2-피롤리돈으로도 알려진 α-피롤리돈은 중요한 화학 원료입니다. 주로 폴리비닐피롤리돈(PVP) 단량체 N-비닐피롤리돈(NVP)의 원료로 사용됩니다. 또한 의약품 및 수지에 사용되는 고급 용매이기도 합니다. 바닥왁스, 아세틸렌회수, 특수잉크 등의 제조에 사용됩니다. NVP는 α-피롤리돈과 아세틸렌을 반응시켜 제조한 후 중합하여 PVP를 얻을 수 있습니다. PVP는 용해도가 우수하고 독성이 낮으며 필름 형성성 및 복합 표면이 우수하며 활성 및 화학적 안정성으로 인해 의약, 식품, 생활 화학, 코팅, 고분자 중합 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 또한 섬유, 인쇄 및 염색, 제지, 감광성 재료, 농업 및 축산 등 다양한 용도로 사용됩니다.
Shandong Jiuheng Pharmaceutical Technology Co., Ltd.는 새로운 의약품 부형제의 연구 개발, 생산 및 판매를 통합하는 현대 신흥 기업입니다. 회사의 연간 생산량 14,000톤 PVP 신약 부형제 프로젝트는 1,4-부탄디올을 원료로 사용하고 독자적으로 개발했습니다.
효율적인 합성 반응기와 고급 중합 공정은 반응 압력과 온도를 낮추고 반응 시간을 단축하며, 이는 또한 생산 관리를 위한 더 높은 정밀도와 안정적인 제어 요구 사항을 제시합니다. 이 프로젝트는 Hangzhou UW500 시스템을 사용하여 전체를 제어합니다.
생산 공정이 통제됩니다. UW500 분산 제어 시스템은 자동화 분야에서 널리 사용되었습니다. UW500 분산 제어 시스템을 사용하여 전체 생산 공정을 모니터링하면 제품 수율을 효과적으로 향상시키고 제품 안정성을 높일 수 있습니다.
우리나라에서 α-피롤리돈을 생산하는 방법은 크게 세 가지가 있습니다. 1) 라퍼(Raper) 방법: 원료인 아세틸렌과 포름알데히드를 먼저 반응시켜 1,4-부틴디올을 생성한 다음 이를 수소화하여 1,4-부탄디올로 전환합니다. γ-부탄디올로. 락톤과 암모니아를 반응시켜 α-피롤리돈을 제조합니다. 2) 부탄을 무수 말레산으로 산화시키는 방법. 3) 시안화수소법: 시안화수소산과 아크릴로니트릴의 첨가 반응으로 1,4-숙시노니트릴이 생성되고, 이는 부분 수소화를 통해 아미노부티로니트릴로 환원된 후 가수분해되어 α-피롤리돈으로 고리화됩니다. 본 프로젝트는 첫 번째 방법을 사용하는데 다음과 같은 장점이 있습니다. (1) 공정이 간단하고 원자재를 쉽게 구할 수 있습니다. (2) 공정 중 발생하는 부산물을 부산물로 쉽게 가공할 수 있어 환경오염이 적다. (3) 제품 함량이 높습니다. 1,4-부탄디올의 탈수소화는 γ-부티로락톤 제품을 생산하는 데 사용됩니다. 기상촉매 탈수소화 공정을 이용하여,
즉, 원료인 1,4-부탄디올을 가스화한 후, 탈수소 촉매의 도움으로 탈수소 반응을 진행시킨다. 원료의 대부분은 γ-부티로락톤으로 전환되고, 소량은 테트라히드로푸란, 부탄올 경질 성분 등으로 전환되며, 소량은 전환되지 않고 각각의 화학반응은 다음과 같다. 반응 후 정제된 γ- 광제거탑과 완제품탑을 거쳐 부티로락톤을 얻는다. 파이프라인 믹서를 통해 무수 액체 암모니아와 혼합된 후 α-P 반응기로 들어가 고온 고압에서 가열됩니다. α-피롤리돈은 다음 조건에서 반응하여 제조됩니다. 반응 후, 탈아미노화, 분해, 탈수 등 여러 과정을 거쳐 정제된 α-피롤리돈을 얻습니다.
Raper 방법으로 α-피롤리돈을 합성하는 과정의 두 가지 주요 단계는 수소화 공정과 암모니아 반응 공정입니다.
