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含dmso廢水

發布時間:2024-10-17 14:35:26

『壹』 對苯二甲酸詳細資料大全

對苯二甲酸,又稱p-苯二甲酸,是產量最大的二元羧酸,主要由對二甲苯製得,是生產聚酯的主要原料。常溫下為固體。加熱不熔化,300℃以上升華。若在密閉容器中加熱,可於425℃熔化。常溫下難溶於水。 主要用於製造合成聚酯樹脂、合成纖維和增塑劑等。

基本介紹

理化常數,環境影響,健康危害,毒理學資料及環境行為,環境標准,應急處理,泄漏應急處理,防護措施,急救措施,工藝技術,生產方法,苯酐轉位法,甲苯氧化歧化法,主要用途,儲運條件,加工工藝,

理化常數

中文別名: 對苯二(甲)酸,松油苯二甲酸; 純對苯二酸; 對酞酸; 對苯二酸; 對二苯甲酸,對酞酸 CAS登錄號:100-21-0 EINECS號:202-830-0 terephthalic acid 兩個羧基分別與苯環中相對的兩個碳原子相連線而成的二元芳香羧酸。 產品性狀 該品為白色晶體或粉末,低毒,可燃。若與空氣混合,在一定的限度內遇火即燃燒甚至發生爆炸。 熔點300 °C 自燃點680℃ 燃點384~421℃ 升華熱98.4kJ/mol 燃燒熱3225.9kJ/mol 閃點 >110℃ 密度1.55g/cm 3 。 溶於鹼溶液,微溶於熱乙醇,不溶於水、乙醚、冰醋酸、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲苯、氯仿等大多數有機溶劑,可溶於DMF、DEF和DMSO等強極性有機溶劑。 對苯二甲酸可發生酯化反應;在強烈條件下,也可發生鹵化、硝化和磺化反應。

環境影響

健康危害

侵入途徑:吸入、食入、經皮吸收。 健康危害:對眼睛、皮膚、黏膜和上呼吸道有 *** 作用,未見職業中毒的報導。

毒理學資料及環境行為

毒性:屬低毒類。 急性毒性:LD 50 1670mg/kg(小鼠腹腔);3200mg/kg(大鼠經口);3550mg/kg(小鼠經口) 危險特性:遇高熱、明火或與氧化劑接觸,有引起燃燒的危險。 燃燒(分解)產物:一氧化碳、二氧化碳。

環境標准

前蘇聯車間空氣中有害物質的最高容許濃度0.1mg/m3 前蘇聯(1975) 水體中有害物質最高允許濃度 0.1mg/L 中國工作場所有害因素職業接觸限值:OELs(mg/m 3 )PC-TWA:8;PC-STEL:15。

應急處理

泄漏應急處理

切斷火源。戴好防毒面具和手套。收集運到空曠處焚燒。如大量泄漏,收集回收或無害處理後廢棄。

防護措施

呼吸系統防護:空氣中濃度較高時,佩帶防毒面具。 眼睛防護:可採用安全面罩。 防護服:穿工作服。 手防護:必要時戴防化學品手套。 其它:工作後,沐浴更衣。注意個人清潔衛生。

急救措施

皮膚接觸:脫去污染的衣著,用流動清水沖洗。 眼睛接觸:立即翻開上下眼瞼,用流動清水沖洗15分鍾。就醫。 吸入:脫離現場至空氣新鮮處。就醫。 食入:誤服者漱口,給飲牛奶或蛋清,就醫。 滅火方法:霧狀水、泡沫、二氧化碳、乾粉、砂土。

工藝技術

PTA生產工藝過程可分氧化單元和加氫精製單元兩部分。原料對二甲苯以醋酸為溶劑,在催化劑作用下經空氣氧化成粗對苯二甲酸,再依次經結晶、過濾、乾燥為粗品;粗對苯二甲酸經加氫脫除雜質,再經結晶、離心分離、乾燥為PTA成品。 粗對苯二甲酸的提純方法:包括如下步驟,將粗對苯二甲酸烘乾,球磨,篩分,使粒徑達到1~5μm,在60℃-100℃的溫度下,浸漬於水中,攪拌,澄清、然後撇水,最後離心分離,80℃-105℃烘乾,獲得純對苯二甲酸。所說的粗對苯二甲酸為鹼減量廢水經酸析後的沉澱物,雜質的乾基重量含量為15%-18%。 精對苯二甲酸(PTA)工藝的主要專利廠商是BP-Amoco、Dupont-ICI和三井油化等公司,經多年發展,上述三公司技術大同小異、各有特點,水平不相上下。世界採用BP-Amoco工藝的PTA裝置生產能力總計達717.6萬t/a,Dupont-ICI工藝為349.5萬t/a,三井油化工藝為102.5萬t/a。,4-C6H4( COOH )2。無色晶體。300℃ 以上即升華。在水中溶解度極小 ,溶於二甲基亞碸、二甲基甲醯胺、六甲基磷醯三胺。由於它溶解度小和熔點高,提純困難。 對苯二甲酸在工業上由對二甲苯經硝酸氧化,或在鈷鹽催化下經空氣氧化製得。利用苯甲酸鉀或鄰苯二甲酸鉀,在鎘或鋅催化劑和二氧化碳存在下進行重排反應,也可生產對苯二甲酸。 用途:對苯二甲酸及其二甲酯主要用於與乙二醇縮聚形成聚酯,由它製造的合成纖維商品名為滌綸。聚酯也可製成薄膜或注塑成形,廣泛用於電子和汽車製造業。對苯二甲酸還可用於製造除草劑和粘接劑等。 精對苯二甲酸(PTA)是重要的大宗有機原料之一,其主要用途是生產聚酯纖維(滌綸)、聚酯薄膜和聚酯瓶,廣泛用於與化學纖維、輕工、電子、建築等國民經濟的各個方面,與人民生活水平的高低密切相關。 PTA的套用比較集中,世界上90%以上的PTA用於生產聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),其它部分是作為聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及其它產品的原料。

