琥珀酰氯毕业设计

年产 250 吨的丁二酸单乙酯酰氯的设计谭晓慧（指导老师，马利娜 讲师）（湖北师范学院文理学院化学化工学院 中国 黄石 435002）本设计首先阐述了我国丁二酸单乙酯酰氯工业生产技术的发展进程和目前状况，以丁二酸酐和乙醇为原料生产丁二酸单乙酯酰氯的方法介绍原料路线、工艺设备，以及产品质量影响因素。接下来，对该工艺进行相关的物料衡算、热量衡算、设备选型。最后对厂址的选择，防火措施以及三废的处理回收进行论述。关键词 ：丁二酸单乙酯酰氯；氯化亚砜酯化方法；生产技术；Designed annual production capacity of 200 tons of s ethyl succinyl chlorideTan Xiaohui（tutor：Ma Lina）（Department of Chemistry and Chemical Engineering, Hubei Normal University, Huangshi 435002,China）Abstract: The first describes the design of the development process of Chinas industrial production of ethyl succinyl chloride technology and the current situation in order to succinic anhydride and ethanol as raw materials to produce ethyl succinyl chloride method described raw route, process equipment , and product quality factors. Next, the process for related material balance , heat balance , equipment selection . Finally, the choice of the site , fire prevention measures and treatment of waste recycling are discussed .Keywords：Ethyl succinyl chloride； Esterification method by thionyl chloride；Production Technology目 录引言 .1第一章 总论 .21.1 国内外丁二酸单乙酯酰氯发展状况及发展趋势 .21.2 酯化反应方法 .21.3 酰氯化原料的选择 .31.4 最佳的配方、后处理设备的选择 .41.5 原料及产品性能 .51.6 丁二酸单乙酯酰氯合成路线 .71.7 影响产品合成因素 .71.8 工艺流程叙述 .8第二章 工艺计算 .92.1 物料衡算 .92.2 热量衡算 .132.3 设备的计算及选择 .23第三章 非工艺部分 .253.1 厂内的防火措施 .253.2 车间照明 .253.3 防静电，防雷措施 .263.4 三废处理情况 .263.5 包装、溶剂回收 .273.6 环境卫生及其劳动保护 .273.7 成品质量标准、贮存条件 .273.8 厂址的选择 .273.9 经济技术指标估算 .28参考文献 .33致谢 .34附录 .35湖北师范学院文理学院 2014 届化学化工学院学士学位设计 1年产 250 吨的丁二酸单乙酯酰氯的设计谭晓慧（指导老师，马利娜 讲师）（湖北师范学院文理学院化学化工学院 中国 黄石 435002）引言抗生素市场不断上涨的时候，丁二酸单乙酯酰氯凭借是生产抗生素的主要原料，所以, 丁二酸单乙酯酰氯作为一种医药中间体不仅在国内有广阔的前景, 国外也有潜在的市场。本设计为年产量 200 吨丁二酸单乙酯酰氯酰氯生产合成车间工艺。本次设计采用氯化亚砜酯化方法从而生成高纯度的氯化亚砜。介绍了丁二酸单乙酯酰氯的合成路线，合成车间的工艺流程，建厂的有关事项及获得丁二酸单乙酯酰氯的流程和设备，对整个生产工艺做出了详细的叙述。