气液物性估算手册

嫡 燎 胺釜底蒸余液据 二 弓钟 程立田 李延旭 (青岛化纤材料厂) 奉文主要以精馏原理为基础，详细论进 了由环 已胺釜底蒸液 ，减压精馏分离二环已胺的原理、试验 方法、试验装置，并对各项适用的工艺参数、分析方法及应用等方面进 行 了介绍。 一 、前言 在苯胺加氢催化生产环 已胺产品的同时，形成一种副产品一二环已胺，含量约为 6 。因 在蒸馏环 已胺产品时不断浓缩，使二环 已胺在釜底液中的含量也不断增加，最后达到 66 左 右，其余部分为环已胺和苯胺等。 二环已胺是一种重要的有机化工原料，广泛用于制造橡胶促进剂、染料中间体、硝化纤维 漆、杀虫剂、催化剂、防腐剂、金属氧相防锈蚀以及燃料抗氧化添加剂等 。 我厂环已胺的产量逐年增加 ，每年积存大量含有二环 已胺的釜底蒸余液(以下简称釜底 液)，过去被当作“三废”处理，不仅造成严重的环境污染 ，而且造成了经济的很大浪费。为了综 合利用，变废为宝，防止污染环境，增加经济效益，我们采用精馏的方法从釜底液里分离出二环 已胺 ，经多次实验获得成功。得到的成品二环 已胺 ，各项质量指标达到了技术标准的耍求。 二、试验部分 ． 1．试验原理 H 二环已胺是无色透明液体，分子式(cBHII)2NH，结构式 N_《 分子量181．3，密度0． 9l3—0．919，沸点 254℃，凝固点一O．1℃，闪点 2l0F。根据二环已胺的物理化学性质，我们将 多组份的均相液态釜底液加温，通过精馏达到完全分离的目的。 ． 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的拟定 环已胺釜底液主要有三种组份一二环已胺、苯胺及环已胺 。为了获得良好的分离效果，使 二环已胺的含量达到技术要求(≥95 )，我们采用两步分馏的方法 A、先将釜底液在低温下减压精馏 因环已胺(沸点：13 ．5℃)、苯胺(沸点 184。4℃)两者均 比二环已胺沸点低，精馏中首先收集“低沸点馏分”，则可去除环已胺、苯胺组份。 B、将釜底液继续升高温并保持低真 空度情况下进行精馏 ，馏 出液的主耍成分为二环已 胺。 3、试驻装置 30 维普资讯 http://www.cqvip.com 已知分离一个理想的双组份混合液，所需之理论塔板数(分馏效率)和该两组份的沸点差 值之问有如下关系： 沸点差值 ℃ 分离所需塔板数 l08 1 72 2 5d 3 3 4 而二环已胺与环已胺两者沸点之差值为 1 22~C。根据上述关系使两者在精馏中分离，仅需 一 个塔板数即可。按照所需塔板数，在分馏柱和填料的类型上，我们选用了两种型式 ：(一)维氏 (vigrewx)分馏柱·其理论塔板数为 2．5；(二)充填玻璃环式分馏柱 ，其理论塔数为 5。为使分出 的二环已胺纯度高 ，我们采用了充填式(玻璃环)分馏柱，柱长 600m／m，直径 70m／m，玻璃环 6X6m／m，充填高度 450m／m。试验装置如图所示 ： 】、蒸馏瓶 2、分镥柱 3、冷凝器 d、牛菌管 5、接受瓶 6、温 度计 7、加热套 8、9、加温及控制 l 0、电热丝 I1、真空装置 图 i 二环已胺精馏装置 4、试验步骤 将 500克釜底液注入 1000毫升蒸馏瓶内，接通加热套、保温层电源开关 ，升温 】小时后 ． 启动真空装置，调节真空度为 66KPa，再继续升温使蒸馏瓶温度为 160"C，真空度 0．53KPa，此 3】 维普资讯 http://www.cqvip.com 时即有馏出液流出，使蒸馏瓶温度上升至 2l 0+C，真空度为 d0KPa．收集 2】0~C以下的馏 出物装 瓶．注明“低沸点馏份”，此时，第一步蒸馏结束 。然后继续升温，使蒸馏瓶温度保持在 21 0℃以 上．真空度为 27Kpa，一直蒸馏到瓶内只有少量残液为止 ，收集装瓶，注明“高沸点馏份” 将各 批蒸馏馏份进行分析，测定二环已胺含量及两次馏出液重量。