A. 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
低
低
高
3
三废
无
有废水
有废水
4
缩合催化剂
固体超强酸
浓硫酸
无
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。
B. 化工上PP代表什么
PP:聚丙烯,俗称百折胶
单体是丙烯CH2=CH-CH3
通过加聚丙烯聚反应得到聚丙烯
化学式可表回示为(C3H6)n
结构简式答可表示为(-CH2-CH(CH3)-)n
是分子链节排列得很规整的结晶形等规聚合物
按其结晶度可以分为等规聚丙烯和无规聚丙烯
C. 甲醇下游产品的开发与利用有哪些
甲醇的下游产品大致有: 甲醛、冰醋酸、二甲醚(DME)、MTBE、二甲基甲酰胺(DMF)、甲胺、 甲酸甲酯、甲烷氯化物(CMS)、乙二醇、碳酸二甲酯(DMC)、硫酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇(PVA)、对苯二甲酸二甲酯(DMT)、二甲基亚砜(DMSO)、MTO/MTP、甲醇蛋白、合成橡胶、甲醇燃料、燃料电池等。
一、直接产品有:甲醛、冰醋酸、二甲醚(DME)、MTBE、甲胺、甲酸甲酯、甲烷氯化物(CMS)、碳酸二甲酯(DMC)、硫酸二甲酯、二甲基亚砜(DMSO)、MTO/MTP、甲醇蛋白
1、
甲醛
甲醛是甲醇最重要的下游产品之一,也是最重要的基本有机化工原料之一。它最大的用途是生产酚醛树脂、黏合剂及其它有机化学品。近年来,随着我国经济建设的迅速发展,甲醛产量每年以4.5%的速度增长,年需原料甲醇100万吨以上。为满足化工市场的需求,应大力开发以甲醇为原料的生产甲醛的新工艺,以满足优质工程塑料(酚醛树脂)和乌洛托品等合成的需要。
2、冰醋酸
我国醋酸生产主要有羰化法、乙烯法及乙醇法,根据全国醋酸行业协作组提供的数据显示,2005年我国甲醇羰基合成法制醋酸产能约为90万t,产量76.6万t,消耗甲醇49万t;2006年产能约为140万t,产量118.3万t,消耗甲醇76万t。
2010年我国羰基法醋酸产能可达到705万t。若开工率按85%计,届时羰基法醋酸产量将达到378万~600万t吨。按生产1吨醋酸需要0.6t甲醇计算,则需要消耗甲醇227万~360万t。
3、二甲醚(DME)
据统计,到2007为止,我国共有二甲醚生产企业30家,产能合计261万吨/年,产量130万吨。其中需外购甲醇的共23家,产能合计170.5万吨;自配甲醇装置的共7家,产能合计90.5万吨。另外,2008年将新增二甲醚产能147.5万吨。目前国内二甲醚的主要用途是替代LPG、气雾推进剂,其次是作为柴油的主要替代燃料,也作为化工原料,用来生产硫酸二甲酯、聚甲基苯和高纯度氮、N-二甲基苯胺和其他化学物的甲基试剂。另外,它还作为清洗剂,用于高精密仪器(电子仪器)表面的清洗。还可作为环保型制冷剂和发泡剂等。
4、MTBE
异丁烯和甲醇在强酸性阳离子交换树脂作用下生成的甲基叔丁基醚是一种良好的高辛烷值汽油成份。MTBE主要用作汽油的改性剂添加到汽油中。由MTBE及MTBE裂解制取高纯异丁烯,生产高技术含量、高附加值、市场前景较好的丁基橡胶、甲基丙烯酸甲酯、聚异丁烯等精细化工产品也被市场看好。2007年我国MTBE产量估计为170万吨。
