甲醇制备甲缩醛技术概述
甲缩醛合成方法
甲缩醛合成方法1.1 甲醛和甲醇反应制备甲缩醛1.2 甲醇一步氧化法制甲缩醛1 .3 二甲醚氧化生成甲缩醛1.4 二溴甲烷合成甲缩醛分离萃取精馏制备高纯度甲缩醛甲缩醛生产工艺方法可分为间歇合成工艺及连续工艺。
目前,国内外精制甲缩醛的工艺方法主要有膜蒸馏法和萃取蒸馏法。
精制甲缩醛的双效变压精馏工艺方法用途2.1 在杀虫剂配方中的应用2.2 在皮革上光剂、汽车上光剂配方中的应用2.3甲缩醛在空气清新剂中的应用2.4 在柴油添加剂中的应用。
2.5 在彩带配方中的应用2.6 在涂料行业中的应用2.7 在柴油添加剂中的应用2.8 甲缩醛在其他方面的应用1、甲醛和甲醇反应制备甲缩醛用甲醛和甲醇反应生成甲缩醛的工艺是合成甲缩醛的众多反应中是最为常用的,因为这个方法的原料易得,操作又方便,反应快,条件温和且易控制。
虽然是放热反应,但反应放出的热量比较小,对反应的平衡转化率影响不大。
以甲醇和甲醛为原料,生产甲缩醛的工艺主要有两种:液相缩合法和反应精馏法。
其反应式如下:(1)液相缩合法是一种常用的工业方法。
该法操作简单,反应条件温和,但是生产中要产生大量的含甲醛的酸性有机废水,难于处理,污染环境,因此该法已经逐步被淘汰。
[1]反应精馏法已在工业化生产中得到大规模应用,是国内外生产甲缩醛的主流工艺。
该工艺与液相缩合法相比,含甲醛的酸性有机废水被低浓度的甲醛废水所取代,废水量少。
2、甲醇一步氧化法制甲缩醛甲醇脱氢制甲缩醛工艺主要有两种:一种是甲醇无氧脱氢制甲缩醛,其反应式如下:3CH 3 OH +1/2O →2CH 3 (OCH 3 ) 2 +2H 2 O (2)另外一种是甲醇无氧脱氢制甲缩醛,其反应式如下:3CH 3 OH→CH 3 (OCH 3 ) 2 + H 2 + H 2 O (3)沈俭一等[12 ]研制出一种甲醇选择氧化生产甲缩醛的催化剂,是在酸性、含硫的改性二氧化钛上负载钒,其中改性二氧化硫的含量以硫酸根计为1.0% ~4.5%,改性二氧化钛上矾的负载量以五氧化二钒计为5% ~20%。
甲缩醛生产工艺操作规程
甲缩醛生产操作规程一、生产流程外购或自产原料甲醛、甲醇经检验合格后入原料储罐。
用泵将甲醛、甲醇原料按一定配比打入混料器,经混料器混合均匀后进预热器预热,预热器的温度控制在45~60℃。
预热后的原料液按一定比例分别进入1#、2#预反应器,然后分别进入催化反应精馏塔反应段的第一进料口和第二进料口。
原料在反应段连续反应,产生的甲缩醛与少量甲醛、甲醇及水的共沸物上升,经过催化精馏塔精馏段提浓,合格的甲缩醛进入塔顶冷凝器冷凝,部分回流,部分采出作为产品。
在反应段反应产生的和原料中的水及少量甲醛、甲醇进入催化精馏塔的底部,经提馏泵打入提馏塔提馏,水进入塔的底部经废水泵打出。
甲醇、甲醛及水的三元共沸物进入催化精馏塔的底部作为热源。
提馏塔用蒸汽间接加热。
二、工艺操作1、开机前准备⑴检查各设备和管道、阀门,将阀门开关到正确位置。
⑵联系供电、供水、供汽部门,按计划时间供电、供水、供汽和压缩空气(气动调节阀)。
2、开机:给提馏塔底部加入加入一定量的水到指定液位。
慢慢开蒸汽阀对提馏塔底部加热,待底部温度升高到105℃,第二节升至103℃,催化剂上节温度升到85℃时开始投料。
同时开启冷却水泵,并调节一、二、三冷却器的阀门开度至合适比例。
投料比例(甲缩醛含量85%时:甲醇为850Kg约1.07m3,甲醇密度0.79,甲醛为960Kg约0.87m3,甲醛密度1.11)。