按上述方法重复试验结果如下。 5、试验结果 (一)温度、真空度逐步增高．馏出液中二环已胺台量变化情况，见表 1。 表 1 试 验 条 件 批 号 二环已胺台量 烧瓶温度 真空度 精馏柱温度(℃) 0l l80℃ 53Kpa 1 20— 125 90．5 02 200 53Kpa 1 20— 1 25 91．4 03 220 4 0Kpa 120一 l 25 93。2 0d 230 27KDa 120— 125 95。1 (二)在蒸馏瓶内温度和真空度相对较低情况下精馏，二环已胺含量是否符合技术要求。试 验数据示于表 2。 表 2 试 验 条 件 批号 环已胺 备 注 蒸馏瓶温度 真空度 精馏柱温度 11 i 6O一21 0℃ d 0KPa 120一l25℃ 92．6 技术质量 l2 1 60—210℃ 4 0KPa 120一l25 93．2 际准≥95 I3 1 60— 21 0℃ d 0Kpa 120一 l25 92．d 1 4 160～ 2l 0℃ d0Kpa 】20一 l 25 93。1 15 l60— 21 0 d 0Kpa J 20— 1 25 92．5 l6 16O～ 21 O 40Kpa 120— 125 91．7 32 (三)在比较高的温度和较低的真空度下，馏出物中二环已胺含量变化情况见表 3。 维普资讯 http://www.cqvip.com 表 3 试 验 条 件 二环已胺 蒸液中二环 低沸点馏分重量 批 号 液温 (℃) 真空度 Kpa 柱温(℃) 含量 已胺重量 (克) (含环已胺、苯胺) 2l 2ll一2d0 27 l 60一I65 95．7 312 121克 22 2Il一 240 27 I60一 l65 95．I 308 115克 23 2ll一 2d0 27 l60一 l 65 96．0 3l 5 11l克 2d 2ll一 2d0 27 l60一 l 65 96．8 3l9 l25克 25 2ll一 2 O 27 16O— l 65 96．8 3ll 118克 26 2ll一 240 27 l6 o_一l65 96．5 3l 4 l22克 注 ：(一)每批釜底液中二环已胺、环已胺、苯胺含量不一，故高沸点，低沸点馏 出物重量不等。 (二)低沸点馏馏主物中可回收环已胺和苯胺。 三、分析方法简介 二环已胺的分析方法 ，通常用容量法和气相色谱法，而容量法中有盐酸法和过氯酸法等。 从我们实际分析中容量法分析误差较大(主要是其中环已胺、苯胺的干扰)，而气相色谱法分析 结果较精确。现将上述分析方法作一简要介绍 (--)盐酸法 于 250ml三角 瓶中加人 50m]乙醇和 2ml苯 甲醛，再加 2—3滴溴 麝香 草酚兰 以 0． INNaOH溶液中和成黄绿色．然后精确称取 0．3克试样 ，加入三角瓶内，摇匀，静置 30一d 0分 钟，用 0．1N HCI标准溶液滴定至黄绿色出现为终点 v ． ． 计算： 二环已胺含量 =二— ×l 00 G～试样重量 N～O．1盐酸当量浓度 V～滴定耗用 O 1N HC]的毫升数 181．3为二环已胺克当量数 (二)过氯酸法 于三角瓶中加入 20至 30ml冰醋酸，然后加入 2--3滴结晶紫，用 0．IN过氯酸的冰醋酸标 准溶液滴定至终点后 ，精确称入 0．3—0．8毫克当量的二环已胺试样，完全溶解后，继续滴定至 终点。 计算： 二环已胺 = 苎 ×】00 t U N，～过氯酸当量浓度 v ～消耗过氯酸毫升数 33 维普资讯 http://www.cqvip.com G～二环已胺样品重量 0．】8 J～二环 已胺毫克当量效 (--)气相色谱法 (1)色谱 条件 sP一501N型气相色谱仪 仪器灵敏度 ：s≥500my．mI，mg(苯) 检测器 t热导检测器 固定相 ： a．固定液 oV一 【7(苯基聚甲基硅氯烷 ) b．