一步法合成DMF生產中合成不反應原因分析

1、一步法合成DMF生產中合成不反應原因分析 淮化集團現(xiàn)有兩套采用美國酸胺技術公司（AAT公司）的專有技術一步法合成生產二甲基甲酰胺（DMF）裝置。96年投產的8000t/年套裝置經技術改造，目前生產能力已達到2萬t/年，為淮化三次創(chuàng)業(yè)做出了貢獻。2002年又投產了2萬t/年套裝置，提高了企業(yè)的市場競爭力。經過多年來的生產實踐，積累了大量的技術經驗，充實、完善了一步法合成DMF工藝指標。其中合成反應控制的如何直接影響到DMF的產量、質量和消耗，是整套裝置工藝控制的關鍵，而在生產過程中常出現(xiàn)合成不反應現(xiàn)象，現(xiàn)將不反應原因及處理措施作一介紹。1、 合成不反應現(xiàn)象兩套裝置在開車和運行過程中合成都出現(xiàn)過不

2、反應現(xiàn)象：合成系統(tǒng)放空量增大，壓力升高，合成塔底溫下降較快，合成液位逐漸降低，合成采出量減少，取樣分析合成采出二甲胺（DMA）過量超出工藝指標，嚴重時造成系統(tǒng)停車。2、 原因分析一步法合成DMF工藝原理是在合成塔反應器內，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條件下進行氣液相接觸反應生成DMF，反應實際分兩步進行：（1） CO + CH3OH HCOOCH3 （甲酸甲酯）（2） HCOOCH3 + DMA DMF + CH3OH其中反應（1）為酯化反應，反應速率較慢，且需要催化劑參與；反應（2）為?；磻?，反應速率較快，總反應為放熱反應。經生產經驗

3、總結，影響合成反應好壞的主要因素分析如下：3.1 水份的影響在設備清洗后投入使用或原料中帶有少量水份時，合成塔內將出現(xiàn)以下副反應：（3） H2O + CH3ONa CH3OH + NaOH（4） HCOOCH3 + H2O HCOOH + CH3OH反應（3）將消耗催化劑；反應（4）將反應（1）的產物甲酸甲酯迅速水解，生產甲酸，并且由于NaOH的存在促進水解反應向右進行，從而無法進行?；磻蒁MF。所以水份的存在將導致催化劑消耗的增加，嚴重時導致合成出現(xiàn)不反應。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，雖經變壓吸附分離提純，但CO中仍有CO2雜質存在，合成塔內將

4、出現(xiàn)以下副反應：（5）H2O + CO2 + 2CH3ONa 2CH3OH + Na2CO3顯然，由于CO2雜質的存在將消耗大量的催化劑，并產生大量的鹽類物質，鹽類物質將附著在換熱設備列管的內表面上，影響了換熱效果，合成溫度上升，使反應（1）和（2）向右進行，反應轉化率降低，嚴重時合成出現(xiàn)不反應。3.3 惰性氣體含量的影響根據(jù)AAT公司技術參數(shù)要求：惰性氣體N2+H24%；CO96%，由于種種原因，我公司原料氣很難滿足這一要求。但根據(jù)多年的生產經驗總結，只要CO2雜質含量不超標，CO純度不小于80%，反應仍能正常進行，但原料消耗將隨純度的減小而有所上升。當純度低于此值時，由于惰性氣體的增加，C

5、O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出現(xiàn)不反應現(xiàn)象。4、解決辦法從上述幾種因素來看，每種因素都可能導致合成出現(xiàn)不反應，所以應對以上幾種因素同時進行有效控制。4.1嚴格執(zhí)行原材料技術規(guī)格根據(jù)多年的生產經驗總結，我公司重新制定了原材料技術規(guī)格，特別是水份和CO2工藝指標；分析是化工生產的眼睛，先后購進了山東魯南6800A氣相色譜儀數(shù)臺和惠普4890D氣相色譜儀一臺，組織人員進行業(yè)務培訓，熟練掌握分析規(guī)程，確保了原材料分析數(shù)據(jù)的準確。在生產工藝控制上嚴格執(zhí)行新工藝指標，及時調節(jié)，確保反應正常進行。4.2保證備用冷卻器中水份吹除干凈為了保證生產的長周期正常運轉，合成反應冷卻器需定期倒換清洗，如果因冷卻器內水份未吹除干凈，將造成合成出現(xiàn)嚴重不反應。為此技術組對冷卻器進行了技術改造，在設備清洗后，用熱氮氣進行自上而下的吹除，同時制定詳細的倒換設備的操作規(guī)程，基本杜絕了因倒換冷卻器而出現(xiàn)合成不反應現(xiàn)象的發(fā)生。5、小結在一步法合成DMF生產過程中，造成合成不反應的原因還有很多：如因計量泵不打量合成原料配比失調；合成液位過高或