無(wú)酸縮合聯(lián)二脲的連續(xù)化合成工藝.pdf

1、聯(lián)二脲作為廣泛使用的發(fā)泡劑——偶氮二甲酰胺(ADC)的上游產(chǎn)品，其品質(zhì)和產(chǎn)量極大地影響著ADC的市場(chǎng)規(guī)模。在目前的工業(yè)生產(chǎn)中，聯(lián)二脲的合成主要由酸性環(huán)境下水合肼和尿素的合成制得，盡管酸性的條件下該反應(yīng)具有快速率的優(yōu)勢(shì)，但酸性介質(zhì)對(duì)設(shè)備的腐蝕極為嚴(yán)重，工藝縮合階段和洗滌階段產(chǎn)生的大量富含銨鹽等無(wú)機(jī)鹽的酸性廢水使得處理費(fèi)用極其高昂，并且工藝的間歇式生產(chǎn)嚴(yán)重束縛了生產(chǎn)的效率。鑒于這些弊端，本課題提出在無(wú)酸的環(huán)境下用水合肼和尿素來制取聯(lián)二脲，并

2、試圖聯(lián)二脲的連續(xù)化合成工藝進(jìn)行建模。
　　無(wú)酸環(huán)境下水合肼和尿素合成聯(lián)二脲的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)尚未見諸報(bào)道。本文在一個(gè)間歇釜中測(cè)定了110-140℃下反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，對(duì)ASPEN模擬氨-水平衡體系的可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證，同時(shí)還測(cè)出了110-140℃下聯(lián)二脲在水中的溶解度。結(jié)果表明，氨基脲的合成和聯(lián)二脲的合成都為可逆反應(yīng)。在兩步的合成中，所有組分均表現(xiàn)為一級(jí)反應(yīng)特性。通過擬合反應(yīng)速率常數(shù)與溫度之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)阿倫尼烏斯方程和修正的阿倫尼烏斯方

3、程都不能準(zhǔn)確描述反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特性，而精確擬合兩者的關(guān)系，得到了滿意的結(jié)果。從而建立起了該反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程。
　　為建立聯(lián)二脲的連續(xù)化合成工藝，需要借助于反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，在理論可行的反應(yīng)器中通過建模預(yù)測(cè)其性能。本文將多個(gè)全混釜串聯(lián)(N-CSTR)和振蕩流反應(yīng)器(OFR)作為考察對(duì)象，并與理想的平推流反應(yīng)器(PFR)和全混流反應(yīng)器(CSTR)的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，在相同的反應(yīng)器體積和流量下，N-CSTR和OFR的反應(yīng)效果介于PF