冯维春山东省化工研究院山东省水相有机合成及高效清洁分离工程技术研究中心水相有机合成及清洁分离技术 在化学工业中的应用2016.10.17安 全 系 数 低环 境 污 染 重生 产 能 耗 高产 品 品 质 低研究背景绿色化工已列入国家中长期发展重点方向国家十三五规划提出“绿色发展理念”在2016年G20峰会强调“坚定不移推动绿色发展，谋求更佳质量效益”现代技术传统产业水相合成清洁分离绿色化安全化智能化无人化技术换代产业升级研究思路甜菜碱水相合成新工艺1糠醛制备新工艺2草甘膦合成新工艺3盐酸羟胺水相合成新工艺42,4-D制备新工艺5研究内容1、甜菜碱水相合成新工艺传统工艺存在问题01离子交换树脂法 成本高，废盐（NaCl）、废水量大，环境污染严重02电渗析法三废量大，生产设备要求高，操作复杂、不易掌握03脱水法 产品纯度低（含氯化钠4%左右）1、甜菜碱水相合成新工艺Text 裂解水+甜菜碱 酯盐酸盐甜 菜 碱氯代烷烃氯代烃氯 代 烃新工艺技术流程电渗析浓缩结晶冷却蒸馏气相冷却分层水 层水和 母液1、甜菜碱水相合成新工艺1突破1甜菜碱水相合 成无盐新技术2突破2水和母液循环 套用新技术3突破3氯代烷清洁制 备新技术创建了甜菜碱水相合成新工艺，产品纯度高，变废盐为高附加值的氯代烃，水和母液循环套用，污染物零排放2、糠醛制备新工艺传统工艺存在问题01无机酸作催化剂易发生氧化、碳化反应，对设备腐蚀严重，废酸、废水废气量大，环境污染严重02产率低，原料利用低（1吨产品需9吨多玉米芯）03高温精制过程易发生歧化反应，精制率低催化剂法：酸催化、无机盐法、金属氧化物法、固体酸催化剂等两步法：戊聚糖水解为戊糖，戊糖脱水环化生成糠醛2、糠醛制备新工艺Text 破碎压滤水玉米芯糠醛水解新工艺技术流程滤 液环化 糠醛毛醛酸蒸馏前馏 分环化 釜底滤 饼洗涤排渣燃烧蒸汽洗涤 水创建糠醛制备新工艺，产品收率高（生产1吨产品需6吨玉米芯），实现污染物零排放2、糠醛制备新工艺突破2突破4 突破3突破1催化水解制备 木糖新技术环化制备糠醛 新技术水和母液循环 套用新技术糠醛精制新 技术3、草甘膦合成新工艺传统工艺亚磷酸烷基酯法亚氨基二乙酸法存在问题原子利用率低、转化率低（75%左右）、废酸量大、三废量大3、草甘膦合成新工艺新工艺技术流程羟甲 基化甘氨酸脱水 环化胺甲 基化水解甲醛亚磷酸草甘膦3、草甘膦合成新工艺创建了草甘膦合成新工艺，原子利用率高，收率90%，全程水相，无污染物排放，实现绿色环保甘氨酸环化新技术（羟甲基）哌嗪-2,5-二酮阻聚新技术双膦酸酯高效催化水解新技术草甘膦的水相合成新技术新工艺传统工艺4、盐酸羟胺水相合成新工艺存在问题 原料毒性大（硫酸二甲酯） 操作条件苛刻 产品收率低（56%） 三废量大（废盐2t/t，废水16t/t，废气54m3/t)4、盐酸羟胺水相合成新工艺Text 肟化分 液羰基化合物盐酸羟胺催化剂 分离新工艺技术流程除氨 除氧水解浓缩双 氧 水氨 水相有机相气提水处理催化剂羰基化合物母液结晶4、盐酸羟胺水相合成新工艺突破2突破4 突破3突破1水相氨肟化 新技术肟化反应液一步 除氨除氧技术肟水解制备盐 酸羟胺技术水解母液净化 及回用技术创建催化氨肟化-肟水解合成新工艺，原子利用率高，操作条件温和，三废理论零排放5、2,4-D制备新工艺传统工艺存在问题 氯乙酸消耗量大（氯乙酸1.1t/t） 废盐、废水量大（废盐1.2t/t，废水15t/t） 产品颜色重、酚味大5、2,4-D制备新工艺KOHTextText 缩合中和 脱水碱洗分层有机 相水 相TextText离心脱水萃取酸化氯化钾TextText精馏水解2,4-D 酯脱溶新工艺技术流程Text离心结晶2,4二氯苯酚2,4-D母液浓缩母液氯乙酸 甲酯稀甲醇5、2,4-D制备新工艺1突破12,4-二氯苯氧 乙酸甲酯制备 新技术2突破22,4-D甲酯催 化水解制备 2,4-D新技术3突破3低浓度甲醇水 相合成氯乙酸 甲酯循环套用 新技术创建2,4-D制备新工艺，产品收率98%，纯度99.5%，解决酚味重的问题，变废盐为高附加值的氯化钾，实现污染物零排放谢谢谢谢