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Preparación de Laboratorio de Caprolactama ¿Por qué el producto se acompaña de cristales marrones?

caprolactama; ε-caprolactama; caprolactama

Cantidad de datos estándar nacional-

Casno. 105-60-2

Fórmula molecular c6h 11NO; Amoníaco (CH2) 5CO

Peso molecular 113,18

El cristal blanco es 0,67 kpa/122 ℃; ; punto de inflamación 110 ℃; punto de fusión 68 ~ 70 ℃; punto de ebullición 270 ℃; soluble en agua, la mayoría de los disolventes orgánicos como etanol, éter y cloroformo; densidad relativa (agua = 1) 1,05 (solución acuosa al 70%). ); estabilidad: Estable; señal de peligro; usos principales: utilizado en la preparación de resina de caprolactama, fibra de caprolactama y cuero artificial, y también como materia prima farmacéutica.

2. Impacto sobre el medio ambiente

1. Peligros para la salud

Vías de invasión: inhalación, ingestión, absorción percutánea.

Riesgos para la salud: La exposición frecuente a este producto puede provocar síndrome de insuficiencia renal. Además, puede provocar hemorragias nasales, sequedad nasal, inflamación del tracto respiratorio superior y acidez de estómago. Este producto puede causar daños en la piel, como piel seca, estrato córneo engrosado, piel agrietada, descamación, etc. , puede causar dermatitis sistémica y se absorbe fácilmente a través de la piel.

En segundo lugar, datos toxicológicos y comportamiento ambiental.

Toxicidad: baja toxicidad. Venenos espasmódicos y toxinas citoplasmáticas. Se utiliza principalmente en el sistema nervioso central, especialmente en el tronco del encéfalo, y puede provocar daños en los órganos.

Toxicidad aguda: Rata LD501 155 mg/kg (por vía oral); 70 g (dosis letal por vía oral)

Toxicidad subaguda y crónica: Ratas después de la administración oral de 500 mg/kg × 6 meses, cuerpo cambios de peso y fase sanguínea, daño patológico al cerebro; la inhalación de 61 mg/m3, inflamación del tracto respiratorio superior y sensación de ardor en el estómago; la inhalación de 17,5 mg/m3 en humanos puede causar síndrome de envejecimiento y daño a la piel; menos de 10 mg/m3× El síndrome de deficiencia renal ocurre en 3 a 10 años.

Características peligrosas: Existe peligro de quemarse cuando se expone a altas temperaturas, llamas abiertas o contacto con oxidantes. Se descompone con las altas temperaturas, produciendo óxidos de nitrógeno tóxicos. El polvo y el aire pueden formar una mezcla explosiva. Cuando alcanza una determinada concentración, explotará al encontrar chispas.

Productos de la combustión (descomposición): monóxido de carbono, dióxido de carbono y óxidos de nitrógeno.

3. Método de monitoreo de emergencia in situ

4. Método de monitoreo de laboratorio

Determinación del contenido de caprolactama en el aire: Si el producto tiene polvo en el aire , Recogido por filtro; si se vaporiza, recogido por tubo de muestreo de impacto y analizado por cromatografía gas-líquido.

5. Normas medioambientales

La concentración máxima permitida de sustancias nocivas en el aire del taller de China (TJ36-79) es de 10 mg/m3.

La concentración máxima permitida de sustancias nocivas en el aire de las zonas residenciales de la antigua Unión Soviética (1977) era de 0,06 mg/m3 (valor máximo, promedio diurno y nocturno).

La concentración máxima permitida de sustancias nocivas en las fuentes de agua potable de mi país (que se promulgará próximamente) es de 3,0 mg/L (calculado como DBO).

La concentración máxima permitida de sustancias nocivas en el agua potable y en el agua recreativa en la antigua Unión Soviética (1978) es de 1,0 mg/L/L.

La concentración umbral olfativo es de 0,3mg/m3.

6. Tratamiento de emergencia y métodos de eliminación

1. Tratamiento de emergencia de la fuga

Aislar el área contaminada con la fuga, colocar señales de advertencia a su alrededor y cortarla. la fuente del fuego. El personal de emergencia debe usar aparatos respiratorios autónomos y ropa de protección química. No entrar en contacto directo con el material derramado, recogerlo en un recipiente seco, limpio y tapado con una pala limpia y transportarlo a un sitio de disposición de residuos. Si hay una gran cantidad de fuga, recójala y recíclela o deséchela después de un tratamiento inofensivo.

2. Medidas de protección

Protección del sistema respiratorio: Usar un respirador de máscara cuando la concentración en el aire exceda el estándar. Se debe usar un aparato de respiración autónomo durante el rescate o escape de emergencia.

Protección de los ojos: Usar gafas de seguridad química.

Ropa de protección: Usar mono.

Protección de las manos: Usar guantes de goma.

Otros: Tomar una ducha y cambiarse de ropa después de salir del trabajo. Presta atención a la higiene personal.

Terceros, primeros auxilios

Contacto con la piel: Quitar la ropa contaminada y aclarar abundantemente con abundante agua corriente.

Contacto con los ojos: Abrir inmediatamente los párpados superior e inferior y aclarar con abundante agua corriente o suero fisiológico. Consulta a un médico.

Inhalación: Abandonar el lugar y dirigirse a un lugar con aire fresco. Consulta a un médico.

Ingestión accidental: Enjuagar la boca tras la ingestión accidental, dar leche o clara de huevo y acudir al médico.

Métodos de lucha contra incendios: agua nebulizada, espuma, dióxido de carbono, polvo seco, arena.

