亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        碳四分離循環(huán)溶劑中雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)分析及產(chǎn)生機理

        2015-06-05 03:12:08李云飛戚克進任萬忠許文友陳小平王文華
        精細石油化工 2015年6期
        關(guān)鍵詞:嗎啉甲酰丁烯

        李云飛,戚克進,任萬忠,許文友,陳小平,王文華*

        (1.煙臺大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,山東 煙臺264005;2.煙臺正材環(huán)??萍加邢薰荆綎| 煙臺264005)

        碳四餾分中通常含有異丁烷、正丁烷、1-丁烯,順-2-丁烯,反-2-丁烯、異丁烯、丁二烯等組分,可用于生產(chǎn)甲乙酮、醋酸仲丁酯、順酐、甲基叔丁基醚、丁基橡膠、甲基丙烯酸甲酯等多種精細化工產(chǎn)品。在碳四餾分深加工過程中需要首先進行烯烴和烷烴的分離,但丁烷、丁烯的沸點接近,相對揮發(fā)度小,用普通精餾的方法難以分離,工業(yè)生產(chǎn)中多采用萃取精餾的分離工藝[1-4]。以甲乙酮和N-甲酰嗎啉為溶劑分離碳四烯烴和烷烴的工藝自2002年在新疆天利高新工業(yè)化后,近年來在國內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用,已建成30多套生產(chǎn)裝置,但在該技術(shù)的應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn),部分企業(yè)循環(huán)溶劑中會逐漸產(chǎn)生一些雜質(zhì)積累,影響了其正常生產(chǎn)。通過分析可知雜質(zhì)的種類很多,有甲醇、甲基叔丁基醚、C8烴類、高聚物等,其中甲醇、甲基叔丁基醚等是碳四原料帶入的,C8烴類和高聚物是丁烯在分離過程中聚合產(chǎn)生的。這些雜質(zhì)產(chǎn)生的機理很清晰,也比較容易解決,但在部分企業(yè)的生產(chǎn)裝置中發(fā)現(xiàn)同一種未知雜質(zhì),這種未知雜質(zhì)在個別企業(yè)的溶劑中積累速度很快。隨著這種雜質(zhì)的積累,溶劑的選擇性下降,分離效率降低[5-10]。如河南某企業(yè)在開工時產(chǎn)品丁烯和丁烷的純度均超過95%,而一年后循環(huán)溶劑中未知雜質(zhì)含量達到18%,產(chǎn)品丁烯純度只有50%左右,生產(chǎn)受到了嚴重地影響。

        由于該未知雜質(zhì)沸點較高,采取精餾分離工藝時能耗較大,而且再生過程中會造成溶劑損失,影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益,急需一種更科學(xué)和簡單的方法抑制該雜質(zhì)的生成和積累,但到目前為止國內(nèi)外還沒有關(guān)于該未知雜質(zhì)的研究報道。筆者從工業(yè)裝置循環(huán)溶劑中分離提純該未知雜質(zhì),分析確定了該雜質(zhì)的結(jié)構(gòu),并模擬工業(yè)條件合成該了雜質(zhì),找到了工業(yè)裝置中該未知雜質(zhì)產(chǎn)生的原因,為企業(yè)的生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

        1 實驗部分

        1.1 儀器與材料

        傅里葉變換紅外光譜儀,德國斯派克公司;500MHz核磁共振波譜儀(碳譜125MHz,氫譜500MHz),瑞士Bruker公司;GCMS-QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(Agilent DB-5氣相毛細管柱,30m×0.25mm×0.25μm;載氣為氦氣;載氣流速0.8mL/min,分流比20;檢測電壓47.7 V;進樣方式為分流進樣),島津企業(yè)管理(中國)有限公司;GLX-3型流體相平衡裝置,江蘇海安石油科研儀器有限公司。

        N-甲酰嗎啉,工業(yè)級,煙臺宏泰達化工有限責(zé)任公司;甲乙酮,分析純,天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠;工業(yè)循環(huán)溶劑,由山東魯清化工股份有限公司提供,其中雜質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為18%,經(jīng)過實驗室精餾提純后雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為99%。