5、甲胺
甲胺是一种重要的脂肪胺,以液氨和甲醇为原料,在催化条件下,通过加压精馏分离不同结构的系列产品(一甲胺、二甲胺、三甲胺),是基本的有机化工原料之一。目前国内年生产能力为25万吨左右,随着我国DMF的迅速发展,也带动了甲胺特别是二甲胺需求量的不断增加。一甲胺、二甲胺和三甲胺等都是化学工业、农药、医药及涂料的中间体,有相当大的市场前景。
6、甲酸甲酯 甲酸甲酯(MF),又名蚁酸甲酯,是一种用途广泛的低沸点溶剂,可直接用作杀虫剂、杀菌剂和用于处理谷物、水果、干果、烟草的熏蒸剂,可用作合成磺胺和镇咳药的原料。甲酸甲酯常用作医学、农药和有机合成的中间体,醋酸纤维素的溶剂。甲酸甲酯有很高的反应活性,由它出发,可制得 50 多个产物,故被称为万能中间体。目前MF主要用于生产甲酰胺、二甲基甲酰胺
(DMF)、甲酸以及为数众多的高附加值精细化工产品,如:丙二酸酯系列产品,乙醇酸及其下游产品、甘氨酸等。我国甲酸甲酯年生产能力约
在5万吨,需求量约为8万吨。
7、甲烷氯化物(CMS) 甲烷氯化物(CMS)是一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)和四氯化碳的总称,是重要的有机氯产品。CMS除可用作脱脂(漆)剂、萃取剂、气雾剂、制冷剂、灭火剂和麻醉剂等以外,还是生产医药、农药、合成纤维、塑料、有机硅和有机氟系列产品等的原料。甲烷氯化物(CMS)的工业生产是以甲醇和氯气为主要原料,采用直接氯化生产工艺,近年来我国CMS生产发展较快,总生产能力超过25万t/a。
8、碳酸二甲酯(DMC)
DMC是一种重要的工业碳酸酯,作为优良的甲基化剂,用来合成食品添加剂、抗氧化剂、染料、药物中间体、农药等,是光气和硫酸二甲酯理想的替代物。多以甲醇、CO、H2、 O2为原料,采用甲醇氧化羰基工艺生产。目前我国的碳酸二甲酯的总产能在 10万 t/a以上
9、硫酸二甲酯(DMS)分子式(CH3O)2SO2,无色,略有洋葱气味的油状液体,高毒,是可疑的人类致癌物。工业上主要用作甲基化剂、制药、染料和香料等工业。由于DMS的高毒性和对设备的高腐蚀性,工业上都逐渐采用DMC来替代DMS。随着国家环保要求的提高,改产品将最终被被淘汰。
10、二甲基亚砜(DMSO) 是极为重要的非质子极性溶剂和重要的精细化工产品,一向被誉为:“万能溶媒”,在国外称为“万能药”,广泛应用于医药、农药、石油、化工、有机合成、电子、涂料、冶金、染料和高分子材料等许多化学工业领域,并且一些新的用途还在不断被发现。我国DMSO生产采用二硫化碳、甲醇为原料,经过合成、氧化、中和、蒸发、脱盐、减压精馏制得产品,均采用液相乳化法新工艺。目前产能在5万吨以上。
11、MTO/MTP 甲醇制烯烃的MTO工艺和甲醇制丙烯的MTP工艺是目前重要的C1化工技术,是以煤基或天然气基合成的甲醇为原料,生产低碳烯烃的化工工艺技术,是以煤替代石油生产乙烯、丙烯等产品的核心技术。目前还没有工业化生产装置,可以预见,随着高油价的到来,MTO/MTP将很快实现工业化。
12、对苯二甲酸二甲酯(DMT) 白色针状晶体,熔点140.7℃,沸点284℃,易升华,DMT由对苯二甲酸与甲醇酯化而得。