投料量先从小到大逐渐加大,一般开始时投入设计产量的1/4—1/3料量,此时,注意观察催化精馏塔塔顶及提留塔塔底的压力的变化情况,待冷却器有液体流出时,测量甲缩醛的浓度并打入一粗成品回流罐内,待粗成品回流罐内有一定液位时开启回流泵,回流量一般控制在采出量的1-1.5倍左右为宜,催化精馏塔塔底液位达到正常液位时,开启提留泵,并调节流量保持液位。
待粗成品回流罐内的甲缩醛浓度达到要求,或者冷却器总下料处的产品浓度达到要求时更换至另一成品回流罐内,成品回流罐达到一定液位时,开启成品采出泵采出成品至成品罐。
一步法甲缩醛生产工艺条件
一步法甲缩醛生产工艺条件一步法甲缩醛生产工艺是通过将甲醛与醇类反应制得缩醛的方法。
下面将介绍一步法甲缩醛生产工艺的条件。
1. 原料准备:甲醛是制备甲缩醛的主要原料,通常采用工业级的甲醛,纯度要求在37%以上。
醇类原料可以选择乙醇、丙醇等,纯度要求在99%以上。
2. 催化剂选择:一步法甲缩醛生产通常需要添加催化剂来促进反应的进行。
常用的催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾等碱性催化剂,或者是硫酸、磷酸等酸性催化剂。
3. 反应条件:一步法甲缩醛生产的反应温度一般在40-70摄氏度之间,反应时间根据具体工艺可在数小时至数十小时不等。
反应过程中需要控制反应物的摩尔比例,通常为1:1.1-1.5。
4. 反应设备:一步法甲缩醛生产可以采用批式反应器或连续反应器。
批式反应器适用于小规模生产,而连续反应器适用于大规模连续生产。
反应器应具备良好的密封性和搅拌性能,以确保反应物充分混合和反应的进行。
5. 分离纯化:反应结束后,需要对反应混合物进行分离纯化。
常用的分离纯化方法包括蒸馏、结晶、萃取等。
通过这些方法可以分离出甲缩醛以及未反应的甲醛和醇类。
6. 产品收集与储存:分离纯化后得到的甲缩醛产品需要进行收集和储存。
可以采用密封容器进行储存,避免与空气中的湿气和氧气接触,以防止产品的氧化和降解。
7. 安全措施:在一步法甲缩醛生产过程中,需要注意安全措施。
甲醛具有刺激性和毒性,操作人员应佩戴防护眼镜、手套、防护服等个人防护装备。
同时,反应设备应具备安全装置,以防止反应过程中的意外事故发生。
以上是一步法甲缩醛生产工艺的条件。
通过合理选择原料、催化剂和反应条件,以及精心设计反应设备和分离纯化方法,可以高效地制备甲缩醛产品。
在操作过程中要注意安全,并遵循相关法规和标准,以确保工艺的稳定和产品的质量。
甲醇氧化生产甲缩醛的工艺条件
甲醇氧化生产甲缩醛的工艺条件甲缩醛的合成工艺条件及优化甲缩醛是一种重要的有机化工原料,广泛应用于化学合成、染料、医药和农药等领域。
甲缩醛的生产工艺主要采用甲醇氧化法,下面将介绍甲醇氧化生产甲缩醛的工艺条件及其优化。
一、甲醇氧化反应机理甲醇氧化反应是指在催化剂存在下,甲醇与氧气发生氧化反应生成甲缩醛。
反应机理主要分为三步:甲醇氧化生成甲醛、甲醛氧化生成甲缩醛和甲缩醛脱氢生成甲醛酸。
其中,甲醛氧化生成甲缩醛是整个反应过程的关键步骤。
二、工艺条件1. 催化剂选择:常用的催化剂有银基催化剂、钯基催化剂和铂基催化剂等。
不同催化剂对反应速率和产物选择性有不同影响。
2. 反应温度:甲醇氧化反应的适宜温度范围为150-300摄氏度。
温度过低反应速率慢,温度过高则易发生副反应。
3. 反应压力:甲醇氧化反应的适宜压力范围为0.1-5.0 MPa。
压力过高会增加设备成本和能耗,压力过低则反应速率较慢。
4. 反应物质的摩尔比:一般情况下,甲醇和氧气的摩尔比为1:1.5-2.0。
过量氧气有利于提高甲缩醛的收率和选择性。
5. 氧气进料方式:氧气可以通过连续进料或间歇进料的方式加入反应器。
连续进料方式可提高反应速率,但设备复杂度增加。
