己二酸工业化生产运行探究

吕自豪

摘要：本文首先简要阐述了己二酸工业化生产工艺原理及产物，进而分析己二酸工业化生产工艺优化方案，对乙二酸生产过程中的中间产物、质量影响因素、反应机理等內容进行全面分析，进而实现乙二酸工业化生产的稳定运作。

关键词：己二酸;工业化生产;KA油法

分类号：TQ323.4

引言：乙二酸又称为肥酸，作为脂肪族二元酸的一种，表面呈现为白色结晶粉末，乙二酸能够微溶于水中，在酒精、热水中能够实现快速溶解。乙二酸作为尼龙行业的主要化工原料和重要的有机合成中间体，主要应用于聚氨酯、润滑剂的合成过程中，在农药、医学、染料等产业类别也有更加广泛的应用。

一、己二酸工业化生产工艺原理及产物分析

1、工艺机理

己二酸工业化生产过程中，国内外负责乙二酸工业化生产的生产商众多，国外主要有奥升德公司、ICI公司、罗地亚，国内主要有山东海力集团、鲁西化工公司、华鲁恒升等。传统的乙二酸生产技术主要是苯酚法、KA油法，生产制备需要一定的外在条件，生产投资费用较高、污染大、生产流程长，使得研究更加绿色化的乙二酸生产技术成为重要的发展趋势。现阶段己二酸工业生产新技术包括丁二烯法、环己烯直接氧化法、生物氧化生产技术等。在这其中，国内采用的主流乙二酸工业化生产工艺分别是KA油法和环己烯路线。本文主要分析了在日常乙二酸工业化生产过程中形成的副产物，并对整个生产制备过程中的质量变化情况进行分析，旨在实现生产工艺的优化，促使乙二酸工业化生产能够朝向稳定、连续方向进行。

在乙二酸的工业化生产过程中，操作条件为微负压、温度处于80摄氏度左右的作业环境，将钒和铜作为乙二酸生产制备催化剂，氧化剂则是浓度为50%到60%的硝酸。在具体生产过程中，由于氧化剂、催化剂的共同作用，使得环己醇能够被氧化成为环己酮，进而将环已酮再氧化，完成乙二酸的生产制备。但是需要注意的是整个生产过程将会放出大量热量，实验路线长、也会在生产乙二酸的过程中生成大量副产物，生产过程难以有效控制，这也就促使乙二酸工业生产变得十分困难，给工作人员提出了更高的工作要求。根据现有的研究资料可以了解到，乙二酸工业化生产制备过程中，硝脑酸、双酮的生成比例和亚硝酸浓度、硝酸浓度呈反比，即随着亚硝酸浓度、硝酸浓度的不断提高，硝脑酸、双酮的生成比例不断降低。在乙二酸氧化过程中，硝脑酸分解生成乙二酸，双酮在工业生产的同时，也会转化生成丁二酸、戊二酸。在此情况下，想要切实提高己二酸收率，可以通过调节亚硝酸浓度、硝酸浓度的方式，促使硝脑酸和双酮比例适当调高，使得整个反应过程能够朝向硝脑酸方向进行反应制备[1]。需要注意的是，整个反应过程，环乙醇含量高低和亚硝酸浓度呈现反比关系，即随着环乙醇含量不断增高，亚硝酸浓度将会不断降低，随着环乙醇含量不断降低，亚硝酸浓度将会不断提高。对于硝酸浓度变化，主要与氧化酸、环己醇的进料物质的量比有关，在具体实验过程中需要对其展开全面考量。

2、环己醇重组分硝酸氧化

环己醇重组分需要运用到硝酸和甲醇，在这其中硝酸主要负责氧化反应，甲醇则负责酯化萃取，通过质谱分析发现，环己醇重组分硝酸氧化产物十分复杂，不仅含有环己醇、环己酮、环丁醚、戊二腈、戊二酸甲酯、己二醛、环己烷醚、戊二酸甲酯、环己烷乙酸等多种产物类别，当氧化后，氧化产物从外观上颜色比起一般产物更深，使得乙二酸色度也会发生较大差别，在此情况下，应当尽可能减少环乙醇中重组分含量，避免环己醇重组分硝酸氧化对氧化产物造成的影响。之后对己二酸结晶母液进行分析，主要通过运用中和萃取的方式完成乙二酸组分在生产过程中的变化监测。

二、己二酸工业化生产工艺优化

在乙二酸工业化生产过程中，温度高低将会直接影响到生产速率。通常来讲，整个环乙醇氧化过程需要在串联反应器内完成，当环乙醇完成氧化反应时，将会放出大量热量，并能按照不同氧化反应器的实际生产反应情况，对反应热进行合理把控，促使反应器温度能够处于稳定范围内，不会出现大幅度的变化，也能够实现乙二酸生产反应控制[2]。与此同时，乙二酸还具有易溶于水、沸点较高的特性，所以在产品制备过程中主要通过重结晶完成产品分离。环乙醇氧化反应器主要运用多釜串联、三次结晶的方式，促使生成的乙二酸纯度能够不断提高。为了有效控制铁含量多少，需要实验人员在选取设备期间，就能够对整个乙二酸工业化生产过程进行全面考量，尽可能选用复合钛材材料作为硝酸设备，避免在高浓度硝酸作用下，使得材料受损。在乙二酸生产过程中还会产出大量的二元酸，工作人员可以通过回收工序，将二元酸作为副产品进行再利用出售。在整个乙二酸生产实践过程中，需要对乙二酸产品中的各种微量杂质进行合理把控，降低杂质对于乙二酸产品制备的不良影响。并通过实验分析确定最佳工艺条件，将反应温度控制在80摄氏度以下，运用三重结晶技术，提高产品浓度。

结论：综上所述，对己二酸工业化生产运行情况展开分析具有十分重要的意义。通过中和萃取等方式对组分变化情况进行分析，并将其与乙二酸的化学反应机理相结合，优化整个工业化生产流程，促使副产物也能够处于可控范围内，确保乙二醇工业化生产的平稳运行。

参考文献：

[1]董建勋，冯晓燕，徐蓓蕾.己二酸工业化生产运行研究[J].河南化工，2020，37（10）：38-40.

[2]刘镇江.己二酸工业生产新技术研究与进展[J].广东化工，2019，46（18）：91-92.

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