        1.2 雜質(zhì)形成的工業(yè)模擬

        稱取N-甲酰嗎啉與甲乙酮各150g,不加水。稱取N-甲酰嗎啉與甲乙酮各150g,共稱取12組,分別加入質(zhì)量分數(shù)0~6%的水。將溶劑置于1L不銹鋼汽液平衡釜中,轉(zhuǎn)速1 500r/min,反應(yīng)溫度165℃,反應(yīng)時間15h。采用氣相色譜儀分析實驗后溶劑組成的變化。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)分析

        結(jié)合碳四分離工藝及溶劑和原料的組成,推測未知雜質(zhì)為N-甲酰嗎啉的水解產(chǎn)物與甲乙酮反應(yīng)生成的仲丁基嗎啉,其結(jié)構(gòu)式如圖1。

        圖1 雜質(zhì)結(jié)構(gòu)式

        2.1.1 紅外光譜分析

        圖2是雜質(zhì)的紅外光譜。由圖2可見:在2 962~2 811cm-1處主要是甲基與亞甲基、次甲基官能團區(qū),在1 166cm-1與1 119cm-1處是C—N鍵和C—O鍵的吸收峰。與推測結(jié)構(gòu)一致。

        圖2 雜質(zhì)的紅外光譜

        2.1.2 核磁共振氫譜分析

        δ=0.89的峰是6位—CH3受5—H(CH2)影響分裂成三重峰;δ=0.98的峰是4位—CH3受3—H(CH)影響分裂為二重峰;δ=1.28,δ1.56處峰是連在手性碳原子上的—CH2—,其中兩個氫是不等價的。δ=2.37的峰次甲基受4—H及5—H等的影響分裂為多重峰。δ=3.72~3.66處是對稱的等價氫,是環(huán)上的—CH2—O—CH2— 鍵,而δ=2.55~2.45處也是對稱的等價氫,是環(huán)上的—CH2—N—CH2—鍵,與推測結(jié)構(gòu)一致。

        2.1.3 核磁共振碳譜分析

        該化合物有六種類型的碳原子,其碳譜譜峰歸屬:δ=67.40的峰歸屬于 C(1)為 C—O 鍵,δ=60.9是由于受嗎啉環(huán)的強電負性作用,C(3)處的次甲基上的碳原子移向低場區(qū),δ=48.96的峰歸屬 C(2)的C—N鍵,δ=25.88的峰歸屬于C(5)的亞甲基,δ=13.87的峰歸屬于C(4)的甲基,δ=11.04的峰歸屬于C(6)的甲基,與推測結(jié)構(gòu)一致。

        查閱Reaxys數(shù)據(jù)庫得知仲丁基嗎啉碳譜的碳原子歸屬為:δ=67.5歸屬于C(1),δ=61.2歸屬C(3),δ=26.45歸屬C(5),δ=13.9歸屬C(4),δ=11.1歸屬C(6),δ=49.5歸屬C(2)。該未知化合物的碳譜分析與仲丁基嗎啉的碳譜分析一致。在Reaxys數(shù)據(jù)庫中該化合物CAS號為67061-36-3。

        2.1.4 氣質(zhì)聯(lián)用分析

        圖3是化合物的質(zhì)譜。通過氣質(zhì)聯(lián)用檢測,該分子的相對分子質(zhì)量為143,與仲丁基嗎啉的相對分子質(zhì)量相吻合。質(zhì)量為128的碎片是脫掉一個甲基;質(zhì)量為114的碎片為脫除一個乙基;脫除一個仲丁基,碎片質(zhì)量為86。依次檢驗,可以看出,圖1中的仲丁基嗎啉的分子結(jié)構(gòu)能夠與氣質(zhì)聯(lián)用圖譜中的碎片一一對應(yīng),因此確定該物質(zhì)是仲丁基嗎啉。

        圖3 雜質(zhì)的質(zhì)譜

        2.2 雜質(zhì)產(chǎn)生的機理

        1)產(chǎn)生機理。

        按照1.2雜質(zhì)的兩種模擬合成方案進行實驗,反應(yīng)15h后,取樣進行氣相色譜檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn):不加水方案,反應(yīng)后溶劑的組成沒有變化,溶液中仍然只有甲乙酮和N-甲酰嗎啉,這說明溶劑體系本身穩(wěn)定性較好,在沒有水的情況下,混合溶劑不會發(fā)生反應(yīng)。

