00000合成工艺小试总结报告

*****集团股份有限公司
*****颜料合成工艺小试总结报告
项目名称：*****颜料合成
承担部门：研发部
项目负责人：***
项目组成员：***
报告时间：2017.11
审核人：***
批准人：***
*****集团股份有限公司（盖章）
2017.11.26
目录
1.公司简介与实验背景 (1)
2.*****颜料合成路线的介绍 (2)
2.1溴乙酸乙酯法 (2)
2.2丁二酸二酰胺法 (3)
2.3丁二酸二酯法 (3)
3.实验目的 (4)
4.风险评估、预防措施和异常情况应急处置 (4)
5.实验过程 (4)
5.1 反应机理 (4)
5.2实验仪器 (5)
5.3实验原料 (6)
5.4实验步骤 (6)
6.小试合成工艺 (7)
6.1配料表 (7)
6.2操作步骤 (7)
6.3实验室小试记录 (8)
7.原材料消耗指标 (10)
8.产品质量标准 (10)
9.小试总结 (10)
10.附件 (11)
1.公司简介与实验背景
*****集团股份有限公司，位于*****开发区，占地面积25万平方米，公司现有员工800多人，是国内最大的高性能有机颜料专业研发、制造企业。

已形成各色高性能、环保型有机颜料产品200多种规格。

产品主要应用于中高档涂料、油墨及高分子材料着色领域。

公司系国家级高新技术企业，浙江省人民政府认定的工业行业龙头骨干企业，浙江省创新示范试点企业，拥有国家级企业技术中心，国家的博士后工作站，省级院士专家工作站，省级重点企业研究院等研发平台和以院士、博士、教授级高工领衔，高级工程师、硕士和一大批专业大中专毕业生为技术骨干的技术开发团队，已通过ISO9001质量管理和ISO14001环境管理体系认证。

公司主导产品的核心技术拥有自主知识产权,已拥有授权发明专利15项，参与制定国家标准3项，主持及参与制定行业标准13项。

公司获省部级技术发明二等奖2项。

现有国家重点新产品6项，每年均有4～5只产品被认定为省级工业新产品。

公司建有专门的技术中心大楼，拥有2个新产品中试车间。

研发中心建有高性能有机颜料、经典新型颜料、专用中间体、合成树脂及颜料添加剂研究室及华东理工大学联合实验室，试验测试设备及人员水平处于国内行业领先水平。

*****颜料是目前*****集团生产（生产基地为与*****合资的****有限公司）销售的优秀代表产品。

该颜料性能优异是公认的杂环类高性能有机颜料之一。

该类产品色谱包括橙色、红色和紫色，其色光鲜艳，着色力高，具有优异的耐热、耐气候、耐溶剂、耐迁移等性能，广泛应用于高档涂料、塑料、金属印墨、纤维等着色。

自上世纪八十年代，该产品作为商品颜料推出以来，世界上各大化学公司对其开展了广泛深入的研究，品种不断增多，应用性能不断完善，产量也有大幅度增长。

其中主要的品种集中在 C.I.PR.255、C.I.PR.254、C.I.PR.264三个索引号，索引号又衍生出更多的商品剂型。

由于该类产品合成步骤多，影响因素多，工艺条件大多在高温，催化剂作用下进行，因而从产品开发上讲，该产品是高技术含量产品，开发难度大，成功率低，从产业化角度而言，对设备的要
求高，资金投入量大，所以该产品自问世以来至今，其技术和市场仍然被几家国际跨国公司所垄断，例如瑞士Ciba公司、德国Clariant公司、日本DIC公司等。

现在国内外大多的工业化合成工艺均是以@@@@及其衍生物为起始原料，丁二酸二酯类在一定溶剂、强碱性介质中进行闭环、缩合反应后、水解或者醇解得到目标产物。

其中中间体采用&&&&&&&&这条工艺路线相对比较成熟，被大多数*****颜料生产厂商所采用。

然而，采用丁二酸二酯合成时，存在两个较大的问题：一是在闭环反应过程中，会有疑似致癌物副产物（&&&&&&&&自身闭环）的出现；二是所得颜料的收率较低，一般为86%左右，合成中产生的固废物处理起来难度较大，污染大。

