14活性艳红生产工艺组织与实施方案.ppt

1、活性艳红X-3B的生产（4）,第三组,一.活性艳红工艺流程的组织、工艺流程图的简单识别,二.活性艳红生产简易操作规程,三.原料消耗、成本预算,四.清洁安全生产及三废处理情况,提纲,一.活性艳红工艺流程的组织、工艺流程图的简单识别,-工艺流程的组织,工艺流程的组织,1.连续操作法 本法也是适用于碱性较强芳伯胺的重氮化。工业上以重氮盐为合成中间体时多采用这一方法。由于反应过程的连续性。可较大地提高重氮化反应的温度以增加反应速率。 重氮化反应一般在低温下进行，目的是为避免生成的重氮盐发生分解和破坏。采用连续化操作时，可使生成的重氮盐立即进入下步反应系统中，而转化为较稳定的化合物。这种转化反应的速率大

2、于重氮盐的分解速率。连续操作可以利用反应产生的热量提高温度，加快反应速率，缩短反应时间，适合于大规模生产。工业生产上为实现连续操作，通常选择物料停留时间短。无返混的管式反应器。因重氮化温度较高，此法又称为“高温管道重氮化反应”。,2.倒加料法 本法适用于一些两性化合物，即含SO3H、COOH等吸电子基团的芳伯胺，如对氨基苯磺酸和对氨基苯甲酸、1-氨基萘-4-磺酸等。此类胺盐在酸液中生成两性离子的内盐沉淀，故不如溶于酸中，因而很难重氮化。如果先将其制成钠盐使之溶解度增加而易溶于水，则有利于重氮化反应。所以，在重氮化时先把它们溶于碳酸钠或氢氧化钠溶液中制成钠盐，然后加入无机酸析出很细的沉淀，再加入

3、亚硝酸钠溶液进行重氮化。其操作方法是：将这类化合物先与碱作用制成钠盐并溶于水中，再加入预先冷却的需要量的NaNO2溶液进行重氮化。对于溶解度更小的1-氨基萘-4-磺酸，可把等物质的量的芳胺和亚硝酸钠混合物在良好的搅拌下，加到预先经冷却的稀盐酸中进行反加法重氮化。,3.直接法 本法适用于碱性较强的芳胺，即含有给电子基团的芳胺，包括苯胺、甲苯胺、甲氧基苯胺、二甲苯胺、甲基萘胺、联苯胺和联甲氧基苯胺等。这些胺类与无机酸生成易溶于水但难以水解的稳定铵盐。 其操作方法是：将计算量（或稍过量）的亚硝酸钠水溶液在冷却、搅拌下，先快后慢的滴加到预先将芳胺溶于稀的无机酸水溶液并已冷却的稀酸水溶液中，进行重氮化，

4、直到亚硝酸钠稍微过量为止。此法亦称正加法，应用最为普遍。 反应温度一般为010进行。盐酸用量一般为芳伯胺的34mol为宜。水的用量一般应控制在到反应结束时，反应液总体积为胺量的1012倍。应控制亚硝酸钠的加料速率，以确保反应正常进行。,4.浓酸法 本法适用于碱性很弱的芳伯胺，如2，4-二硝基苯胺、2-氰基-4-硝基蒽醌，或某些杂环-位胺（如苯并噻唑衍生物）等。因其碱性弱，在稀酸中几乎完全以游离胺存在，不溶于稀酸，反应难以进行。但溶于浓酸（硫酸、硝酸和磷酸）或者有机溶剂（己酸和吡啶）中。为此常在浓硫酸或乙酸介质中进行重氮化。该重氮化方法是借助于最强的重氮化活泼质点（NO+），才使电子云密度显著降

