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含dmso废水

发布时间:2024-10-17 14:35:26

『壹』 对苯二甲酸详细资料大全

对苯二甲酸,又称p-苯二甲酸,是产量最大的二元羧酸,主要由对二甲苯制得,是生产聚酯的主要原料。常温下为固体。加热不熔化,300℃以上升华。若在密闭容器中加热,可于425℃熔化。常温下难溶于水。 主要用于制造合成聚酯树脂、合成纤维和增塑剂等。

基本介绍

理化常数,环境影响,健康危害,毒理学资料及环境行为,环境标准,应急处理,泄漏应急处理,防护措施,急救措施,工艺技术,生产方法,苯酐转位法,甲苯氧化歧化法,主要用途,储运条件,加工工艺,

理化常数

中文别名: 对苯二(甲)酸,松油苯二甲酸; 纯对苯二酸; 对酞酸; 对苯二酸; 对二苯甲酸,对酞酸 CAS登录号:100-21-0 EINECS号:202-830-0 terephthalic acid 两个羧基分别与苯环中相对的两个碳原子相连线而成的二元芳香羧酸。 产品性状 该品为白色晶体或粉末,低毒,可燃。若与空气混合,在一定的限度内遇火即燃烧甚至发生爆炸。 熔点300 °C 自燃点680℃ 燃点384~421℃ 升华热98.4kJ/mol 燃烧热3225.9kJ/mol 闪点 >110℃ 密度1.55g/cm 3 。 溶于碱溶液,微溶于热乙醇,不溶于水、乙醚、冰醋酸、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲苯、氯仿等大多数有机溶剂,可溶于DMF、DEF和DMSO等强极性有机溶剂。 对苯二甲酸可发生酯化反应;在强烈条件下,也可发生卤化、硝化和磺化反应。

环境影响

健康危害

侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。 健康危害:对眼睛、皮肤、黏膜和上呼吸道有 *** 作用,未见职业中毒的报导。

毒理学资料及环境行为

毒性:属低毒类。 急性毒性:LD 50 1670mg/kg(小鼠腹腔);3200mg/kg(大鼠经口);3550mg/kg(小鼠经口) 危险特性:遇高热、明火或与氧化剂接触,有引起燃烧的危险。 燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。

环境标准

前苏联车间空气中有害物质的最高容许浓度0.1mg/m3 前苏联(1975) 水体中有害物质最高允许浓度 0.1mg/L 中国工作场所有害因素职业接触限值:OELs(mg/m 3 )PC-TWA:8;PC-STEL:15。

应急处理

泄漏应急处理

切断火源。戴好防毒面具和手套。收集运到空旷处焚烧。如大量泄漏,收集回收或无害处理后废弃。

防护措施

呼吸系统防护:空气中浓度较高时,佩带防毒面具。 眼睛防护:可采用安全面罩。 防护服:穿工作服。 手防护:必要时戴防化学品手套。 其它:工作后,沐浴更衣。注意个人清洁卫生。

急救措施

皮肤接触:脱去污染的衣着,用流动清水冲洗。 眼睛接触:立即翻开上下眼睑,用流动清水冲洗15分钟。就医。 吸入:脱离现场至空气新鲜处。就医。 食入:误服者漱口,给饮牛奶或蛋清,就医。 灭火方法:雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。

工艺技术

PTA生产工艺过程可分氧化单元和加氢精制单元两部分。原料对二甲苯以醋酸为溶剂,在催化剂作用下经空气氧化成粗对苯二甲酸,再依次经结晶、过滤、干燥为粗品;粗对苯二甲酸经加氢脱除杂质,再经结晶、离心分离、干燥为PTA成品。 粗对苯二甲酸的提纯方法:包括如下步骤,将粗对苯二甲酸烘乾,球磨,筛分,使粒径达到1~5μm,在60℃-100℃的温度下,浸渍于水中,搅拌,澄清、然后撇水,最后离心分离,80℃-105℃烘乾,获得纯对苯二甲酸。所说的粗对苯二甲酸为碱减量废水经酸析后的沉淀物,杂质的乾基重量含量为15%-18%。 精对苯二甲酸(PTA)工艺的主要专利厂商是BP-Amoco、Dupont-ICI和三井油化等公司,经多年发展,上述三公司技术大同小异、各有特点,水平不相上下。世界采用BP-Amoco工艺的PTA装置生产能力总计达717.6万t/a,Dupont-ICI工艺为349.5万t/a,三井油化工艺为102.5万t/a。,4-C6H4( COOH )2。无色晶体。300℃ 以上即升华。在水中溶解度极小 ,溶于二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、六甲基磷酰三胺。由于它溶解度小和熔点高,提纯困难。 对苯二甲酸在工业上由对二甲苯经硝酸氧化,或在钴盐催化下经空气氧化制得。利用苯甲酸钾或邻苯二甲酸钾,在镉或锌催化剂和二氧化碳存在下进行重排反应,也可生产对苯二甲酸。 用途:对苯二甲酸及其二甲酯主要用于与乙二醇缩聚形成聚酯,由它制造的合成纤维商品名为涤纶。聚酯也可制成薄膜或注塑成形,广泛用于电子和汽车制造业。对苯二甲酸还可用于制造除草剂和粘接剂等。 精对苯二甲酸(PTA)是重要的大宗有机原料之一,其主要用途是生产聚酯纤维(涤纶)、聚酯薄膜和聚酯瓶,广泛用于与化学纤维、轻工、电子、建筑等国民经济的各个方面,与人民生活水平的高低密切相关。 PTA的套用比较集中,世界上90%以上的PTA用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),其它部分是作为聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及其它产品的原料。

