四氢呋喃的生产工艺与技术路线的选择
四氢呋喃工艺
四氢呋喃工艺:
四氢呋喃是一种重要的有机溶剂和化工原料,可用于合成各种聚合物、药物和其他有机化合物。
四氢呋喃的制备工艺有多种,以下是一些常见的制备工艺:
1.糠醛法:由糠醛脱羰基生成呋喃,再加氢而得。
这是工业上最早生产四氢呋喃的方
法之一。
糠醛主要由玉米芯等农副产品水解制造。
该法污染严重,不利于大规模生产,已逐步被淘汰。
2.顺酐催化加氢法:顺酐和氢气从底部进入内装镍催化剂的反应器,产物中四氢呋喃
与γ-丁内酯比例可通过调整操作参数加以控制。
该工艺可在0~(5∶1)范围内任意调整γ-丁内酯与四氢呋喃的比例,顺酐的单程转化率达100%,四氢呋喃选择性为85%~95%,产品含量达99.97%。
3.1,4-丁二醇脱水环化法:加入50t 1,4-丁二醇后,从反应器中排除约70kg焦质。
将焦质进行过滤,得到的硫酸水溶液可以重新使用,这一过程的四氢呋喃收率可以达到99%以上。
硫酸是四氢呋喃工业生产中使用最早的催化剂,也是现今生产中应用较多的催化剂。
4.二氯丁烯法:以1,4-二氯丁烯为原料,经水解生成丁烯二醇,再经催化加氢而得。
5.醇法:通过对1,4-丁二醇和催化剂进行加热反应,生成THF。
该工艺具有原料易得、
反应温度相对较低等优点,是THF生产的常用工艺之一。
但是,该方法的产率相对较低,并且催化剂的选择和副反应的产物处理比较复杂。
6.氢化法:通过对四氢呋喃醇进行氢化反应,生成THF。
该工艺优点在于产率高、反
应温度较低,并且反应过程中不需要加催化剂。
四氢呋喃的生产工艺与技术路线的选择
四氢呋喃的生产工艺与技术路线的选择四氢呋喃(Tetrahydrofuran,简称THF)是一种重要的有机溶剂和化工原料,广泛用于合成聚醚、聚酯、合成橡胶、粘合剂等多个领域。
本文将介绍四氢呋喃的生产工艺和技术路线的选择。
1.1,4-丁二醇一步法:通过将1,4-丁二醇和氢氧化钾作用,在高温高压下催化环合反应得到THF。
该方法工艺简单、原料易得,但反应条件苛刻,通过率低,产量较小。
2.丁烯环氧化法:通过将丁烯与过氧化氢反应生成环氧丁烷,再将环氧丁烷在氢毒化反应条件下催化环合得到THF。
该方法工艺相对较简单,但需要配备昂贵的氢毒化催化剂,影响了产品的成本。
根据以上两种主要的工艺路线,可以选择以下技术路线:1.1,4-丁二醇一步法:原料:丁烯、氢氧化钾步骤:(1)丁烯与过量的氢氧化钾在高温高压下反应,生成1,4-丁二醇。
(2)将1,4-丁二醇和氢氧化钾作用,通过催化环合反应生成THF。
(3)对反应产物进行脱水、分离和纯化处理。
该工艺路线步骤相对简单,但反应条件较为苛刻,需要高温高压下进行反应,反应容器要求较高。
此外,由于该工艺通过率低,产品产量较小,需要进行连续生产以增加产品的产量。
2.丁烯环氧化法:原料:丁烯、过氧化氢、氢氧化钠步骤:(1)丁烯与过氧化氢反应,生成环氧丁烷。
(2)将环氧丁烷和氢氧化钠催化剂进行催化环合反应,得到THF。
(3)对反应产物进行分离和纯化处理。
该工艺路线相对较为简单,但需要配备昂贵的氢毒化催化剂,影响了产品的成本。
此外,环氧丁烷是易燃易爆的化合物,需要进行安全操作。
在工艺选择中1.生产成本:工艺的原料成本、催化剂成本、设备成本等都会影响到产品的生产成本。
2.产品质量:工艺的选择会直接影响到产品的纯度、杂质含量等指标。
3.生产效率:工艺的反应速率、反应周期、反应产率等会直接影响到产品的产量和生产效率。
4.安全性:工艺中的原料是否易燃、易爆、有毒等特性需要考虑。
综上所述,四氢呋喃的生产工艺和技术路线的选择应综合考虑成本、产品质量、生产效率和安全性等因素。
四氢呋喃合成与制造工艺方法
四氢呋喃合成与制造工艺方法一、概述四氢呋喃(Tetrahydrofuran) ,简称THF分子式为 C4H8O沸点为66°C,比重 D2 0 4 0.886〜0.888,折光率n20 D1.4060~1.4080。
由于其具有溶解速度快、扩散性能好、流动性好、低毒、低沸点等特点,对有机物和无机物均有良好的溶解性能,素有“万能溶剂”之称,可用在树脂、聚醚橡胶和聚氨酯合成中作溶剂。
在医药工程方面,是合成咳必清、利复霉素、黄体酮、强筋松、脑复康等基础原料。
用四氢呋喃还可生产四甲撑乙二醇醚(PTME)已二酸、丁二醇、二氯丁烷、四氢噻酚、丁内酯、吡咯烷酮、 2.3 —二氯四氢呋喃等化工产品。
另外,THF还可用作乙炔抽提溶剂、磁带清洗剂、合成革的表面涂饰剂、高分子材料光稳定剂等。
