3,5-二氯苯胺结晶分离的基础及精制研究

摘要

3，5-二氯苯胺是一种重要的有机化工原料及农药中间体，主要用于农药、医药、染料等工业。随着3，5-二氯苯胺在医药、农药、染料等领域的广泛应用及其后续产品的不断开发，3，5-二氯苯胺的市场缺口越来越大。目前，国内外一般采用对（邻）硝基苯胺氯化氨化法生成3，5-二氯苯胺。在氯化胺化过程中会产生1，3，5-三氯苯等副产物，副产物的存在限制了3，5-二氯苯胺的应用，因此研究3，5-二氯苯胺的分离纯化具有重要的现实意义。采用结晶法是精制3，5-二氯苯胺的一种有效方法，那么3，5-二氯苯胺和1，3，5-三氯苯的溶解度等基础数据对分离3，5-二氯苯胺和1，3，5-三氯苯具有重要的价值，但是国内外对其基础物性研究报道较少。本文对结晶法分离3，5-二氯苯胺和1，3，5-三氯苯进行了基础研究。此外对某企业的样品进行了初步的分离纯化。
　　采用DSC测定了3，5-二氯苯胺和1，3，5-三氯苯的熔点和熔融焓，以及3，5-二氯苯胺-1，3，5-三氯苯体系的二元熔融相平衡数据。实验结果表明该二元体系为简单低共熔体系，低共熔组分为0.6038（3，5-二氯苯胺的摩尔分数），低共熔温度为310.85K，并用Wilson、NRTL方程进行计算和关联，得到方程的各参数以及均方根偏差，Wilson，NRTL方程关联效果较好，偏差较小。
　　采用平衡法测定了278.15 K-303.15 K温度范围内3，5-二氯苯胺在不同比例甲醇+水溶液、乙醇+水溶液中的溶解度数据以及283.15 K-308.15 K温度范围内1，3，5-三氯苯在不同比例甲醇+水溶液、乙醇+水溶液中的溶解度数据;测定了283.15 K-308.15 K温度范围内3，5-二氯苯胺和1，3，5-三氯苯在甲苯、环己烷、乙酸乙酯、丙酮、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇中的溶解度数据。采用Apelblat方程、λh方程、Wilson方程和NRTL方程对溶解度-温度关系进行关联，得到了相应的方程参数、相对偏差、均方根偏差。从计算所得的相对偏差和均方根偏差可以看出Apelblat方程更加适用于对3，5-二氯苯胺和1，3，5-三氯苯在不同溶剂中的溶解度-温度关系的关联，从而可以说明Apelblat方程更加适用于3，5-二氯苯胺和1，3，5-三氯苯结晶分离的工程计算。
　　采用湿渣法测定了在283.15K和293.15K温度下1，3，5-三氯苯-3，5-二氯苯胺-环己烷三元体系溶解度数据，以及在283.15K、293.15K和303.15K温度下1，3，5-三氯苯-3，5-二氯苯胺-甲苯三元体系溶解度数据，并测定溶液达到平衡时液相的密度。采用NRTL和Wilson方程对三元体系溶解度数据进行关联，模型计算值与实验值相差不大，吻合很好。
　　以80％（甲醇体积分数）的甲醇+水混合液作为溶剂，对溶剂结晶法精制3，5-二氯苯胺过程进行了初步研究，考察了溶剂量与样品量液固比和养晶时间对产品收率和纯度的影响，此外确定了精制3，5-二氯苯胺的工艺线路并对该工艺路线进行了初步的成本核算。

目录

摘要

第1部分 前言

1．1 3，5-二氯苯胺的研究发展现状

1．1．1 3，5-二氯苯胺的性质及用途

1．1．2 3，5-二氯苯胺的合成方法

1．1．3 3，5-二氯苯胺的分离方法

1．2 结晶分离的分类和应用

1．2．1 结晶的分类

1．2．2 结晶的应用

1．3 固液相平衡的测定及关联

1．3．1 固液相平衡的测定方法

1．3．2 固液相平衡的关联方法

1．4 课题的研究意义及内容

第2部分 3，5-二氯苯胺-1，3，5-三氯苯熔融相平衡研究

2．1 实验原理

2．2 实验过程

2．2．1 药品与仪器

2．2．2 样品的配制

2．2．3 实验操作

2．3 实验结果

2．4 液固熔融相平衡的计算与关联

2．5 小结

第3部分 3，5-二氯苯胺和1，3，5-三氯苯溶解度的测定和关联

3．1 实验部分

3．1．1 实验仪器及药品

3．1．2 实验分析方法

3．1．3 实验步骤

3．1．4 相平衡装置图

3．2 实验结果与讨论

3．2．1 3，5-二氯苯胺在甲醇+水、乙醇+水溶液中的溶解度

3．2．2 1，3，5-三氯苯在甲醇+水、乙醇+水溶液中的溶解度

3．2．3 3，5-二氯苯胺和1，3，5-三氯苯分别在八种有机溶剂中的溶解度

3．3 溶解度数据的计算与关联

3．4 小结

第4部分 3，5-二氯苯胺-1，3，5-三氯苯的相平衡及相图研究

4．1 实验原理

4．2 实验部分

4．2．1 实验仪器及药品

4．2．2 实验步骤

4．3 结果与讨论

4．3．1 1，3，5-三氯苯-3，5-二氯苯胺-环己烷体系相平衡

4．3．2 1，3，5-三氯苯-3，5-二氯苯胺-甲苯体系相平衡

4．4 三元相图溶解度的计算

4．4．1 1，3，5-三氯苯-3，5-二氯苯胺-环己烷三元体系相平衡计算

4．4．2 1，3，5-三氯苯-3，5-二氯苯胺-甲苯三元体系相平衡计算

4．5 小结

第5部分 3，5-二氯苯胺精制工艺初步研究

5．1 实验部分

5．1．1 结晶溶剂的选择

5．1．2 实验操作

5．2 实验结果与讨论

5．2．1 溶剂量与样品量液固比对3，5-二氯苯胺纯度与收率的影响

5．2．2 养晶时间对3，5-二氯苯胺纯度与收率的影响

5．3 3，5-二氯苯胺精制工艺流程

5．4 成本初步核算

5．4．1 项目概况

5．4．2 主要原辅材料消耗定额

5．4．3 项目方案设计

5．4．4 投资概算

5．4．5 财务分析

5．4．6 各项财务指标分析

5．4．7 盈亏平衡分析

5．4．8 投资回收期

5．5 小结

第6部分 结论

参考文献

攻读硕士学位期间科研成果

致谢

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