三、工艺优化1. 催化剂的优化选择:根据不同催化剂的特性,选择合适的催化剂以提高反应速率和产物选择性。
2. 反应温度控制:通过合理控制反应温度,提高甲缩醛的产率和选择性。
温度过高会导致副反应增加,温度过低则反应速率较慢。
3. 压力控制:根据设备和经济成本考虑,选择适宜的反应压力,保证反应速率和产物选择性。
4. 氧气进料方式的优化:根据实际情况选择合适的氧气进料方式,确保氧气与甲醇充分接触,提高反应效果。
5. 催化剂的再生和循环利用:通过合理的催化剂再生和循环利用,降低成本,提高工艺经济性。
6. 反应器设计:合理设计反应器结构和操作条件,提高反应效果和产物纯度。
四、工艺优势甲醇氧化生产甲缩醛的工艺具有以下优势:1. 原料广泛:甲醇作为原料较为常见,且价格相对较低。
甲缩醛的生产原理与工艺(DOC)
甲缩醛的生产原理与工艺化材系 09级应用化学一班任利 09140126摘要:综述了甲缩醛(DMM)基本性能、用途、合成工艺的最新研究进展。
对醇醛缩合法和甲醇直接氧化法及二甲醚催化氧化等工艺进行了比较和评价。
相比目前比较成熟的醇醛缩合法,甲醇选择氧化法虽然在工艺上尚不成熟,但是对经济、技术的长远发展有利,且对环境更友好,所以甲醇选择氧化法是未来DMM合成工艺的发展趋势。
关键词:甲缩醛基本性能生产原理工艺1 引言甲缩醛中文名称:甲缩醛、甲醛缩二甲醇又称二甲氧基甲烷(DMM);英文名称:Methylal;dimethoxymethane。
分子式:CH3O-CH2-OCH3,分子量:76.09,结构式如图:甲缩醛沸点:42.3℃,闪点:-17.8℃,密度:d15/15,0.866;d20/20,0.861,自燃点:237℃,熔点:-104.8℃。
外观为无色透明液体,有类似氯仿的气味。
对碱比较稳定,与稀盐酸一起加热时,容易分解成甲醛和甲醇。
与醇、醚、丙酮等混溶;能溶解树脂和油类,溶解能力比乙醚、丙酮强;和甲醇的共沸混合物能溶解含氮量高的硝化纤维素,因此DMM主要被用做溶剂;DMM能溶于三倍的水,16℃时在水中溶解32.3%(WT);水在甲缩醛中溶解4.3%(WT)。
,DMM分子中含氧量为42.1% (按质量) ,无C-C键,有较高的氢-碳比,燃烧的分解产物为一氧化碳和二氧化碳;其常温下对碱比较稳定,与稀盐酸一起加热时,容易分解成甲醛和甲醇,与碘化氢反应还可生成磺代甲烷和甲醛,因此可以用于生产甲醛。
化工原料,能广泛应用于化妆品、药品、家庭用品、工业汽车用品、杀虫剂、皮革上光剂、橡胶工业、油漆、油墨等产品中,也由于甲缩醛具有良好的去油污能力和挥发性,作为清洁剂可以替代F11和F113及含氯溶剂,因此是替代氟里昂,减少挥发性有机物(VOCs)排放,降低对大气污染的环保产品。
因其具有良好的燃烧性能,近期被广泛用于石油油品添加剂。
甲缩醛的合成_精制及其应用
论文综述《Rve e i s w》d oi:10〃3969/j〃iss n〃1002-154X〃2014〃01〃009甲缩醛的合成、精制及其应用刘震宇张中宇葛常艳王辉* 李磊*( 河北冀衡集团威武分公司,河北衡水053000,*南京大学化学化工学院,江苏南京210093)摘要甲缩醛是天然气和煤化工的重要衍生品,在化工中间体、溶剂以及燃料和燃料添加剂领域有着广泛的应用。
工业生产中,甲缩醛主要由甲醇和甲醛反应精馏制得,此外以甲醇和二甲醚为原料选择氧化生产甲缩醛的新工艺也在开发之中。
甲缩醛的精制提纯工艺也得到了进一步的研究发展,但是如何开发出一条高效、安全的分离工艺,仍需进一步的研究。