生产方法

在19世纪就已发现了PTA,直到1949年英国卜内门化学工业公司发现PTA(或其衍生物对苯二甲酸二甲酯)是制造聚酯主要原料后,才开始广泛生产。1981年世界PTA产量已达3.485Mt。第一个工业化的生产方法是硝酸氧化法。随着聚酯工业的发展,已开发出从多种原料出发、通过多种途径生产PTA的方法(图1)。最经济、采用最广的是以对二甲苯为原料的高温液相氧化法(见彩图),此法收率高,流程短。对二甲苯低温氧化法反应条件较温和,腐蚀性小,但流程较长,只在少数工厂采用。也有人提出先使对二甲苯经氨化氧化反应生成对苯二腈,然后水解生成PTA,但此法还未大规模生产。由于从混合二甲苯中分离对二甲苯成本较高,因此也开发了一些从其他原料出发的方法。这些方法中有的虽早已工业化,但并无发展,有的则只是处于中间试验阶段。 对二甲苯高温液相氧化法 此法首先由美国中世纪公司及英国卜内门化学工业公司于1955年提出,1958年由美国阿莫科化学品公司工业化生产。 图1 总的反应式为(图1): 但实际过程复杂得多,有人认为是经过下列步骤(图2):由于第二个甲基不易氧化,反应过程易停止在对甲基苯甲酸或对羧基苯甲醛阶段。为使氧化反应能继续进行,阿莫科化学品公司采用高温和在醋酸钴-醋酸锰催化剂(见络合催化剂)中加入助催化剂溴化物(常用四溴乙烷)的流程 (图3)。溴化物所产生的溴可引发产生自由基链式氧化反应。氧化反应一般在塔式反应器中进行。反应温度为175~230℃,但多数是高于 200℃。较高的温度可以加速反应,减少中间产物,但分解所得副产物也增加。因反应热是依靠蒸发反应生成的水和溶剂醋酸移走的,故反应压力与蒸发量有关,一般为1.5~3.0MPa。停留时间为0.5~3h。醋酸钴和醋酸锰的浓度增加,可缩短停留时间或降低反应温度。高温氧化过程以对二甲苯计收率可达90%以上。由于反应温度高,又存在溴,具有强烈的腐蚀作用,故反应器需用钛或衬钛材料。 图2 图3 PTA在醋酸中溶解度不大,氧化产物呈泥浆状,经离心分离、干燥后即得固体的粗TPA,其中最有害的杂质是对羧基苯甲醛(含量1000~5000ppm)。粗TPA可经对苯二甲酸二甲酯生产聚酯,但更好的方法是提纯,用精TPA直接作聚酯的原料。常用的精制方法是阿莫科公司采用的加氢法,即在高温、高压下使粗TPA溶于水,然后在钯催化剂存在下对杂质进行加氢,再经结晶、过滤,即得纤维级(适于纺丝的纯度规格)精PTA,产品中对羧基苯甲醛的含量可小于 25ppm。精制过程中对苯二甲酸收率大于97%。精制方法除加氢外,还有升华等方法。 对二甲苯低温氧化法此法反应温度一般低于150℃,催化剂虽也用醋酸钴,但不用溴化物。此时为使第二个甲基转化成羧基,一般要加入在氧化反应时易产生过氧化物的共氧化物。例如,美国莫比尔化学公司用甲基乙基酮,美国伊斯曼-柯达公司用乙醛,日本东丽公司用三聚乙醛。这些物质氧化后也都生成醋酸,而醋酸就是氧化时所使用的溶剂。反应条件以东丽法为例:温度120~150℃,压力3MPa,产率为96%。低温氧化法由于无溴化物,且反应温度低,反应器可以不用钛材。

苯酐转位法

联邦德国亨克尔公司的专利(图4中的11、12、13、16流程),又称亨克尔Ⅰ法(Henkel Ⅰ)。由日本帝人公司实现工业化。该法将邻苯二甲酸酐先转化为邻苯二甲酸二钾盐,经转位反应可得对苯二甲酸二钾盐,再经酸化(或称酸析)即可得PTA。在这些步骤中最困难的是转位反应,此反套用镉或锌催化剂,反应温度350~450℃,压力1~5MPa,反应器结构也很复杂。用硫酸酸化后生成的硫酸钾,转化为氢氧化钾再循环使用很困难,只能用作钾肥。亨克尔Ⅰ法原料贵,技术复杂,因此虽已工业化,但并未得到推广。 图4