        而加水方案,溶液中明顯有未知雜質(zhì)出現(xiàn),氣質(zhì)聯(lián)用、紅外分析結(jié)果與仲丁基嗎啉一致。這是由于雖然N-甲酰嗎啉本身高溫下不分解,但當有水存在時,則較易分解成嗎啉和甲酸[11-12]。嗎啉帶有仲胺基團,具有仲胺基團的所有典型反應(yīng)特征[13]。雜質(zhì)產(chǎn)生的機理可能是由于N-甲酰嗎啉在水存在下分解成嗎啉與甲酸,由于甲乙酮的羰基上氧原子具有吸電性,碳原子易與嗎啉的仲胺基團發(fā)生親核反應(yīng),脫水后生成烯胺。烯胺是烯醇的類似物,它的β-碳原子也是親核中心,能夠與甲酸形成的碳正離子發(fā)生親核加成反應(yīng)[14]。由于嗎啉基團具有很強的吸電性,使得產(chǎn)物上的α-碳原子也具有吸電能力,而且反應(yīng)溫度達到165℃,使得產(chǎn)物在高溫的狀態(tài)下易發(fā)生脫羧反應(yīng),生成仲丁基嗎啉。嗎啉與甲乙酮及甲酸的反應(yīng)機理見圖4。

        2)含水量對雜質(zhì)生成量的影響。

        混合溶劑中的初始含水量為混合溶劑的0~6%,初始含水量對雜質(zhì)產(chǎn)生量的影響見圖5??梢钥闯觯趯嶒灄l件下,隨著含水量的增加,雜質(zhì)的生成量會不斷增加。當含水量低于1%時,雜質(zhì)產(chǎn)生的速度相對緩慢,當含水量超過3%時,雜質(zhì)的含量呈線性增加。

        圖4 仲丁基嗎啉生成機理

        圖5 不同水含量對雜質(zhì)含量的影響

        根據(jù)工業(yè)裝置調(diào)研發(fā)現(xiàn),碳四原料中水分含量通常較低,因此,大部分企業(yè)雜質(zhì)形成的速度非常慢。然而,部分企業(yè)由于生產(chǎn)過程不正常,使溶劑中混入了一定量的水,比如有的企業(yè)再沸器泄漏,有的水聯(lián)運后未將水放凈等等,造成雜質(zhì)產(chǎn)生速度較快。因此,為了避免雜質(zhì)的產(chǎn)生,要嚴格控制體系中水的含量,注意在生產(chǎn)運行過程中的每一環(huán)節(jié),不能將水帶入溶劑體系。

        3 結(jié) 論

        a.采用紅外光譜,核磁共振碳譜、氫譜,氣質(zhì)聯(lián)用等手段分析驗證了甲乙酮和N-甲酰嗎啉為溶劑分離丁烷丁烯工業(yè)裝置中產(chǎn)生的未知雜質(zhì)為仲丁基嗎啉。

        b.甲乙酮和N-甲酰嗎啉在實驗條件下,無水時不反應(yīng),但當有水存在時,N-甲酰嗎啉分解成嗎啉與甲酸,嗎啉、甲酸與甲乙酮反應(yīng)生成仲丁基嗎啉。

        c.為了避免雜質(zhì)仲丁基嗎啉的產(chǎn)生,工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)嚴格控制溶劑中的水含量。

        [1] 王文華,任萬忠,許文友,等.用甲乙酮系列混合溶劑分離丁烷與丁烯的方法:CN,1358697[P].2002-07-17.

        [2] Emmrich G,Laekner K.Separation of butanes and butenes[J].Hydrocarb Process,1989,68 (1):71-73.

        [3] 王文華,呂洪濤,王嬌嬌.一種用三元混合溶劑萃取精餾分離丁烷與丁烯的方法:CN,103193577A[P].2013-07-10.

        [4] 付玉川,陳翠翠.1-丁烯生產(chǎn)工藝及其應(yīng)用概述[J].西部煤化工,2013(1):73-75.

        [5] 劉文東.影響丁烯提濃收率的原因分析及解決方法[J].化學(xué)工程師,2010,10(181):52-54.