关键词甲缩醛合成精制应用S yn th esis,P u r ific at i on and A pp lic at i on of M e th yl alL iu Z h e n y u Z h a n g Z h o n gy u G e Ch a n gya n W a n g H u i* L i L e i*( W ei w u B r anch,H ebei J i heng G r oup,H ebei H engshui 053000* School of C hem i s t r y and C hem i cal E ngi neer i ng,N anj i ng U nivers it y,J i angs u N anj i ng 210093)A b s t ract M ethylal i s an i m por t ant der i vat i ve of natural gas and coal chem i cal engi neer i ng.I t has been w i del y appl i ed i n t he pr epar at i on of chem i cal i nter m ediat e,solut i on and f uel addi ti ve. T he m ethylal i s obtai ned m ainl y by r e- act i on dis till at i on of m et hanol and f or m al dehyde i n t he i ndus t r i al pr oduct i on.Recent l y,a new pr oces s of m et hanol and di m ethyl et her select i ve oxidat i on t o m ethylal w as explor ed i n t he l abor ator y as t he devel opm ent of r esear ch.M or eover t he pur ifi cat i on of m ethylal w as als o i m pr oved.H ow ever,how t o fi nd a ef fi cient and saf e r ef i ni ng m et hod w as s till a object i ve of r esear ch.K eyw ord s m ethylal; synt hes i s pur ifi cat i on appl i cat i on甲缩醛( M ethylal) 化学名称为二甲氧基甲烷( D i- m et hoxym et hane,D MM) ,具有优良的理化性能,即良好的溶解性、与水相溶性、无毒性,广泛用作化工中间体、溶剂。
甲缩醛新型合成方法
甲缩醛新型合成方法前言近年来,随着煤化工的发展,以煤为原料合成甲醇的技术已经成熟,国内甲醇的产能呈高速增长的局面。
目前我国甲醇的年产能已达3200 万吨,由于下游产品开发不够,导致甲醇生产过剩,因此推动开发甲醇下游产品并向高附加值发展对于煤化工的健康发展具有深远意义[1]。
甲缩醛是甲醇最重要的下游产品之一,其具有优良的理化性能,如良好的溶解性、低沸点、与水互溶性好等[2],能广泛应用于化妆品、药品、家庭用品、汽车工业用品、杀虫剂、皮革上光剂、清洁剂、橡胶工业、油漆和油墨等产品中],同时甲缩醛具有良好的去油污能力和挥发性,作为清洁剂还可以替代F11 和F113 及含氯溶剂,是替代氟里昂的理想环保产品。
正因为甲缩醛的应用广泛,性能优异,因此近十几年来对于其合成工艺技术的研究一直在不断地深入开展,我们对甲缩醛的新型合成工艺方法进行了研究。