目前,世界 THF生产能力约为50万吨,主要用于合成聚四亚甲基醇醚( PTMEG和作溶剂,由于各国国情不同,THF的消费分配也不尽相同。
我国THF生产发展较慢,由于 PTMEG"品刚刚起步,THF主要消费领域是医药、香料等,下游产品未得到开发,生产厂家不多,长期供不应求。
其下游产品的开发也受到了限制。
二、技术方案工业上四氢呋喃的生产方法主要有以下几种:(1) 1,4- 丁二醇法:用1,4- 丁二醇脱水制取四氢呋喃是国外较普遍采用的生产的方法,技术较为了先进,产品质量好。
(2 )顺酐法:采用顺丁烯二酸酐催化加氢制取四氢呋喃。
我国顺酐生产近年来发展较快,四氢呋喃为顺酐的一级深加工产品,顺酐生产的发展为四氢呋喃生产提供了原料来源,顺酐水溶液加氢制四氢呋喃必然会有较快发展。
(3)糠醛法:糠醛法是最早实现工业化生产四氢呋喃的方法,我国是糠醛生产大国,有100多家生产厂,年生产能力在13万吨以上。
但糠醛下游产品开发很少,多数出口,只有一部分加工成糠醇、甲基呋喃和四氢呋喃。
我国糠醛资源充足,供应稳定,价格较低,以糠醛为原料生产四氢呋喃原料来源方便,投资省,是一种比较现实的生产方法。
四氢呋喃生产操作规程
四氢呋喃生产操作规程四氢呋喃(THF)是一种重要的有机溶剂,广泛应用于化工、医药、农药等领域。
下面是四氢呋喃生产操作规程。
一、工艺流程四氢呋喃的生产主要有酮醇法和氢化法两种工艺路线,下面以酮醇法为例。
1. 材料准备:准备好氧化铝催化剂、乙醇、甲苯和氢气等原料。
2. 反应装置:使用反应釜进行反应,釜内加入溴化锂和氮气,保证反应环境的无氧条件。
3. 反应步骤:(1)将甲苯和乙醇按一定比例加入反应釜中。
(2)加入活性催化剂,使酮醇反应进行。
(3)控制反应温度和压力,在适宜的条件下进行反应。
(4)反应结束后,经过一系列的分离、蒸馏等步骤,得到纯度较高的四氢呋喃。
4. 排放处理:对废气、废水等进行处理,达到环境保护要求。
二、操作要点1. 原料的质量要求:应确保原料的纯度和质量符合规定标准。
2. 反应条件的控制:控制反应温度、压力及反应时间等,保证反应能够顺利进行。
3. 防爆措施:由于四氢呋喃属于易燃液体,应加强防爆管理,严禁在有火源的场所操作。
4. 化学品的储存和使用:储存四氢呋喃等化学品时,应注意避免阳光直射、防潮、防火。
使用化学品时,要戴好防护装备、按规定量使用,并注意防止化学品的泄漏和飞溅。
5. 废物处理:废气、废水等要按照相关要求进行处理,严禁随意排放。
三、安全注意事项1. 操作人员必须经过相关培训,具备一定的专业知识和操作技能。
2. 严禁在无氧条件下进行操作,防止发生意外。
3. 注意防火防爆,严禁在操作场所使用明火。
4. 化学品的存储和处理要遵循相关规定,确保作业环境安全。
5. 废物处理要按照相关规定进行,做到安全环保。
四、事故处理1. 发生泄漏事故时,应迅速采取封堵措施,避免泄漏扩散。
2. 发生火灾事故时,立即启动消防系统,采取适当的灭火措施。
3. 发生中毒事故时,立即将中毒人员送往医院进行治疗,同时通知相关部门进行事故处理。
以上是四氢呋喃生产操作规程的相关内容,通过严格遵守操作规程,可以确保生产过程的安全和产品质量的稳定。
四氢呋喃的应用及生产与精制工艺
四氢呋喃的应用及生产与精制工艺四氢呋喃的应用和生产研究进展摘要:论述了四氢呋喃的应用及用途、生产工艺、生产废水的处理及废液的回收提纯,总结了目前对四氢呋喃的研究进展。
关键词:万能溶剂;四氢呋喃;重要原料四氢呋喃,又称1,4-环氧丁烷、氧杂环戊烷、四甲撑氧、一氧五环,简称THF ,分子式为C 4H 8O ,无色透明液体,有类似乙醚气味,凝固点为-65℃,沸点为66℃,相对密度为0.887(20℃)。
具有低毒、低沸点、流动性好的特点,空气中最高容许浓度为200×10-6。
它是最强的极性醚类之一,在化学反应和萃取时用做一种中等极性的溶剂,是一种重要的有机合成原料和优良的溶剂,具有着广泛的用途。
1应用及用途THF 是一种重要的有机合成原料且是性能优良的溶剂,有“万能溶剂”之称,对许多有机物和无机物有优良的溶解性,溶解除聚乙烯、聚丙烯及氟树脂以外的所有化合物,特别适用于溶解丁苯胺、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯,广泛地用作表面涂料、防腐涂料、印刷油墨、磁带和薄膜涂料的溶剂,并用作反应溶剂,用于电镀铝液时可任意控制铝层厚度且光亮。