13、甲醇蛋白 甲醇蛋白是以甲醇为基质生产的单细胞蛋白。甲醇蛋白是通过培养单细胞生物而获得的菌体蛋白质,目前主要用作畜禽饲料蛋白,与其他饲料蛋白如鱼粉、大豆等天然动植物蛋白质相比,营养价值较高。目前国内蛋白饲料的实际缺口达1200万吨。若此缺口的1/10由甲醇蛋白来填补,则需要甲醇蛋白120万吨。
二、间接产品有:二甲基甲酰胺(DMF)、乙二醇、聚乙烯醇(PVA)、甲基丙烯酸甲酯
1、二甲基甲酰胺(DMF)无色、淡的胺味的液体,主要应用于聚氨酯、腈纶、医药、农药、染料、电子等行业。,非水溶液滴定溶剂。乙烯树脂和乙炔等的溶剂。DMF的工业生产主要有甲酸酯化二步法,甲醇脱氢二步法和一步法。目前国内DMF生产行业五巨头(浙江江山、华鲁恒升、安阳九天、安徽淮南、章丘日月)总的DMF产能接近年产50万吨,均采用一步法工艺。
2、乙二醇 开发甲醇生成乙二醇路线,可以实现以煤代油合成乙二醇,具有重要意义。甲醇制甲醛再转化为乙二醇的路线,鉴于合成气制甲醇技术和甲醇生产甲醛技术都已经非常成熟,因而该工艺很有开发前景。我国乙二醇的消费构成中约95%用于生产聚酯,5%用于生产防冻剂等方面。近年来,由于聚酯工业需求强劲,国内市场对乙二醇需求保持快速增长的势头。据预测,2008年我国聚酯产量将达到1730万吨,按聚酯单耗0.34吨/吨计算,约需乙二醇588万吨;2010年聚酯产量为1900万吨,约需要乙二醇646万吨。加上防冻液等5%的需求。预计2008年国内乙二醇总需求量约617万吨,2010年约需要677万吨。
3、聚乙烯醇(PVA)
生产聚乙烯醇的工艺路线按原料分,有乙烯法和乙炔法两类。PVA主要用于制造聚乙烯醇缩醛,由于PVA具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的耐水性,因此除了作纤维原料外,还被大量用于生产涂料、粘合剂、纸品加工剂、乳化剂、分散剂、薄膜等产品,应用范围遍及纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、印刷、农业、钢铁、高分子化工等行业。
4、甲基丙烯酸甲酯 目前生产甲基丙烯酸甲酯(MMA)主要的生产工艺路线是:先将ACH转化为甲基丙烯酰胺硫酸盐,然后再水解、酯化生成甲基丙烯酸酯。截至2006年8月,我国共有5家较大的MMA生产企业,总产能达29.8万吨/年。
三、替代产品有:甲醇燃料、燃料电池、生物柴油
1、甲醇燃料 我国在甲醇燃料的开发及应用已具有了一定的基础:在汽油中掺入5%、15%,、25%和85%的甲醇及用纯甲醇(100%)作为汽车燃料。据预计2010年我国M85~M100的甲醇汽车将达到1万辆左右,按每辆汽车每年消耗20吨甲醇计算,则共需要消耗甲醇20万t。另外,预计到2010年我国将有2000万t汽油掺烧甲醇,若比例按15%计算,则需要300万t甲醇。以上两部分共需要甲醇320万t。
2、燃料电池 直接以甲醇为燃料,以甲醇和氧的电化学反应将化学能自发地转变成电能的发电技术称之为直接甲醇燃料电池(DMFC)。它的主要特点是甲醇不经过预处理可直接应用于阳极反应产生电流,同时生成水和二氧化碳,对环境无污染,为洁净的电源。
3、生物柴油