担体：chroi~osorl(A．w)60—80(聚芳旗高聚物) c．配比：担体 ：固定液=l 00：2(重量比) d．老化方法：分段老化法 色谱柱 ：2MX mm不锈纲柱 载气 ：氢气 ，流速 0ml／min 柱温 ：l70℃ 检测室温度 ：210℃ 桥 电流：l 70mA 衰减 ：l／2 进料量：0．5ml 纸速 ：4ram／rain (2)定性依据：以纯品对照法 (3)定量方法 ：单点外标法 卜一一环已胺 2 苯 胺 3一 二环已胺峰 4、5～未知物峰 ， 图 2 二环已胺色谱囝 计算公式：P = ≥ ×l 00 J‘ L 式 中： B 一样品中二环已胺的重量百分比 E一标准混合物中二环 已胺的含量 h一一样品中二环已胺的峰高 hr一 标准混合物中二环 已胺的峰高 (4)分析精度要求 ：取两次平行实验结果的平均值为试验结果。 四、结果与讨论 (一)表 1试验数据说明，在环已胺釜底液精馏过程中，二环已胺的百分含量将随着蒸馏瓶 中液体湿度的升高和真空度 的下降而增加 (-- )从表 2试验情况看出，在蒸馏瓶液体温度 2 J0~C以下，真空度 40KPa以上 ，馏出液中二环已胺的含量较低 (93．2 以下)。达不到质量标 准的要求。 (三)依据表 3的试验条件 ，即蒸馏瓶液体温度高于 210"C 真空度下降至 27KPa情况下 ， 蒸馏出的各批中，二环已胺含量均在 95 以上，符合产品技术标准要求。 (四)从表三中看出。二环已胺的收率在 65 左右，环已胺、苯胺的收率在 20 左右，总共 3 维普资讯 http://www.cqvip.com 收率为 85 左右。 (五)分馏中分馏柱和填料的选择十分重要．如用金属纯线绕成的小螺旋圈作填料，则分离 效果更好；其次 ，分馏中热源的控制要严格，保持稳定。加热过快，不但分馏效果差，而且还会产 生 液泛”现象。如加热过慢 ，则分馏柱变成冷凝器，根本蒸馏不出来 ，另外，为了降低沸点、减少 分解、增加蒸馏效果采用真空减压蒸馏是十分心要的。 五、结论 本试验拟定的试验方案，从环已胺釜底液 中分离二环已胺的工艺方法是可行的，按照表 3 所列工艺参数进行精馏．馏 出液中二环已胺含量符合技术要求，可达到≥95 以上 ，而且收率 在 85 左右 。 参数文献 ： [J] D-L帕维亚等，《现代有机化学试验技术导论》，科学出版社(J985年) [2] E克雷耳，《实验室蒸馏指南 》，化学工业出版社 (J988年) [3] 裘元寿主编。《基本有机化工过程及设备》，化学工业出版社(1984年) [4] 《非水滴定》。科学出版社(1985年) d蝴 蔫简*讯喜 军军军举军哭 市化学化工学畚召开 3【∞0年第二波澄事畚议 青岛市化学化工学会 1990年第二次全体理事会议于 1990年 l2月 l 4日在青岛海洋科技 馆召开。 会议由学会副理事长谭文章主持，学会秘书长孙士光向理事会汇报了 l990年学会工作所 取得的成绩及不足之处，和各专业委员会活动情况等，并讲了 1991年学会工作 的打算。分析化 学专业委员会、科普专业委员会、无机化工专业委员会等的主任委员和代表也都向理事会汇报 了 l990年主要活动的情况和 l991年的工作意向。 这次理事会开的气氛活跃，除肯定学会一年来的工作外 ，还提出进一步加强学会组织建设 的意见。建议对开展活动不力的专业委员会应进一步整顿，增选部分热心学会工作，有献身精 神、年富力强的会员为骨干，各专业委员会要增加挂靠单位。理事会还对组建“石油炼制与化工 专业委员会”、“老年化工科技工作者工作委员会”进行了讨论。决议委托学会秘书处与有关单 位协商提出人选名单。为了表彰成绩突出的专业委员会和学会积极分子 ，经理事会讨论并评出 九 0年学会先进集体 3个，学会活动积极分子 29名。并审议通过了接纳新会员 】3名。 维普资讯 http://www.cqvip.com