湖北师范学院文理学院 2014 届化学化工学院学士学位设计 2第一章 总论1.1 国内外丁二酸单乙酯酰氯发展状况及发展趋势丁二酸单乙酯酰氯（简称 ESC，CA 登录号：14794-31-1）是一种重要的医药中间体，它是主要的医药原料，可生成一个单一的红霉素乙基琥珀酸酯。 1丁二酸单乙酯国内外及其衍生物的研究发展主要经历了以下几个过程：.围绕着 20 世纪 60 年代，专注于对酒得口味的各种酒及其在这个类化学物含量分析的影响；.20 世纪 90 年代，在治疗非胰岛素依赖性糖尿病中的重要作用；.20 世纪 90 年代后，红霉素琥珀酸单乙酯（简称为琥乙红霉素）的合成及其应用。 2.当前，国内外对丁二酸单乙酯及其系列衍生物的合成与研究成为新型抗生素研究领域中一个新的研究热点。根据国内外的研究热点及其应用，丁二酸单乙酯及其系列衍生物的研究发展趋势主要有以下：.丁二酸单乙酯及其系列衍生物作为医药中间体系列使用；.丁二酸单乙酯及其系列衍生物的合成机理研究；.纳米新型催化剂在丁二酸单乙酯及其系列衍生物的合成中的应用；.丁二酸单乙酯及其衍生物在药代动力学研究；1.2 酯化反应方法酯化反应，是一类有机化学反应，是醇跟羧酸或含氧无机酸生成酯和水的反应。多元醇跟无机含氧强酸反应，也生成酯。典型的酯化反应有乙醇和醋酸的反应，用浓硫酸作催化剂以及脱水剂，生成更多的乙酸乙酯，是制造染料和医药的原料。例如：乙酸和乙醇在浓硫酸加热的条件下反应生成乙酸乙酯和水 OHCOHC253523 湖北师范学院文理学院 2014 届化学化工学院学士学位设计 3由于酯化反应是可逆的，为了要提高酯的收率，有两种方法：方法一：必须增加一种反应物的用量，即使用过量的酸或过量的醇.（PS：这要根据哪一种反应物容易得到、成本较低又易于回收来选择以此控制成本节约且环保)方法二：是不断从反应体系移去一种生成物已使平衡向正方向移动。 （PS：可以在反应过程中不断蒸出的沸点低的酯；或者，利用苯可以与水形成恒沸物的性质在反应体系中加入苯，在反应过程中，不过蒸出苯与水的恒沸物而将水除去） 31.2.1 费歇尔酯化方法酯化反应一般是可逆反应。传统的酯化技术是用酸和醇在酸（常为浓硫酸）催化下加热回流反应。这个反应也称作 Fischer 酯化反应。浓硫酸的作用是催化剂和失水剂，除去反应的副产物水，提高酯的产率。如果反应物为碳原子数不大于 4 的可溶于水的羧酸和醇，反应后可以向反应液加入水（PS：看情况加入饱和 碳酸钠溶液，从而与羧酸反应生成羧酸盐，增大羧酸的溶解度冰减少酯的溶解度） ，并将反应液置于分液漏斗中作分液处理，收集难溶于水的上层酯层，从而纯化反应生成的酯；也可以蒸发出低沸点酯来使反应平衡向正方向移动，并冷凝收集挥发的酯1.2.2 氯化亚砜酯化方法羧酸与醇在 DCC 和少量 DMAP 的存在下酯化。这种方法尤其适用于三级醇的酯化反应。DCC 是反应中的失水剂， DMAP 则是常用的酯化反应催化剂。1.2.3 山口酯化方法生成混合酸酐的的原料中 2,4,6-三氯苯甲酰氯和羧酸底物让羧酸活化，而后者又与醇成功成酯。 DMAP 作为酯化催化剂。1.3 酰氯化原料的选择酰卤是有机合成中非常有用的试剂，而最常使用的酰卤是酰氯，它可以由羧酸与氯化亚砜、五氯化磷或三氯化磷等卤化剂作用来制取。湖北师范学院文理学院 2014 届化学化工学院学士学位设计 4酰氯化剂一般为 COCl2、三氯化磷、氯化亚砜。以下是氯化亚砜、五氯化磷和三氯化磷的反应方程式：光气是一种强刺激，窒息性气体。吸入光气引起肺水肿，肺炎等，具有致死危险，因此一般工厂无条件采用。五氯化磷毒理作用与光气（COCl 2）相似,毒性比三氯化磷强烈。三氯化磷作酰氯化剂成本较低, 但三氯化磷纯度不够高, 在成品中会引进杂质, 而且副产 物亚磷酸不便分离, 影响产品质量, 因而本工艺亦不采用。氯化亚砜作为酰氯化剂反应易于控制，生产的副产物氯化氢和二氧化硫都是气体形式，有利于分离，故反应的目标产物纯度高，进行监督的后处理就可得到产率和纯度都非常高的产品，多余该实验用它作酰氯化剂。1.4 最佳的配方、后处理设备的选择1.4.1 配方的选择丁二酸酐：含量 99%。