分散蓝56溴化反应合格率改善研究

夏清合，王永康，王炳强，李新波，吴丹丹

（青岛海湾精细化工有限公司，山东 青岛 266717）

分散蓝56是分散染料的一种，是用于绦纶染色的主色染料，具有高日晒牢度、色光艳等优点[1]，国内市场年销售量约为5000t。分散蓝56以蒽醌为原料，经过一硝化、精制、苯氧基化、二硝化、水解、还原、溴化等步化学反应制成。通过统计A企业车间试车期间28个批次的生产情况，溴化反应的一次合格率仅为70.4%。一次合格率偏低需要对物料二次处理，造成重复生产劳动，影响生产线的效率。因此，研究如何提高分散蓝56的一次合格率具有重要意义。

1 反应机理分析

分散蓝的溴化反应是还原物与溴素在浓硫酸的环境下进行反应。还原物与溴素的化学反应方程式，如图1所示。还原物与溴素反应的物质的量比为1∶1，1 mol溴素与1 mol还原物进行取代反应，生成1 mol HBr。浓硫酸具有强氧化性，HBr可以被浓硫酸重新氧化为溴素继续进行反应[2-3]。

对反应分析表明，第一、该反应在65℃常压进行，而溴素的沸点为58℃，溴素在反应过程中始终处于沸腾状态，需要通反应釜上的冷凝器冷凝回流。第二，在此温度下溴化氢也极易挥发。第三、溴素投料量少，投料物质的量比为1∶0.7。第四，当物料不合格时，补加溴素可以使溴含量提高，而单纯延长反应时间并不能提高溴含量。因此推断溴素量不足，是影响溴化合格率的主要原因。

图1 还原物与溴素反应方程式

2 确定溴含量不足的影响因素

溴素量不足可能由多项原因引起，通过对职工操作、设备、冷凝系统、尾气系统进行了逐一的检查与分析，确定影响因素。

2.1 岗位操作人员操作

车间采用四班两运转生产，通过对比各个班次的溴化合格率，并没有发现明显差异。岗位主操均在岗位上工作多年，具有丰富的化工生产经验，对岗位操作人员进行了提问，对溴化生产工艺也能熟记。岗位职工操作不是影响合格率的主要原因。

2.2 检查设备工况

反应介质为硫酸和溴素均具有强腐蚀性，反应是在搪瓷釜内进行。首先检查了各设备管口的垫片，确认垫片均为四氟垫片。其次对设备进行气密性实验。将设备管口密封，向釜内通入压缩空气至0.1 MPa，3h后釜内压力仅略微下降，排除因反应釜气密性差造成溴素外逸的可能。

溴素由高位槽储存，经称重模块计量加料。溴素计量槽管道安装均为软连接，符合称重模块的安装要求，对称重模块重新校正计量准确。加入溴素少不是造成溴素不足的原因。

2.3 冷凝系统检查

反应釜上设置了冷凝器，采用乙二醇冷冻水降温。为了检查冷凝效果，在冷凝器后段管道增加了视镜。通过视镜发现冷凝器后段管道尾气为红棕色，表明有溴素逸出。溴素未完全冷凝是溴素不足的影响因素。

2.4 尾气系统检查

反应釜的尾气管道连接两台尾气吸收塔，并与尾气引风机连接。按照正常操作风机运行频率为70%，通过检查发现釜内负压达到-10 kPa，当溴素加料时，尾气视镜中红棕色烟雾非常浓。判断为当溴素加料时，大量溴素处于釜的上部空间，被尾气收走。尾气系统负压过大，造成溴素不足。

3 制定整改对策

针对冷凝系统效果差，加料时溴素被尾气抽走，分别制定了整改措施。

3.1 冷凝系统维护

冷凝器冷凝效果差，多是由冷冻水流动不畅，夹套结垢、冷冻水流量不足等因素引起。为了提高冷凝器的冷凝效果，首先在冷凝器出水管道增设远传温度，对冷凝器出口温度进行实时检测。第二，对冷凝器的夹套进行稀酸清洗，洗掉其中的铁锈及污垢。第三，在出口管道增设排空阀，排出夹套内的空气。第四，检查冷冻水的压力，确保冷冻压力保持稳定。

3.2 降低釜内负压

通过调低尾气风机频率的方法降低釜内压力，减少釜内溴素被抽走。统计不同风机频率下，釜内压力的变化数值，绘制釜内压力与风机频率变化曲线。当溴素加料和初始反应阶段时，降低风机频率至20%，维持釜内压力在-2 kPa左右。

3.3 变更溴素加料方式

为避免溴素加料时被抽走，将溴素加料改为液下加料。将反应釜内加料管延长，伸入液面以下。溴素加料时直接加到液面以下，与溶剂混合，减少溴素挥发。

4 改善效果检查

整改对策实施后，最直接效果是冷凝器尾气管道视镜中红棕色溴素的消失，不再有明显的红棕色烟雾。其次，尾气吸收塔更换吸收液的频率由2天一次，延长至5天一次，证明溴素逸出量减少。证明在防止溴素外逸方面，改善措施取得了较好的效果。为了进一步验证生产的结果，统计了对策实施后30个批次的溴化结果，溴化合格率明显提升，仅有2个批次不合格。溴化的合格率提升至93.3%，取得了较好的改善效果。

5 结论

分散蓝56溴化反应中还原物与溴素的摩尔比为1∶0.7。由于溴素极易挥发，因此溴素外逸是影响产品合格率的重要因素，在实际生产中应予以关注。本文针对A企业车间的实际情况，通过提高冷凝效果、适当调整釜内压力、调整溴素加料方式的方法，改善了溴素外逸情况。通过对策的实施不仅减少了物料处理的溴素消耗、节约了操作工时，同时也减少了尾气吸收废水的排放。，取得了较好的效果。