生產方法

在19世紀就已發現了PTA,直到1949年英國卜內門化學工業公司發現PTA(或其衍生物對苯二甲酸二甲酯)是製造聚酯主要原料後,才開始廣泛生產。1981年世界PTA產量已達3.485Mt。第一個工業化的生產方法是硝酸氧化法。隨著聚酯工業的發展,已開發出從多種原料出發、通過多種途徑生產PTA的方法(圖1)。最經濟、採用最廣的是以對二甲苯為原料的高溫液相氧化法(見彩圖),此法收率高,流程短。對二甲苯低溫氧化法反應條件較溫和,腐蝕性小,但流程較長,只在少數工廠採用。也有人提出先使對二甲苯經氨化氧化反應生成對苯二腈,然後水解生成PTA,但此法還未大規模生產。由於從混合二甲苯中分離對二甲苯成本較高,因此也開發了一些從其他原料出發的方法。這些方法中有的雖早已工業化,但並無發展,有的則只是處於中間試驗階段。 對二甲苯高溫液相氧化法 此法首先由美國中世紀公司及英國卜內門化學工業公司於1955年提出,1958年由美國阿莫科化學品公司工業化生產。 圖1 總的反應式為(圖1): 但實際過程復雜得多,有人認為是經過下列步驟(圖2):由於第二個甲基不易氧化,反應過程易停止在對甲基苯甲酸或對羧基苯甲醛階段。為使氧化反應能繼續進行,阿莫科化學品公司採用高溫和在醋酸鈷-醋酸錳催化劑(見絡合催化劑)中加入助催化劑溴化物(常用四溴乙烷)的流程 (圖3)。溴化物所產生的溴可引發產生自由基鏈式氧化反應。氧化反應一般在塔式反應器中進行。反應溫度為175~230℃,但多數是高於 200℃。較高的溫度可以加速反應,減少中間產物,但分解所得副產物也增加。因反應熱是依靠蒸發反應生成的水和溶劑醋酸移走的,故反應壓力與蒸發量有關,一般為1.5~3.0MPa。停留時間為0.5~3h。醋酸鈷和醋酸錳的濃度增加,可縮短停留時間或降低反應溫度。高溫氧化過程以對二甲苯計收率可達90%以上。由於反應溫度高,又存在溴,具有強烈的腐蝕作用,故反應器需用鈦或襯鈦材料。 圖2 圖3 PTA在醋酸中溶解度不大,氧化產物呈泥漿狀,經離心分離、乾燥後即得固體的粗TPA,其中最有害的雜質是對羧基苯甲醛(含量1000~5000ppm)。粗TPA可經對苯二甲酸二甲酯生產聚酯,但更好的方法是提純,用精TPA直接作聚酯的原料。常用的精製方法是阿莫科公司採用的加氫法,即在高溫、高壓下使粗TPA溶於水,然後在鈀催化劑存在下對雜質進行加氫,再經結晶、過濾,即得纖維級(適於紡絲的純度規格)精PTA,產品中對羧基苯甲醛的含量可小於 25ppm。精製過程中對苯二甲酸收率大於97%。精製方法除加氫外,還有升華等方法。 對二甲苯低溫氧化法此法反應溫度一般低於150℃,催化劑雖也用醋酸鈷,但不用溴化物。此時為使第二個甲基轉化成羧基,一般要加入在氧化反應時易產生過氧化物的共氧化物。例如,美國莫比爾化學公司用甲基乙基酮,美國伊斯曼-柯達公司用乙醛,日本東麗公司用三聚乙醛。這些物質氧化後也都生成醋酸,而醋酸就是氧化時所使用的溶劑。反應條件以東麗法為例:溫度120~150℃,壓力3MPa,產率為96%。低溫氧化法由於無溴化物,且反應溫度低,反應器可以不用鈦材。

苯酐轉位法

聯邦德國亨克爾公司的專利(圖4中的11、12、13、16流程),又稱亨克爾Ⅰ法(Henkel Ⅰ)。由日本帝人公司實現工業化。該法將鄰苯二甲酸酐先轉化為鄰苯二甲酸二鉀鹽,經轉位反應可得對苯二甲酸二鉀鹽,再經酸化(或稱酸析)即可得PTA。在這些步驟中最困難的是轉位反應,此反套用鎘或鋅催化劑,反應溫度350~450℃,壓力1~5MPa,反應器結構也很復雜。用硫酸酸化後生成的硫酸鉀,轉化為氫氧化鉀再循環使用很困難,只能用作鉀肥。亨克爾Ⅰ法原料貴,技術復雜,因此雖已工業化,但並未得到推廣。 圖4