1 传统甲缩醛的合成方法甲醇与甲醛缩醛反应制备甲缩醛合成甲缩醛的众多工艺中,甲醛和甲醇反应生成甲缩醛的工艺较为常用,因为该方法原料易得,操作方便,反应快,条件温和易控制,虽为放热反应,但是放出的热量比较小,放出的热量对反应的平衡转化率影响不大。
以对甲苯磺酸作均相催化剂,精馏塔顶温度50 ℃,塔釜温度85 ℃,搅拌速率60 r /min,反应2 h,催化剂用量为反应物总质量的5%,甲缩醛为馏出物的71%。
该方法将反应与分离操作结合,把催化剂以一定方式装入填料塔中,对操作要求较高,填装和拆卸填料塔都困难; 另外,催化剂在此过程中同时又作为填料,使得其作用机理复杂,不易改进。
改进工艺将以上反应部分从精馏塔中“取出”的连续催化精馏,用Aspen Plus 软件模拟了新工艺,常压下55 ℃,液相进料位置为第26 块塔板; 侧线采出量31 ~34 kmol /h; 理论塔板数30 块、气相进料塔板数28 块、回流比为5 时,塔顶甲缩醛浓度较高,精馏塔分离效果较好,原料得到充分利用,从而节约能源降低成本。
甲醇制备甲缩醛技术概述
甲醇制备甲缩醛技术概述介绍了甲醇制备甲缩醛技术的研究进展,主要介绍了甲醇和甲醛缩醛反应、甲醇直接氧化及甲醇与多聚甲醛反应三种方法制备甲缩醛,并对这三种方法进行了比较和评价。
标签:甲醇甲缩醛合成随着我国焦炭行业的发展,焦炉煤气的综合利用呈现了蓬勃发展的趋势,甲醇作为其主要产品也出现了产能过剩的现象,因此开发甲醇的下游产品不仅有利于提高甲醇的价值,对煤化工的发展也起到了促进的作用[1]。
甲缩醛(DMM)具有低沸点、良好的溶解性等理化性能,被广泛应用于化妆品、家庭用品、清洁剂、油墨等产品中,还可以替代氟里昂,降低对大气的污染,并且被用做化工中间体和反应溶剂[2]。
甲缩醛因其具有良好的性能,有着广阔的市场。
本文主要介绍以甲醇为原料制备甲缩醛的技术概述,并对其方法进行对比。
1 甲醇和甲醛反应制备甲缩醛作为传统的制备甲缩醛的生产工艺,以甲醇与甲醛生产甲缩醛是目前较为成熟的生产工艺,广泛应用于生产中。
该工艺反应过程温和,反应放热量小,对反应设备的要求低,但是设备投资大,能耗较高,污染比较严重。
目前已有学者采用反应精馏技术制备甲缩醛,不仅提高了甲缩醛的收率,还使其后处理过程简单化,大大节省了设备投资[3]。
在甲醇与甲醛反应制备甲缩醛的早期研究中,使用的催化剂大多为液体酸。
史高峰等[4]使用自行搭建的反应精馏装置,研究了在无溶剂体系中用硫酸作为催化剂合成甲醇和多聚甲醛。
作者在采用正交实验确定的最优条件下,使用分水器将反应体系中的水不断移除,通过降低反应体系中水含量,提高DMM产率,实验结果表明甲醇转化率达到99.32%,甲缩醛产率达到99.88%。
杨洁等[5]用浸渍法和溶胶-凝胶法对酸性离子液体[Epy]HSO4进行负载,并应用于甲醇与甲醛制备甲缩醛的反应中,结果表明:以溶胶-凝胶法固载的[Epy]HSO4作为催化剂效果最佳,选择性达到100%,反应产率达到67.4%,在重复使用5次后此催化剂的活性没有下降。
与液体酸催化剂相比,固体酸催化剂具有活性高、无腐蚀、易分离的优势,是一种绿色环保型催化剂,近年来引起人们的广泛关注。
甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程
甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程1.反应原理制备甲醛的工艺主要有甲醇空气氧化法、烃类直接氧化法和二甲醚催化氧化法、以液化石油气为原料非催化氧化法。
