苯乙烯和四氯化碳法生产肉桂酸工艺优化

周灵芝 吕波 曹志芳（浙江兰溪巨化氟化学有限公司，浙江兰溪321102）

苯乙烯和四氯化碳法生产肉桂酸工艺优化

周灵芝 吕波 曹志芳（浙江兰溪巨化氟化学有限公司，浙江兰溪321102）

介绍了苯乙烯、四氯化碳法合成肉桂酸的基本原理。通过生产工艺优化，肉桂酸产品的生产收率由65.0%提高到73.3%以上，产品质量明显提升，降低生产成本约5000元/吨。

肉桂酸；生产工艺；优化

肉桂酸是有机合成工业的重要中间体之一，广泛应用于药物、香料、农药、塑料和感光树脂等精细化工产品的生产。目前，工业上生产肉桂酸的方法主要是Perkin法和苯乙烯—四氯化碳法。苯乙烯—四氯化碳法具有原料廉价易得、反应条件温和、收率高和三废少等特点，是生产肉桂酸很有前途的方法。浙江兰溪巨化氟化学有限公司采用苯乙烯-四氯化碳法生产肉桂酸，水解反应采用新型环保溶剂同时作催化剂和溶剂，大大缩短了水解反应时间。然而生产初期，肉桂酸产品收率、质量、产能、单耗等均与设计值存在较大差距，生产成本较高。通过对加成、水解、碱溶脱色、酸化等各工序的技术攻关，肉桂酸产品收率由65.0%提高到73.3%以上，产品质量、装置的生产能力及各项单耗均达到了预期的目标，降低生产成本约5000元/吨。

1.反应原理

1.1 加成反应

1.2 水解反应

1.3 碱溶脱色

1.4 酸化反应

2.问题分析

从前期生产情况看，加成收率低，与设计水平相差较大；水解反应滴加水温度难控制，温度波动大，收率低；碱溶后发现有油状物或者较多的聚合物，活性炭渣中夹带肉桂酸钠，造成物料损耗；肉桂酸产品色泽偏黄、灼烧残渣较高、堆积密度不稳定；产品收率低，生产成本高。为了查找原因，开展单批生产试验，专业技术人员全程跟踪，发现问题及时讨论并制定措施进行整改。

3.肉桂酸生产工艺优化

3.1 加成工序

通过对比，发现催化剂的投加方式及混料后滴加时间对加成收率的影响较大。为此混料时搅拌下将催化剂慢慢撒入混料釜，时间控制在20分钟左右，然后10-15分钟内匀速加入脂肪胺，以确保催化剂与脂肪胺充分反应形成絮状物，同时混合料滴加时间也缩短了2h，氯代物含量有所提高、颜色明显改善、加成收率明显提升至91%左右。

表1 肉桂酸单批生产数据

3.2 水解工序

由于环保溶剂脱水不彻底及氯代物中含少量未蒸出的CCl4，水解升温时间较长，采取水解升温过程分离回收CCl4和水，缩短升温时间。为了寻找最佳的水解反应终点，试验过程每批水解反应定时测定盐酸吸收HCl的浓度，以连续3次所测盐酸含量在0.2%之内视为反应结束，从而确定水解反应在130-140℃下6-7小时为宜。通过小试对每批肉桂酸粗品进行精制试验，以测定粗品中高聚物的含量。另外把水解出料温度控制在35℃以下，减少环保溶剂中肉桂酸的含量。优化后所生产的肉桂酸粗品较疏松、高聚物含量较低、外观明显改善、产品收率有了明显提高。反应时间的缩短，降低了工业电、蒸汽、冷冻等的消耗。

3.3 碱溶脱色工序

对每一批活性炭渣进行称重，将活性碳渣投入釜中加水洗涤回收其中的肉桂酸钠，压滤后溶液加盐酸回收肉桂酸，结果表明，可以从每一批活性炭渣中回收约20-30kg的肉桂酸。

3.4 酸化离心工序

通过对比得出，延长盐酸的滴加时间至1小时以上，所得肉桂酸产品的堆积密度明显较高。为了保持盐酸匀速滴加且时间控制在1小时以上，方便员工操作，在管道上安装了限流孔板，从而使肉桂酸产品的堆积密度较高且较稳定。同时通过降低酸化pH值解决了产品灼烧残渣偏高问题。对离心后的废水中的肉桂酸利用自身重力沉降后进行回收，大幅度降低了物料损耗，减少了污水中夹带大量有机物的现象，降低了废水的COD，减轻了污水处理压力。