1) 수소화 공정의 품질은 γ-부티로락톤의 수율과 품질에 직접적인 영향을 미쳐 α-피롤리돈의 수율에 영향을 미칩니다. α-피롤리돈 생산 과정에서 매우 중요한 연결고리입니다. 그것은 주로 3단계를 포함한다. 반응 단계: 기화, 합성, 분리. 합성 반응은 동일한 합성 주전자에서 수행되며 반응 물질은 단계적으로 추가됩니다. 먼저, 원료인 1,4-부탄디올과 부원료를 합성솥에 동시에 투입하여 해중합 반응을 시작합니다. 반응이 완료된 후 단계적으로 수소를 첨가하여 첨가반응을 시작한다. 일정 시간 후 반응 온도가 지정된 값에 도달하면 고농도 수소를 추가합니다. 이것은 강한 발열 반응입니다. 반응이 계속됨에 따라 주전자의 온도가 계속 상승하여 긍정적인 피드백을 형성합니다. 해당 반응열을 제때 제거하지 못하면 '온도 플라이' 현상이 일어나 부반응이 급증하게 된다. , γ-부티로락톤의 회수율을 크게 감소시킨다. 반응이 점차적으로 완료됨에 따라. 반응 속도가 느려지고 열 방출이 크게 감소합니다. 이때, 반응열을 너무 많이 제거하면 반응이 불완전해지기 때문에 축합반응 온도를 엄격하게 제어해야 하는 공정이다.
2) 암모니아 첨가 반응은 α-pyrrolidone 생산 과정에서 또 다른 매우 중요한 연결 고리입니다. 주로 전처리, 합성, 분리 및 기타 공정을 거칩니다. 암모니아 첨가 공정은 α-피롤리돈 생산 공정의 두 번째 단계입니다. 합성공정에서 얻은 합성원료액이 전처리 반응기에 들어간 후, 이전의 수소화 반응이 고온, 고압에서 진행되었기 때문에 필연적으로 많은 양이 생성되게 된다. 이는 부산물이므로 암모니아를 첨가하기 전, 본 반응에 영향을 줄 수 있는 불순물을 미리 제거해야 합니다. 이는 합성제품에서 γ-부티로락톤을 분리하기 위해 추출용매로 유기용매를 첨가하는 것이다. 그 후 합성과정에 들어갑니다. 암모니아액에 γ-부티로락톤을 첨가하면 반응 초기에 많은 양의 열이 발생한다. 이 반응열은 적시에 처리되어야 합니다. 열 관성이 크기 때문에 온도 오버슈트를 피하는 것이 필요합니다. 암모니아 첨가 공정이 완료되면 다음 공정으로 들어갑니다. 의약품이기 때문에 α-피롤리돈의 순도가 매우 높아야 합니다. 그 후에는 여러 가지 증류 및 정제 과정을 거쳐야 하며, 이 모든 과정에는 매우 정밀한 제어가 필요합니다. 전체 암모니아 첨가에도 가열, 냉각 및 보온 과정이 포함되며 암모니아 첨가 과정에 오랜 시간이 걸린다는 것을 반응 과정에서 알 수 있습니다. 암모니아 첨가 공정 중에 주전자의 온도에 대한 요구 사항도 높으므로 이 부분의 주요 작업은 암모니아수의 정량 제어, 암모니아 첨가 공정 중 온도 제어 및 암모니아 첨가 시간 최적화입니다.
그림: 수소화 반응 섹션
그림: 합성 반응 섹션
그림: 온도 제어 알고리즘의 일부
이 프로젝트에는 중앙 제어실이 있습니다. 시스템 호스트 장비, 엔지니어링 스테이션 및 운영 스테이션은 중앙 제어실에 설치됩니다. 생산 제어 및 관리 요구 사항에 따라 엔지니어링 스테이션, 운영 스테이션 및 현장 제어 스테이션이 설정됩니다. 일반적으로 합성 현장 제어 스테이션, α-부티로락톤 현장 제어 스테이션, α-p 회수 현장 제어 스테이션 및 공공 엔지니어링 현장 제어 스테이션으로 구분됩니다.
본 프로젝트는 UW500 분산제어 시스템을 활용하여 운영된 이후 순조롭게 진행되어 놀라운 성과를 거두었습니다. 작동 안정성과 제품 품질이 크게 향상되었습니다. 작업자의 노동 강도와 원자재 소비가 크게 감소하는 동시에 장치의 안정성도 보장됩니다. 안전한 작동. 이는 기업의 시장 경쟁력을 직접적으로 향상시키고 기업에 매우 분명한 경제적 이익을 제공합니다. 이 프로젝트의 성공적인 시운전은 UW500 분산 제어 시스템이 높은 품질의 안정성과 신뢰성을 갖추고 있음을 보여줍니다.
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