草甘膦副产氯甲烷回收工艺的开发

【摘要】： 本论文通过研究草甘膦合成工艺的优化，开发了草甘膦副产氯甲烷回收工艺。 草甘膦合成方法很多，我国主要采用亚磷酸烷基酯法合成，该路线产生大量的尾气，通过小试研究、中试回收，成功分离出具有工业化应用前景的氯甲烷，进而设计了一套先进的回收工艺流程，工业化实施后取得了较好的效果。 小试研究主要确定了尾气的组成，除了60-70％的气体为氯甲烷以外，空气含有25％左右，甲醇含量为1.5％，甲缩醛含量为2-8％，氯化氢含量在4％，其余还含有微量的水份和甲醚、氯乙烷、二氧化碳等。 中试研究主要是针对甲醇、甲缩醛、氯化氢、水份等杂质的分离。分离后得到纯度为99.5％以上的氯甲烷，每吨草甘膦可以回收副产氯甲烷610kg，为工业化回收提供了必要的设计依据。 回收工艺设计为三级水洗、碱洗、干燥，并通过启动补气来稳定气源和保证草甘膦合成条件不改变。 这套回收工艺流程在3万吨／年草甘膦合成装置上改造后，回收得到的氯甲烷纯度大于99.5％，水份小于50PPM，回收率达到了95％，将回收氯甲烷用于甲基氯硅烷单体的合成，符合其质量要求，同时也使传统的草甘膦实现了清洁生产。 【关键词】：草甘膦 氯甲烷 反应机理 回收工艺 设计 甲基氯硅烷
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TQ222
【目录】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-9
• 第一章 引言9-14
• 1.1 草甘膦及其发展历史9-10
• 1.2 有机硅单体发展概述10-12
• 1.3 研究内容及意义12-14
• 1.3.1 研究内容13
• 1.3.2 研究意义13-14
• 第二章 文献综述14-29
• 2.1 草甘膦的合成方法14-17
• 2.1.1 氯甲基磷酸法(压力法)14
• 2.1.2 亚氨基二乙酸法(常压下，又称IDA法)14-15
• 2.1.3 亚氨基二乙腈法15
• 2.1.4 氯乙酸法15-16
• 2.1.5 亚磷酸三烷基酯法16
• 2.1.6 亚磷酸二烷基酯法(俗称甘氨酸法)16-17
• 2.1.7 其它合成方法17
• 2.2 草甘膦的工业化生产方法17-21
• 2.2.1 亚氨基二乙酸法17-19
• 2.2.1.1 氢氰酸法17-18
• 2.2.1.2 二乙醇胺法18-19
• 2.2.2 烷基酯法19-21
• 2.3 亚磷酸二烷基酯法的研究进展21-25
• 2.3.1 草甘膦合成的反应机理21-24
• 2.3.1.1 合成反应21-23
• 2.3.1.2 水解反应23
• 2.3.1.3 副反应23-24
• 2.3.2 合成条件优化24
• 2.3.3 工艺手段的优化24-25
• 2.3.4 副产物氯甲烷存在的推断25
• 2.4 氯甲烷概况25-28
• 2.4.1 氯甲烷的性质和用途25
• 2.4.2 氯甲烷的合成方法25-26
• 2.4.3 国内外氯甲烷工业发展评述26-28
• 2.4.4 氯甲烷回收工艺现状28
• 2.5 小结28-29
• 第三章 氯甲烷回收小试实验29-39
• 3.1 实验装置与流程29-30
• 3.1.1 实验设备29
• 3.1.2 实验流程设计29-30
• 3.1.3 实验方法30
• 3.2 氯甲烷的分析测定30-33
• 3.2.1 定量分析32-33
• 3.2.1.1 碘化钠法32
• 3.2.1.2 氯元素平衡法32-33
• 3.3 工业装置上的体积法定量测定33-37
• 3.3.1 氯甲烷的产生量36-37
• 3.4 氯甲烷的生成机理探讨37
• 3.5 回收氯甲烷的利用前景37-39
• 第四章 氯甲烷回收系统的工艺设计39-104
• 4.1 回收过程分析39-49
• 4.1.1 回收方法39-42
• 4.1.2 采用措施42-43
• 4.1.3 流程选择43-44
• 4.1.4 塔的选择44
• 4.1.5 回收工艺流程44-49
• 4.2 物料衡算49-69
• 4.2.1 气体处理量49-50
• 4.2.2 水洗系统的物料衡算50-58
• 4.2.3 碱洗系统的物料衡算58-59
• 4.2.4 酸洗(干燥)系统的物料衡算59-66
• 4.2.5 压缩液化系统的物料衡算66-69
• 4.3 塔设备的设计计算69-88
• 4.3.1 第一水洗塔的设计69-72
• 4.3.2 第二洗塔的设计72-75
• 4.3.3 第三洗塔的设计75-78
• 4.3.4 碱洗塔的设计计算78-80
• 4.3.5 第一酸洗塔的设计80-82
• 4.3.6 第二酸洗塔的设计82-85
• 4.3.7 第二酸洗塔的设计85-88
• 4.4 热量衡算及换热器面积88-100
• 4.4.1 水洗系统的热量衡算及换热面积88-91
• 4.4.2 碱洗系统的热量衡算及换热面积91-92
• 4.4.3 酸洗系统的热量衡算及换热面积92-95
• 4.4.4 压缩液化系统的热量衡算及换热面积95-100
• 4.5 其它设备100-103
• 4.5.1 气液分离器100-101
• 4.5.2 泵的选型101-102
• 4.5.3 流量计102-103
• 4.6 小结103-104
• 第五章 装置运行评价104-105
• 5.1 氯甲烷回收质量数据104
• 5.2 安全问题104-105
• 第六章 结论105-106
• 6.1 主要结论105
• 6.2 下步工作展望105-106
• 参考文献106-109
• 致谢109-110
• 作者在职期间发表的论文110

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