生物柴油是清洁的可再生能源,它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料,是优质的石油柴油代用品。截止2007年,中国有大小生物柴油生产厂2000多家,而且,各地相同项目的立项、审批还在继续。预计到2010年,中国生物柴油的需求量将达到2000万吨/年,按国家再生能源中长期规划,那时的产能是20万吨/年。需求与产量的反差,将会是形成产品供不应求的局面。
华北地区甲醇市场疲软,主流价格在2000-2400元/吨,其中,河北甲醇出厂价集中在2400元/吨;山西甲醇主流价格在2200-2300元/吨不等;内蒙古地区甲醇企业出厂价格在2050-2250元/吨。甲醇:30日山东地区市场阴跌
下游需求恢复迟缓,山东甲醇企业出货放缓,企业主流出厂成交价格高端下滑30元/吨至2500-2550元/吨,中东部个别厂家成交低至2480元/吨。山东西北部主要企业主流出厂成交在2500-2550元/吨,受雨雪影响企业出货一般;山东中东部主要甲醇企业主流出厂成交在2530-2550元/吨左右;山东南部地区主要企业主流价格集中在2520-2540元/吨。甲醇:30日山西地区行情暂稳
山西甲醇市场暂稳,目前企业出厂主流成交价格在2250-2300元/吨左右,个别小单成交略低在2200元/吨,下游需求恢复迟缓,企业出货一般。甲醇:30日河北地区市场平稳
今日河北石家庄及周边地区甲醇出厂价格暂稳在2450-2500元/吨,主流集中在2450元/吨,受河北周边地区甲醇走跌影响,目前下游观望为主,采购谨慎;唐山地区主要企业出厂主流平稳在2400元/吨。
D. 强酸性阳离子交换树脂能脱酒精中的水吗
晚上好,阴阳离子树脂床一般只能对电荷相反的离子进行物理捕捉不能用于脱出与乙醇结合成氢键的水分子,简易除水可在酒精中加入少量无水氯化钙或者无水硫酸铜快速降低含水量。精确除水可通过重新分馏再通过氧化钙层来制备。无水硫酸铜对于合成氢键水分子结构的其他极性溶剂比如1,4-二氧六环、四氢呋喃和DMSO也同样有明显效果。
E. 高岭土的应用现状
随着科学技术的发展,高岭土以其独特的晶体结构和具有良好的粒度、可塑性、烧结性、电绝缘性、化学稳定性等许多优异的性能,而广泛应用于陶瓷、建筑材料、造纸、橡胶、塑料、涂料、石油化工、环境保护、冶金工业、新材料等几十个行业。
一、在陶瓷工业中的应用
在我国,高岭土在陶瓷工业中的消耗量约占其产量的50%以上,居各工业部门之首。高岭土在制瓷中的作用主要有2个方面:一是作制瓷的配料;其二是在瓷坯成型过程中作为其他矿物配料(如石英、长石等)的粘结剂。因此,陶瓷工业对高岭石粘土的要求首先是它的化学成分,即Fe2O3、TiO2、SO3等有害组分要极低,SiO2/Al2O3比例要适当;其次是粘结性和可塑性,一般说来,高岭石结晶好、颗粒粗,其可塑性和粘结性低。但经剥片后其性能则将改变。
二、在造纸工业中的应用
由于高岭石粘土粒度小,剥片后具良好的片状、鳞片状形态,片径/厚度比值大,化学性质稳定等,因此,被用作造纸填料和纸张涂层,提高纸张光泽度、充填纸张纤维之间的空隙、提高不透明度、增加平滑度及纸张密度等目的。而且,高岭石粘土比纸浆便宜,能有效地降低造纸费用。高岭石对纸中其他成分不起反应,能较好地保留在纸张纤维中间,适于大量使用。造纸工业对高岭石粘土的要求主要是细度以及杂质含量。一般说来,用于造纸的高岭石粘土须经特殊选矿工艺选出粒度<2μm的部分,或是经过超细磨(剥片)对其进行加工才能达到粒度要求。另外,高岭石粘土中长石、石英含量越低,带色杂质(如有机质、Fe2O3等)越少,则质量越好。对用作铜板纸的涂布级片状高岭石的质量要求较高,除晶粒呈片状外,还要求白度大于85.80%以上的粒度为2μm,Fe2O3<0.5%。