随着国家环保要求的提高以及环保法规的完善，这条工艺路线的环保压力会越来越大，迫切需要进行工艺改进。

采用@@@@@@@@@@@@@替代&&&&&&&&是一个可行办法，整个过程不仅收率明显提高（97-98%），而且也不会有疑似致癌物的产生，是一条真正绿色环保的工艺路线。

2.*****颜料合成路线的介绍
*****系颜料的合成是一个缩合闭环反应，由于反应各阶段生成的中间体无须分离，所以反应可在同一反应器中一次完成。

据文献报道，共有三种合成路线，都是汽巴公司开发，分别是溴乙酸乙酯法、丁二酸二酰胺法和丁二酸二酯法。

2.1溴乙酸乙酯法
+ CN
COOR
COOR
Zn
BrCH2
ROOC
BrZnNH
COOR
BrZnN
O
该反应被前人反复做过研究，结论是合成反应时间长，操作复杂，收率低，使得在工业化过程中会造成诸多不利，故一般不采用。

2.2丁二酸二酰胺法
该方法目前还在进一步的研究之中，主要问题还是机理研究及如何提高收率。

2.3丁二酸二酯法
O
O
CN
+
ROOC
COOR
HN
O
NH
O
NaN
NNa
水解
目前该方法是被认为收率最高的方法，早期的Ciba 公司专利文献报道，该方法的转化率可以达到70%以上，目前行业交流得到的信息，转化率已可到85%左右，早期的Ciba 公司及目前其它几个*****颜料生产商都是采用此法生产，因此本公司进行综合比较后，确定用此路线，需要说明的是，我们是用对%%%%%与@@@@@@@@@@@@@在中以为催化剂完成此反应，而后使用特殊的水解方法，使最终产品达到目标产物的质量要求。

3.实验目的
@@@@@@@@@@@@@合成*****颜料实现了合成工艺的新突破，并优化工艺路线，为中试与工业化扩试准备。

4.风险评估、预防措施和异常情况应急处置
在化学合成实验过程中，实验员需要使用到一些有毒有害、易燃易爆的溶剂及化学试剂，操作一些高速旋转的设备，面临着一定的风险。

为降低事故发生的概率和减少事故造成的伤害，在实验前，必须做到以下几点：①公司和部门应当建立健全实验的安全管理制度，加强对员工的教育和培训。

②实验员应定期检查实验中所用的设备、仪器等，确保工作正常。

③实验员应了解实验的各项潜在风险，按规定佩戴好劳动防护用品，做好劳动保护。

④实验过程中碰到异常情况，应及时分析后果并采取相应的措施，确认安全后才能继续实验。

5.实验过程
5.1 反应机理
CH 2C
CH 3OH
CH 3
+Na
CH 2C
3
ONa
CH 3
CH 3
CH 3
+H
N 2
1/2
①
Cl
CN
+
2
NaN
NNa
O
O
Cl
Cl
CH 2
CH 2
C
O
C O
O
CH 2
C CH 3
CH 3
CH 3
CH 2C CH 3
O
CH 3CH 3
+
CH 2
C CH 3
OH
CH 3
CH 3
32
CH 2
C CH 3
ONa
CH 3
CH 3
+
水解甲醇
NaN
NNa
O
O Cl Cl
HN
NH
O
O
Cl
+
2H 2O
+2NaOH
5.2实验仪器
②
③
5.3实验原料
5.4实验步骤
5.4.1****合成
在干燥的三口瓶中进行氮气置换后，加入定量的**和，在氮气保护下升至回流，待固体反应完，降温至60o C，备用。

5.4.2缩合反应
在干净的烧杯中依次加入定量的、对%%%%%和
@@@@@@@@@@@@@，缓慢升温使其完全溶解，后保温。

将已制备好的升温至所需温度后开启搅拌，将制备液在所需时间内滴加完，后用定量清洗滴液漏斗并加入。

后再所需温度下进行保温，待完成后降温。

5.4.3水解反应
在2000ml三口瓶中依次加入定量甲醇、水，后调温至30o C。

开启搅拌，将缩合料在规定时间内加入反应瓶中，后调温至所需温度进行保温，完成后降温，进行抽滤，后用甲醇及水漂洗干净，收集滤饼，烘干、称重并检测。

5.5 反应条件对产品质量的影响
5.5.1缩合反应温度对产品质量的影响
反应温度为105-106o C，降低反应温度，原料反应不完全，收率较低；继续升高反应温度，会产生更多的副产物，产品杂质较高。