THF 与1,4-丁二醇缩聚生成聚四氢呋喃醚(PTMG ),自身可以缩聚(经阳离子引发开环在聚合)成聚四亚甲基醚二醇(PTMEG ),也称四氢呋喃均聚醚,PTMEG 与甲苯二异氰酸酯(TDI )制成耐磨、耐油、低温性能好、强度高的特种橡胶;与对二本甲酸二甲酯和1,4-丁二醇制成嵌段聚醚聚酯弹性材料。
相对分子质量为2000的PTMEG 与对亚甲基双(4-苯基)二异氰酸酯(MDI )制成聚氨酯弹性纤维(氨纶,即SPANDEX 纤维)、特种橡胶和一些特殊用途涂料的原料。
在合成溶液丁苯橡胶时,作为引发助剂的无规剂,协同丁基锂引发反应。
在有机合成方面,THF 可用于生产四氢噻吩,1,4-二氯乙烷、2,3-二氯四氢呋喃、戊内酯、丁内酯、和吡咯烷酮等。
在医药方面,THF 用作合成咳必清、利复霉素、黄体酮和一些激素药的原料。
四氢呋喃的生产现状与生产分析预测
四氢呋喃的生产现状与生产分析预测四氢呋喃(Tetrahydrofuran,THF)是一种重要的有机溶剂,广泛应用于化工、制药、颜料、聚合物及合成纤维工业中。
以下是四氢呋喃的生产现状与生产分析预测的详细内容:1.生产现状:目前,四氢呋喃的生产主要有三种工艺路线:石油气相法、精制丁醇法和精制己内酯法。
(1)石油气相法:这是目前最常用的生产四氢呋喃的方法。
该方法是通过以石油或石油煤气为原料,经过脱氢、环化等反应步骤,生成四氢呋喃。
该方法工艺成熟,生产规模大,能够满足市场需求。
(3)精制己内酯法:这是一种使用己内酯为原料生产四氢呋喃的方法。
该方法的优点是原料纯度高,工艺简单,产品质量稳定。
但是己内酯的价格相对较高,因此制约了其在市场中的应用。
2.生产分析预测:随着社会经济的发展和相关产业的需求增加,四氢呋喃的市场需求量也在不断增长。
预计未来几年内,四氢呋喃的生产将继续保持相对稳定的增长态势。
(1)需求市场扩大:四氢呋喃作为一种重要的有机溶剂,广泛应用于化工、制药、颜料、聚合物及合成纤维工业中。
随着这些行业的不断发展,对四氢呋喃的需求量也在逐年增加。
(2)技术创新提升:随着科技的不断进步,四氢呋喃的生产技术也在不断发展。
新的催化剂、新的反应条件以及新的分离提纯技术的应用,将提高四氢呋喃的生产效率和产品质量,进一步推动市场的发展。
(3)环保关注增加:四氢呋喃的生产涉及一系列的化学反应和分离提纯过程,可能会带来一定的环境污染。
因此,未来的四氢呋喃生产将更加注重环境保护,采用更加清洁和可持续发展的生产技术。
总体来说,四氢呋喃的生产现状相对稳定,未来的市场需求将保持增长态势。
随着技术的进步和环保意识的增强,四氢呋喃的生产将更加高效、环保和可持续,为相关产业的发展提供更好的支持。
聚四氢呋喃的生产工艺及发展建议
第46卷第19期2018年10月广 州 化 工Guangzhou Chemical Industry Vol.46No.19 Oct.2018聚四氢呋喃的生产工艺及发展建议程 亮,李健达,马 骏,苏军平,卫世锋,刘 旭(山西三维集团股份有限公司丁二醇分厂,山西 临汾 041603)摘 要:详细介绍了聚四氢呋喃的4种生产工艺,并分析各种工艺的优点及不足,包括氟磺酸工艺㊁高氯酸-醋酐工艺㊁黏土法工艺㊁杂多酸工艺,其生产工艺都是以四氢呋喃为原料,然后在不同的催化剂作用下,阳离子开环聚合反应生成,经过一系列分离等操作得到产品;并进一步探讨分析了国内外聚四氢呋喃的生产现状,对未来国内聚四氢呋喃企业的发展提出了几点建议㊂关键词:聚四氢呋喃;生产工艺;发展建议 中图分类号:TQ324.1 文献标志码:A 文章编号:1001-9677(2018)19-0114-03第一作者:程亮(1984-),男,工程师,主要从事生产技术及管理工作㊂Production Process and Development Advice of PTMEGCHENG Liang,LI Jian-da,MA Jun,SU Jun-ping,WEI Shi-feng,LIU Xu(Shanxi Sanwei Grop Butanedoil Factory,Shanxi Linfen041603,China)Abstract:The4production processes of polytetrahydrofuran were introduced in detail,and the advantages and disadvantages of various