L'α-pirrolidone, noto anche come 2-pirrolidone, è un'importante materia prima chimica. Viene utilizzato principalmente come materia prima per il monomero di polivinilpirrolidone (PVP) N-vinilpirrolidone (NVP). È anche un solvente di alta qualità utilizzato nei prodotti farmaceutici e nelle resine. Viene utilizzato nella produzione di cera per pavimenti, recupero di acetilene, inchiostri speciali, ecc. L'NVP può essere preparato mediante la reazione di α-pirrolidone e acetilene e quindi polimerizzato per ottenere PVP. Il PVP ha un'eccellente solubilità, bassa tossicità, proprietà filmogene e una superficie complessante. Grazie alla sua attività e stabilità chimica, è ampiamente utilizzato in medicina, cibo, prodotti chimici quotidiani, rivestimenti, polimerizzazione dei polimeri e altri campi. Ha anche molti usi nel settore tessile, nella stampa e nella tintura, nella fabbricazione della carta, nei materiali fotosensibili, nell'agricoltura e nella zootecnia, ecc.
Shandong Jiuheng Pharmaceutical Technology Co., Ltd. è una moderna impresa emergente che integra ricerca e sviluppo, produzione e vendita di nuovi eccipienti farmaceutici. La produzione annuale dell'azienda di 14.000 tonnellate di nuovi eccipienti farmaceutici PVP utilizza 1,4-butandiolo come materia prima e viene sviluppato in modo indipendente
Reattori di sintesi efficienti e processi di polimerizzazione avanzati riducono la pressione e la temperatura di reazione, accorciando i tempi di reazione, il che comporta anche requisiti di controllo più stabili e di maggiore precisione per il controllo della produzione. Questo progetto utilizza il sistema Hangzhou UW500 per controllare l'intero
Il processo di produzione è controllato. Il sistema di controllo distribuito UW500 è stato ampiamente utilizzato nel campo dell'automazione. L'utilizzo del sistema di controllo distribuito UW500 per monitorare l'intero processo di produzione può migliorare efficacemente la resa del prodotto e migliorarne la stabilità.
Esistono tre metodi principali per la produzione di α-pirrolidone nel mio paese: 1) Metodo Raper: le materie prime acetilene e formaldeide vengono prima fatte reagire per formare 1,4-butindiolo, che viene poi idrogenato in 1,4-butandiolo e convertito in γ-butandiolo. Lattone, quindi reagire con l'ammoniaca per preparare l'α-pirrolidone. 2) Metodo dell'ossidazione del butano ad anidride maleica. 3) Metodo dell'acido cianidrico: la reazione di addizione di acido cianidrico e acrilonitrile produce 1,4-succinonitrile, che viene ridotto ad amminobutirronitrile attraverso idrogenazione parziale, e quindi idrolizzato e ciclizzato in α-pirrolidone. Questo progetto utilizza il primo metodo, che presenta i seguenti vantaggi: (1) Il processo è semplice e le materie prime sono facilmente disponibili. (2) I sottoprodotti generati durante il processo possono essere facilmente trasformati in sottoprodotti, con conseguente minore inquinamento ambientale. (3) Il contenuto del prodotto è elevato. La deidrogenazione dell'1,4-butandiolo viene utilizzata per produrre prodotti γ-butirrolattone. Utilizzando il processo di deidrogenazione catalitica in fase gassosa,
Cioè, dopo che la materia prima 1,4-butandiolo è stata gassificata, la reazione di deidrogenazione viene effettuata con l'aiuto di un catalizzatore di deidrogenazione. La maggior parte della materia prima viene convertita in γ-butirrolattone, una piccola quantità viene convertita in tetraidrofurano, componenti leggeri di butanolo, ecc. e una piccola quantità viene convertita. Senza conversione, ciascuna reazione chimica è la seguente: Dopo la reazione, il γ- purificato il butirrolattone è ottenuto attraverso la torre di rimozione della luce e la torre del prodotto finito. Dopo essere stato miscelato con ammoniaca liquida anidra attraverso il miscelatore della tubazione, entra nel reattore α-P e viene riscaldato ad alta temperatura e alta pressione. L'α-pirrolidone viene preparato reagendo nelle condizioni. Dopo la reazione, l'α-pirrolidone purificato viene ottenuto attraverso molteplici processi quali deaminazione, decomposizione e disidratazione.
Le due fasi principali nel processo di sintesi dell'α-pirrolidone mediante il metodo Raper sono il processo di idrogenazione e il processo di reazione dell'ammoniaca.