无水乙醇：纯度 99.5%。氯化亚砜：优等品。1.4.2 产品后处理设备的选择 反应釜容积： 传热方式 精馏釜 湖北师范学院文理学院 2014 届化学化工学院学士学位设计 51.5 原料及产品性能1.5.1 原料性能1.5.1.1 无水乙醇外文名： Ethyl alcohol absolute 别名： 无水酒精、绝对乙醇、绝对酒精 分子式： OHC52相对分子质量： 46.06844 外观与性状： 无色液体，有酒香熔点： -114.1相对密度（水=1）： 0.79沸点： 78.3相对蒸汽密度（空气=1）： 1.59饱和蒸汽压（kPa）: 5.33(19)燃烧热（kJ/mol）: 1365.5临界温度（）： 243.1临界压力（MPa）： 6.38溶解性： 水、醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂作用与用途：乙醇是重要的有机溶剂，广泛用于医药、涂料、卫生用品、化妆品、油脂等，占乙醇总耗量的 50%左右。乙醇是重要的基本化工原料，用于制造乙醛、乙二烯、乙胺、乙酸乙酯、乙酸、氯乙烷等等，并衍生出医药、染料、涂料、香料、合成橡胶、洗涤剂、农药等产品的许多中间体，其制品多达 300 种以上，乙醇作为化工产品中间体的用途正在逐步下降，许多产品例如乙醛、乙酸、乙基乙醇已不再采用乙醇作原料而用其他原料代替。75%的乙醇水溶液具有强杀菌能力，是常用的消毒剂。经过专门精制的乙醇也可用于制造饮料。与甲醇类似，乙醇可作能源使用。有的国家已开始单独用乙醇作汽车燃料或掺到汽油（10%以上）中使用以节约汽油。1.5.1.2 丁二酸酐外文名： Succinic anhydride中文名称： 琥珀酸酐化学名称： 丁二酸酐 湖北师范学院文理学院 2014 届化学化工学院学士学位设计 6分子式： C4H4O3 相对分子质量： 100.07外观与性状： 无色针状或粒状结晶，稍有刺激性气味相对密度（水=1）： 1.572熔点（）： 119.6沸点（）： 261升华点（）： 90（133Pa）溶解性： 微溶于水和乙醚与热水可水解为丁二酸。生产中处理热的丁二酸或酐时，应戴活性炭防毒面罩及手套，以防刺激粘膜、灼伤皮肤。1.5.1.3 氯化亚砜外文名： Thionyl chloride中文名称： 氯化亚砜化学名称： 亚硫酰氯 分子式： 2SOCl相对分子质量： 118.96外观与性状： 无、淡黄色至红色、发烟液体，有强烈刺激气 味相对密度（水=1）： 1.638沸点（）： 78.8（常压）饱和蒸汽压（kPa）： 13.3（21.4）相对蒸汽密度（空气=1）： 4.1（25）熔点（）： -105溶解性： 可混溶于苯、氯仿、四氯化碳遇水水解，加热分解。主要用于制造酰基氯化物，还用于农药、医药、染料等的生产。以二氯化硫与三氧化硫反应制取。 健康危害：吸入、口服或经皮吸收后对身体有害。对眼睛、粘膜、皮肤和上呼吸道有强烈的刺激作用，可引起灼伤。吸入后，可能因喉、支气管痉挛、炎症和水肿而致死。中毒表现可有烧灼感、咳嗽、头晕、喉炎、气短、头痛、恶心和呕吐。湖北师范学院文理学院 2014 届化学化工学院学士学位设计 7燃爆危险：该品不燃，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。1.5.2 产品概述外文名： Ethyl succinyl chloride 化学名称： 丁二酸单乙酯酰氯 分子式：396ClOHOCH23OlO相对分子质量： 164.5869外观与性状： 无色液体，有刺激性相对密度（水=1）： 1.1793沸点（）： 78.3（常压）闪点（）： 84.4蒸汽压（mmHg）： 0.22（25）用途： 用作琥乙红霉素、琥珀酸类产品中间体1.6 丁二酸单乙酯酰氯合成路线即 396SOCl41065234 lHHCO2 1.7 影响产品合成因素整个产品是先酯化再酰氯的步骤进行制作的，根据实验所得结论：影响产品合成因素有原料配比、反应温度、反应时间 5。湖北师范学院文理学院 2014 届化学化工学院学士学位设计 81.8 工艺流程叙述图 1.81.8.1 反应工