α-pyrrolidoni, joka tunnetaan myös nimellä 2-pyrrolidoni, on tärkeä kemiallinen raaka-aine. Sitä käytetään pääasiassa polyvinyylipyrrolidonin (PVP) monomeerin N-vinyylipyrrolidonin (NVP) raaka-aineena. Se on myös korkealaatuinen liuotin, jota käytetään lääkkeissä ja hartseissa. Sitä käytetään lattiavahan, asetyleenin talteenoton, erikoismusteen jne. valmistukseen. NVP voidaan valmistaa α-pyrrolidonin ja asetyleenin reaktiolla ja sitten polymeroida PVP:n saamiseksi. PVP:llä on erinomainen liukoisuus, alhainen myrkyllisyys, kalvoa muodostavat ominaisuudet ja kompleksinmuodostuspinta Aktiivisuutensa ja kemiallisen stabiilisuutensa ansiosta sitä käytetään laajalti lääketieteessä, elintarvikkeissa, päivittäisissä kemikaaleissa, pinnoitteissa, polymeroinnissa ja muilla aloilla. Sillä on myös monia käyttötarkoituksia tekstiileissä, painatuksessa ja värjäyksessä, paperinvalmistuksessa, valoherkissä materiaaleissa, maataloudessa ja karjanhoidossa jne.
Shandong Jiuheng Pharmaceutical Technology Co., Ltd. on moderni nouseva yritys, joka yhdistää uusien farmaseuttisten apuaineiden tutkimuksen ja kehityksen, tuotannon ja myynnin. Yhtiön vuosituotanto on 14 000 tonnia PVP uusien farmaseuttisten apuaineiden projektissa käytetään 1,4-butaanidiolia raaka-aineena ja itsenäisesti kehitettynä.
Tehokkaat synteesireaktorit ja edistyneet polymerointiprosessit alentavat reaktiopainetta ja -lämpötilaa, lyhentäen reaktioaikaa, mikä asettaa myös korkeamman tarkkuuden ja vakaamman tuotannonohjauksen vaatimukset. Tässä projektissa käytetään Hangzhou UW500 -järjestelmää koko ohjaamiseen
Tuotantoprosessia valvotaan. UW500 hajautettua ohjausjärjestelmää on käytetty laajalti automaation alalla. Hajautetun UW500-ohjausjärjestelmän käyttäminen koko tuotantoprosessin valvontaan voi parantaa tehokkaasti tuotteen saantoa ja parantaa tuotteen vakautta.
α-pyrrolidonin tuotantoon kotimaassani on kolme päämenetelmää: 1) Raper-menetelmä: raaka-aineet asetyleeni ja formaldehydi saatetaan ensin reagoimaan, jolloin muodostuu 1,4-butyynidioli, joka sitten hydrataan 1,4-butaanidioliksi ja muunnetaan. y-butaanidioliksi. Laktoni ja reagoi sitten ammoniakin kanssa α-pyrrolidonin valmistamiseksi. 2) Butaanihapetus maleiinihappoanhydridiksi menetelmä. 3) Syaanivetysyanidimenetelmä: Syaanivetyhapon ja akryylinitriilin additioreaktio tuottaa 1,4-sukkinonitriiliä, joka pelkistetään aminobutyronitriiliksi osittaisella hydrauksella ja sitten hydrolysoidaan ja syklisoidaan a-pyrrolidoniksi. Tässä projektissa käytetään ensimmäistä menetelmää, jolla on seuraavat edut: (1) Prosessi on yksinkertainen ja raaka-aineet ovat helposti saatavilla. (2) Prosessin aikana syntyneet sivutuotteet voidaan helposti jalostaa sivutuotteiksi, mikä vähentää ympäristön saastumista. (3) Tuotteen pitoisuus on korkea. 1,4-butaanidiolin dehydrausta käytetään y-butyrolaktonituotteiden valmistukseen. Käyttämällä kaasufaasikatalyyttistä dehydrausprosessia,
Eli sen jälkeen kun raaka-aine 1,4-butaanidioli on kaasutettu, dehydrausreaktio suoritetaan dehydrauskatalyytin avulla. Suurin osa raaka-aineesta muuttuu y-butyrolaktoniksi, pieni määrä tetrahydrofuraaniksi, butanolikevyiksi komponenteiksi jne. ja pieni määrä on Ilman muuntamista jokainen kemiallinen reaktio on seuraava: Reaktion jälkeen puhdistettu γ- butyrolaktonia saadaan valonpoistotornin ja valmiin tuotetornin kautta. Kun se on sekoitettu vedettömän nestemäisen ammoniakin kanssa putkisekoittimen kautta, se menee α-P-reaktoriin ja kuumennetaan korkeassa lämpötilassa ja korkeassa paineessa. a-pyrrolidoni valmistetaan saattamalla se reagoimaan olosuhteissa. Reaktion jälkeen puhdistettu a-pyrrolidoni saadaan useilla prosesseilla, kuten deaminaatiolla, hajoamisella ja dehydraatiolla.
Kaksi päävaihetta α-pyrrolidonin syntetisointiprosessissa Raper-menetelmällä ovat hydrausprosessi ja ammoniakkireaktioprosessi.