甲苯氧化歧化法

又稱亨克爾Ⅱ法(即圖4中的1、12、14、16流程)。即以甲苯為原料,先經氧化製成苯甲酸,將其鉀鹽進行歧化,生成苯和對苯二甲酸二鉀鹽,經酸化即成PTA。其中最關鍵的是歧化反應,反應在400℃、2MPa和二氧化碳存在下進行。此法於1963年在日本由三菱化學工業公司實現了工業化。因成本高,於1975年停產。但又因原料甲苯比對二甲苯便宜得多,仍有一些國家的公司在研究改進此法。

主要用途

PTA 絕大部分用於生產最重要的聚酯──聚對苯二甲酸乙二酯。1963年以前由於PTA不易精製,故全部產品均先製成對苯二甲酸二甲酯,精製分離雜質後,與乙二醇在釜式(間歇操作)、塔式(連續操作)反應器中進行酯交換反應,製得對苯二甲酸乙二酯及其低聚物的混合物,再經縮聚生產聚對苯二甲酸乙二酯。1963年,PTA精製方法實現工業化,特別是1965年阿莫科化學品公司的精製法成功,更多地採用PTA在一個或多個串聯釜式反應器中與乙二醇直接酯化的方法。直接酯化對反應器要求較高,但可省去對苯二甲酸二甲酯的製造及甲醇的回收過程,產品質量也較高。直接酯化法由於有上述優點,發展很快,在70年代精PTA產量已逐步接近對苯二甲酸二甲酯的產量。PTA還可通過與環氧乙烷反應生成對苯二甲酸乙二酯,這種路線不但省去環氧乙烷水合制乙二醇的生產步驟,而且反應產物中低聚物很少。同時對苯二甲酸乙二酯能溶於水,易於進行結晶精製。因此,用粗PTA制粗對苯二甲酸乙二酯,精製後再生產聚對苯二甲酸乙二酯,就可避開較困難的粗PTA的精製過程。有許多公司對此法進行了研究和開發。 對苯二甲酸的套用比較集中,世界上90%以上的對苯二甲酸用於生產聚對苯二甲酸乙二醇酯,對苯二甲酸的另一個重要套用是生產增塑劑,其中包括兩類:第一類是對苯二甲酸二辛酯(DOTP),它是由對苯二甲酸與工業辛醇(2-乙基己醇)發生酯化反應的產物,是一種高閃點、高比電阻率的高品質增塑劑,特別適用於耐熱和絕緣要求高的電纜料的生產;第二是聚酯型增塑劑,是對苯二甲酸與多元醇(如二甘醇、三甘醇、甘油、丙二醇、丁二醇等)發生酯化縮聚反應的產物,其相對分子質量一般在1000-4000之間(作為增塑劑的聚酯其相對分子質量比套用於化纖和塑膠包裝的聚酯要小很多)。

儲運條件

產品運輸中應防火、防潮、防靜電。袋裝產品搬運時應輕裝輕卸,防止包裝損壞;槽車裝卸作業時應注意控制裝卸速度,防止產生靜電。應存放在陰涼、通風、乾燥的倉庫內,應遠離火種和熱源,與氧化劑、酸鹼類物品分開存放,應防止日曬雨淋,不得露天堆放。 包裝與儲運 袋裝產品採用內襯塑膠薄膜的包裝袋,每袋產品凈重1000±2kg。包裝袋上應印有生產廠名、地址、商標、產品名稱、等級、批號、凈重和標准代號等。也可使用不銹鋼槽車裝運,裝料前應檢查槽車是否清潔、乾燥,裝料後進料口應密封並施加鉛封。 使用注意事項 屬低毒類物質,對皮膚和黏膜有一定的 *** 作用。對過敏症者,接觸該品可引起皮疹和支氣管炎。空氣中最高允許濃度0.1mg/m 3 。操作人員應穿戴防護用品。

加工工藝

乾燥處理:這種材料在高溫下很容易水解,因此加工前的乾燥處理是很重要的。建議在空氣中的乾燥條件為120℃,6~8小時,或者150℃,2~4小時。濕度必須小於0.03%。如果用吸濕乾燥器乾燥,建議條件為150℃,2.5小時。[2] 熔化溫度:225~275℃,建議溫度:250℃ 。 模具溫度:對於未增強型的材料為40~60℃。要很好地設計模具的冷卻腔道以減小塑件的彎曲。熱量的散失一定要快而均勻。建議模具冷卻腔道的直徑為12mm。 注射壓力:中等(最大到1500bar)。 注射速度:應使用盡可能快的注射速度(因為PBT的凝固很快)。 流道和澆口:建議使用圓形流道以增加壓力的傳遞(經驗公式:流道直徑=塑件厚度+1.5mm)。可以使用各種型式的澆口。也可以使用熱流道,但要注意防止材料的滲漏和降解。澆口直徑應該在0.8~1.0*t之間,這里 t是塑件厚度。如果是潛入式澆口,建議最小直徑為0.75mm。

『貳』 化工方面的問題

二甲基亞碸生產工藝

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2007-01-24 09:29:56 佚名 已點擊970次

