氣和德士古合成氣，雖經(jīng)變壓吸附分別提純，但CO中仍有CO2雜質(zhì)存在，合成塔

4、內(nèi)將消滅以下副反應(yīng)：（5）H2O + CO2 + 2CH3ONa 2CH3OH + Na2CO3明顯，由于CO2雜質(zhì)的存在將消耗大量的催化劑，并產(chǎn)生大量的鹽類物質(zhì)，鹽類物質(zhì)將附著在換熱設(shè)備列管的內(nèi)表面上，影響了換熱效果，合成溫度上升，使反應(yīng)（1）和（2）向右進(jìn)行，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率降低，嚴(yán)峻時合成消滅不反應(yīng)。3.3 惰性氣體含量的影響依據(jù)AAT公司技術(shù)參數(shù)要求：惰性氣體N2+H24%；CO96%，由于種種緣由，我公司原料氣很難滿足這一要求。但依據(jù)多年的生產(chǎn)閱歷總結(jié)，只要CO2雜質(zhì)含量不超標(biāo)，CO純度不小于80%，反應(yīng)仍能正常進(jìn)行，但原料消耗將隨純度的減小而有所上升。當(dāng)純度低于此值時，由于惰性氣體的增加

5、，CO和DMA的有效接觸面積減小，且合成放空量增大，帶走大量二甲胺和催化劑，造成合成因缺少二甲胺和催化劑而消滅不反應(yīng)現(xiàn)象。4、解決方法從上述幾種因素來看，每種因素都可能導(dǎo)致合成消滅不反應(yīng)，所以應(yīng)對以上幾種因素同時進(jìn)行有效把握。4.1嚴(yán)格執(zhí)行原材料技術(shù)規(guī)格依據(jù)多年的生產(chǎn)閱歷總結(jié)，我公司重新制定了原材料技術(shù)規(guī)格，特殊是水份和CO2工藝指標(biāo)；分析是化工生產(chǎn)的眼睛，先后購進(jìn)了山東魯南6800A氣相色譜儀數(shù)臺和惠普4890D氣相色譜儀一臺，組織人員進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)，嫻熟把握分析規(guī)程，確保了原材料分析數(shù)據(jù)的精確。在生產(chǎn)工藝把握上嚴(yán)格執(zhí)行新工藝指標(biāo)，準(zhǔn)時調(diào)整，確保反應(yīng)正常進(jìn)行。4.2保證備用冷卻器中水份吹除潔凈為了保證生產(chǎn)的長周期正常運(yùn)轉(zhuǎn)，合成反應(yīng)冷卻器需定期倒換清洗，假如因冷卻器內(nèi)水份未吹除潔凈，將造成合成消滅嚴(yán)峻不反應(yīng)。為此技術(shù)組對冷卻器進(jìn)行了技術(shù)改造，在設(shè)備清洗后，用熱氮?dú)膺M(jìn)行自上而下的吹除，同時制定具體的倒換設(shè)備的操作規(guī)程，基本杜絕了因倒換冷卻器而消滅合成不反應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)生。5、小結(jié)在一步法合成DMF生產(chǎn)過程中，造成合成不反應(yīng)的緣由還有很多：如因計量泵不端詳合成原料配比失調(diào)；合成液位過高或過