[00141445]光气法制备酰氯新型催化体系的研制

1、课题来源与背景 酰氯是最活泼的酰基化试剂,在有机合成、药物合成等方面都有着重要的应用。近年来,高品质PVC的市场需求越来越大,进而带动了光气法生产的酰氯制备过氧酸酯类PVC助剂的需求。开发高质量酰氯对对促进PVC行业的发展具有重要意义。 国内新癸酰氯、异壬酰氯等用于过氧酸酯类PVC引发剂的生产厂家较少,且均具有产能不足,方法不一、质量差异较大、催化剂催化效率较低、催化剂与光气的加合物遇水易爆炸且难以回收套用等缺点。随着特种酰氯在医药行业中的应用,市场对高纯酰氯的需求越来越大。 我公司是在联合国禁化武注册的光气生产厂家,自产光气,充分利用光气资源优势,做大做强光气下游衍生物是我公司的发展战略之一。本公司是国内光气法制备氯甲酸酯和酰氯的主要生产厂家,在PVC产业链中具有很高的知名度。 结合市场需求、公司光气资源及市场资源优势,特立此项目。 2、技术原理及性能指标 以新癸酸与光气反应制备新癸酰氯为模型反应,筛选不同催化剂对此反应的催化效果。筛选的催化及催化体系为4-二烷基氨基吡啶,4-环烷氨基吡啶及他们的盐酸盐或溴酸盐,以及其催化剂的混合体系,吗啉、哌啶衍生物、DBU盐酸盐及溴氢酸盐等。 筛选的条件包括催化剂种类、反应温度、反应时间、催化剂的用量、光气用量、催化剂的回收与套用、产品的质量标准。 该项目成品外观为无色透明溶液;催化剂用量小于0.1%;产品含量大于99%;色度小于20。 3、技术创新性与先进性 3.1 解决了产品催化剂残留问题。 项目通过进行大量实验,筛选出C5新型催化体系,根据中试情况,及时对生产设备进行改进,实现了催化剂多次循环套用,解决了老工艺产品催化剂夹带问题。催化剂使用量降至老工艺的约1/300,避免了因大量釜残带来的安全隐患及处理成本。 3.2 解决了产品色度偏高的问题。 由于新癸酰氯产品的自身性质的原因,水分、空气及高温均会对产品的色度造成影响。根据客户反馈及对比国外产品指标,为满足高端客户需求,同时将产品质量提高至国际先进水平,特组织攻关小组,通过大量生产数据分析,找准了影响产品色度的关键因素,并针对原因对工艺及生产设备进行调试,目前产品平均色度降至20#以下,低于20#产品占比近97%。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性 该项目具有较好的科学性、先进性和实用性,达到国内领先水平,项目进行期间获得诸多成效： （1）本项目开发出安全、稳定、高效、便于循环使用、易于与产物分离的光气法制备酰氯的催化体系。并成功推广应用于公司多个特种酰氯产品的生产中。 （2）项目开发了稳定的催化光气制备酰氯生产技术。该技术在未增加厂房设备和岗位人员的前提下,实现新癸酰氯产能翻番,催化剂年单耗最低可降至0.065kg/t,为原催化剂的1/300;光气使用量降低了30%;新癸酸单耗降低了近3%;产品质量达到既定标准,且优于市场平均水平。在其他酰氯包括异壬酰氯、异丁酰氯、十八酰氯等均适用。 （3）项目可实现催化剂循环使用,并在一定程度上提高了产品质量,三废排放大幅减少,降低了固体危废和废气的处理压力,同时从根本上解决了老工艺因产生的大量胶黏状催化剂固废残余,需停产下釜清理所造成的生产延误和重大安全隐患,给公司带来了巨大的经济和社会效益。 5、应用情况及存在的问题 根据项目研发结果,以催化制备新癸酰氯为模型开发的新型催化剂有普适性。项目除新癸酰氯外,还开发了包括异壬酰氯、异辛酰氯、异丁酰氯、十八酰氯等特种酰氯的催化制备工艺。 项目期间完成产能3000吨/年酰氯生产线建设,并已投入使用：新癸酰氯产品已实现稳定生产,异壬酰氯生产样品经外部检测和顾客使用,完全达到产品标准和项目初期制定的质量标准。可根据市场随时放量生产;除此之外,异丁酰氯和十八酰氯也成功完成生产线试制,十八酰氯完成企业标准制定。 目前正在将项目技术应用于新庚酰氯、月桂酰氯、间硝基苯甲酰氯等其它特种酰氯研制中。 6、历年获奖情况 获天津市2018年度科学技术进步三等奖;技术获石化联合会石油和化工行业环境保护与清洁生产重点支撑技术称号。