5、低的芳伯胺氮原子能够进行反应。其操作方法是：将该类芳伯胺溶解在浓硫酸中，加入亚硝酸钠液体或亚硝酸钠固体，在浓硫酸中的溶液中进行重氮化。,5.亚硝酸酯法 本法适用于将伯胺盐溶于醇、冰醋酸或其他有机溶剂（如DMF、丙酮等）中，用亚硝酸酯进行重氮化。常用的亚硝酸酯有亚硝酸戊酯、亚硝酸丁酯等。此法制成的重氮盐，可在反应结束后加入大量的乙醚，使其从有机溶剂中析出，再用水溶解，可得到纯度很高的稳定的固体重氮盐。,我们选取倒加料法-间歇生产。,一.活性艳红工艺流程的组织、工艺流程图的简单识别,-工艺流程图的简单识别,缩合阶段具体工艺描述,缩合：在溶解锅中加入水、H酸及纯碱，搅拌使之溶解 缩合锅中加入水和三聚

6、氯氰，搅拌调浆，加冰降温至05。从溶解锅加入已经溶解好的H酸溶液，同时加入冰和纯碱，保持温度为05和弱碱性，继续搅拌是反应完全，反应时间56h。,重氮化阶段具体工艺描述,重氮化：在重氮锅中加入水和盐酸，在搅拌下加入苯胺，加入冰降温至0，加入亚硝酸钠溶液进行重氮化反应，维持此温度，搅拌至反应完全。 苯胺的重氮化反应, 一般都要在强酸性介质和稍过量的亚硝酸（重氮化后，必须加入适量尿素, 以消除过量的亚硝，这是因为亚硝酸既是氧化剂, 又是亚硝化剂, 若在酸性介质中混入偶合阶段, 将会引起一些副反应:）;（原工艺中苯胺与亚硝酸均分子比为1:1.01）中进行）以促其反应完全, 避免有游离的苯胺与重氮盐发

7、生缩合反应生成三氮二苯。,偶合、盐析、干燥阶段具体工艺描述,当缩合锅中物料达到反应终点后，通过布袋过滤器放入偶合锅中，开动搅拌，于02加入苯胺重氮盐溶液，同时加入纯碱溶液以加速偶合反应，至偶合反应完全时，PH为6.87。加入食盐和尿素进行盐析，经压滤机过滤，滤饼放入捏合机中与无水磷酸氢二钾混合均匀。混合物在真空干燥器中，于85温度下进行干燥。再经粉碎机粉碎，在拼混机与元明粉混成成品。,二.活性艳红生产简易操作规程,开车（开车前安全准备略） 1.按计量在溶解锅中加入水、H酸及纯碱，开启搅拌器使之完全溶解。 2.缩合锅中加入水和三聚氯氰，开启搅拌调浆，夹套内通冷冻盐水降温至05。 3.从溶解锅底端

8、卸料放入缩合釜入已经溶解好的H酸溶液，同时加入纯碱并控制冷冻盐水流量，保持温度为05和弱碱性，继续搅拌是反应完全，反应时间56h。 4.在重氮锅中按计量加入水和盐酸，开启搅拌器在搅拌下加入苯胺，夹套内通冷冻盐水降温至0，加入适量亚硝酸钠溶液进行重氮化反应，维持此温度，搅拌至反应完全。,5.缩合完毕以后从缩合釜底端卸料阀放料进入带滤器进行深层过滤，并不定时卸掉滤渣。过滤杂质？ 6.将过滤完的滤液放入偶合釜，开启搅拌器，夹套内通冷冻盐水降温至02，加入苯胺的重氮化盐溶液，同时加入纯碱溶液（降低PH作用）以加速偶合反应，至偶合反应完全时，PH为6.87。 7.偶合釜内反映完毕，向其加入适量的食盐、尿