4.单批试验数据

优化后生产6批，肉桂酸产品的收率、质量（苯乙烯投618kg/批）见表1。

生产工艺优化后连续生产2个月，4、5月份肉桂酸产品总收率分别为73.6%、73.3%。

5.结语

5.1 生产工艺优化后，肉桂酸装置生产逐步稳定，产能不断提升，各项单耗明显下降，产品收率由65%提高到73.3%以上，降低生产成本约5000元/吨。

5.2 解决了肉桂酸产品色泽偏黄、灼烧残渣较高、堆积密度不稳定的质量问题。

5.3 水解升温过程分离出水和CCl4，通过简便的重力沉降槽收集并静止分层，回收了氯代物脱溶后未蒸出的CCl4，降低了CCl4的消耗和废水的处理难度。回收了酸化离心后废水中的肉桂酸，降低了废水的COD，减轻了污水处理压力。

8.自动探水、排水技术

透水事故是重大恶性事故，危害十分严重。在巷道掘进到断层、裂隙、溶洞时可能发生突然大量涌水现象，所以掘前要对可能突水地段进行探测。探测之后，可以掘进一定距离，然后再进行探测和掘进。这个过程对生产效率影响较大，若能自动测距、自动启停作业，对提高掘进效率和作业安全性是有帮助的。在掘进机上安装激光追踪仪，距掘进机一定距离的支架上安装3D传感器，再在控制柜内设置PLC控制系统。根据设定的探水距离和掘进距离，每掘进到设定距离掘进机自动停止作业，探水并重启掘进程序后才能继续下一轮作业［7］。这个技术可能算不上自动化程度很高的技术。下面这个例子可实现无人值守自动排水，其原理是设计由隔爆型液位控制器、电极、低压防爆开关和水泵组成的排水系统。电极用于探测液位，并始终没于水中。当水位达到液位上限后，液位控制器动作，延时后自动启动水泵抽水。同时设置各种保护动作和紧急情况下手动操作功能，防止排干水后电机继续运转而损坏水泵。

9.结语

现代微电子技术和计算机技术的发展成果，推动了机电一体化技术与成套设备在煤矿生产中广泛应用，但是综掘落后于综采的不正常局面也亟待改变。近年来，许多煤矿与科研院校为此做出了努力。本文对此进行总结和述评，希望有识之士从中可以获得启发和借鉴。

［1］赵学雷，盂国营，李卫涛.煤巷掘锚一体自动化快速掘进关键技术研究与实践［J］.煤矿机械，2010，31（12）：183-185.

［2］汪晓光，荣清白，李文泷.掘进机自动化截割技术的研究［J］.煤矿机械，2012，33（03）：47-49.

［3］赵学雷，杜向阳，屈小兵，等.悬臂式掘进机自动纠偏技术研究［J］.煤矿机械，2010，31（07）：38-40.

［4］张金亮.掘进机煤岩识别技术研究与应用［J］.煤，2011，20（8）：96-97.

［5］刘双双.掘进机上位机监控系统的研究及实现［J］.煤矿机械，2013，34（10）：231-233.

［6］李伟，曹淑良，李善飞.掘进临时支护配套技术研究与应用［J］.煤矿支护，2014（2）：40-43.

［7］张金平.掘进机掘进测距闭锁控制装置的研究［J］.机械管理开发，2012（6）：128-129，131.

周灵芝（1975-），女，浙江兰溪人，工程师。主要从事农药、医药中间体等精细化工产品的研究开发工作。监控，需要应用自动化控制技术。控制模式有多种，现举一例说明。监控系统分为地面集控中心、智能通风控制子站、终端设备三个层级。地面集控中心作为控制系统的核心，主要负责各工作面通风设备相关监测数据的分析和处理，并实时显示工作面瓦斯浓度分布信息以及通风风量、风速信息。智能通风控制子站由光纤交换机、隔爆光端机、PLC控制器等组成，可以进行数据采集、通信和对通风机进行控制。终端设备用来采集工作面温度、风量、风速、瓦斯浓度以及通风机电压、电流等信息，并根据智能通风控制子站的指令控制通风机开度或电机转速等。