甲苯氧化歧化法

又称亨克尔Ⅱ法(即图4中的1、12、14、16流程)。即以甲苯为原料,先经氧化制成苯甲酸,将其钾盐进行歧化,生成苯和对苯二甲酸二钾盐,经酸化即成PTA。其中最关键的是歧化反应,反应在400℃、2MPa和二氧化碳存在下进行。此法于1963年在日本由三菱化学工业公司实现了工业化。因成本高,于1975年停产。但又因原料甲苯比对二甲苯便宜得多,仍有一些国家的公司在研究改进此法。

主要用途

PTA 绝大部分用于生产最重要的聚酯──聚对苯二甲酸乙二酯。1963年以前由于PTA不易精制,故全部产品均先制成对苯二甲酸二甲酯,精制分离杂质后,与乙二醇在釜式(间歇操作)、塔式(连续操作)反应器中进行酯交换反应,制得对苯二甲酸乙二酯及其低聚物的混合物,再经缩聚生产聚对苯二甲酸乙二酯。1963年,PTA精制方法实现工业化,特别是1965年阿莫科化学品公司的精制法成功,更多地采用PTA在一个或多个串联釜式反应器中与乙二醇直接酯化的方法。直接酯化对反应器要求较高,但可省去对苯二甲酸二甲酯的制造及甲醇的回收过程,产品质量也较高。直接酯化法由于有上述优点,发展很快,在70年代精PTA产量已逐步接近对苯二甲酸二甲酯的产量。PTA还可通过与环氧乙烷反应生成对苯二甲酸乙二酯,这种路线不但省去环氧乙烷水合制乙二醇的生产步骤,而且反应产物中低聚物很少。同时对苯二甲酸乙二酯能溶于水,易于进行结晶精制。因此,用粗PTA制粗对苯二甲酸乙二酯,精制后再生产聚对苯二甲酸乙二酯,就可避开较困难的粗PTA的精制过程。有许多公司对此法进行了研究和开发。 对苯二甲酸的套用比较集中,世界上90%以上的对苯二甲酸用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯,对苯二甲酸的另一个重要套用是生产增塑剂,其中包括两类:第一类是对苯二甲酸二辛酯(DOTP),它是由对苯二甲酸与工业辛醇(2-乙基己醇)发生酯化反应的产物,是一种高闪点、高比电阻率的高品质增塑剂,特别适用于耐热和绝缘要求高的电缆料的生产;第二是聚酯型增塑剂,是对苯二甲酸与多元醇(如二甘醇、三甘醇、甘油、丙二醇、丁二醇等)发生酯化缩聚反应的产物,其相对分子质量一般在1000-4000之间(作为增塑剂的聚酯其相对分子质量比套用于化纤和塑胶包装的聚酯要小很多)。

储运条件

产品运输中应防火、防潮、防静电。袋装产品搬运时应轻装轻卸,防止包装损坏;槽车装卸作业时应注意控制装卸速度,防止产生静电。应存放在阴凉、通风、干燥的仓库内,应远离火种和热源,与氧化剂、酸碱类物品分开存放,应防止日晒雨淋,不得露天堆放。 包装与储运 袋装产品采用内衬塑胶薄膜的包装袋,每袋产品净重1000±2kg。包装袋上应印有生产厂名、地址、商标、产品名称、等级、批号、净重和标准代号等。也可使用不锈钢槽车装运,装料前应检查槽车是否清洁、干燥,装料后进料口应密封并施加铅封。 使用注意事项 属低毒类物质,对皮肤和黏膜有一定的 *** 作用。对过敏症者,接触该品可引起皮疹和支气管炎。空气中最高允许浓度0.1mg/m 3 。操作人员应穿戴防护用品。

加工工艺

干燥处理:这种材料在高温下很容易水解,因此加工前的干燥处理是很重要的。建议在空气中的干燥条件为120℃,6~8小时,或者150℃,2~4小时。湿度必须小于0.03%。如果用吸湿干燥器干燥,建议条件为150℃,2.5小时。[2] 熔化温度:225~275℃,建议温度:250℃ 。 模具温度:对于未增强型的材料为40~60℃。要很好地设计模具的冷却腔道以减小塑件的弯曲。热量的散失一定要快而均匀。建议模具冷却腔道的直径为12mm。 注射压力:中等(最大到1500bar)。 注射速度:应使用尽可能快的注射速度(因为PBT的凝固很快)。 流道和浇口:建议使用圆形流道以增加压力的传递(经验公式:流道直径=塑件厚度+1.5mm)。可以使用各种型式的浇口。也可以使用热流道,但要注意防止材料的渗漏和降解。浇口直径应该在0.8~1.0*t之间,这里 t是塑件厚度。如果是潜入式浇口,建议最小直径为0.75mm。

『贰』 化工方面的问题

二甲基亚砜生产工艺

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2007-01-24 09:29:56 佚名 已点击970次