9、素进行盐析。 8.盐析完毕后从偶合釜底端卸料阀放料进入板框压滤机进行过滤。(板框压滤机使用略） 9.过滤完毕取下滤饼，滤饼放入捏合机中与无水磷酸氢二钾混合均匀。,10.混合物在真空干燥器中，于85温度下进行干燥。 11.再经粉碎机粉碎 12.在拼混机与元明粉混成成品。包装。,设备成本,操作成本,三.原料消耗、成本预算,主要原料（假设收率75%）,成本,8577/0.75=11410元/kmol 约折算成 11410元/kmol=11410/0.615T=18552元/T,安全生产,按标准,按规程,按工艺,Description of the products,四.清洁安全生产及三废处理情况,芳

10、伯胺重氮化时应注意的共性问题,经重氮化反应制备的产物众多，其反应条件、操作方法也不尽相同，但在进行重氮化时，以下几个方面却是共同具有的，应予以足够的重视。 重氮化反应所用原料应纯净且不含异构体。若原料颜色过深或含有树脂状物，说明原料中含有较多氧化物或已部分分解，在使用前应先进行精制（如蒸馏、重结晶）。原料中含有无机盐，如氯化钠，一般不会产生有害影响，但在计算时必须扣除。,重氮化反应的终点控制要准确。由于重氮化反应是定量进行的，亚硝酸钠用量不足或过量均严重影响产品质量。因此事先必须进行纯度分析，并精确计算用量，以确保终点的准确。 重氮化反应的设备要有良好的传热措施。由于重氮化是放热反应，无论间歇

11、法还是连续法，强烈的搅拌都是必须的，以有利于传质和传热，同时反应设备应具有足够的传热面积和良好的移热措施，以确保重氮化反应安全进行。 重氮化过程必须注意安全生产。重氮化合物对热和光都极不稳定，因此必须防止其受热和强光照射，并保持生产环境的潮湿。,重氮化反应危险性分析 在干燥状态下，有些重氮盐不稳定，活力大，受热或摩擦、撞击能分解爆炸。含重氮盐的溶液若洒落在地上、蒸汽管道上，干燥后亦能引起着火或爆炸。在酸性介质中，有些金属如铁、铜、锌等能心促使重氮化合物激烈分解，甚至引起爆炸。 作为重氮剂的芳胺类化合物都是可燃的有机物质，在一定条件下也有着火和爆炸爆炸的危险。 重氮化生产过程所使用的亚硝酸钠是无

12、机氧化剂，在175时分解，能与有机物反应发生着火或爆炸。亚硝酸钠并非强氧化剂，所以当遇到比其氧化性强的氧化剂时，则具有还原性。故遇到氯酸钾、高锰酸钾等强氧化剂时有发生着火或爆炸的可能。 在重氮化的生产过程中，若反应温度过高、亚硝酸钠的投料过快或过量，均会增加亚硝酸的浓度，加速物料的分解，产生大量的氧化氮气体，有引起着火爆炸的危险。,重氮化反应的安全措施 重氮化生产过程的操作应当在水溶液或潮湿状态下进行，反应温度一般控制在05。应按照操作规程严格配比，适时投料，尤应注意不使亚硝酸钠过量，可通过检查反应物料中的酸度加以检测。 用重氮盐生产染料或其他产品时，在反应过程中要检查半成品中有无残留未转化的

13、重氮盐存在，如有，则反应仍需继续进行，直至重氮盐完全转化为止。在反应完毕放料后，宜将场地和设备用水冲洗干净，停用的重氮化反应器应储满水，废水应直接排入下水道，以免残留的重氮盐干燥后被摩擦起火爆炸。,四.清洁安全生产及三废处理情况,安全生产技术 （1）原辅料与产品的危险因素 芳香族胺类都属于可燃有机物质，生产用量大，且具有毒性；亚硝酸钠属于二级无机氧化剂，受热175时分解，大量的亚硝酸钠遇到有机物或更强的氧化剂，如氯酸钾、高锰酸钾时能引起燃烧甚至爆炸；盐酸和硫酸具有较强的酸性；重氮化产物常以盐的形式存在，其化学性质非常活泼。重氮盐只在水溶液中和较低的温度下稳定，升高温度则发生分解。在干燥状态下重