DMSO的生產方法:首先合成二甲基硫醚,然後二甲基硫醚再與其它的氧化試劑進行氧化反應製得DMSO產品。二甲基硫醚的氧化法有:硝酸氧化法、雙氧水氧化法、二氧化氮氧化法、電解氧化法、臭氧氧化法等。
1 硝酸氧化法
(1)該工藝以甲醇和硫化氫為原料,γ-Al2O3為催化劑反應生成二甲基硫醚;二甲基硫醚再經硝酸氧化生成DMSO,再用碳酸鈉中和DMSO中所含的過量硝酸,獲得產品DMSO。
工藝過程:先以甲醇和硫化氫為原料在γ-Al2O3催化劑作用下反應生成二甲基硫醚;再將已經配好的硝酸加入搪瓷反應釜中,攪拌下緩緩加入二甲基硫醚,反應生成DMSO。反應釜中通水冷卻,帶出反應中產生的熱量。在整個反應過程中要嚴防二甲基硫醚過量,否則會發生爆炸。
硫化氫法原料易得,成本較低,國外大多採用該法,即硫化氫與甲醇反應,如法國的Atochem和日本昭和工業公司等。
(2)以甲醇和二硫化碳為原料,以r-Al2O3為催化劑,先反應生成二甲基硫醚;再用硝酸氧化,經精餾而得純品DMSO。
工藝過程:首先在反應器中用甲醇和二硫化碳為原料,以γ-Al2O3作催化劑反應製得二甲基硫醚,然後再將二甲基硫醚與硝酸進行氧化反應,二甲基硫醚氧化反應系在帶夾套的攪拌器的氧化釜中進行。反應時先將硝酸在氧化塔釜中配製成一定濃度(100%的硝酸用量為甲硫醚重量的1.7倍),進行降溫,待溫度下降至12-15℃時,將二甲基硫醚由注射泵緩緩注入氧化塔中,反應溫度有加料速度和冷凍鹽水共同了控制,控制在10-23℃為宜,反應自始至終都應在強烈的攪拌下進行;氧化結束後,將反應液放入中和槽,攪拌下慢慢的加入碳酸鈉進行中和,至PH值8-9即達終點,靜置後離心分離,除去析出的碳酸鈉;然後將澄清液及離心後的中和液真空吸入帶夾套的初蒸釜中進行減壓蒸餾,開始時低真空,然後再進行高真空蒸餾,經過初蒸以後,水和DMSO的混合物被分離出來,再將此液進行真空蒸餾,使DMSO和水分離,得精緻的DMSO產品。
二硫化碳法成本稍高於硫化氫法,但甲醇的轉化率較高,副產物少,佔地面積小,生產成本稍高於前者,是國內企業普遍採用的工藝。
用硝酸法生產DMSO,收率80%,含量98%,水分2%,還需要再進一步的精緻才能得到高純度DMSO產品,而且硝酸對設備腐蝕嚴重,並且還生成大量的硝酸鈉,精緻過程收率很低,該法不宜於大規模的工業化生產。
2 二氧化氮氧化法
(1)硫酸與亞硝酸鈉反應生成二氧化氮,再與製取的二甲基硫醚反應製得粗品DMSO,再經中和處理,蒸發、精餾後得精品DMSO。
工藝過程:先以甲醇和硫化氫為原料在γ-Al2O3催化劑作用下反應生成二甲基硫醚;再將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,生成的二氧化氮和來自硫酸與亞硝酸鈉反應生成的二氧化氮一起與二甲基硫醚進行液相反應製得粗品DMSO。氧化器內部用蛇型管冷卻,外部用夾套冷卻,一般釜底的溫度控制在30-35℃,中部溫度控制在35-45℃,頂部溫度不大於45℃。在吹出釜內對粗品進行加熱,趕走多餘的二氧化氮,然後去粗品中和釜用30%的燒鹼進行中和,中和至PH值=8,再將粗品送蒸發器進行蒸發,除去鹽分,然後送精餾塔精餾,得到含量為99%以上的產品。
(2)首先用硫酸和亞硝酸鈉反應製得二氧化氮,所得的二氧化氮經冷制、除水後作為氧化劑待用,然後將變壓吸附裝置製取的純氧與二氧化氮和二甲基硫醚按一定的比例放入氧化塔,在60±5℃下進行氧化,尾氣經氧化塔上部排出,塔底得DMSO粗品。然後將粗品進行蒸發,蒸發脫鹽、減壓蒸餾脫水和三塔連續蒸餾,可得到含量為99%以上的DMSO精品。
合成過程中的鹼性廢水和氧化過程中的酸性廢水,都用石灰進行中和,當PH值達到6-9時進行過濾,並對其進行爆氣氧化,然後再經過活性炭吸附以除去污染物,達到排放標准後排放,DMSO反應中和污水處理中產生的廢氣,一起送燃燒爐燒掉。
3 雙氧水氧化法
以丙酮為緩沖介質,使二甲基硫醚與30.35%的雙氧水反應製得DMSO。
工藝過程:將二甲基硫醚與30.35%的雙氧水按等摩爾的比例加入丙酮中,控制溫度在30-40℃左右進行反應,反應生成的DMSO無需經過中和,直接蒸餾即得高純度產品DMSO,未反應的丙酮可循環使用。
該法可適用於連續化生成,但雙氧水的價格較高,並且用量很大,所以用該方法生產的DMSO成本較高,不適用於大規模化生產。
4 電解氧化法
此法也稱:陽極氧化法,即二甲基硫醚在常規的或無隔膜的電解槽中,在含水的有機溶劑、電解質(鹼金屬和鹼土金屬的鹵化物、硫酸鹽、硝酸鹽和磺酸鹽)中發生陽極氧化反應,生成DMSO。
該法採用石墨或鉑製成陽極電極,鉑或不銹鋼製成陰極電極,以5-8%的硫酸、5-20%的燒鹼溶液為電解質,電解氧化溫度在20-30℃,電極電位0.4-1.7V和0.01-0.022安/厘米2的電流密度下進行二甲基硫醚的陽極氧化;再採用精餾或(和)結晶的方式從陽極氧化所得的介質中分離出DMSO,用甲苯萃取、乾燥、分餾得產品DMSO。
該方法具有經濟、易行、安全和容易分離等特點。
總上所述,在DMSO的生產方法中,由於硝酸氧化法對設備腐蝕嚴重,且需消耗大量鹼中和產品中的過量硝酸;過氧化氫法耗氧化劑量大,生產成本偏高;國內生產企業普遍採用的工藝是二氧化氮液相氧化法和電解氧化法。
摘自《精細化工原料及中間體》