        [6] 馮殿偉.甲乙酮裝置丁烯提濃萃取劑再生系統(tǒng)的工藝改造[J].石化技術(shù)與應(yīng)用,2011,5(29):443-445.

        [7] 楊浩然,張曉杰.丁烯提濃消泡劑抑泡性能的研究[J].精細與專用化學(xué)品,2006,14(18):16-17.

        [8] 李強.萃取精餾塔改造效果分析[J].科技咨詢導(dǎo)報,2007(15):79-81.

        [9] 丁飛.影響甲乙酮產(chǎn)量的因素及對應(yīng)措施[J].化工管理,2014,18:126-127.

        [10] 韓旭國.氮甲酰嗎啉中水含量測得方法的比較[J].科技論壇,2014(22):150.

        [11] Vetere A.Vapor-liquid equilibria for mixtures containing cis-but-2-ene,1,3-butadiene,and N-formylmorpholine measured with the vangeli equilibrium still[J].J Chem Eng Data,1999,44:98-100.

        [12] Cincotti A,Murru M,Cao 段 ,et al.Liquid-liquid equilibria of hydro-carbons with N-formylmorpholine [J].J Chem Eng Data,1999,44:480-483.

        [13] 王勛章,田振生.嗎啉國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展前景 [J].化工科技,2005,13(5):63-67.

        [14] 胡宏紋.有機化學(xué)(下冊)[M].北京:高等教育出版社,2006:640-610.

        猜你喜歡
        嗎啉甲酰丁烯
        氣相色譜法測定羥乙基嗎啉中嗎啉含量的研究
        廣州化工(2022年3期)2022-02-24 11:55:26
        N-氨甲酰谷氨酸對灘羊乏情期誘導(dǎo)同期發(fā)情效果的影響
        中國飼料(2021年17期)2021-11-02 08:15:14
        80%烯酰嗎啉水分散粒劑防治馬鈴薯晚疫病效果初探
        氟醚菌酰胺和烯酰嗎啉對芋疫病菌增效作用及田間防效
        2-丁烯異構(gòu)化制1-丁烯在煤化工中實現(xiàn)應(yīng)用
        N-氨基甲酰谷氨酸在仔豬生產(chǎn)中的應(yīng)用
        廣東飼料(2016年5期)2016-12-01 03:43:22
        聚丁烯異相成核發(fā)泡行為的研究
        中國塑料(2016年6期)2016-06-27 06:34:04
        新型meso-四(4-十四氨基甲酰苯基)卟啉及其金屬(Co)配合物的合成與液晶性能
        鎢含量對W/SiO2/Al2O3催化劑上1-丁烯自歧化反應(yīng)的影響
        對羥基安息香醛苯甲酰腙的合成、表征及熱穩(wěn)定性
        乱子伦视频在线看| 国产真实夫妇视频| 中国丰满熟妇av| 美女露出粉嫩小奶头在视频18禁| 毛片av在线尤物一区二区| 人人妻人人玩人人澡人人爽| 欧美精品国产综合久久| 国产精品综合女同人妖| 99在线国产视频| 无尽动漫性视频╳╳╳3d| 精品国产麻豆免费人成网站| 人妻夜夜爽天天爽三区麻豆av| 国产亚洲精品综合99久久| 久久精品国产精品青草| 国产黄色三级一区二区三区四区| 日本视频精品一区二区| 欧美老熟妇又粗又大| 大陆极品少妇内射aaaaaa| 国产精品婷婷久久爽一下| 在线不卡精品免费视频| 欧美性猛交xxxx乱大交蜜桃| 强奸乱伦影音先锋| 精品久久人妻av中文字幕| 国产 中文 制服丝袜 另类| 四虎影视永久在线观看| 狠狠色噜噜狠狠狠狠97首创麻豆| 国产诱惑人的视频在线观看| Jizz国产一区二区| 最新亚洲人成网站在线| 亚洲精品综合一区二区三| 草逼短视频免费看m3u8| 亚洲女同性恋在线播放专区| 精品无码成人片一区二区| 专干老肥熟女视频网站300部| 色偷偷久久久精品亚洲| 男人天堂亚洲一区二区| 国产精品亚洲精品日韩动图| 人妻少妇精品无码专区app| 中文字幕不卡在线播放| 久久久精品久久日韩一区综合| 亚洲一本到无码av中文字幕|