采用甲醇空气氧化法生产甲醛,主要有两种不同的工艺,其一是以电解银,浮石银为催化剂的银法工艺,使用这种方法时,甲醇在原料混合气中的操作浓度高于爆炸区上限(36 %) ,即在甲醇过量的情况下操作,由于反应氧化不足,反应温度较高,有脱氢反应同时发生,所以又称之为氧化—脱氢工艺。
其二是以Fe2O3 - MoO 作为催化剂的铁法工艺,此法是在空气—甲醇混合气中甲醇浓度低于爆炸区的下限(小于%) ,即在含有过量空气的情况下操作,由于空气过剩,甲醇几乎全部被氧化,所以又称此法为纯粹的氧化工艺。
国内普遍采用的“银催化法”。
银催化氧化总反应是一个放热反应过程,副反应较多,其副产物有CO、CO2、H2、HCOOH、HCOOCH3等,在产品甲醛中含有少量未反应的甲醇。
主反应:CH3OH+1/2O2=CH2O+H2O + KJ/molCH3OH =CH2O+H2 KJ/molH2+1/2 O2= H2O + KJ/mol副反应:CH3OH+O2=CO+2H2O + KJ/molCH3OH+3/2O2=CO2+2 H2O + KJ/molCH3OH+1/2O2=HCOOH + KJ/molHCOOH=CO+H2O KJ/mol2 工艺流程甲醛生产工艺由以下工序组成:配制原料混合气,氧化反应,吸收,尾气燃烧及余热回收。
图1 简单工艺流程图原料工序本工序的任务是负责原料甲醇和空气的稳定输送,保证生产的连续性和安全性蒸发工序本工序的任务是负责甲醇的蒸发和原料气的制备,即制备能满足工艺要求的甲醇蒸汽、空气、水蒸汽三元混合原料气(生产高浓度甲醛时用尾气取代部分水蒸汽),在这里液态甲醇用蒸发方式转为气态,同时通入一定量的空气以供应反应所需要的氧气,为维持反应温度还混入一定量的水蒸汽(或尾气)以导走多余的反应热。
甲醇_甲醛催化合成甲缩醛催化剂的研究
甲醇、甲醛催化合成甲缩醛催化剂的研究张益群 周伟 马建新 谢敏明 王润俦(华东理工大学工业催化研究所 上海 200237)摘要:考察了树脂型固体酸催化剂对甲缩醛合成反应的催化性能,并与传统的硫酸催化剂进行了比较。
结果表明,强酸性大孔径阳离子交换树脂(编号91-3)催化剂不仅具有优良的催化性能,而且具备较高的机械强度。
在91-3催化剂上,研究了反应时间、反应温度、催化剂用量以及甲醇与甲醛摩比等因素对反应的影响,此外,还探讨了甲醛原料浓度对反应的影响,结果表明,91-3催化剂可适用于以稀甲醛为原料的反应体系中。
关键词:催化精馏;甲缩醛;固体酸催化剂;离子交换树脂0 引言甲缩醛氧化法是一种直接制备高浓度甲醛的新技术[1],其甲醛的理论最高浓度可达83.3%,这对聚甲醛工程塑料的生产十分有利。
同时,该方法还解决了反应过程中所产生的稀甲醛的利用问题,因此,对改善环境也有重要意义。
对于由甲醛和甲醇合成甲缩醛这类醇醛缩合反应,一般都使用酸催化剂,如无机酸[2],路易士酸(三氯化铁,三氯化铝)[3],固体酸(强酸性阳离子交换树脂[3,4],H-ZSM-5分子筛[5,6],高硅铝比的硅酸铝-LZ40分子筛(m(SiO2)/m(A l2O3)=30~90)[7])等。
多相催化反应蒸馏作为80年代出现的一种催化新技术正越来越受到人们的关注,它集催化反应与分离过程于一体,具有简化生产工艺,降低能耗,提高原料利用率等一系列优点[8]。
该技术的核心是相应的催化填料的研制,对于甲缩醛合成反应,许多报告都以反应精馏的形式进行,但相应的催化填料的研究未有专门的报道。
本研究旨在开发一种新型的催化填料并将其应用于甲缩醛合成反应。
本文考察了树脂型固体酸催化剂对甲缩醛合成反应的催化性能,评价了将这类催化剂制成催化填料用于催化精馏过程的可能性。
1 实验部分选用各种商品离子交换树脂作为催化剂,其中编号为91-3的是自制的强酸性大孔型阳离子交换树脂,由悬浮法制得。