5.5.2反应时间对产品质量的影响
反应时间对反应有一定影响，时间过短，反应不完全，收率低，时间过长，会造成过副产物增多，增加后期甲醇漂洗次数。

5.5.3原料及用量对产品质量的影响
原料质量至关重要，尤其是含水量（水分控制在500PPm），原料质量如果不符合要求，会导致反应异常，收率降低。

各原料、溶剂以及催化剂投料量必须保持一定的比例，否则会导致反应异常，收率降低。

6.小试合成工艺
6.1配料表
6.2操作步骤
6.2.1****合成
在干燥的三口瓶中通入氮气进行空气置换5分钟，后加入135g
和15g@@@；完成后开启搅拌及冷凝水，缓慢升温（注意升温过程中反应的剧烈程度，适当调整搅拌速度），待升温至回流状态（温度为102o C），回流至固体完全反应完，全程约5-6小时。

反应完成后降温至40o C，备用。

6.2.2缩合反应
①制备液的配制：在干净的烧杯中依次加入50g、对%%%%%78g 和@@@@@@@@@@@@@79g，缓慢升温至75o C使其完全溶解，变成透明液体，后保温。

②滴加制备液：将已制备好的@@@升温至100o C，后开启搅拌，待温度稳定后，将制备液在120分钟内滴加完（氮气保护），然后用
30g 清洗滴液漏斗并加入。

③保温：滴加完后，在温度为100o C条件下，继续保温120分钟，完成后蒸出部分溶剂，后降温至50o C备用。

6.2.3水解反应
①配底料:在2000ml三口瓶中依次加入甲醇318g、水420g，后升温30o C。

②放缩合料：开启搅拌，将缩合料在10分钟内均匀加入反应瓶中，料加完料温约是55-60度之间。

③升温及保温：若温度低于60o C，则继续升温至60o C，后保温180分钟。

④降温：待保温完成后，降温至50o C准备抽滤。

6.2.4后处理
先用抽滤瓶对物料进行过滤，待母液抽完后，用甲醇进行漂洗二次（每次150g），后用温水漂洗至中性，完成后收集滤饼并将滤饼放入140度的烘箱中干燥20小时，然后称重、检测。

6.3实验室小试记录
7.原材料消耗指标
8.产品质量标准
与标样对比：
①颜色性能（与标准样品比较）：近似～微
②着色力：100±5%；
9.小试总结
通过几个月的试验，实验人员以@@@@@@@@@@@@@、对%%%%%为起始原料，经@@@反应、缩合反应、水解反应及颜料后处理操作步骤得到产物*****颜料。

该工艺路线反应转换率高，物料反应完全，所得产品与标准近似，同时反应过程中产生三废少。

影响反应的主要因素是催化剂用量，缩合温度，反应时间及颜料后处理的烘干温度。

10.附件
附件1：实验室管理制度
文件编号：版本号：A
1、目的
为了营造一个良好的实验室工作环境，达到“科学、规范、安全、高效”的目的，根据国家有关实验室规范，结合公司实际，特制定本管理制度。

2、适用范围
本管理制度适用于进入公司实验室的所有人员。

3、实验室基础管理
3.1 所有进入实验室的人员都必须严格遵守公司实验室的规章制度和管理办法，服从实验室管理人员的安排，采取必要的安全措施，保证人身及仪器设备的安全。