DMSO的生产方法:首先合成二甲基硫醚,然后二甲基硫醚再与其它的氧化试剂进行氧化反应制得DMSO产品。二甲基硫醚的氧化法有:硝酸氧化法、双氧水氧化法、二氧化氮氧化法、电解氧化法、臭氧氧化法等。
1 硝酸氧化法
(1)该工艺以甲醇和硫化氢为原料,γ-Al2O3为催化剂反应生成二甲基硫醚;二甲基硫醚再经硝酸氧化生成DMSO,再用碳酸钠中和DMSO中所含的过量硝酸,获得产品DMSO。
工艺过程:先以甲醇和硫化氢为原料在γ-Al2O3催化剂作用下反应生成二甲基硫醚;再将已经配好的硝酸加入搪瓷反应釜中,搅拌下缓缓加入二甲基硫醚,反应生成DMSO。反应釜中通水冷却,带出反应中产生的热量。在整个反应过程中要严防二甲基硫醚过量,否则会发生爆炸。
硫化氢法原料易得,成本较低,国外大多采用该法,即硫化氢与甲醇反应,如法国的Atochem和日本昭和工业公司等。
(2)以甲醇和二硫化碳为原料,以r-Al2O3为催化剂,先反应生成二甲基硫醚;再用硝酸氧化,经精馏而得纯品DMSO。
工艺过程:首先在反应器中用甲醇和二硫化碳为原料,以γ-Al2O3作催化剂反应制得二甲基硫醚,然后再将二甲基硫醚与硝酸进行氧化反应,二甲基硫醚氧化反应系在带夹套的搅拌器的氧化釜中进行。反应时先将硝酸在氧化塔釜中配制成一定浓度(100%的硝酸用量为甲硫醚重量的1.7倍),进行降温,待温度下降至12-15℃时,将二甲基硫醚由注射泵缓缓注入氧化塔中,反应温度有加料速度和冷冻盐水共同了控制,控制在10-23℃为宜,反应自始至终都应在强烈的搅拌下进行;氧化结束后,将反应液放入中和槽,搅拌下慢慢的加入碳酸钠进行中和,至PH值8-9即达终点,静置后离心分离,除去析出的碳酸钠;然后将澄清液及离心后的中和液真空吸入带夹套的初蒸釜中进行减压蒸馏,开始时低真空,然后再进行高真空蒸馏,经过初蒸以后,水和DMSO的混合物被分离出来,再将此液进行真空蒸馏,使DMSO和水分离,得精致的DMSO产品。
二硫化碳法成本稍高于硫化氢法,但甲醇的转化率较高,副产物少,占地面积小,生产成本稍高于前者,是国内企业普遍采用的工艺。
用硝酸法生产DMSO,收率80%,含量98%,水分2%,还需要再进一步的精致才能得到高纯度DMSO产品,而且硝酸对设备腐蚀严重,并且还生成大量的硝酸钠,精致过程收率很低,该法不宜于大规模的工业化生产。
2 二氧化氮氧化法
(1)硫酸与亚硝酸钠反应生成二氧化氮,再与制取的二甲基硫醚反应制得粗品DMSO,再经中和处理,蒸发、精馏后得精品DMSO。
工艺过程:先以甲醇和硫化氢为原料在γ-Al2O3催化剂作用下反应生成二甲基硫醚;再将二甲基硫醚在氧化塔的中部加入,氧和一氧化氮在塔底加入,生成的二氧化氮和来自硫酸与亚硝酸钠反应生成的二氧化氮一起与二甲基硫醚进行液相反应制得粗品DMSO。氧化器内部用蛇型管冷却,外部用夹套冷却,一般釜底的温度控制在30-35℃,中部温度控制在35-45℃,顶部温度不大于45℃。在吹出釜内对粗品进行加热,赶走多余的二氧化氮,然后去粗品中和釜用30%的烧碱进行中和,中和至PH值=8,再将粗品送蒸发器进行蒸发,除去盐分,然后送精馏塔精馏,得到含量为99%以上的产品。
(2)首先用硫酸和亚硝酸钠反应制得二氧化氮,所得的二氧化氮经冷制、除水后作为氧化剂待用,然后将变压吸附装置制取的纯氧与二氧化氮和二甲基硫醚按一定的比例放入氧化塔,在60±5℃下进行氧化,尾气经氧化塔上部排出,塔底得DMSO粗品。然后将粗品进行蒸发,蒸发脱盐、减压蒸馏脱水和三塔连续蒸馏,可得到含量为99%以上的DMSO精品。
合成过程中的碱性废水和氧化过程中的酸性废水,都用石灰进行中和,当PH值达到6-9时进行过滤,并对其进行爆气氧化,然后再经过活性炭吸附以除去污染物,达到排放标准后排放,DMSO反应中和污水处理中产生的废气,一起送燃烧炉烧掉。
3 双氧水氧化法
以丙酮为缓冲介质,使二甲基硫醚与30.35%的双氧水反应制得DMSO。
工艺过程:将二甲基硫醚与30.35%的双氧水按等摩尔的比例加入丙酮中,控制温度在30-40℃左右进行反应,反应生成的DMSO无需经过中和,直接蒸馏即得高纯度产品DMSO,未反应的丙酮可循环使用。
该法可适用于连续化生成,但双氧水的价格较高,并且用量很大,所以用该方法生产的DMSO成本较高,不适用于大规模化生产。
4 电解氧化法
此法也称:阳极氧化法,即二甲基硫醚在常规的或无隔膜的电解槽中,在含水的有机溶剂、电解质(碱金属和碱土金属的卤化物、硫酸盐、硝酸盐和磺酸盐)中发生阳极氧化反应,生成DMSO。
该法采用石墨或铂制成阳极电极,铂或不锈钢制成阴极电极,以5-8%的硫酸、5-20%的烧碱溶液为电解质,电解氧化温度在20-30℃,电极电位0.4-1.7V和0.01-0.022安/厘米2的电流密度下进行二甲基硫醚的阳极氧化;再采用精馏或(和)结晶的方式从阳极氧化所得的介质中分离出DMSO,用甲苯萃取、干燥、分馏得产品DMSO。
该方法具有经济、易行、安全和容易分离等特点。
总上所述,在DMSO的生产方法中,由于硝酸氧化法对设备腐蚀严重,且需消耗大量碱中和产品中的过量硝酸;过氧化氢法耗氧化剂量大,生产成本偏高;国内生产企业普遍采用的工艺是二氧化氮液相氧化法和电解氧化法。
摘自《精细化工原料及中间体》

