二苯甲酮合成技术及清洁生产研究

【摘要】： 本文系统研究了光气路线生产二苯甲酮的合成技术、纯化方法及相应的清洁生产模式。借助于“洋葱”模型，改变传统的化学反应→分离系统→换热网络及公用工程→环境保护单向逐次决定的探究模式，对化工过程采用统筹兼顾化学技术和环境保护要求的双向探究模式。双向探究模式把化学技术和清洁生产模式结合起来用于改造原有的污染较为严重的二苯甲酮生产过程并取代传统的污染末端治理模式，清洁生产为解决资源短缺和环境污染问题提供了有效途径。论文从C—酰化反应历程、影响因素和化学动力学特征的研讨入手，进行了二苯甲酮合成的实验研究，包括对催化剂选择、物料配比、溶剂选择、加料方式和温度控制等进行了专门的实验探讨，在理论框架和实验研究的基础上完成了实际生产过程的系统分析。把清洁生产理论和多个具体的清洁生产单元技术用于重组和优化二苯甲酮生产的流程结构和过程参数。本文系统剖析了光气路线合成二苯甲酮过程中可能产生的各种杂质化合物包括二苯甲烷、三苯基甲烷、三苯基甲醇、4—甲基二苯甲酮、4—氯代二苯甲酮等的产生机制，形成了完整的检验测定技术方案，确定了从源头上和生产过程中消除和控制这些杂质化合物的技术方案。利用化学技术、循环经济和产业生态学原理结合本生产工艺过程的特点确立包括碳循环、苯循环、工艺水循环、氯的回收循环等闭合循环技术组合，设计了光气即产即用技术、倾析分离技术、能量多级利用技术、蒸发—冷凝联用和多热源组合集成技术、二苯甲酮纯化技术等实用方案，实现经济地生产清洁的高纯度产品和生产过程废物零排放。本文为采用传统的末端治理模式的化学工业特别是精细化学品生产提供兼顾经济和环境的可借鉴清洁生产解决方案。本文提供的技术方案作为国家级重点技术创新项目的技术支持系统其大部分内容已实现工业应用，并取得良好的环境效益和经济效益。 【关键词】：二苯甲酮 合成技术 清洁生产 流程结构优化 闭合循环
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TQ244.2
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 二苯甲酮产品8
• 1.2 二苯甲酮工艺合成方法现状8-10
• 1.3 光气法生产二苯甲酮合成技术概述10-11
• 1.4 本课题产生背景及光气法生产二苯甲酮拟解决的技术问题11-12
• 1.5 研究路线12-15
• 2 C-酰化反应及影响因素的理论基础15-21
• 2.1 C-酰化反应历程15-16
• 2.2 底物(被酰化物)结构对C-酰化反应的影响16
• 2.3 C-酰化反应的催化剂16-17
• 2.4 C-酰化反应的溶剂17
• 2.5 光气方法合成二苯甲酮的动力学特征17-21
• 3 光气法合成二苯甲酮的实验研究21-25
• 3.1 主要原料及仪器21
• 3.2 实验过程简述21
• 3.3 实验结果与影响因素分析21-25
• 3.3.1 催化剂种类的选择22
• 3.3.2 配料配比(含溶剂选择)的影响22-23
• 3.3.3 光气反应温度的影响23-25
• 4 光气法合成二苯甲酮生产过程分析25-34
• 4.1 光气法合成二苯甲酮的基本流程框架25-26
• 4.1.1 配料比和光气加入方式问题25-26
• 4.1.2 反应温度控制26
• 4.2 光气法生产二苯甲酮过程存在的疑难问题26-27
• 4.3 原料及其中含有的可能杂质的分析27
• 4.4 合成过程中各类可能的反应及生成物分析27-30
• 4.5 各类可能生成物的定性和定量测定30-32
• 4.6 二苯甲酮产品杂质、气味和颜色问题再讨论32-34
• 5 清洁生产及其单元技术34-43
• 5.1 清洁生产的理论基础34-38
• 5.1.1 从末端治理到清洁生产34-36
• 5.1.2 优化理论36
• 5.1.3 社会大生产理论36-37
• 5.1.4 产业生态学理论37-38
• 5.2 闭合循环:杜邦模式和卡伦堡模式38-39
• 5.3 倾析器(Decanter)39
• 5.4 光气即产即用技术39-41
• 5.5 热回收:蒸发-冷凝联用和多热源组合集成技术41-43
• 6 二苯甲酮清洁生产流程结构优化方案43-53
• 6.1 清洁生产流程结构优化方案43-45
• 6.2 天然气水蒸汽转化制造合成气过程中的碳(CO_2)循环45-46
• 6.3 二苯甲酮生产中物料和工艺用水循环方案46-47
• 6.4 HCI无废吸收流程47
• 6.5 聚合氯化铝(碱式氯化铝)生产流程47-50
• 6.6 二苯甲酮纯化技术改进50-53
• 7 主要结论和后续工作展望53-55
• 7.1 主要结论53
• 7.2 后继工作展望53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-58
• 附: 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目及部分成果58

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