『叄』 OPP技術是什麼

鄰苯基苯酚(O-phenylphenol,英文縮寫OPP)是一種重要的精細有機化工產品,由於鄰苯基苯酚具有廣泛的應用,隨著以鄰苯基苯酚為原料的新產品的不斷開發,近幾年來,國內外市場對鄰苯基苯酚的實際需求量將大幅增長。

1、鄰苯基苯酚(OPP)的特性及用途

鄰苯基苯酚,為白色片狀結晶,是重要的新型精細化工產品和有機中間體,廣泛應用於殺菌防腐、印染助劑和表面活性劑,合成新型塑料、樹脂和高分子材料的穩定劑和阻燃劑等領域,其具體用途如下:

A、防腐殺菌

由於鄰苯基苯酚及其鈉鹽除莠活性很高,並且有廣譜的殺菌除霉能力,而且無毒無味,是較好的防腐劑,可用於水果蔬菜的防霉保鮮,特別是用於柑桔類的防霉,也可用於處理檸檬、菠蘿、瓜、果、梨、桃、西紅柿和黃瓜等,可使腐爛降低最低限度。

B、合成纖維的染色載體

鄰苯基苯酚及其水溶性鈉鹽可作聚酯纖維的染料載體,也可用作疏水性合成纖維氯綸、滌綸等採用載體染色時的載體。

C、合成新型含磷阻燃材料

由於含有機磷化合物的聚合材料在燃燒時,會在材料表面形成石墨狀炭化膜,使聚合物與空氣隔絕,具有良好的阻燃性能,阻燃效率高,並且揮發性低,耐油和耐水解性好,應用越來越廣泛,並將逐步取代現今使用的無機和含鹵素的阻燃材料。以鄰苯基苯酚為原料,可以合成新型含磷阻燃中間體DOPO,主要有以下應用:

(1)合成阻燃聚酯

DOP0為原料與衣康酸反應,生成中間體ODOP-BDA,可部分代替乙二醇,得到新型含磷阻燃聚酯。研究表明,當PET和PEN中磷含量分別達到 0.75%和0.5%時,聚酯表現出良好阻燃效果。目前世界聚酯年生產量已達3000多萬噸,若其中有5%是含磷阻燃聚酯,則需鄰苯基苯酚50000t/a以上。

(2)合成阻燃環氧樹脂

環氧樹脂具有優異的粘接性能、電絕緣性能等優點,廣泛應用於膠粘劑、電子儀表、航天航空、塗料及先進復合材料等領域,2004年世界上環氧樹脂消費量已達20多萬噸/年。DOPO與苯醌反應生成ODOPB,部分代替雙酚A,形成新的具有阻燃性質的環氧樹脂。研究表明,新合成的含磷阻燃環氧樹脂,在P 含量為2.1%時,阻燃效果已優於含17.26%的Br阻燃環氧樹脂,且不產生煙,同時熱穩定性也優於未添加阻燃劑的環氧樹脂。

(3)改進高聚物有機溶解性

以DOPO為原料,合成2DOPO-A部分代替合成聚醯胺的單體DABP,所得的新的聚醯胺可溶於NMP, DMAc, DMF, 和DMSO等溶劑,同時,在高溫下的熱穩定性和阻燃性也有顯著提高。

(4)作為合成抗氧劑的中間體

台灣專利報道了用DOPO合成含磷的抗氧劑,用於不飽和聚酯、酚類和油脂的抗氧劑,台塑集團用於電腦的銅基薄板,並且具有良好的熱穩定性。

(5)合成高分子材料的穩定劑

日本專利報道了DOPO合成的高分子材料的穩定劑,在聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯加工時添加此化合物,能改善高分子化合物在熱加工時的穩定性。

(6)合成發光母體

有機發光二極體是重要的光電子材料,Sun等人以DOPO衍生物為單體,合成具有發光性質的聚合物,DOPO衍生物起到發射團作用,能發射波長為325-350nm的藍光,可應用於有機發光二極體。

D、作為合成新型高聚物的單體

酚醛樹脂具有力學強度高、電絕緣性能好、耐熱性能優良、難燃等優點,被廣泛用於制備玻璃鋼、模塑料、塗料、粘合劑等,但是,酚醛樹脂也存在缺點,如耐熱性差等,以鄰苯基苯酚代替苯酚,合成新的酚醛樹脂,此樹脂具有高的熱穩定性和低吸水性。