1) Hydrausprosessin laatu vaikuttaa suoraan y-butyrolaktonin saantoon ja laatuun ja vaikuttaa siten a-pyrrolidonin saantoon. Se on erittäin tärkeä linkki α-pyrrolidonin tuotantoprosessissa. Se sisältää pääasiassa 3 vaihetta. Reaktiovaiheet: höyrystys, synteesi, erotus. Synteesireaktio suoritetaan samassa synteesikattilassa ja reaktiomateriaalit lisätään vaiheittain. Ensin materiaalit 1,4-butaanidioli ja apuaineet laitetaan samaan aikaan synteesikattilaan depolymerointireaktion käynnistämiseksi. Kun reaktio on mennyt loppuun, vetyä lisätään vaiheittain lisäysreaktion aloittamiseksi. Jonkin ajan kuluttua, kun reaktiolämpötila saavuttaa määritellyn arvon, lisää korkea vetypitoisuus. Tämä on voimakas eksoterminen reaktio. Reaktion jatkuessa kattilan lämpötila jatkaa nousuaan muodostaen positiivisen palautteen. Jos vastaavaa reaktiolämpöä ei voida poistaa ajoissa, tapahtuu "lämpötilaperho"-ilmiö, joka johtaa sivureaktioiden lisääntymiseen. , mikä vähentää huomattavasti y-butyrolaktonin talteenottonopeutta. Kun reaktio vähitellen päättyy. Reaktionopeus hidastuu ja lämmön vapautuminen vähenee huomattavasti. Tällä hetkellä, jos reaktiolämpöä poistetaan liikaa, reaktio on epätäydellinen, joten prosessi vaatii tiukkaa kondensaatioreaktiolämpötilan hallintaa.
2) Ammoniakin additioreaktio on toinen erittäin tärkeä linkki a-pyrrolidonin tuotantoprosessissa. Se käy läpi pääasiassa esikäsittelyn, synteesin, erotuksen ja muita prosesseja. Ammoniakin lisäysprosessi on toinen vaihe α-pyrrolidonin tuotantoprosessissa. Sen jälkeen kun synteesiprosessista saatu synteettinen syöttöneste tulee esikäsittelyreaktoriin, koska edellinen hydrausreaktio suoritettiin korkeassa lämpötilassa ja paineessa, syntyy väistämättä monia. Tämä on sivutuote, joten ennen ammoniakin lisäämistä tähän reaktioon mahdollisesti vaikuttavat epäpuhtaudet on poistettava etukäteen. Tämä on orgaanisen liuottimen lisääminen uuttoaineena y-butyrolaktonin erottamiseksi synteettisestä tuotteesta. Siirry sen jälkeen synteesiprosessiin. Kun y-butyrolaktonia lisätään ammoniakkinesteeseen, syntyy reaktion alussa suuri määrä lämpöä. Tämä reaktiolämpö on käsiteltävä ajoissa. Suuren lämpöinertian vuoksi on välttämätöntä välttää lämpötilan ylitystä. Kun ammoniakin lisäysprosessi on valmis, se siirtyy seuraavaan prosessiin. Koska se on farmaseuttinen, a-pyrrolidonin puhtauden on oltava erittäin korkea. Tämän jälkeen sen on käytävä läpi useita tislaus- ja puhdistusprosesseja, jotka kaikki edellyttävät erittäin tarkkaa ohjausta. Reaktioprosessista voidaan nähdä, että koko ammoniakin lisäys sisältää myös kuumennus-, jäähdytys- ja lämmönsäilytysprosessin ja ammoniakin lisäysprosessi kestää kauan. Ammoniakin lisäysprosessin aikana on myös korkeammat vaatimukset kattilan lämpötilalle, joten tämä osa Tärkeimmät tehtävät ovat ammoniakkiveden määrällinen säätö, lämpötilan säätö ammoniakin lisäysprosessin aikana sekä ammoniakin lisäysajan optimointi.
Kuva: Hydrausreaktioosa
Kuva: Synteesireaktioosa
Kuva: Osa lämpötilan säätöalgoritmia
Tässä projektissa on keskusvalvomo. Järjestelmän isäntälaitteet, suunnitteluasema ja käyttöasema asetetaan keskusvalvomoon. Tuotannonohjaus- ja johtamisvaatimusten mukaisesti rakennetaan suunnitteluasema, käyttöasema ja paikan päällä oleva ohjausasema. Ne jaetaan yleensä synteettisiin paikan päällä oleviin valvonta-asemiin, α-butyrolaktonin paikan päällä olevaan valvonta-asemaan, α-p-talteenoton paikan päällä olevaan valvonta-asemaan ja julkisen suunnittelun paikan päällä olevaan valvonta-asemaan.
Siitä lähtien, kun tämä projekti otettiin käyttöön hajautetun UW500-ohjausjärjestelmän kanssa, se on sujunut kitkattomasti ja merkittävillä tuloksilla. Toiminnan vakausaste ja tuotteen laatu ovat parantuneet huomattavasti. Työntekijöiden työvoimaintensiteettiä ja raaka-aineiden kulutusta on vähennetty huomattavasti ja samalla varmistettu laitteen vakaus. turvallinen toiminta. Se parantaa suoraan yrityksen kilpailukykyä markkinoilla ja tuo yritykselle ilmeisiä taloudellisia etuja. Tämän projektin onnistunut käyttöönotto osoittaa, että UW500 hajautetun ohjausjärjestelmän vakaus ja luotettavuus ovat korkealaatuisia.
-