processes were analyzed,including the fluorine sulfonic acid process,perchloric acid acetic anhydride process,clay process and heteropoly acid process.The production process was based on tetrahydrofuran.Under the action of different catalysts,the cationic ring opening polymerization was produced,and the products were obtained through a series of separation and other operations.The production status of polytetrahydrofuran at home and abroad was further analyzed.Several suggestions for the development of domestic polytetrahydrofuran enterprises in the future were put forward.Key words:PTMEG;production process;advice聚四氢呋喃(PolyTHF,简称PTMEG,分子式HO[(CH2)4O]n H)是制取嵌段聚氨酯和聚醚弹性体材料的重要原料,与其他弹性体材料相比,具有优异的物理及机械性能[1]㊂其制品具有优异的水解稳定性㊁透气性㊁和耐磨性,低温下也能表现出良好的弹性㊁柔韧性和抗冲击性,在纺织㊁管材㊁化工㊁医疗器械等方面,具有独特而广阔的应用前景㊂PolyTHF(PTMEG)分子呈直链结构[2],整齐排列,骨架上连接着醚键,两端为一级羟基㊂其形态随相对分子质量的增加,粘稠逐渐增大直到蜡状固体,它的物理性质主要由分子量决定㊂在常温下,低分子量的PTMEG为无色油状液体,分子量较高的PTMEG为白色蜡状物㊂阳离子开环聚合目前是由四氢呋喃生产聚四氢呋喃的唯一方法㊂在引发剂存在下,四氢呋喃的聚合反应是一个平衡过程,高温反应速率快㊁平衡转化率低,当高于一定温度是,只存在解聚反应;低温平衡转化率高㊁反应速率慢,当低于一定温度反应几乎不进行㊂这就需要选用低温高效催化剂来提高反应速率,是聚合反应能在适宜的温度下,短时间能达到较高的平衡转化率,反应过程见下式:1 生产工艺石油法合成聚四氢呋喃是传统的生产工艺,在催化剂存在下,以四氢呋喃为原料,通过开环聚合反应生成㊂主要有4种[3-6],分别为氟磺酸工艺㊁高氯酸-醋酐工艺㊁黏土法工艺㊁杂多酸工艺,各工艺对比见表1所示㊂表1 聚四氢呋喃生产工艺对比Table1 Comparison of polyTHF production process方法过程原料副产物优点缺点氟磺酸法引发水解精制四氢呋喃氟磺酸碳酸钾甲苯水氟化钾硫酸钾过程连续转化率高67%稀强酸对设备材质要求高大量甲苯循环导致能耗大第46卷第19期程亮,等:聚四氢呋喃的生产工艺及发展建议115 续表1高氯酸-醋酐法聚合醇解精制四氢呋喃高氯酸醋酐甲醇高氯酸盐醋酸钠硫酸钠醋酸甲酯催化剂价廉活性高转化率高70%产品相对分子质量分布窄强酸要求材质耐腐蚀副产物较多,后处理步骤较多黏土法聚合加氢醇解精制四氢呋喃黏土醋酐甲醇甲醇钠醋酸甲酯固体催化剂寿命长装置投资少㊁成本低催化剂活性较低,转化率40%副反应增多杂多酸法聚合分离精制四氢呋喃杂多酸正辛烷水无催化剂循环使用腐蚀性小流程简单多股物料进出并循环黏稠液体难分离转化率低23%2 生产现状2.1 概 况世界上最早生产聚四氢呋喃始于20世纪60年代,最初的生产厂家主要集中在世界发达国家和地区,其中以巴斯夫㊁英威达以及台湾大连化学公司为典型代表,年生产能力72.9万吨,占世界聚四氢呋喃总产能的75%,这三家公司几乎在全球各大洲都建有自己的生产装置[7],表2是世界聚四氢呋喃主要生产厂家及生产能力㊂表2 世界聚四氢呋喃主要生产厂家及产能Table2 The main manufacturers and their production capacity ofpolytetrahydrofuran worldwide公司名称国家及厂址生产能力/ (万吨/年)巴斯夫中国上海漕泾7.8美国Geismar,LA3.0德国Ludwigshafen7.3韩国Ulsan5.1台湾大连化学公司中国台湾Ta-Fa10中国江苏扬州5.0英威达荷兰Dordrecht6.5美国休斯敦La Portega,TX5.3新加坡9.1三菱化学公司日本Yokkaichi,Mie Prefecture4.5韩国PTG韩国Ulsan4.2美国Penn美国Memphis4.0台塑旭弹性纤维公司中国台湾2.02.2 国内现状由于国内经济结构以及先进工艺技术的双重制约,致使聚四氢呋喃研发起步较晚,直到20世纪90年代才将聚四氢呋喃的研发提上日程,最早由河南化学研究所率先展开研究,而后大连理工大学㊁南开大学㊁中科院长春应用化学研究所等高校及研究所势如破竹开展研究工作,并取得了较好的成绩㊂河南化学研究所率先建成450吨/年的工业化试验装置,并在聚四氢呋喃所用到的杂多酸催化剂方面取得了突破性的进展㊂随后,高校中的大连理工大学化工学院与烟台氨纶进行校企合作,采用旭化成公司的杂多酸生产工艺,产出分子量分布窄的聚四氢呋喃,同时工业 三废”基本达到零排放㊂该装置最大的优点就是在萃取分离所用溶剂选择㊁杂多酸催化剂与水的分离方面均实现了技术创新,并在聚四氢呋喃的生产工艺上形成了校企装置的自主知识产权,可与同类装置技术相媲美,由于其对溶剂选择比较苛刻,工业化装置尚未形成㊂21世纪初,国内随着市场经济的不断调控与自我完善,市场对于聚四氢呋喃的需求量逐年增多,当时聚四氢呋喃工业装置还未建成,主要依赖于进口㊂此时,国际上的聚四氢呋喃生产厂家着眼于改革开放带来的机遇,不断的将生产中心向国内转移,各省市也其将列入重点招商引资项目㊂直到2002年,济南圣泉集团公司采用俄罗斯国家应用化学科研聚四氢呋喃生产技术,建成国内首套1500吨/年生产装置,标志着我国聚四氢呋喃工业化装置的开始,但由于各方面的原因,该装置停产[8]㊂在2004年,山西三维引进韩国K-PTG的聚四氢呋喃生产工艺,建成当时国内最大的1.5万吨/年生产装置,2009年又陆续建成3万吨/年PTMEG装置并已投产,同年采用意大利Conser工艺建成第三套1500吨/年PTMEG中试装置并顺利投产,为建成工业化的装置提供了技术数据㊂2012年底,阳煤集团新疆国泰新华矿业股份有限公司引进山西三维意大利Conser工艺包,将建成6万吨/年PTMEG生产装置,届时该公司将成为世界首套工业化装置,最终形成自主知识产权的聚四氢呋喃生产装置,从而为国内填补此项技术的空白㊂同年,四川泸天化股份有限公司控股子公司四川天华富邦化工有限责任公司投资23.99亿元,建设4.6万吨/年聚四氢呋喃生产装置,主要拓展其1,4-丁二醇及其重要的下游产品PTMEG的产业[9]㊂3 发展建议对于国际上PTMEG技术的垄断经营,以及国内PTMEG自有技术及装置规模的发展,未来国内PTMEG企业在数万吨级规模化技术上仍面临机遇与挑战,从而给出了几点建议: (1)目前国内的PTMEG生产企业很大程度上是在PTMEG 行业盈利能力强的基础上而建设的,各自为战进行经营,生产规模较小,抗风险的能力差㊂而国外则采取产量最大化的经营模式,控制世界上PTMEG行业的经济总体㊁方向总体及建设总体,生产规模很大,抗风险的能力很强㊂因此,国内PTMEG 企业应采用国外先进的技术和不同的工艺适当扩大装置的生产规模,同时积极开发具有自主知识产权技术,从而打破国际上对于PTMEG的技术垄断,形成自主化的核心技术体系,使国内PTMEG的产业规模化,增强企业的抗风险能力㊂(下转第138页)138 广 州 化 工2018年10月定教学效果㊂考核模式必须与学生的参与度㊁基础知识的应用能力以及教学过程紧密结合起来,建立客观合理的评价体系,与教学过程相辅相长㊂实际操作时,我们将评价体系覆盖到无机化学整个学习过程,增加对学生学习过程的管理和要求,将过程评价与终期评价相结合的多元考核办法,使考核评价环节更具客观性㊁可靠性和全面性,引导学生改变学习观㊂平时成绩包括网络学习㊁单元测试㊁作业㊁小论文评分㊁课堂参与分等,作业占平时成绩的30%,另有70%的平时成绩与互动教学㊁课堂参与和线上学习相关,课堂教学中采用了我院老师编写的课堂点名软件随机点名,让每个同学充分参与课堂讨论,提高学生的课堂注意力,活跃课堂气氛㊂而期末考试在闭卷考试的设计中,除了重点考察对必要的所需记忆知识的掌握以及学生分析问题和解决问题的能力外,也适当增加开放性的题目(10%),培养学生大胆创新的意识㊂这种激发学生内在动力及主动参与课堂教学的学业评价模式,可与多维教学