E、合成新型葯物

據有關報道用鄰苯基苯酚合成用於膽固醇酯水解抑制劑、抗痙攣葯物、消炎葯及鎮痛葯和某些皮膚病用葯。

F、其他應用

鄰苯基苯酚還可合成用於合成壓敏和熱敏紙張的顯影劑,鄰苯基苯酚與於BCl3反應可得到用於潤滑油的抗氧劑和抗疲勞劑。由鄰苯基苯酚與甘油反應製得的化合物,可用於纖維的改性,含氯有機化合物的穩定劑,合成樹脂反應性稀釋劑及改性劑,同時也是反應中間體。

綜上所述,鄰苯基苯酚用途十分廣泛,隨著鄰苯基苯酚的進一步研究和開發,它的應用領域將更加拓寬。

2、國外生產與市場狀況

國外生產鄰苯基苯酚的企業主要集中在日本、美國和德國,鄰苯基苯酚工業化生產工藝及核心技術掌控在德國拜耳、日本三光、美國陶氏化學手中。美國陶氏化學公司是世界合成鄰苯基苯酚最早的廠家,主要採用氯苯為原料生產;德國拜耳公司主要採用環己酮為原料,經過二聚脫氫生產鄰苯基苯酚。

德國拜耳公司環己酮縮合脫氫法生產OPP工藝情況見下表1。

表1

項目

拜耳公司

環己酮單耗

1.5-1.55

環己酮縮合催化劑

濃硫酸

廢水

有廢水

脫氫催化劑使用時間

16000小時以上

副產氫氣利用

完全利用

鄰苯基苯酚含量

≥99.5%

鄰苯基苯酚色澤

白色片狀結晶

生產規模(t/a)

20000

3、國內生產與市場狀況

我國鄰苯基苯酚生產始於20世紀70年代後期。天津市衛津化工廠、上海染料化工廠、大連化工研究設計院等單位從磺化法生產苯酚的蒸餾殘渣中回收鄰苯基苯酚,提取純度也能達到98%。但由於工藝落後、受原料來源限制,國內採用此工藝生產的企業並不多,產量有限。隨著國內磺化法生產苯酚裝置關停並轉,鄰苯基苯酚產量越來越少。國內需求主要依賴進口,嚴重製約了我國新型阻燃纖維和材料、LED發光母體、水果蔬菜保鮮、塑料熱穩定劑等產業的發展。

20世紀90年代初期,伴隨著國內外對鄰苯基苯酚需求量逐漸增大,我國掀起了鄰苯基苯酚開發熱潮,國內不少科研機構開展了鄰苯基苯酚生產工藝的研究。1992~1994年,中科院山西煤炭化學研究所曾進行過環己酮聚合脫氫合成鄰苯基苯酚的研究;1993~1995年,北京化工研究院進行了環己酮聚合脫氫合成鄰苯基苯酚的研究,在南京投資建設了1條生產線,但由於成本太高,產品賣不出去,現處於半停產狀態;鹽城市華業醫葯化工有限公司於1998年起對OPP進行技術調研和市場論證,2000年建立了OPP實驗室,2001年,鹽城市華業醫葯化工有限公司與國內二家大專院校合作開發成功了環己酮路線合成鄰苯基苯酚新工藝,在催化劑活性上有了較大創新,通過離子交換法製得的鈀ZSM-5分子篩Pd/H-ZSM-5和Pd/Mg-ZSM-5作為催化劑,在合成鄰苯基苯酚過程中活性衰減速度明顯降低,解決了該工藝催化劑的活性難題。2003年在國內首家建成了200t/aOPP中試生產裝置並通過省級科技成果鑒定,2004年建立了鹽城市OPP工程技術研究中心,致力OPP產業化研究和OPP應用研究,才在國內首次實現了大規模工業化的生產。2005年將開工建設10000t/a鄰苯基苯酚項目,隨著鹽城華業醫葯化工有限公司10000t/a OPP項目的實施,從此將全面改寫我國目前無機和含氯、含溴有機阻燃材料「三分天下」的市場競爭格局,凡與人類健康密切的領域氯、溴系列阻燃材料,將加速退出市場,阻燃材料產業技術升級換代勢不可擋,阻燃材料將「四分天下」。

OPP作為重要的新型精細化學品和重要化工中間體。廣泛應用於食品果蔬防腐保鮮劑,在歐美及日本被廣泛應用於柑桔的防腐,可使腐爛降低到最低限度,美、英、日等國還允許用於蔬菜,蘋果、梨、菠蘿、水蜜桃、草莓等的防腐。該產品是強有力的殺菌劑、消毒劑、防腐保鮮劑、殺菌劑,殺結核菌、微生物抵制劑、防霉劑。美國環境保護局(EPA)允許使用的以鄰苯基苯酚或其鈉鹽為主要成分的殺菌皂、殺菌除臭清洗劑、防腐保鮮劑品種有近兩百種,並且認為該類產品是無毒的,另外還用於纖維素、蛋白質材料,包括木材,皮革、紙的防腐、增塑劑、阻燃劑等產品。需要指出的是,以上用途的鄰苯基苯酚,僅限於採用環己酮工藝生產的,其它工藝生產的鄰苯基苯酚是不能用於以上產品的使用。