14、氮盐更不稳定，特别是含有硝基的重氮盐，受热、摩擦或撞击容易分解爆炸。在酸性介质中，有些金属如铁、铜、锌等还能促使重氮化合物激烈分解。,（2）生产工艺操作的危险因素 反应物料配比与投料速率 重氮化反应速率比较慢，因此要求亚硝酸钠投料速率缓慢。如果投料过快，必会造成滞后（局部性亚硝酸钠过量），而引起火灾爆炸事故。详见影响因素。 生产操作温度 重氮盐一般在低温下稳定。当翻译温度超过5，重氮盐就会分解，即使在0时其水溶液也只能保持数小时。已知反应温度没升高10，其分解速率加快2倍，尤其是芳环上具有供电子取代基的重氮盐分解速率增加的更快。同时在较高反应温度下，反应釜内过量的亚硝酸也会加速分解，产生大量的

15、一氧化氮气体，其会进一步与空气发生氧化反应生成二氧化氮，同时释放出大量热。, 后处理过的摩擦、受热 生产过程中，反应产物重氮盐作为产品还需经过过滤、干燥、研磨、混合等处理。由于摩擦、受热、撞击，粉尘粘在热源上，或者流动输送中产生的静电，都有可能引起重氮盐的火灾爆炸事故。例如苯氨基重氮苯受强烈振动、受热至150，或被急剧加热至熔点（9899）以上即发生爆炸。 生产中泄露 重氮化反应中，过量亚硝酸钠会使反应系统逸出NO、Cl2等有毒有害的刺激性气体。参加反应的芳伯胺亦具有毒性，特别是活泼的芳伯胺，毒性更强。所以反应设备应密闭，要求设备、环境的通风要有保证，以保证生产安全。,（3）安全生产技术要点,

16、 原料、产品的安全运输和储存。 相互起激烈反应的芳胺和亚硝酸钠必须分车运输，隔离存放；产品重氮盐搬运时必须轻装轻卸，杜绝摩擦、撞击；储存时，重氮盐、亚硝酸钠应远离火源、电源和其他热源，避开日光照射。例如3-（2-羟基乙氧基）-4-吡咯基-1-苯重氮氯化锌盐，储存温度应低于30，若超过35则必须采取相应的降温措施，否则会引起分解放热，导致火灾爆炸事故。, 严格控制投料量和速度。 亚硝酸钠投料完毕，应用淀粉碘化钾试纸检测，呈微蓝色则表示投料量合适。若发现亚硝酸钠过量较多，应及时用尿素等碱性物质中和过量的亚硝酸钠。亚硝酸钠投料速度根据方案的碱性不同会有所差异，当芳胺的碱性较强时，亚硝酸钠的投料速度一

17、定要缓慢。 严格控制操作条件。 生产过程中，重氮化反应和重氮盐产物干燥的操作条件，特别是温度必须严格控制重氮化反应温度一般控制在05或更低，否则易发生燃烧、爆炸生产事故。重氮盐干燥时的温度，根据其性质不同，干燥温度亦有所不同。如快色素红B异重氮盐和快色素苯胺异重氮盐的干燥温度应分别控制在55和100以下，否则会发生燃烧爆炸。, 配置安全装置和设备。 重氮化反应釜应配置也为、流速、温度、压力、搅拌等基本反应参数的自动监控、自动超限报警和自动应急控制联动装置；重氮盐干燥设备应配置温度测量、加热热源开关、惰性气体保护的联锁装置。,事故案例分析,工业盐回收,当今，全球合成染料年产量约为100万T，其中我国约占20%。由于染料化工带来的环境污染和发达国家对环境保护的日益重视，使发达国家主要染化工业的发展停滞不前，而纺织品消费量又持续稳定增长，造成染料供应紧张。在这种形势下，我国染料生产发展加快，尤其在乡镇企业中，发展较为迅速。 染料废水中含有大量原料、副产物、产品、酸、盐等，成