三、在橡胶、塑料工业中的应用
在塑料、橡胶等现代高分子材料中添加高岭土等非金属矿填料,不仅可降低橡胶、塑料等高分子材料的成本,更重要的是能够提高材料的刚性、尺寸稳定性,并赋予材料某些特殊的物化性能,如抗压、抗冲击、耐腐蚀、阻燃、绝缘等[17]。高岭土在填料中的应用主要有两方面:一方面,采用高岭土为原料,通过酸洗除杂、焙烧活化、两段酸溶的方法可制取白炭黑[18];另一方面,将煤系高岭土提纯、漂白、超细、煅烧以及表面改性后,制备成各种塑料、橡胶等填料,也可以达到半补强的效果[19]。
四、在涂料工业中的应用
目前,用高岭土作为涂料工业中的添加剂,有助于满足对涂料提出的日益严格的性能和耐久性方面的许多要求。其作用是:改善涂料体系贮存稳定性,改善涂料的涂刷性,改善涂层的抗吸潮性及抗冲击等机械性能,改善颜料的抗浮色和发花性[20]。当要求制备低VOC、高固体涂料,而要求更薄和无疵平滑、光亮的涂膜时,尤其如此。高岭土添加剂的规格品种,随着开发品种的增加也将不断增加,它可适应任何类型的涂料体系,从底漆到面漆,任何固体份、任何光泽和任何涂膜厚度。因此,高岭土添加剂是今天的功能涂料的多功能添加剂。
五、在石油化学工业中的应用
在石油化工方面,随着世界原油的重质化和劣质化,在催化裂化过程中,掺炼重油、渣油已成为炼油厂普遍采用的加工方式。由于重油中含较多的碳质、沥青质和重金属,这就要求催化剂具有较高的基质活性、较强的抗重金属污染能力、较好的催化活性和选择性。因沸石催化剂具有活性高、选择性好、稳定性好以及强抗毒能力等特点,已逐步取代其他催化材料,成为石油化工技术的核心[21]。以高岭土为原料合成的沸石分子筛和催化剂,在沸石晶粒大小、水热稳定性、活性和抗重金属性能等方面具有独特的特点,且由于高岭土价格低廉、合成沸石成本低,因此得到了广泛的研究[22]。到目前为止,以高岭土为原料,成功制备出Y型[23]、X型[24]、ZSM-5型沸石分子筛[25],用于催化裂化催化剂,具有很好的重油转化能力和良好的裂化产物选择性。
六、在环境保护中的应用
近年来,随着全世界对环境问题的日益重视,环境材料的研究与开发显得非常活跃。特别是运用廉价矿物原料用来处理“三废”已成为研究热点之一。采用高岭土(包括非煤建造的和含煤建造的高岭土)成功制备出的分子筛和无机或无机-有机复合絮凝剂[26~28],可用于改善水质,处理各种生活和工业废水,吸附和清除工厂废气中的H2S、CO2、SO2等气体[29~30],处理核废料[31]等。
七、在冶金工业中的应用
高岭石粘土具有很高的耐火度,可用作冶金工业及玻璃工业的耐火材料,制作各种高温作业的砌体,如各种形状的耐火砖、绝缘砖、硅质砖、各种熔炼炉和热风炉的炉衬砖。
八、在新材料中的应用
1.高岭土有机插层材料