3.2 实验室开放时间为上午8：00到下午16：00。

在实验室加班应事先提出申请并经批准。

3.3 实验人员进入实验室应穿着实验工作服并佩戴安全眼镜，不得将无关人员带入实验室。

与实验室工作无关的人员不得擅自进入实验室；外单位来访人员如需进入实验室，必须经批准同意后，在实验室管理人员陪同下才能进入实验室。

3.4 不得在实验室饮食、娱乐和使用化妆品，不能用实验室操作用的玻璃容器、器皿盛装食物和饮料，实验室的冰箱、冰柜不可存放与实验无关的物品。

4.实验室安全管理
4.1 认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，本着“谁管理，谁负责”的原则，做好实验室防火、防爆、防毒、防潮等工作。

4.2 实验人员在实验前必须熟悉各类仪器的性能并进行安全检查，严格执行操作规程，并作好必要的安全防护。

仪器设备在运行中，实验人员不得离开现场。

4.3 严格按操作规范使用，管理好药品和试剂。

易燃、易爆物品严禁烟火，有毒药品妥善存放。

4.4实验完毕后产生的废液、废碴应按规定收集、排放或到指定地点进行处理。

4.5 实验室内仪器设备的电源线，必须经常检查有否损坏。

电路或用电设备出现故障时，必须先切断电源后，方可进行检查。

4.6 严格、规范管理实验室的钥匙。

钥匙的配发应由有关负责人统一管理，不得私自借给他人使用或擅自配制钥匙。

4.7 实验工作结束后，必须关好电源、仪器开关。

下班前，实验室负责人必须检查操作的仪器及整个实验室的门、窗和不用的水、电、气的开关等，并确保关好。

4.8 因人为原因造成实验室事故的，按有关规定对当事人进行纪律处分，并根据情节轻重追究有关人员的经济和法律责任。

5. 实验室药品试剂管理
5.1 实验室所采购的药品试剂必须要质量合格，要有计划地进购，不得使用过期、变质和失效的试剂。

5.2 对需要自行配制的药品试剂，应严格按配制作业指导书或操作规程进行配制，应贴上标识，注明试剂名称、浓度、配制时间、及有效期等信息。

5.3 需要在仓库领取药品试剂时，需按规定开取领料单。

5.4 药品试剂的使用、存放及操作应严格遵照以下规定：
5.4.1一般药品试剂放置原则：固体与液体分开，氧化剂与还原剂分开，酸与碱要分开放置，易燃易爆药品试剂要远离电源、明火等。

5.4.2 在存放药品试剂时，要登记药品试剂的有效期。

5.4.3 危险性药品试剂应有专人负责管理，标签必须完整清楚，要做好领用、使用等记录。

5.4.4 酸和碱，氧化剂和还原剂以及其它能相互作用的药品试剂，不应存放在一起，以防变质、失效或燃烧。

5.4.5 挥发性药品试剂应于阴凉避光处保存，严禁日光直接照射。

5.4.6 使用有挥发性强酸、碱以及有毒气体时，应在通风橱内开启瓶塞。

如无通风橱时，应在空气流通处开瓶，人站在上风向，眼应侧视，操作迅速，用毕立即塞紧瓶塞。

5.4.7 对液体药品试剂，应观察试剂名称、浓度、溶液的颜色、透明度、有无沉淀等，以确定试剂是否变质。

5.4.8取用液体药品试剂时，应将其倒入试管中吸取，原则上不能将吸管直接插入药品试剂瓶中吸取，完成操作后剩余的药品试剂不能倒回药品试剂瓶内。

5.4.9 倾倒液体药品试剂时，左手握住贴有瓶签的瓶体，右手拔出瓶塞，从瓶签的对侧倒出溶液，避免溶液腐蚀标签；瓶塞开启后将塞座放在桌上，塞心朝上且不能与其它任何物品接触，以免污染试剂；更应注意不能使瓶塞张冠李戴。