甲醇制备甲缩醛技术概述
甲醇制备甲缩醛技术概述
宋彬慧
【期刊名称】《化工管理》
【年(卷),期】2022()6
【摘要】甲缩醛是非常关键的资源,甲缩醛属于甲醇的衍生物,在实际应用过程中范围非常广,而且具备较强的应用优势。
利用甲醇一步法进行甲缩醛的制备属于绿色节能环保的工艺类型,在工业生产中受到的关注度非常高。
目前,在工艺应用中,催化体系主要集中在负载型贵金属、杂多酸、钒基催化剂等三个面,成本相对较高,对设备存在着较强的腐蚀性,而且分离回收相对困难。
基于此,文章针对甲醇制备甲缩醛的工艺技术进行分析。
【总页数】3页(P53-55)
【作者】宋彬慧
【作者单位】温州市华隆安全生产技术服务有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ224
【相关文献】
1.甲醇与多聚甲醛反应制备甲缩醛
2.3,5-二溴水杨醛缩甲硫氨基酸席夫碱镍(Ⅱ)配合物修饰碳糊电极的制备及对甲醇的电催化氧化研究
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缩醛的制备
缩醛的制备
1、缩醛的制备
缩醛是一种重要的有机合成中间体,由碳氢化合物发生缩氢作用而得到。
特别是在有机合成的芳香烃类化合物中,缩醛的应用非常广泛,其产物更复杂,更有利于有机反应的发生。
缩醛的制备方法有很多,下面介绍其中几种常见的制备方法:
(1)催化氢化反应法
用催化氢化反应制备缩醛是最常见的方法,常采用吡啶催化剂和甲醇溶剂。
有时,也会用稀盐酸溶液作为溶剂,目的是进行电子共振效应。
此外,还可以采用甲苯或二甲苯作为溶剂,以改变反应热力学条件,从而改善产物的电子属性。
(2)电催化氢化反应法
电催化氢化反应法是一种比较新型的缩醛制备方法,可以取代常规的催化氢化反应,适用于合成芳香醛和缩醛的烃的还原反应。
主要采用氯化铵或氯化钠为电解质,电催化反应可以有效增加缩氢反应的速率,从而提高产物的收率,也可用来合成更复杂的化合物。
(3)催化加氢反应法
催化加氢反应可以利用水热发生加氢反应,以此来制备缩醛。
一般用Pd/C催化剂以及四氢呋喃或六氢杂萘丁烷做加氢反应溶剂,酒
精或醇也可以作为溶剂,可以有效提升反应的速度和产物的稳定性。
2、缩醛的应用
缩醛在有机合成中有重要作用,特别用于芳香烃类化合物的反应,
它们可以形成更复杂的结构,同时改变反应的热力学条件,从而改善反应的速率和稳定性。
在香料的合成中,也有人用缩醛作为重要中间体,用于香料的合成。
此外,缩醛也可以用于苯乙烯的合成,以及其他有机合成反应中。
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甲醇制备甲缩醛技术概述
作者:王向辉
来源:《中小企业管理与科技·上旬刊》2015年第04期
摘要:介绍了甲醇制备甲缩醛技术的研究进展,主要介绍了甲醇和甲醛缩醛反应、甲醇直接氧化及甲醇与多聚甲醛反应三种方法制备甲缩醛,并对这三种方法进行了比较和评价。
关键词:甲醇; 甲缩醛; 合成
随着我国焦炭行业的发展,焦炉煤气的综合利用呈现了蓬勃发展的趋势,甲醇作为其主要产品也出现了产能过剩的现象,因此开发甲醇的下游产品不仅有利于提高甲醇的价值,对煤化工的发展也起到了促进的作用[1]。
甲缩醛(DMM)具有低沸点、良好的溶解性等理化性能,被广泛应用于化妆品、家庭用品、清洁剂、油墨等产品中,还可以替代氟里昂,降低对大气的污染,并且被用做化工中间体和反应溶剂[2]。
甲缩醛因其具有良好的性能,有着广阔的市场。
本文主要介绍以甲醇为原料制备甲缩醛的技术概述,并对其方法进行对比。