高岭石层间作用力较强,不含可交换性阳离子,无膨胀性,与其他层状粘土矿物相比,较难与有机化合物发生插层反应。仅有一些强极性有机小分子,如二甲基亚砜(DMSO)、甲酰胺(FA)、N-甲基甲酰胺(NMF)、脲(Urea)、联氨(hydrazine)等可以直接插入到高岭石层间。而其他有机分子则可以采用“置换插层法”,即置换预插层在高岭石层间的上述有机小分子而制备相应的有机插层复合物。大量研究表明,高岭土经过置换插层制备的高岭土-甲醇有机复合物,可以作为进一步置换插层的前驱体,具有广泛的通用性。由此可以制备出多种有机插层复合物。高岭土多次插层—去插层(脱嵌)后,具有较高的反应活性,能够轻易地插入二价碱土金属和过渡金属等,用这种方法有望制备出高活性的催化剂。
2.层柱高岭土
层柱粘土矿物(Pillared Interlayer Clay,简称PILC),也称交联粘土或层柱分子筛,是通过离子交换的方式把一些化合物插入到粘土矿物的层间域中,并形成分子级别的支柱,而制成的一类孔径大、分布规则的新型分子水平的纳米复合材料。这类材料可望应用于石油催化、精细化工、环保等领域。天津大学孔浩[3]研究了用煤系高岭土制备层柱分子筛的方法:首先使用多种阳离子对高岭土极性层间域进行离子交换,然后使用醋酸钾作挟带剂将聚合羟基锆离子插入高岭土层间,制备了层柱高岭土。层柱高岭土对正庚烷裂化反应的催化效果表明,其初始催化活性比原土显著提高,部分与Y型分子筛性能相当;而且具有较大的比表面积和大量的网孔状构造,可以在择形催化方面获得应用。
3.高岭土制备赛隆材料
赛隆(Sialon)是由硅(Si)、铝(Al)、氧(O)、氮(N)组成的化合物,它是Si3N4中的Si和N被Al或(Al+M)(M为金属离子)及O置换所形成的一大类固溶体的总称。α-Sialon主晶相晶粒呈等轴状,具有很高的硬度和耐磨性。β-Sialon主晶相晶粒呈长柱状,具有较好的强度及韧性。O-Sialon以正斜方结构的Si3N2O为结构基础,具有很好的抗氧化性[32]。由于Sialon材料具有优越的力学性能、耐高温性能及化学稳定性等,在冶金、航空、化工机械、医学等方面显现出很好的应用前景。在粘土矿物中,高岭土为合成Sialon材料的首选天然原料[33~37],其合成方法为将高岭土粉末与石墨粉按一定配比混合,加入一定的烧结助剂,在氮气氛中加热到1400℃以上反应生成。调节原料中的硅铝比,可得到不同种类的Sialon材料。加入锆英石、刚玉等成分,可以得到复相材料,使材料性能更加优化[38~41]。
4.高岭土制备地聚物材料
地聚物材料(geopolymeric materials)是以偏高岭土、碱激发剂为主要原料,在20~120℃的低温条件下成形硬化,通过化学反应得到的具有与陶瓷性能相似的一种新材料[42]。地聚物是由无机的硅氧四面体与铝氧四面体聚合而成沸石及类沸石相,其产物以离子键和共价键为主。地聚物兼有有机高聚物、陶瓷、水泥的特点,又不同于这些材料,它具有许多独特的材料性能,而且具有原材料丰富、工艺简单、价格低廉、节约能源等优点,可用作固封有毒化学废料和放射性元素的有效胶凝材料、建筑结构材料、阻燃耐高温建筑装饰材料、耐火保温材料等。
5.高岭土负载催化剂用于合成碳微球
富勒烯和同组的Cn,以及碳纳米管、碳纳米纤维、碳洋葱、碳微球等是碳材料中研究的热点。碳微球的合成常常需要昂贵的设备和高温高压的反应条件,而Miao[43]等人用高岭土负载过渡元素(Fe、Co、Ni、Cu)作催化剂,采用催化化学气相沉积法(CCVD)可以低成本大规模地合成碳微球。他们将高岭土磨细过100目筛,按1∶1的比例将过渡元素的盐与高岭土加水混合成浆状,强烈搅拌10min,然后涂抹到陶瓷板或高岭土板的表面,空气中60℃下烘干。将负载催化剂的板片置于炉内,氮气保护下用乙炔(C2H2)气体在650℃以上催化热分解30min,即可制得高纯度的碳微球。制备的碳微球的粒径为400~2000nm,由未封闭的层间距为0.33~0.35nm的石墨层组成。这种产物在氮气氛中500℃以下具有良好的热稳定性。