5.4.10 取用固体药品试剂时应遵守“只出不回，量用为出”的原则，取出的药品试剂有余量者不得倒回原瓶。

6. 实验室仪器设备管理
6.1 实验室仪器设备及其耗材的采购应按公司有关程序办理申购，临时购置计划须提前一周提出并报批。

对采购回来的仪器设备做好入库检验，办理入库、领用等手续，并做好仪器设备的档案管理工作。

6.2 实验室所有仪器设备，由各实验室安排专人分别负责管理、运行、维护、保养和操作使用。

未经管理人同意，不准移动、调换、拆卸、借出仪器设备。

6.3 实验室所有仪器设备的操作人员必须经过专门培训且合格后方能操作、使用仪器设备。

6.4 实验员在使用仪器设备时必须严格遵循操作手册和使用说明书操作。

在使用时爱护仪器轻拿轻放，确保仪器设备不受损坏。

6.5 实验室贵重仪器、设备需有维护保养手册，并由专门人员负责维护保养。

维护保养按照手册定期进行，实验室负责执行、联络、跟踪维护保养相关事宜，并做好详细的保养维护记录。

6.6 新到的仪器设备，必须开箱验收，验收合格，才可签字。

大型设备一周内安装试用，外观、性能、精度达到要求，即为试用验收合格，记录在台账中。

6.7 实验室应与相关部门就实验损坏和废旧仪器及设备进行定期处理，详细记录仪器型号、厂家、损坏原因及时间，并更新相关台帐。

7. 实验室技术资料管理
7.1 实验技术资料包括工艺文件、实验操作纪录、实验检测数据、样卡及其它实验室所涉及到的资料。

7.2 实验员有保管、保密实验技术资料的责任和义务。

各员工严格保管，保密自己所负责产品的相关技术资料。

7.3 实验室的所有资料，特别是技术资料只限本人在公司使用，不得随便复印，不得随意带出公司。

7.4 实验员各自保管所负责产品的相关工艺、操作记录和样卡。

工艺文件应该装订整齐，分类妥善保管。

操作记录应按其操作记录批次依次收集整理。

并统一档案盒中，并在档案盒上注明产品名称、批次、日期等相关信息。

7.5 实验员对自己实验的检测结果应当天输入电脑，并将样卡按照产品、批号分类整理，放入指定文件夹保管。

操作记录保存在档案盒上并标明相关信息。

7.6 实验员在与他人交谈过程中也应注意相关技术信息的保密工作。

7.7 如发生技术资料的遗失，需立即向部门主管汇报，以便及时查找原因。

8. 实验室卫生管理
8.1 实验室按区域划分为员工单独操作区域（为每位实验员分配的操作平台及通风橱区域）及公共区域。

8.2 每位实验员每天负责自己所在区域的卫生工作，公共区域的卫生监督及整理将实行周轮班值日制度。

8.3 实验用过的仪器设备应及时清洗、清洁以确保干净，放回指定位置；药品试剂按指定位置存放，不得滞留实验现场。

8.4 实验室内卫生要定期打扫，保持实验室窗明台净、地面无可见污渍、仪器摆放整齐、实验台面一尘不染。

每日实验结束后应及时清理废物桶和水池、管道，防止堵塞和腐蚀。

8.5 实验室内、门口及走廊不准堆放杂物，要求整洁通畅。

8.6 抽屉及标志：抽屉里外须整洁，实验物品按照类别及使用方便的原则，整齐摆放。

抽屉外面贴上标签标明抽屉内物品的名称，以便查找和管理。

私人衣物及用品不准放在实验室。

8.7 实验垃圾应及时处理。

下班前，每位实验员将小垃圾桶的垃圾倒入大垃圾桶，由值日人员检查并提醒公司保洁人员每天清理干净。

9. 实验室一般伤害的处理
9.1 皮肤受强酸或其它酸性药品试剂伤害时，先用大量清水冲洗，再用5%碳酸氢钠冲洗，最后用盐水洗净，并敷以碳酸氢钠溶液纱布条。

严重者经上述初步处理后送医院就诊。

9.2 皮肤受强碱或其它碱性药物伤害时，先用大量清水冲洗，再用5%硼酸冲洗，重者可用2%醋酸湿敷。

严重者经上述初步处理后送医院就诊。

9.3 碱性物质溅伤眼睛后，应立即用生理盐水或大量干净水彻底冲洗眼睛至少10分钟，再用4%硼酸溶液冲洗，后用生理盐水冲洗，并滴以抗菌素眼药以防止感染。

严重者经上述初步处理后送医院就诊。

9.4 强酸溶液溅伤眼睛，迅速用清水冲洗，然后送医院就诊。

附件2：相关化合物的MSDS。