『叁』 OPP技术是什么

邻苯基苯酚(O-phenylphenol,英文缩写OPP)是一种重要的精细有机化工产品,由于邻苯基苯酚具有广泛的应用,随着以邻苯基苯酚为原料的新产品的不断开发,近几年来,国内外市场对邻苯基苯酚的实际需求量将大幅增长。

1、邻苯基苯酚(OPP)的特性及用途

邻苯基苯酚,为白色片状结晶,是重要的新型精细化工产品和有机中间体,广泛应用于杀菌防腐、印染助剂和表面活性剂,合成新型塑料、树脂和高分子材料的稳定剂和阻燃剂等领域,其具体用途如下:

A、防腐杀菌

由于邻苯基苯酚及其钠盐除莠活性很高,并且有广谱的杀菌除霉能力,而且无毒无味,是较好的防腐剂,可用于水果蔬菜的防霉保鲜,特别是用于柑桔类的防霉,也可用于处理柠檬、菠萝、瓜、果、梨、桃、西红柿和黄瓜等,可使腐烂降低最低限度。

B、合成纤维的染色载体

邻苯基苯酚及其水溶性钠盐可作聚酯纤维的染料载体,也可用作疏水性合成纤维氯纶、涤纶等采用载体染色时的载体。

C、合成新型含磷阻燃材料

由于含有机磷化合物的聚合材料在燃烧时,会在材料表面形成石墨状炭化膜,使聚合物与空气隔绝,具有良好的阻燃性能,阻燃效率高,并且挥发性低,耐油和耐水解性好,应用越来越广泛,并将逐步取代现今使用的无机和含卤素的阻燃材料。以邻苯基苯酚为原料,可以合成新型含磷阻燃中间体DOPO,主要有以下应用:

(1)合成阻燃聚酯

DOP0为原料与衣康酸反应,生成中间体ODOP-BDA,可部分代替乙二醇,得到新型含磷阻燃聚酯。研究表明,当PET和PEN中磷含量分别达到 0.75%和0.5%时,聚酯表现出良好阻燃效果。目前世界聚酯年生产量已达3000多万吨,若其中有5%是含磷阻燃聚酯,则需邻苯基苯酚50000t/a以上。

(2)合成阻燃环氧树脂

环氧树脂具有优异的粘接性能、电绝缘性能等优点,广泛应用于胶粘剂、电子仪表、航天航空、涂料及先进复合材料等领域,2004年世界上环氧树脂消费量已达20多万吨/年。DOPO与苯醌反应生成ODOPB,部分代替双酚A,形成新的具有阻燃性质的环氧树脂。研究表明,新合成的含磷阻燃环氧树脂,在P 含量为2.1%时,阻燃效果已优于含17.26%的Br阻燃环氧树脂,且不产生烟,同时热稳定性也优于未添加阻燃剂的环氧树脂。

(3)改进高聚物有机溶解性

以DOPO为原料,合成2DOPO-A部分代替合成聚酰胺的单体DABP,所得的新的聚酰胺可溶于NMP, DMAc, DMF, 和DMSO等溶剂,同时,在高温下的热稳定性和阻燃性也有显著提高。

(4)作为合成抗氧剂的中间体

台湾专利报道了用DOPO合成含磷的抗氧剂,用于不饱和聚酯、酚类和油脂的抗氧剂,台塑集团用于电脑的铜基薄板,并且具有良好的热稳定性。

(5)合成高分子材料的稳定剂

日本专利报道了DOPO合成的高分子材料的稳定剂,在聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯加工时添加此化合物,能改善高分子化合物在热加工时的稳定性。

(6)合成发光母体

有机发光二极管是重要的光电子材料,Sun等人以DOPO衍生物为单体,合成具有发光性质的聚合物,DOPO衍生物起到发射团作用,能发射波长为325-350nm的蓝光,可应用于有机发光二极管。