模式相得益彰㊂综上所述,以互动式教学为特色,线上线下结合教学模式为主体的多维教学模式的构建,旨在以加强学生主动学习㊁能力提升为教学目标,该教学模式通过在无机化学课程教学中的实施取得了令人满意的最终效果㊂学生总体反映无机化学授课教师教学目标明确,授课条理清晰,教学形式多样,能充分与学生互动㊁答疑解惑㊂教师是教学方式的探索者,学生成长的引领者,新型师生关系的建设者㊂多维教学模式对教师提出了更高的要求,需要教师和助教对整个教学过程进行跟踪和把控,对MOOC课程的应用㊁互动教学的设置需要教师进行详细的引导,并要根据学生的反馈适时进行调整,必须充分保证理论知识传授的系统性和完整性㊂同时要求教师自己不断学习㊁不断总结,关注学科前沿,接受新知识和新方法,并渗透到课堂中,及时更新㊁丰富教学内容㊂知识的系统性和完整性的传授主要取决于教师对于相关模式的精心设计与运用,同时还依赖于课程立体教学平台的构建,如无机化学微信公众号㊁微课㊁慕课等方面的建设㊂无机化学团队在多维教学模式的实施和推广中将继续探索,让学生和教师享受到教学相长的乐趣,培养学生对化学学科的兴趣㊁创新思维以及解决问题的能力,为其它化学专业课教学真正实现翻转课堂打好基础㊂参考文献[1] 杨静,包建春,唐亚文,等.研究性学习在无机化学教学中的应用[J].大学化学,2016,31(12):9-12.[2] 庄晓娟,韩明梅.探讨PBL教学法在无机化学元素部分教学中的应用[J].大学化学,2016,31(12):13-16.[3] 乔正平,龚孟濂,巢晖.浅谈基础无机化学课程教学内容的选择与讲授[J].大学化学,2017,32(5):7-10.[4] 李良超,何亚兵,童国秀,等.基于互动和合作学习的无机化学教学模式[J].大学化学,2017,32(5):1-6.[5] 张雯,高培红,向丹,等.无机化学元素教学中运用混合教学模式的探索[J].大学化学,2018,33(1):24-28.[6] 郭平春,宋蒙蒙.无机化学课程教学改革探讨[J].广州化工,2018,46(2):145-147.[7] 刘洋,马福东,刘尊奇.大学无机化学 翻转课堂”教学模式的设计[J].广州化工,2017,45(4):142-143.(上接第115页) (2)国内PTMEG工艺技术与国外相比,还落后很多,主要表现为开发的新技术少㊁工业化技术不成熟㊂目前国内新技术企业采用少㊁能耗偏高㊁生产负荷低㊁废水污染等问题㊂当前应在国内企业发展的轨道上,大力推广国内应用新技术,建设新规模,淘汰落后工艺技术及产能,积极推进清洁生产和社会主义市场经济的发展,进一步提升产品的市场竞争力,以产品的性价比为优势,参与国际市场竞争,在竞争中不断壮大,实现企业的科学发展㊁节约发展㊁稳步发展㊂(3)在企业建设PTMEG装置前,应充分考虑其上游1,4-丁二醇的生产来源,由于现在国际㊁国内1,4-丁二醇市场基本上已趋于饱和,而且价格较低,可以进口或购买国内廉价的1,4-丁二醇生产四氢呋喃,再合成PTMEG㊂(4)大力开发酯醚共聚弹性体市场,拓宽氨纶和聚氨酯弹性体消费领域㊂参考文献[1] 徐兆瑜.亟待开发的聚四氢呋喃醚二醇[J].广西化纤通讯,2003(2):25-26.[2] 白庚辛.聚四氢呋喃生产技术的发展及对我国研究开发现状的思考[J].现代化工,2005,25(1):13-14.[3] 王桂莲.聚四氢呋喃的生产方法及国内外技术发展[J].内蒙古石油化工,2013(3):120.[4] 钱文斌.四氢呋喃和聚四氢呋喃生产技术进展[J].精细化工原料及中间体,2008(3):34-36.[5] 汪家铭.聚四氢呋喃生产应用及市场前景[J].石油化工技术经济,2007,23(6):24-26.[6] 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四氢呋喃合成与制造工艺方法
四氢呋喃合成与制造工艺方法一、概述四氢呋喃(Tetrahydrofuran),简称THF,分子式为C4H8O,沸点为66℃,比重D2040.886~0.888,折光率n20 D1.4060~1.4080。
由于其具有溶解速度快、扩散性能好、流动性好、低毒、低沸点等特点,对有机物和无机物均有良好的溶解性能,素有“万能溶剂”之称,可用在树脂、聚醚橡胶和聚氨酯合成中作溶剂。
在医药工程方面,是合成咳必清、利复霉素、黄体酮、强筋松、脑复康等基础原料。
用四氢呋喃还可生产四甲撑乙二醇醚(PTMEG)、已二酸、丁二醇、二氯丁烷、四氢噻酚、丁内酯、吡咯烷酮、2.3-二氯四氢呋喃等化工产品。