1 甲醇和甲醛反应制备甲缩醛
作为传统的制备甲缩醛的生产工艺,以甲醇与甲醛生产甲缩醛是目前较为成熟的生产工艺,广泛应用于生产中。
该工艺反应过程温和,反应放热量小,对反应设备的要求低,但是设备投资大,能耗较高,污染比较严重。
目前已有学者采用反应精馏技术制备甲缩醛,不仅提高了甲缩醛的收率,还使其后处理过程简单化,大大节省了设备投资[3]。
在甲醇与甲醛反应制备甲缩醛的早期研究中,使用的催化剂大多为液体酸。
史高峰等[4]使用自行搭建的反应精馏装置,研究了在无溶剂体系中用硫酸作为催化剂合成甲醇和多聚甲醛。
作者在采用正交实验确定的最优条件下,使用分水器将反应体系中的水不断移除,通过降低反应体系中水含量,提高DMM产率,实验结果表明甲醇转化率达到99.32%,甲缩醛产率达到99.88%。
杨洁等[5]用浸渍法和溶胶-凝胶法对酸性离子液体[Epy]HSO4进行负载,并应用于甲醇与甲醛制备甲缩醛的反应中,结果表明:以溶胶-凝胶法固载的[Epy]HSO4作为催化剂效果最佳,选择性达到100%,反应产率达到67.4%,在重复使用5次后此催化剂的活性没有下降。
与液体酸催化剂相比,固体酸催化剂具有活性高、无腐蚀、易分离的优势,是一种绿色环保型催化剂,近年来引起人们的广泛关注。
吾满江·艾力等[6]采用精馏塔装置,用酸和碱对LSCA-30、D-001、LSA-10型树脂进行改性制备的改性树脂催化剂,以甲醇和甲醛为原料制备甲缩醛,实现了连续生产高纯度甲缩醛(纯度>98%)。
2 甲醇直接氧化制备甲缩醛
甲醇直接氧化制备甲缩醛工艺,是将甲醇作为原料,一步选择性氧化生成甲缩醛,该反应省去了甲醇制备甲醛的工段,节省了设备投资,降低了生产成本,这在经济和环境上都是有利的。
但是,甲醇在氧化时因其具有选择性会产生副产物乙酸,在设备的选材上就要求耐酸,这就增加了投资,并且甲醇直接氧化制备甲缩醛的反应,为了更好的避免副产物的生成,对催化剂的要求比较高[3]。
Liu等[7]用负载有V2O5的具有纳米孔道的TiO2作为催化剂,研究了甲醇直接氧化制备甲缩醛,其中SO42-/20%V2O5收率最高,可达57.6%。
郭荷芹[8]研究了钒铈催化剂在甲醇氧化制甲缩醛反应中的作用,研究表明,V2O5质量分数为15%时,钒氧化物单层分散,催化剂氧化还原能力最强,酸性中心最多,DMM选择性最高,加入助剂钛,不仅增强了催化剂的氧化还原能力,还增加了催化剂得酸性中心,提高了甲醇转化率和甲缩醛的选择性。
3 甲醇与多聚甲醛反应制备甲缩醛
许春梅等[9]以甲醇和多聚甲醛为原料,以硫酸作为催化剂,在甲苯溶剂中合成甲缩醛,研究了温度、催化剂用量、原料配比对反应的影响,研究结果表明,在60℃、应n(多聚甲醛):n(甲醇)=0.550、催化剂用量5%~8%时,甲缩醛选择性为99.4%,甲醇的转化率达91.8%,最后得到的产品含甲缩醛91.6%、水2.1%、甲醇6.8%。
综上所述,在制备甲缩醛的方法中,甲醇与甲醛发生反应制备甲缩醛是目前较为成熟的工艺路线,但其副产物水的处理是工业上较严峻的问题;甲醇直接氧化生产甲缩醛具有工艺流程短、生产成本低的特点,该过程的研究同样引起了国内外学者的关注;甲醇与多聚甲醛反应制备甲缩醛虽然在一定程度上解决了副产物水的问题,同样存在着投资较大的问题。
甲缩醛不仅是甲醇的重要下游产品之一,也是煤化工的重要衍生品之一,因其具有非常好的理化性质,在很多应用领域中有广泛应用。
随着甲缩醛生产技术的不断研究,一些工艺中的不足会逐步得到完善,使甲缩醛合成工艺更加趋于简便和环保。
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