4、鄰苯基苯酚的生產工藝

鄰苯基苯酚的生產方法目前主要有分離法和合成法。鄰苯基苯酚(OPP)的生產方法可以分為分離法和合成法兩種。

分離法從磺化法生產苯酚的蒸餾殘渣中回收。其工藝過程如下:苯酚的蒸餾殘渣含苯基苯酚40%左右,其他成分為苯酚、無機鹽、水等。經真空蒸餾,分離出混位苯基苯酚餾分段,真空度為400~500mm汞柱,溫度在65~75℃開始截取100℃以上,但不得超過135℃。再將混合物(主要是2-羥基聯苯和4-羥基聯苯)加熱溶解於三氯乙烯中,經冷卻、分離出4-羥基聯苯結晶,經離心過濾、乾燥得到4-羥基聯苯。母液用碳酸鈉溶液洗滌,再加稀鹼液使2-羥基聯苯成鹽。靜止分離後,取上層2-羥基聯苯鈉鹽減壓脫水,即得鈉鹽成品。由於受資源的限制,分離法生產鄰苯基苯酚的產量非常有限。

合成法,國內外開發了許多用有機合成技術生產鄰苯基苯酚的工藝方法,按照使用原料不同主要有以下幾種:聯苯抱氧法,將2-聯苯抱氧(2-聯苯撐氧,Diphenylene oxide)與金屬鈉一起在約200℃加熱,然後用酸分解生成物,即得OPP; 氨基聯苯重氮化水解法,將2-氨基聯苯重氮化,然後水解而得;聯苯磺化水解法,將聯苯用發煙硫酸磺化,用苛性鈉進行鹼熔,然後將所得產物進行酸化即得(除鄰位產物外還有對位產物),單耗為聯苯1.13t/t、發煙硫酸0.77t/t、燒鹼0.59t/t;環己酮縮合脫氫法,環己酮液相縮合成二聚酮,二聚酮氣相催化脫氫成為OPP,再經蒸餾、重結晶得純OPP;氯苯、苯酚偶合法,以氯苯和苯酚為原料,採用相轉移催化合成鄰苯基苯酚。本文著重介紹目前工藝比較先進的環己酮縮合脫氫法生產鄰苯基苯酚的生產工藝。

(1)生產工藝過程及說明

由環已酮為原料生產鄰苯基苯酚工藝過程如下框圖:

基本反應方程式見下圖

環已酮縮合採用多釜串聯連續化技術,環已酮和催化劑連續加入第一隻反應釜進行反應,並依次進入第2、3隻釜,生成的水由帶水劑帶出經分相後,帶水劑回到各只釜,反應生成的水匯總後進入水洗裝置用於連續水洗。分出的催化劑再循環進入第一隻反應釜,水洗後的反應產物連續進入連續精餾裝置,蒸出未反應的環已酮,再循環進入第一隻反應釜反應。精雙聚體計量後進入脫氫反應器反應,生成的粗OPP經過精餾去掉輕組份後,99%以上的OPP在混合釜中加入穩定劑後去連續切片和包裝,另一部分需重結晶、離心和乾燥得到99.5%以上的OPP產品。

(2) 關鍵工藝技術和創新點

鄰苯基苯酚生產技術有以下關鍵技術和創新點:

(a)環己酮縮合採用超強固體酸催化劑和多釜串聯連續化技術

環己酮縮合反應一般專利文獻均採用濃硫酸作催化劑,反應溫度在120℃,單程轉化率在50%左右,總收率為85%,反應結束後用鹼中和反應液,設備腐蝕嚴重,且有大量的廢水,環境污染嚴重。

鄰苯基苯酚採用一種超強固體酸作催化劑,用量2-3%,反應溫度120℃左右,單程轉化率60%,總收率90%以上,該催化劑可重復使用,完全是清潔生產工藝,解決了廢水的產生。

採用多釜串聯連續化技術克服了現生產操作麻煩、設備投資大等缺點,可實現全自動連續化。

(b) 高效的脫氫催化劑

脫氫催化劑以鉑為主催化劑,添加2-3種助催化劑,其中一個為稀土元素,載在特製載體上的Pt0.5%-稀土5%的催化劑,以氫為載氣,反應溫度 350-370℃,以雙聚體液相空速為0.2-0.4h-1的高負荷下,雙聚體轉化率達98%,選擇性達93%以上,連續運轉5000小時以上仍保持鄰苯基苯酚收率90%以上。而國內的專利資料,催化劑負荷為0.2h-1,連續運轉200小時,鄰苯基苯酚效率已明顯下降。