另外,THF还可用作乙炔抽提溶剂、磁带清洗剂、合成革的表面涂饰剂、高分子材料光稳定剂等。
目前,世界THF生产能力约为50万吨,主要用于合成聚四亚甲基醇醚(PTMEG)和作溶剂,由于各国国情不同,THF的消费分配也不尽相同。
我国THF生产发展较慢,由于PTMEG产品刚刚起步,THF主要消费领域是医药、香料等,下游产品未得到开发,生产厂家不多,长期供不应求。
其下游产品的开发也受到了限制。
二、技术方案工业上四氢呋喃的生产方法主要有以下几种:(1)1,4-丁二醇法:用1,4-丁二醇脱水制取四氢呋喃是国外较普遍采用的生产的方法,技术较为了先进,产品质量好。
(2)顺酐法:采用顺丁烯二酸酐催化加氢制取四氢呋喃。
我国顺酐生产近年来发展较快,四氢呋喃为顺酐的一级深加工产品,顺酐生产的发展为四氢呋喃生产提供了原料来源,顺酐水溶液加氢制四氢呋喃必然会有较快发展。
(3)糠醛法:糠醛法是最早实现工业化生产四氢呋喃的方法,我国是糠醛生产大国,有100多家生产厂,年生产能力在13万吨以上。
但糠醛下游产品开发很少,多数出口,只有一部分加工成糠醇、甲基呋喃和四氢呋喃。
我国糠醛资源充足,供应稳定,价格较低,以糠醛为原料生产四氢呋喃原料来源方便,投资省,是一种比较现实的生产方法。
四氢呋喃的生产工艺与技术路线的选择
四氢呋喃的生产工艺与技术路线的选择2.1四氢呋喃主要生产工艺国内外四氢呋喃合成工艺主要有多种线路,其中:糠醛法、1,4-丁二醇(BDO)脱水法,顺酐法是最主要的3条路线。
2.1.1 糠醛法糠醛法是将农业废料如玉米芯、燕麦壳、甘蔗渣等用稀硫酸煮沸,使其中多缩戊糖水解成戊糖,然后脱水转化成糠醛。
糠醛用ZnO、Cr2O3、MnO2等作催化剂,在水蒸汽中于400℃脱羰基生成呋喃,呋喃用镍作催化剂于80℃加氢制得四氢呋喃。
反应式如下:……四氢呋喃生产的物料和能量消耗定额:表2.1 糠醛法合成四氢呋喃生产的物料和能量消耗定额表2.1.2 顺酐催化加氢法顺酐催化加氢法又称正丁烷/顺酐法,最早由美国(DuPont)杜邦公司开发,反应用NiMoOx、CoMoOx、NixCrOy 等作催化剂,在78MPa以上的压力下进行液相加氢。
由于反应压力高,催化剂用量大,生产成本高,DuPont公司没有进行工业化生产。
60年代初期,日本三菱油化中心研究所从日本国情出发,改进了由MAH 液相加氢制四氢呋喃的方法,……顺酐催化加氢法又分液相法和气相法。
1、液相法1956年美国(DuPont)杜邦公司开始实验顺酐液相加氢工艺,日本的三菱化成公司和油化公司对顺酐液相加氢进行了大量的研究,并投入了工业化生产。
杜邦技术分两步进行。
……顺酐法合成四氢呋喃原料及公用工程消耗定额:表2.2 顺酐法合成四氢呋喃原料及公用工程消耗表2、气相法此方法系美国STANDORD OIL公司开发,采用铜系催化剂,于250℃及不大于3.9MPa压力下进行反应,四氢呋喃的选择性可达95%左右。
该法副产物多、时空收率低。
反应式如下:…….2.1.3 1,4-丁二醇脱水环化法1,4-丁二醇脱水环化法又称Reppe法,是德国IG公司与Reppe博士合作开发成功的,它是以甲醛和乙炔为原料,先制得 1,4-丁二醇,然后在酸性离子交换树脂存在下进行脱水反应制得四氢呋喃。
目前,该法是世界各国生产四氢呋喃的主要方法。
四氢呋喃制备工艺
四氢呋喃制备工艺
四氢呋喃(Tetrahydrofuran,简称THF)是一种重要的有机溶剂和化工原料,可用于合成各种聚合物、药物和其他有机化合物。
四氢呋喃的制备工艺有多种,以下是其中一些常见的制备工艺:
1.丁二酸酯化还原法:该方法以丁二酸酯和乙醇为原料,在催化剂的作用下
进行酯交换反应生成四氢呋喃和丁酸乙酯,然后通过蒸馏分离出丁酸乙酯,再对四氢呋喃进行精馏提纯。
2.丁二酸酯化加氢法:该方法与酯化还原法类似,不同的是在酯交换反应后
需要进行加氢反应,以将丁酸乙酯加氢还原成四氢呋喃。
3.糠醛加氢法:该方法以糠醛为原料,在催化剂的作用下进行加氢反应生成
四氢呋喃。
糠醛可以从农副产品中提取,因此该方法具有原料来源广泛、成本低廉等优点。
4.丙烯水合法:该方法以丙烯和水为原料,在催化剂的作用下进行水合反应
生成四氢呋喃。
该方法原料易得、成本较低,但反应条件较为苛刻,需要高温高压的条件。
5.1,4-丁二醇脱水法:该方法以1,4-丁二醇为原料,在催化剂的作用下进行
脱水反应生成四氢呋喃。