1) La qualità del processo di idrogenazione influisce direttamente sulla resa e sulla qualità del γ-butirrolattone, influenzando così la resa dell'α-pirrolidone. È un anello molto importante nel processo di produzione dell'α-pirrolidone. Comprende principalmente 3 passaggi. Stadi della reazione: vaporizzazione, sintesi, separazione. La reazione di sintesi viene eseguita nello stesso bollitore di sintesi e i materiali di reazione vengono aggiunti in più fasi. Innanzitutto, i materiali 1,4-butandiolo e i materiali ausiliari vengono immessi contemporaneamente nel bollitore di sintesi per avviare la reazione di depolimerizzazione. Una volta completata la reazione, l'idrogeno viene aggiunto passo dopo passo per avviare la reazione di addizione. Dopo un periodo di tempo, quando la temperatura di reazione raggiunge il valore specificato, aggiungere un'alta concentrazione di idrogeno. Questa è una forte reazione esotermica. Mentre la reazione continua, la temperatura nel bollitore continua a salire, formando un feedback positivo. Se il corrispondente calore di reazione non può essere rimosso in tempo, si verificherà un fenomeno di "volatura della temperatura", che porterà ad un aumento delle reazioni collaterali. , riducendo notevolmente il tasso di recupero del γ-butirrolattone. Man mano che la reazione si completa gradualmente. La velocità di reazione rallenta e il rilascio di calore è notevolmente ridotto. A questo punto, se il calore di reazione viene rimosso troppo, la reazione sarà incompleta, quindi il processo richiede un controllo rigoroso della temperatura di reazione di condensazione.
2) La reazione di addizione dell'ammoniaca è un altro anello molto importante nel processo di produzione dell'α-pirrolidone. Subisce principalmente preelaborazione, sintesi, separazione e altri processi. Il processo di aggiunta dell'ammoniaca è la seconda fase nel processo di produzione dell'α-pirrolidone. Dopo che il liquido di alimentazione sintetico ottenuto dal processo di sintesi è entrato nel reattore di pretrattamento, poiché la precedente reazione di idrogenazione è stata effettuata ad alta temperatura e alta pressione, ne verranno inevitabilmente prodotti molti. Questo è un sottoprodotto, quindi prima di aggiungere ammoniaca, le impurità che potrebbero influenzare questa reazione devono essere rimosse in anticipo. Si tratta di aggiungere un solvente organico come estraente per separare il γ-butirrolattone dal prodotto sintetico. Successivamente, entra nel processo di sintesi. Quando il γ-butirrolattone viene aggiunto all'ammoniaca liquida, all'inizio della reazione verrà generata una grande quantità di calore. Questo calore di reazione deve essere elaborato in modo tempestivo. A causa della grande inerzia termica, è necessario evitare il superamento della temperatura. Una volta completato il processo di aggiunta dell'ammoniaca, si accede al processo successivo. Poiché è farmaceutico, la purezza dell'α-pirrolidone deve essere molto elevata. Successivamente, deve passare attraverso diversi processi di distillazione e purificazione, che richiedono tutti un controllo molto preciso. Dal processo di reazione si può vedere che l'intera aggiunta di ammoniaca coinvolge anche il processo di riscaldamento, raffreddamento e conservazione del calore e che il processo di aggiunta di ammoniaca richiede molto tempo. Durante il processo di aggiunta dell'ammoniaca, ci sono anche requisiti più elevati per la temperatura nel bollitore, quindi questa parte I compiti principali sono il controllo quantitativo dell'acqua di ammoniaca, il controllo della temperatura durante il processo di aggiunta dell'ammoniaca e l'ottimizzazione del tempo di aggiunta dell'ammoniaca.
Figura: sezione della reazione di idrogenazione
Figura: sezione della reazione di sintesi
Figura: parte dell'algoritmo di controllo della temperatura
Questo progetto prevede una sala di controllo centrale. L'apparecchiatura host del sistema, la stazione di ingegneria e la stazione operativa sono installate nella sala di controllo centrale. In base ai requisiti di controllo e gestione della produzione, vengono allestite la stazione di ingegneria, la stazione operativa e la stazione di controllo in loco. Sono generalmente suddivisi in stazioni di controllo in loco sintetiche, stazione di controllo in loco α-butirrolattone, stazione di controllo in loco per recupero α-p e stazione di controllo in loco di ingegneria pubblica.
Da quando questo progetto è stato messo in funzione con il sistema di controllo distribuito UW500, ha funzionato senza problemi con risultati notevoli. Il tasso di stabilità operativa e la qualità del prodotto sono stati notevolmente migliorati. L'intensità del lavoro dei lavoratori e il consumo di materie prime sono stati notevolmente ridotti, garantendo allo stesso tempo la stabilità del dispositivo. funzionamento sicuro. Migliora direttamente la competitività sul mercato dell'impresa e apporta vantaggi economici molto evidenti all'impresa. Il successo della messa in servizio di questo progetto dimostra che il sistema di controllo distribuito UW500 ha stabilità e affidabilità di alta qualità.
-