D、作为合成新型高聚物的单体

酚醛树脂具有力学强度高、电绝缘性能好、耐热性能优良、难燃等优点,被广泛用于制备玻璃钢、模塑料、涂料、粘合剂等,但是,酚醛树脂也存在缺点,如耐热性差等,以邻苯基苯酚代替苯酚,合成新的酚醛树脂,此树脂具有高的热稳定性和低吸水性。

E、合成新型药物

据有关报道用邻苯基苯酚合成用于胆固醇酯水解抑制剂、抗痉挛药物、消炎药及镇痛药和某些皮肤病用药。

F、其他应用

邻苯基苯酚还可合成用于合成压敏和热敏纸张的显影剂,邻苯基苯酚与于BCl3反应可得到用于润滑油的抗氧剂和抗疲劳剂。由邻苯基苯酚与甘油反应制得的化合物,可用于纤维的改性,含氯有机化合物的稳定剂,合成树脂反应性稀释剂及改性剂,同时也是反应中间体。

综上所述,邻苯基苯酚用途十分广泛,随着邻苯基苯酚的进一步研究和开发,它的应用领域将更加拓宽。

2、国外生产与市场状况

国外生产邻苯基苯酚的企业主要集中在日本、美国和德国,邻苯基苯酚工业化生产工艺及核心技术掌控在德国拜耳、日本三光、美国陶氏化学手中。美国陶氏化学公司是世界合成邻苯基苯酚最早的厂家,主要采用氯苯为原料生产;德国拜耳公司主要采用环己酮为原料,经过二聚脱氢生产邻苯基苯酚。

德国拜耳公司环己酮缩合脱氢法生产OPP工艺情况见下表1。

表1

项目

拜耳公司

环己酮单耗

1.5-1.55

环己酮缩合催化剂

浓硫酸

废水

有废水

脱氢催化剂使用时间

16000小时以上

副产氢气利用

完全利用

邻苯基苯酚含量

≥99.5%

邻苯基苯酚色泽

白色片状结晶

生产规模(t/a)

20000

3、国内生产与市场状况

我国邻苯基苯酚生产始于20世纪70年代后期。天津市卫津化工厂、上海染料化工厂、大连化工研究设计院等单位从磺化法生产苯酚的蒸馏残渣中回收邻苯基苯酚,提取纯度也能达到98%。但由于工艺落后、受原料来源限制,国内采用此工艺生产的企业并不多,产量有限。随着国内磺化法生产苯酚装置关停并转,邻苯基苯酚产量越来越少。国内需求主要依赖进口,严重制约了我国新型阻燃纤维和材料、LED发光母体、水果蔬菜保鲜、塑料热稳定剂等产业的发展。

20世纪90年代初期,伴随着国内外对邻苯基苯酚需求量逐渐增大,我国掀起了邻苯基苯酚开发热潮,国内不少科研机构开展了邻苯基苯酚生产工艺的研究。1992~1994年,中科院山西煤炭化学研究所曾进行过环己酮聚合脱氢合成邻苯基苯酚的研究;1993~1995年,北京化工研究院进行了环己酮聚合脱氢合成邻苯基苯酚的研究,在南京投资建设了1条生产线,但由于成本太高,产品卖不出去,现处于半停产状态;盐城市华业医药化工有限公司于1998年起对OPP进行技术调研和市场论证,2000年建立了OPP实验室,2001年,盐城市华业医药化工有限公司与国内二家大专院校合作开发成功了环己酮路线合成邻苯基苯酚新工艺,在催化剂活性上有了较大创新,通过离子交换法制得的钯ZSM-5分子筛Pd/H-ZSM-5和Pd/Mg-ZSM-5作为催化剂,在合成邻苯基苯酚过程中活性衰减速度明显降低,解决了该工艺催化剂的活性难题。2003年在国内首家建成了200t/aOPP中试生产装置并通过省级科技成果鉴定,2004年建立了盐城市OPP工程技术研究中心,致力OPP产业化研究和OPP应用研究,才在国内首次实现了大规模工业化的生产。2005年将开工建设10000t/a邻苯基苯酚项目,随着盐城华业医药化工有限公司10000t/a OPP项目的实施,从此将全面改写我国目前无机和含氯、含溴有机阻燃材料“三分天下”的市场竞争格局,凡与人类健康密切的领域氯、溴系列阻燃材料,将加速退出市场,阻燃材料产业技术升级换代势不可挡,阻燃材料将“四分天下”。

OPP作为重要的新型精细化学品和重要化工中间体。广泛应用于食品果蔬防腐保鲜剂,在欧美及日本被广泛应用于柑桔的防腐,可使腐烂降低到最低限度,美、英、日等国还允许用于蔬菜,苹果、梨、菠萝、水蜜桃、草莓等的防腐。该产品是强有力的杀菌剂、消毒剂、防腐保鲜剂、杀菌剂,杀结核菌、微生物抵制剂、防霉剂。美国环境保护局(EPA)允许使用的以邻苯基苯酚或其钠盐为主要成分的杀菌皂、杀菌除臭清洗剂、防腐保鲜剂品种有近两百种,并且认为该类产品是无毒的,另外还用于纤维素、蛋白质材料,包括木材,皮革、纸的防腐、增塑剂、阻燃剂等产品。需要指出的是,以上用途的邻苯基苯酚,仅限于采用环己酮工艺生产的,其它工艺生产的邻苯基苯酚是不能用于以上产品的使用。