[Editar este párrafo] Proceso de producción de caprolactama

En 1943, una empresa alemana realizó la producción industrial de caprolactama mediante el método de síntesis de ciclohexanona-hidroxilamina (ahora denominado método de la oxima). . Con el desarrollo de la industria de las fibras sintéticas, la demanda de caprolactama ha aumentado y han surgido muchos métodos de producción nuevos. El método del tolueno (también llamado método Snia) apareció uno tras otro; el método de fotonitrosación (también llamado método PNC); El método de amoxidación de ciclohexanona recientemente desarrollado ha atraído la atención de la gente porque no requiere oximación de ciclohexanona con hidroxilamina durante el proceso de producción y el proceso es simple.

Entre los métodos de producción industrial de caprolactama, el método de la oxima seguía siendo el método más utilizado en la década de 1980, y su producción representaba la gran mayoría de la producción de caprolactama. El método del tolueno tiene ciertas perspectivas de desarrollo debido a sus ricos recursos de tolueno y su bajo costo de producción. Por diversas razones, otros métodos de producción aún no se han vuelto populares. Por ejemplo, entre los métodos que utilizan ciclohexano como materia prima, el método PNC tiene las ventajas de un proceso corto y materias primas baratas; sin embargo, consume mucha energía y provoca una corrosión grave del equipo;

En el proceso de producción de caprolactama, el sulfato de amonio a menudo se produce como subproducto. Sin embargo, debido al sulfato de amonio no vendible, la reducción o eliminación del sulfato de amonio subproducido se ha convertido en un factor importante en la evaluación. La economía de la producción industrial de caprolactama.

Método de oxima: Los principales pasos de producción de varios métodos de oxima son los siguientes:

El método de síntesis de hidroxilamina raschi (desarrollado por una empresa francesa) utiliza dióxido de azufre para reducir el nitrito de amonio para generar disulfonato de hidroxilamina (abreviado como disulfonato), el dihidrato luego se hidroliza para formar sulfato de hidroxilamina. El sulfato de hidroxilamina reacciona con la ciclohexanona a 80 ~ 110 °C para formar oxima de ciclohexanona y ácido sulfúrico, que luego se neutralizan con agua con amoníaco al 25 % hasta un pH de aproximadamente 7, y las soluciones de oxima y sulfato de amonio se separan en capas.

El método HPO (desarrollado por la Compañía Minera Nacional Holandesa) se desarrolló rápidamente en la década de 1980. El método HPO utiliza un catalizador de paladio como portador sobre carbón activado o alúmina, hidrogena iones nitrato en sales de hidroxilamina en una solución tampón de fosfato y lo oxima con ciclohexanona en un disolvente de tolueno.

El método HPO combina la síntesis de hidroxilamina y el proceso de oximación. No hay subproducto sulfato de amonio en el proceso de oximación. Después de agregar ácido nítrico al líquido residual de la reacción, se puede devolver al proceso de hidrogenación del ion nitrato para su reciclaje.

El método de reducción del óxido nítrico (desarrollado por Invenda Research Patent Company de Suiza y BASF de Alemania) utiliza un catalizador de platino (ver catalizador metálico) para hidrogenar el óxido nítrico en ácido sulfúrico diluido. Este método tiene menos sulfato de amonio como subproducto, pero requiere una alta pureza de las materias primas y requiere un proceso de recuperación de catalizador adicional. Rara vez se utiliza en la actualidad.

La oxima de reordenamiento de Beckmann sufre una reacción de translocación en ácido sulfúrico fumante a 80 ~ 110 ℃, con un rendimiento del 97 % ~ 99 %. Neutralizar el producto con agua amoniacal al 13%.

La neutralización produce una solución cruda de caprolactama (también conocida como petróleo crudo) y sulfato de amonio. Para eliminar el subproducto sulfato de amonio producido por la translocación, la Compañía Minera Nacional Holandesa desarrolló un método de reciclaje de ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico del producto de transposición se neutraliza para generar bisulfato de amonio y luego la caprolactama se extrae con un disolvente. El bisulfato de amonio se piroliza en dióxido de azufre y el dióxido de azufre se convierte en ácido sulfúrico fumante para su reciclaje. Los métodos de transposición sin subproducto sulfato de amonio incluyen el método de transposición en fase gaseosa, el método de resina de intercambio iónico y el método de separación por electrodiálisis.

[Editar este párrafo] Purificación de caprolactama

En diversos métodos de producción de caprolactama, es necesario purificar la caprolactama. Los métodos generales de refinación incluyen: refinación química (oxidación de permanganato de potasio, hidrogenación catalítica, etc.), extracción, recristalización, resina de intercambio iónico, destilación al vacío, etc. Para obtener productos de alta pureza, en la industria generalmente se combinan varios métodos para el refinado conjunto.

Método del tolueno

El tolueno se oxida en ácido benzoico bajo la acción de un catalizador de sal de cobalto; la temperatura de reacción es de 160 ~ 170 °C, la presión es de 0,8 ~ 1,0 MPa y la presión es de 0,8 ~ 1,0 MPa. la tasa de conversión es de aproximadamente el 30 %, el rendimiento es del 92 % del valor teórico. El ácido benzoico se hidrogena en fase líquida utilizando un catalizador de paladio sobre un portador de carbón activado para generar ácido hexahidrobenzoico, la temperatura de reacción es de 170 °C, la presión es de 1,0 ~ 1,7 MPa, la tasa de conversión es del 99 % y el rendimiento es de casi 100; %. En el ácido sulfúrico fumante, el ácido hexahidrobenzoico reacciona con el ácido nitrosil sulfúrico para formar caprolactama, que se neutraliza con amoníaco. La tasa de conversión es del 50% y la selectividad es del 90%. Para reducir o eliminar el subproducto sulfato de amonio, se desarrollaron un método mejorado de subproducto de sulfato de amonio reducido a la mitad y un método de subproducto libre de sulfato de amonio.