6.制备其他新材料
以高岭土为原料,还可以制备莫来石复合纳米晶[44~45]、聚癸二酰癸二胺(PA1010)/高岭土杂化材料[46]、高岭土-MBT复合材料[47]、高岭土-丙烯酰胺系超吸水性复合材料[48]、超高分子量聚乙烯/高岭土(UHMWPE/Kaolin)复合材料[49]、高岭土-聚丙烯酸钠高吸水性复合树脂[50]、HDPE/高岭土复合材料[51]、高岭土/PET纳米复合材料[52]、丙烯酸/淀粉/高岭土复合高吸水树脂[53]等。新材料的制备拓宽了高岭土的用途,也增加了产品的高科技含量,提高产品档次,能取得更好的经济效益。
九、含煤建造沉积高岭土的特殊应用范围
由于煤系地层沉积环境和沉积物组合的特殊性,含煤建造沉积高岭土(以下简称煤矸石)虽然属于传统意义的固体废渣,但在现代科学技术条件下却具有特殊的明显的资源性特征[54],除了上述提及的高岭土的用途之外,还具有其一些特殊的用途,具体表现在以下诸方面:
1.煤矸石为重要的低热值能源
煤矸石通常含煤及其他可燃有机物。这些煤及其他可燃有机物随成因差别可呈浸染状、丝带状、条带状、碎粒状、细脉状、不规则脉状、团块状或其他复杂形态分布于煤矸石内。矸石中所含的煤及其他可燃有机物除部分可进行直接破碎选煤外,还可取代其他燃料整体用于发电[55]、供热或制作煤矸石内燃砖,并以整体低热值能源更具有资源价值和开发利用价值。
2.煤矸石是某些非金属、金属矿产资源的重要来源
因为煤系地层沉积环境的特殊性,与之相伴的非金属矿产主要有高岭土、耐火粘土、高铝粘土和硫铁矿等,部分还有膨润土、硅藻土、石墨、油页岩、海泡石、重晶石、石灰石等非金属矿产。尤以高岭土、耐火粘土、高铝粘土和硫铁矿在煤矸石内分布普遍,资源总量规模巨大,最具有资源价值的普遍性。金属矿产主要为铝土矿,其次为锰矿和铁矿。煤矸石型铝土矿资源主要为一水铝石,在全国许多地区所产煤田均有出现,尤其在河南和山西的大规模煤田呈层分布,储量集中,除可成层独立开采外,也是煤矸石的重要组成部分,具有综合利用价值。
3.煤矸石是某些高价值稀有分散元素的重要来源
某些类型煤矸石是钒、镓和锗等稀散元素的重要载体,也是这些资源的重要来源。据资料介绍,钒主要富集在石煤内,其钒储量比例是全球其他钒资源储量的5倍。我国约有40座煤矿山的煤含锗达到工业品位,而煤炭内镓的分布普遍含量很低,但其富集程度显著高于其他地质体,也是镓工业利用的主要来源。因为这些元素特殊的地球化学性质,他们往往以有机配位化合物、有机物吸附和/或粘土吸附形式富集于含煤沉积体系。研究结果表明,煤系地层内部这些元素的含量分布与铝含量具有密切的正相关关系[56]。由此可见,除煤层外,它们还会在富含粘土、煤炭及其他有机物的煤层顶、底板和夹层富集,使得部分煤矸石具有回收利用的这些元素价值。特别是镓和锗,煤矸石为其资源来源的重要组成部分。
4.煤矸石是路基材料的重要来源