(c) 連續化產品精製技術

環己酮縮合產物採用薄膜蒸發+兩塔連續精餾的精製技術。

脫氫產物採用高真空分子蒸鎦技術和連續重結晶技術,連續重結晶將重結晶、離心分離、乾燥和包裝組成連續化系統,滿足產品高純度、生產安全和自動化的要求。

(d)高純度的產品

鄰苯基苯酚純度可高達99.5%以上,滿足出口和殺菌、防霉、保鮮劑領域的需要。

(e)特製的產品穩定劑

精製產品加入特製的穩定劑0.05-0.2%,使產品為白色片狀結晶的色澤有了保證,滿足了出口之需要。而不加上述穩定劑,產品放置不到一個月就變成淡紅色。

(3)國內外同類技術、產品主要參數比較。

鄰苯基苯酚由環己酮縮合、脫氫的合成方法生產,國內雖有少數單位發表了少量研究論文,但尚未見有工業化生產的報道。由環己酮合成鄰苯基苯酚的生產技術,在國內由鹽城華業醫葯化工有限公司首家建成了年產200噸鄰苯基苯酚中試裝置,於2002年12月一次試車成功,填補了國內空白,環己酮縮合採用超強固體酸作催化劑,環己烷作帶水劑,總收率達90%以上,催化劑可循環重復使用。脫氫反應採用Pt-K-稀土/Al2O3催化制,脫氫轉化率達98-100%,收率達90%以上,目前催化劑可穩定運轉9000小時以上,OPP產品純度達99.5%,產品已外銷美國、德國、日本、印度和台灣等國家和地區。

國外採用環己酮合成鄰苯基苯酚主要是德國拜耳公司,生產能力20000t/a,未見有工業化技術和水平的報道。經鹽城市華業醫葯化工有限公司與該公司交流,拜耳公司環己酮縮合採用硫酸作催化劑,有大量廢水,脫氫也採用貴金屬鉑催化劑,壽命為10個月左右,產品純度≥99.5%,副產氫氣已利用。鹽城市華業醫葯化工有限公司公司生產的鄰苯基苯酚與國內外產品質量及技術水平對比見下表2-1、表2-2、表2-3。

表2-1OPP主要質量指標與國外產品對照表

序號

指標名稱

單位

鹽城華業OPP

德國拜耳OPP

1

外觀

/

白色片狀晶體

白色片狀晶體

2

OPP含量



99.5

99.5

3

熔點范圍



56-58

54-58

4

澄清度

0.1mol/l

無色透明液體

無色透明液體

5

氯離子

ppm

<50

<50

6

硫酸鹽

ppm

<50

<150

表2-2 OPP生產工藝對照表

序號

指標名稱

鹽城華業

德國拜耳

日本三光

1

工藝路線

環已酮合成法

環已酮合成法

苯酚氯苯縮合法

2

成本







3

三廢



有廢水

有廢水

4

縮合催化劑

固體超強酸

濃硫酸



表2-3鹽城華業公司與拜耳公司技術水平對比表

華業公司

拜耳公司

環己酮單耗

1.6-1.65

1.5-1.55

環己酮縮合催化劑

固體超強酸

濃硫酸

廢水

無廢水

有廢水

脫氫催化劑使用時間

9000小時

16000小時

副產氫氣利用

未完全利用

完全利用

鄰苯基苯酚含量

≥99.5%

≥99.5%

OPP色澤

白色片狀結晶

白色片狀結晶

生產規模(t/a)

10000

20000

價格(萬元/t)

5.0

6.5

銷售

全球

歐美

綜上對比,本項目具有強大的性能價格比和廣闊的市場前景、市場競爭優勢明顯。

結束語

隨著鄰苯基苯酚的應用領域不斷拓展,國內外對鄰苯基苯酚的需求量將逐年大幅度增長,主要用於生產抗氧劑和阻燃劑,殺菌防腐劑、生物殺蟲劑、水果和蔬菜保鮮劑等。由於OPP國際市場需求的遞增,韓國求購將會在3000t/a以上,日本求購將會在10000t/a以上,用於生產抗氧劑和電子產品中,歐美也提出了10000t/a 的需求,台灣一公司向我國尋求5000t/a的鄰苯基苯酚,用於各類阻燃劑的生產。隨著我國的入世,水果、蔬菜出口量增加,對其防腐殺菌保鮮要求提高,以及用於合成新型阻燃建材,鄰苯基苯酚的需求量將有較大增長,預計到2006年我國國內需求量達5000t/a以上。可見鄰苯基苯酚具有廣闊的國內外市場。

目前我國鄰苯基苯酚生產水平與世界先進水平相比較尚有差距,主要差距有以下幾方面:(1)環己酮單耗偏高(2)脫氫催化劑壽命短, 由於是貴金屬催化劑,它在總成本中占的比例較大(3)副產氫氣未得到有效利用(4)鄰苯基苯酚的下游產品尚未大力開發,拜耳公司利用本公司鄰苯基苯酚開發的殺菌防腐劑在世界上具有壟斷地位(5)生產規模小,德拜耳公司生產規模達20000t/a,因此我國鄰苯基苯酚生產企業的綜合經濟效應差。因此,迫切需要我們一方面不斷完善生產工藝,擴大生產規模,降低生產成本,建成具有自主知識產權的國際先進水平的萬噸級OPP生產裝置,提高我國在精細化工中的國際地位,構建民族產業技術高地;另一方面也需要生產企業不斷開發下游產品,提高產品綜合經濟效益,以縮小與國外的差距。

『肆』 水溶性和脂溶性有什麼區別

水溶性表示化學品易溶於水(也有可能部分溶於一些極性溶劑如甲醇或者dmso),脂溶性一般難溶於水可溶於一些非極性有機溶劑例如脂肪酸和烷烴,也有一些水油兩溶的特殊情況比如丙二醇甲醚和1,4-二氧六環。這兩種溶解特性是相對而言。

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