王玉镯

山东华鲁恒升化工股份有限公司

N，N-二甲基甲酰胺的生产与应用

王玉镯

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采用萃取一精馏的方法回收废水中DMF的新的工艺，选取了适宜的萃取剂((CHCl3)，研究了相比，萃取时间和静置时间分别对萃取效果的影响。探讨了萃取以后萃取相溶解水对萃取过程的影响，以及萃余相溶解氯仿对萃取过程的影响。实验结果表明适宜的操作条件是相比(氯仿//DMF)是3，萃取时间是l0min，静置时间是1Omin。在此条件下，选用五级错流萃取法回收废水中DMF时萃取率可达91%，初步设计了工业化萃取一精馏回收DMF的工艺流程。

N，N-二甲基甲酰胺；生产；工艺应用

选取的把碳催化剂作为负载型金属催化剂对甲酸分解具有明显的催化作用，此种催化剂的用量为1.7%时，分解率为87%，重点考察了该催化剂在不同反应温度，催化剂用量以及重复使用后的催化效果，结果表明该种催化剂的催化效果明显，催化剂还可重复使用，通过进一步的研究能将其应用到DMF回收工艺实际的生产过程中，具有重要的实际指导和现实意义。

1 DMF技术的应用

1.1 DMF技术特点

①分子量小，②介电常数高，③而且具备电子给予体的性质，④具备形成配合物的能力，所以它非常地适合用于高分子化合物溶剂和各种盐类，是一种高效、独特、用途广泛的溶剂和反应介质。

1.2 具体应用

1)树脂溶剂。在各种树脂和塑料的生产反应中，用DMF作溶剂一般可以得到高固体含量的溶液。尤其是在乙烯基类型和丙烯酸类型的树脂中，它的溶剂效应更加的显著。

2)聚氨醋涂料系列溶剂。在凝固法中，聚氨醋能够溶解于高纯度DMF中，刷涂法中，DMF还能够适当用稀释剂来稀释，所以DMF还是一种优质涂层的溶剂。

3)用于皮革方面。DMF作为溶剂应用在合成革的制造过程中。染皮革时，当含有DMF4-6%的硫酸盐作为还原染料时，染的皮革色度好，并且均匀，不易退色。

4)在废水回收中的应用

1.物化法。物化法主要依靠吸附、萃取、蒸馏等方法。废水中低浓度的DMF采用活性炭吸附法。利用氯仿、二氯甲烷、1，2一二氯乙烷、二氯苯、苯等等作为萃取剂处理比较高浓度的DMF水溶液。碳酸钙在蒸馏回收DMF时，作为中和剂使用，用以防止DMF的大量分解。

2.生化法。生化法是污水处理中最广泛的技术之一，它繁殖大量的微生物群体悬浮在DMF废水中，达到降解污水中的有机污染物的目的，停止曝气时通过生物絮体与水分离，使污水能够得到净化。培养活性污泥，用二氯甲烷作萃取或者用细菌降解DMF废水等都是目前应用比较广泛的方法。

2 DMF的生产技术介绍

2.1 甲醇脱氢二步法

甲酸甲酯和二甲胺反应，首先是甲醇在反应器反应，脱氢以后生成甲酸甲酷，甲酸甲酷连续的胺化反应，会制成二甲基甲酞胺，产生的二甲基甲酞胺纯度比较高，再经过分离后得到粗产品，粗产品精制后会得到该产品。

该工艺过程：在反应温度是220-280℃，压力选择为常压下。该反应是吸热反应，所以它需外部供给热量。甲醇气化以后，以铜为主体的复合型催化剂上催化脱氢生成了CO和H2。因为产品经过回收分离以后得到的中间产物甲酸甲酯，甲酸甲酯与二甲胺胺化，得到了DMF和粗的甲醇产品，粗产品精制后得到高纯度的DMF。甲醇的单程转化率为25%-35%，甲酸甲酯选择性是85%-92%，一般二甲胺转化率大于95%，DMF的选择性会大于99%，以甲醇为标准来计算总收率约是72%，以二甲胺为标准来计算总收率约是97%。

2.2 甲酸酯化二步法

首先由甲醇和甲酸醇化生成甲酸甲酷，再将40%的二甲胺和甲酸甲酯反应生成甲醇和二甲基甲酞胺。经蒸馏粗产品用于回收甲醇，减压精馏的方法得到二甲基甲酞胺的成品物质。

此种方法落后，生产规模相对较小，得到的产品质量差，况且原料的成本也比较高，资金投入大，还会产生有机废水，会污染环境。

2.3 一步法工艺

此工艺选用的是一氧化碳与二甲胺为反应物，以甲醇钠作为催化剂，它的反应式：

它具体的工艺过程为：反应控制反应压力为1.5-2MPa，温度为110-1150C，将甲醇钠与无水二甲胺加入到环型反应器中，同时还用喷射泵将CO也打入到环型反应器中，因为反应的速度进行的非常快，有一少部分的反应生成物经冷却器冷却以后会导入CO的喷射泵中，会重新返回到环型反应器中。该法的优点是生产工艺紧凑，点是生产设备的投资成本会比较大生产原料成本也比较低，产品纯度也比较高，缺点是投资成本比较大。

2.4 三氯乙醛与二甲胺合成法

一部分的国内企业进行小规模生产都采用了二甲胺与三氯乙醛反应生成二甲基甲酞胺为原料的一步合成法，得到DMF和三氯甲烷两种产品，选用此法主要是该工艺中会同时生成有价值的两种工业产品。但是原料三氯乙醛生产中原料成本比较高，下领腐蚀比较严重。同时国内三氯甲烷的需求量正在不断地减少，此法的经济效益上较差。工业上采用氯油法生产三氯甲烷与三氯乙醛的生产工艺过程中，工艺过程中会生产含有大量的甲酸钙随着生产中的废液一起扔掉，增加了工业生产中三废的处理量，假设生产中采用了二甲胺水溶液法石灰乳做碱解剂，可以在生产三氯甲烷的同时能够生产DMF产品，会更加有效地利用资源。但是，在目前这种方法还只是处于实验和论证的阶段。

2.5 氢氰酸一甲醇法

这种方法是在反应压力是5.9-9.8Mpa，温度是260-2700C，将甲醇和氢氰酸在四氯化钦催化剂作用下反应制备，停留时间是以达到85%左右。目前，在中国抚顺石化研究中心，氢氰酸DMF的收率己经掌握了该技术。

综上所述，DMF的发展前景广阔，开发年产万吨级以上的DMF装置，其产品将具有竞争力。因此，建议有原料优势的厂家采用一步法生产DMF，一方面可进行甲醇等产品的深加工，另一方面又可以高质量的产品、具有竞争力的价格占领未来市场。

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[2] 葛新泉. N，N-二甲基甲酰胺的生产技术与市场分析[J]. 化学工业与工程技术，2002，(04)：10-13+1.