将煤矸石作为道路基层材料用于筑路工程,具有明显优势[57~58],一是对煤矸石的种类和品质没有特殊的要求,对有害成分含量的限制不严,适用于多种类型煤矸石;二是煤矸石在道路工程中的应用具有耗渣量大,无需进行特殊处理及特殊技术手段的优点,是一种有效地利用煤炭工业废料和减少环境污染的有效途径。既解决了大量用土与取土土源受限制的矛盾,又解决了煤矸石占用土地及污染环境问题,同时还降低了筑路成本,是兼具经济效益和社会效益的资源利用途径,因此,在我国产煤地区已得到广泛地应用。
5.部分煤矸石是新型肥料或土壤改良剂
国内外许多研究表明,部分类型的煤矸石含有大量的有机质和丰富的植物生长所需的微量元素(如C、Ca、Mg、Zn、Cu、稀土元素等),同时富含炭质和粘土矿物,经活化处理后可以成为携带固氮、解磷、解钾等微生物的理想原料基质和载体,用作农田肥料或土壤改良剂[59~60]。施于田间可以增强土壤疏松、透气能力,改善土壤结构,提高土壤肥力和肥效,起到一定的增产效果。用煤矸石制取新型肥料或土壤改良剂,煤矸石消耗量大,有较好的经济效益,是煤矸石综合利用的发展方向之一。
F. 求助:离子交换树脂的用法~
先可以这样说,如果水溶后可以用离子交换树脂来去除KC,由于产物微溶于水所以专只能去除少量;有机属溶液溶解的不能用离子交换树脂去除,因为会引起树脂有机物中毒,失去离子交换能力。
我还想问几个问题:1、产物量有多大?2、如果一定要用离子交换及去除产物中KCl,先要有过滤装置,将溶解后的产物通过过滤装置(化验室少量的用滤纸就可以,工业用大量用活性炭过滤器或多介质过滤器)后,进入阳离子交换器后进入阴离子交换器即可,也可以在后面加一个混合离子交换器。出水就能将产品中的KCl去除了。(化验室直接可以制作阳离子交换柱及阴离子交换柱,混合离子交换柱用阴树脂:阳树脂=2:1的比例装填,交换柱的体积最好一样,用PVC材质最好,因为玻璃中含有硅酸盐,会溶解。)
G. 二甲基砜
你好
二甲基砜是高新技术、高附加值的精细化工产品,是药物合成,染料中间体和食品添加剂的高温溶剂和高纯试剂,色谱固定液和分析试剂。二甲基砜作为一种有机硫化物,是人体胶原蛋白质合成的必须物质,作为保健品被应用,是维护人体生物硫元素平衡的主要药物。能调节胃肠功能,促进营养吸收,治疗关节炎,皮肤病,胃肠疾病,护肤养颜及保健功能,引起国外重视,作为保健药品大量应用,近两年来需求量迅速增加。
专利权人田军已向国家知识产权局专利局申请注册了名称为“一种生产二甲基砜的方法”的发明专利,其申请号为:CN01144216.6,并获得国家知识产权局颁发的发明专利证书。
本发明涉及一种生产二甲基砜的方法,属于制取化学物质的工艺技术领域。该生产方法是以纯度≥99.8%,凝固点为17.8℃的二甲基亚砜与相当于其重量1.566-1.567倍、浓度为27.5%、酸度≤0.01%的双氧水,在相当于二甲基亚砜投料量1.266—1.267倍的中性水为反应介质,于22±2℃温度经60分钟氧化反应,以及生成物之二甲基砜结晶混合液再通过甩干、精制、干燥和筛分等物理处理工艺步骤,最后生产出总收率达85%,纯度≥99.9%的高品质二甲基砜白色结晶。
产品纯度高,收率高,无三废污染。二甲基砜在国外已有应用,我国对其应用研究尚未开展,因此产品全部出口。二甲基砜作为一种高新技术高附加值的精细化工产品,产品新、市场潜力大,效益突出,又能出口创汇,具有广阔的生产和开发应用前景。
就能找到这些了,还满意吗