技術產品
道爾頓公司目前是銀法甲醛成套設備供應商
三羥甲基丙烷生產技術
三羥甲基丙烷項目技術
一、產品簡介
三羥甲基丙烷(英文名稱1,1,1-trimethylolpropane,以下簡稱TMP)化學名稱為1,1,1-三-(羥甲基)-丙烷。分子式C6H14O3,分子量134.18。TMP外觀為白色結晶或粉末,基本無毒,對皮膚無刺激性,無嗅,有甜味,白色晶體或粉末,有吸濕性。熔點:59-60℃,沸點:289℃(101.3kpa),相對密度1.089。易溶于水、低碳醇、甘油、MTBE、二甲基甲酰胺等強極性溶劑,可溶于丙酮、乙酸乙酯等極性溶劑,微溶于四氯化碳、氯仿、乙醇等弱極性溶劑,不溶于脂肪烴和芳香烴類溶劑。
二、應用領域
三羥甲基丙烷(TMP)是重要的有機化工中間體及精細化工產品,在許多領域得到了廣泛的應用。主要用于醇酸樹脂和聚氨酯的生產,還用于表面活性劑、濕潤劑、增塑劑、玻璃鋼、松香酯、高級航空潤滑油、纖維加工劑、印刷油墨、聚氨酯泡沫塑料的生產,也可用作樹脂的擴鏈劑、紡織助劑和聚氯乙烯(PVC)樹脂熱穩(wěn)定劑。
三、生產工藝
1、工藝原理
康尼查羅法,正丁醛與甲醛水溶液在堿性催化劑作用下發(fā)生醇醛縮合反應生成2,2一二羥甲基丁醛,2,2一二羥甲基丁醛再與過量的甲醛在強堿性條件下發(fā)生交叉康尼扎羅反應生成TMP,甲醛被氧化生成甲酸,甲酸與氫氧化鈣中和生成甲酸鈣,反應混合物再經脫鹽、精制得合格產品。
該法所用的催化劑主要用氫氧化鈉,有時也有使用氫氧化鈣、氧化鈣和有機叔胺(如:三甲胺、三乙胺等)等。因為微量甲酸鹽的存在,易導致TMP在蒸餾精制時發(fā)生分解,使TMP的收率和質量降低,所以脫除甲酸鹽是制備高純度TMP的關鍵所在。目前脫鹽的方法主要有蒸發(fā)濃縮脫鹽法和萃取脫鹽法,萃取脫鹽法的收率相對較高,產品含鹽量較低,質量較為穩(wěn)定。在萃取脫鹽法中又分為單溶劑或雙溶劑法??的岵榱_法是生產TMP的傳統(tǒng)方法,該法工藝成熟,容易掌握,不需要高溫、高壓和特殊催化劑,但副產物較多,產品收率僅為60%-70%。另外,后處理較繁瑣,副產大量利用價值低的甲酸鈉,產品精制困難,生產成本高,比較適用于中小規(guī)模工業(yè)生產。目前大多數TMP生產廠家主要采用此法進行生產。
我公司引進國外先進技術,經過具有二十多年季戊四醇及三羥甲基丙烷生產經驗技術人員進行技術加工完善的、以熟石灰(氫氧化鈣)為催化劑的鈣法工藝。
2、工藝流程
在三羥甲基丙烷的生產過程中,主要經過縮合、中和、蒸發(fā)、甲醛回收、反應液萃取、溶劑回收、三羥甲基丙烷精餾、三羥甲基丙烷制片、三羥甲基丙烷產品包裝和副產品甲酸鈣的濃縮、離心分離、氣流干燥及包裝等工序。工藝流程圖如下:
流程分述如下:
1、 縮合及中和過程:在裝有攪拌器的反應釜中,加入定量的正丁醛、甲醛原料,并在氫氧化鈣堿性催化劑存在下,攪拌升溫到40-50℃進行縮合反應,反應過程中得到2,2-二羥甲基丁醛,再加入過量的甲醛進行康尼查羅反應。接著向反應釜中加入甲酸進行中和達到一定PH值,即得到含有雙三羥甲基丙烷和甲酸鈉等副產品的三羥甲基丙烷粗品反應液。
2、 甲醛回收:將以上工序得到的反應液送入濃縮塔進行濃縮,通過雙塔蒸餾回收未反應的甲醛?;厥占兹┛蛇M入前道工序進行循環(huán)使用,并且在此過程中回收副反應得到的少量甲醇副產品。
3、 反應液萃?。航涍^回收過量未反應的甲醛及少量副產品甲醇后的反應液,通過高位槽加入有機溶劑并用打入萃取塔進行萃取分離,收集含有三羥甲基丙烷及副產品雙三羥甲基丙烷的有機相。
4、 溶劑回收:將進入有機相的萃取液經泵打入溶劑回收塔,進行一次濃縮蒸餾回收溶劑?;厥杖軇┛煞祷厣系垒腿」ば蜓h(huán)使用。
5、 三羥甲基丙烷精餾:經過溶劑回收的母液接著進行精餾,控制分離不同的餾分即可得到三羥甲基丙烷及副產品雙三羥甲基丙烷產品。
6、 三羥甲基丙烷制片:經過精餾的精三羥甲基丙烷產品,直接送入制片機冷卻并切片包裝。
7、 萃余液蒸發(fā)濃縮:將萃取后的萃余液由貯槽經過泵打入單效蒸發(fā)器中,通過循環(huán)泵進行強制循環(huán)加熱并蒸發(fā)。
8、 甲酸鈣分離:經過濃縮蒸發(fā)后含有甲酸鈣結晶的母液,由循環(huán)泵將其打入母液高位槽并進入離心機進行分離。
9、 甲酸鈣干燥:分離后得到含水的甲酸鈉,由螺旋推進器送入氣流干燥塔,干燥后經過旋風分離器進入料倉。
10、 包裝:干燥得到的甲酸鈣產品,由螺旋推進器送入計量器,并進行包裝。
除此之外,另外還需作以下補充說明:
(1)在縮合過程中,考慮到為了減少后續(xù)母液的處理量并達到降低堿性催化劑的費用,所以應選用高含量(95%)氫氧化鈣。
(2)為了便于TMP產品的精制,需對所用的甲醛原料中的甲醇含量進行嚴格控制。
(3)在本工程中,由于需要分離出副產品雙三羥甲基丙烷作為商品出售,所以需要在后續(xù)的詳細工程設計中,進一步優(yōu)化縮合反應的工藝條件及控制好甲醛原料將加入量。并且還需對通過精餾分離副產品的工藝控制條件需進行進一步優(yōu)化。
(4)由于三羥甲基丙烷的凝固點較低,經精餾后的產品需經過制片機的冷卻并經切片并包裝。
3、工藝特點
1)三羥甲基丙烷項目只要有技術優(yōu)勢和原料優(yōu)勢,是具有較強的競爭力;
2) 三羥甲基丙烷在我國有著較廣闊的市場潛力和較好的市場前景。本項目的實施可以提供高品質的產品,滿足市場需求,并減少進口量,節(jié)約國家的外匯用量,減少對國外產品的依賴,具有較好的社會效益。
3)本工藝技術先進、可靠,設備制造完全可以立足于國內。
4)本工藝在正常生產情況下無廢氣排放;少量廢水和廢渣的排放可通過治理后達到國家規(guī)定標準后排出。
四、物料消耗
五、產品質量