4、邻苯基苯酚的生产工艺

邻苯基苯酚的生产方法目前主要有分离法和合成法。邻苯基苯酚(OPP)的生产方法可以分为分离法和合成法两种。

分离法从磺化法生产苯酚的蒸馏残渣中回收。其工艺过程如下:苯酚的蒸馏残渣含苯基苯酚40%左右,其他成分为苯酚、无机盐、水等。经真空蒸馏,分离出混位苯基苯酚馏分段,真空度为400~500mm汞柱,温度在65~75℃开始截取100℃以上,但不得超过135℃。再将混合物(主要是2-羟基联苯和4-羟基联苯)加热溶解于三氯乙烯中,经冷却、分离出4-羟基联苯结晶,经离心过滤、干燥得到4-羟基联苯。母液用碳酸钠溶液洗涤,再加稀碱液使2-羟基联苯成盐。静止分离后,取上层2-羟基联苯钠盐减压脱水,即得钠盐成品。由于受资源的限制,分离法生产邻苯基苯酚的产量非常有限。

合成法,国内外开发了许多用有机合成技术生产邻苯基苯酚的工艺方法,按照使用原料不同主要有以下几种:联苯抱氧法,将2-联苯抱氧(2-联苯撑氧,Diphenylene oxide)与金属钠一起在约200℃加热,然后用酸分解生成物,即得OPP; 氨基联苯重氮化水解法,将2-氨基联苯重氮化,然后水解而得;联苯磺化水解法,将联苯用发烟硫酸磺化,用苛性钠进行碱熔,然后将所得产物进行酸化即得(除邻位产物外还有对位产物),单耗为联苯1.13t/t、发烟硫酸0.77t/t、烧碱0.59t/t;环己酮缩合脱氢法,环己酮液相缩合成二聚酮,二聚酮气相催化脱氢成为OPP,再经蒸馏、重结晶得纯OPP;氯苯、苯酚偶合法,以氯苯和苯酚为原料,采用相转移催化合成邻苯基苯酚。本文着重介绍目前工艺比较先进的环己酮缩合脱氢法生产邻苯基苯酚的生产工艺。

(1)生产工艺过程及说明

由环已酮为原料生产邻苯基苯酚工艺过程如下框图:

基本反应方程式见下图

环已酮缩合采用多釜串联连续化技术,环已酮和催化剂连续加入第一只反应釜进行反应,并依次进入第2、3只釜,生成的水由带水剂带出经分相后,带水剂回到各只釜,反应生成的水汇总后进入水洗装置用于连续水洗。分出的催化剂再循环进入第一只反应釜,水洗后的反应产物连续进入连续精馏装置,蒸出未反应的环已酮,再循环进入第一只反应釜反应。精双聚体计量后进入脱氢反应器反应,生成的粗OPP经过精馏去掉轻组份后,99%以上的OPP在混合釜中加入稳定剂后去连续切片和包装,另一部分需重结晶、离心和干燥得到99.5%以上的OPP产品。

(2) 关键工艺技术和创新点

邻苯基苯酚生产技术有以下关键技术和创新点:

(a)环己酮缩合采用超强固体酸催化剂和多釜串联连续化技术

环己酮缩合反应一般专利文献均采用浓硫酸作催化剂,反应温度在120℃,单程转化率在50%左右,总收率为85%,反应结束后用碱中和反应液,设备腐蚀严重,且有大量的废水,环境污染严重。

邻苯基苯酚采用一种超强固体酸作催化剂,用量2-3%,反应温度120℃左右,单程转化率60%,总收率90%以上,该催化剂可重复使用,完全是清洁生产工艺,解决了废水的产生。

采用多釜串联连续化技术克服了现生产操作麻烦、设备投资大等缺点,可实现全自动连续化。

(b) 高效的脱氢催化剂

脱氢催化剂以铂为主催化剂,添加2-3种助催化剂,其中一个为稀土元素,载在特制载体上的Pt0.5%-稀土5%的催化剂,以氢为载气,反应温度 350-370℃,以双聚体液相空速为0.2-0.4h-1的高负荷下,双聚体转化率达98%,选择性达93%以上,连续运转5000小时以上仍保持邻苯基苯酚收率90%以上。而国内的专利资料,催化剂负荷为0.2h-1,连续运转200小时,邻苯基苯酚效率已明显下降。

(c) 连续化产品精制技术

环己酮缩合产物采用薄膜蒸发+两塔连续精馏的精制技术。

脱氢产物采用高真空分子蒸镏技术和连续重结晶技术,连续重结晶将重结晶、离心分离、干燥和包装组成连续化系统,满足产品高纯度、生产安全和自动化的要求。

(d)高纯度的产品

邻苯基苯酚纯度可高达99.5%以上,满足出口和杀菌、防霉、保鲜剂领域的需要。

(e)特制的产品稳定剂

精制产品加入特制的稳定剂0.05-0.2%,使产品为白色片状结晶的色泽有了保证,满足了出口之需要。而不加上述稳定剂,产品放置不到一个月就变成淡红色。

(3)国内外同类技术、产品主要参数比较。

邻苯基苯酚由环己酮缩合、脱氢的合成方法生产,国内虽有少数单位发表了少量研究论文,但尚未见有工业化生产的报道。由环己酮合成邻苯基苯酚的生产技术,在国内由盐城华业医药化工有限公司首家建成了年产200吨邻苯基苯酚中试装置,于2002年12月一次试车成功,填补了国内空白,环己酮缩合采用超强固体酸作催化剂,环己烷作带水剂,总收率达90%以上,催化剂可循环重复使用。脱氢反应采用Pt-K-稀土/Al2O3催化制,脱氢转化率达98-100%,收率达90%以上,目前催化剂可稳定运转9000小时以上,OPP产品纯度达99.5%,产品已外销美国、德国、日本、印度和台湾等国家和地区。

国外采用环己酮合成邻苯基苯酚主要是德国拜耳公司,生产能力20000t/a,未见有工业化技术和水平的报道。经盐城市华业医药化工有限公司与该公司交流,拜耳公司环己酮缩合采用硫酸作催化剂,有大量废水,脱氢也采用贵金属铂催化剂,寿命为10个月左右,产品纯度≥99.5%,副产氢气已利用。盐城市华业医药化工有限公司公司生产的邻苯基苯酚与国内外产品质量及技术水平对比见下表2-1、表2-2、表2-3。

表2-1OPP主要质量指标与国外产品对照表

序号

指标名称

单位

盐城华业OPP

德国拜耳OPP

1

外观

/

白色片状晶体

白色片状晶体

2

OPP含量



99.5

99.5

3

熔点范围



56-58

54-58

4

澄清度

0.1mol/l

无色透明液体

无色透明液体

5

氯离子

ppm

<50

<50

6

硫酸盐

ppm

<50

<150

表2-2 OPP生产工艺对照表

序号

指标名称

盐城华业

德国拜耳

日本三光

1

工艺路线

环已酮合成法

环已酮合成法

苯酚氯苯缩合法

2

成本







3

三废



有废水

有废水

4

缩合催化剂

固体超强酸

浓硫酸



表2-3盐城华业公司与拜耳公司技术水平对比表

华业公司

拜耳公司

环己酮单耗

1.6-1.65

1.5-1.55

环己酮缩合催化剂

固体超强酸

浓硫酸

废水

无废水

有废水

脱氢催化剂使用时间

9000小时

16000小时

副产氢气利用

未完全利用

完全利用

邻苯基苯酚含量

≥99.5%

≥99.5%

OPP色泽

白色片状结晶

白色片状结晶

生产规模(t/a)

10000

20000

价格(万元/t)

5.0

6.5

销售

全球

欧美

综上对比,本项目具有强大的性能价格比和广阔的市场前景、市场竞争优势明显。

结束语

随着邻苯基苯酚的应用领域不断拓展,国内外对邻苯基苯酚的需求量将逐年大幅度增长,主要用于生产抗氧剂和阻燃剂,杀菌防腐剂、生物杀虫剂、水果和蔬菜保鲜剂等。由于OPP国际市场需求的递增,韩国求购将会在3000t/a以上,日本求购将会在10000t/a以上,用于生产抗氧剂和电子产品中,欧美也提出了10000t/a 的需求,台湾一公司向我国寻求5000t/a的邻苯基苯酚,用于各类阻燃剂的生产。随着我国的入世,水果、蔬菜出口量增加,对其防腐杀菌保鲜要求提高,以及用于合成新型阻燃建材,邻苯基苯酚的需求量将有较大增长,预计到2006年我国国内需求量达5000t/a以上。可见邻苯基苯酚具有广阔的国内外市场。

目前我国邻苯基苯酚生产水平与世界先进水平相比较尚有差距,主要差距有以下几方面:(1)环己酮单耗偏高(2)脱氢催化剂寿命短, 由于是贵金属催化剂,它在总成本中占的比例较大(3)副产氢气未得到有效利用(4)邻苯基苯酚的下游产品尚未大力开发,拜耳公司利用本公司邻苯基苯酚开发的杀菌防腐剂在世界上具有垄断地位(5)生产规模小,德拜耳公司生产规模达20000t/a,因此我国邻苯基苯酚生产企业的综合经济效应差。因此,迫切需要我们一方面不断完善生产工艺,扩大生产规模,降低生产成本,建成具有自主知识产权的国际先进水平的万吨级OPP生产装置,提高我国在精细化工中的国际地位,构建民族产业技术高地;另一方面也需要生产企业不断开发下游产品,提高产品综合经济效益,以缩小与国外的差距。

『肆』 水溶性和脂溶性有什么区别

水溶性表示化学品易溶于水(也有可能部分溶于一些极性溶剂如甲醇或者dmso),脂溶性一般难溶于水可溶于一些非极性有机溶剂例如脂肪酸和烷烃,也有一些水油两溶的特殊情况比如丙二醇甲醚和1,4-二氧六环。这两种溶解特性是相对而言。

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