1,4-丁二醇可以从石化工业中获得,因此该方法也具有原料来源广泛、成本低廉等优点。
总之,四氢呋喃的制备工艺有多种,不同的工艺具有不同的优缺点和适用范围。
在实际生产中,应根据具体情况选择合适的制备工艺,并采取相应的技术措施来提高四氢呋喃的纯度和收率。
四氢呋喃生产工艺
四氢呋喃生产工艺四氢呋喃(tetrahydrofuran,缩写为THF)是一种重要的有机溶剂,广泛应用于化工、农药、塑料、合成纤维等行业。
下面介绍一种常见的四氢呋喃生产工艺。
四氢呋喃的生产主要依靠石油化工工艺,即通过燃烧碳氢化合物产生碳氢化合物作为原料。
其中,最常用的原料是丙烷、乙烯、丁烷等。
下面以丙烷为例介绍四氢呋喃的生产过程。
首先,将原料丙烷和空气混合,送入催化剂床中进行氧化反应。
催化剂床中使用的通常是铁或钒系列的催化剂,以促进丙烷的氧化反应。
反应温度一般在400-500摄氏度,反应产生主要产物是丙醛。
丙醛进一步经过氢转化反应,生成丙醇。
接下来,丙醇经过脱水反应,生成丙醇丁二醚(DME)。
脱水反应需要使用催化剂,常用的是吸附剂硅铝酸盐和稀碱金属。
该反应通常在高温下进行,加热后的丙醇与催化剂表面发生反应,生成DME和水。
脱水反应需要恒温控制,确保反应产物中水分的含量低于规定的标准。
最后,DME经过环合反应,生成四氢呋喃。
环合反应通常在氯化铝催化剂的存在下进行。
DME与氯化铝反应,生成四氢呋喃和甲醇。
由于环合反应是一个副反应,产率相对较低。
因此,为了增加产率,可以采取一些措施,例如优化反应条件、改进催化剂、改善分离工艺等。
在整个生产过程中,需要对反应温度、催化剂种类和用量、反应时间等参数进行精确控制,以提高产率和纯度,确保生产出符合质量标准的四氢呋喃。
此外,还需要进行相应的分离和提纯工艺,以去除杂质和回收溶剂,提高产品质量和经济效益。
总的来说,四氢呋喃的生产工艺主要包括丙烷氧化、丙醇脱水和环合反应等步骤。
通过合理选择催化剂和控制反应条件,可以提高产率和纯度,确保生产出优质的四氢呋喃产品。
随着科学技术的不断进步,四氢呋喃的生产工艺也在不断优化和改进,以适应市场需求的变化。
四氢呋喃的应用及生产与精制工艺
四氢呋喃的应用和生产研究进展摘 要:论述了四氢呋喃的应用及用途、生产工艺、生产废水的处理及废液的回收提纯,总结了目前对四氢呋喃的研究进展。
关键词:万能溶剂;四氢呋喃;重要原料四氢呋喃,又称1,4-环氧丁烷、氧杂环戊烷、四甲撑氧、一氧五环,简称THF ,分子式为C 4H 8O ,无色透明液体,有类似乙醚气味,凝固点为-65℃,沸点为66℃,相对密度为0.887(20℃)。
具有低毒、低沸点、流动性好的特点,空气中最高容许浓度为200×10-6。
它是最强的极性醚类之一,在化学反应和萃取时用做一种中等极性的溶剂,是一种重要的有机合成原料和优良的溶剂,具有着广泛的用途。
1应用及用途THF 是一种重要的有机合成原料且是性能优良的溶剂,有“万能溶剂”之称,对许多有机物和无机物有优良的溶解性,溶解除聚乙烯、聚丙烯及氟树脂以外的所有化合物,特别适用于溶解丁苯胺、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯,广泛地用作表面涂料、防腐涂料、印刷油墨、磁带和薄膜涂料的溶剂,并用作反应溶剂,用于电镀铝液时可任意控制铝层厚度且光亮。
THF 与1,4-丁二醇缩聚生成聚四氢呋喃醚(PTMG ),自身可以缩聚(经阳离子引发开环在聚合)成聚四亚甲基醚二醇(PTMEG ),也称四氢呋喃均聚醚,PTMEG 与甲苯二异氰酸酯(TDI )制成耐磨、耐油、低温性能好、强度高的特种橡胶;与对二本甲酸二甲酯和1,4-丁二醇制成嵌段聚醚聚酯弹性材料。
相对分子质量为2000的PTMEG 与对亚甲基双(4-苯基)二异氰酸酯(MDI )制成聚氨酯弹性纤维(氨纶,即SPANDEX 纤维)、特种橡胶和一些特殊用途涂料的原料。
在合成溶液丁苯橡胶时,作为引发助剂的无规剂,协同丁基锂引发反应。
在有机合成方面,THF 可用于生产四氢噻吩,1,4-二氯乙烷、2,3-二氯四氢呋喃、戊内酯、丁内酯、和吡咯烷酮等。
在医药方面,THF 用作合成咳必清、利复霉素、黄体酮和一些激素药的原料。
四氢呋喃工艺
四氢呋喃工艺
四氢呋喃是一种广泛应用于有机合成和溶剂中的化学品,其工艺主要包括以下几个步骤:
1. 原料准备:四氢呋喃的主要原料是对甲苯和甲醛。
对甲苯通过氧化反应制备甲苯氢醌,然后与甲醛通过羧酸化反应得到四氢呋喃。
2. 羧酸化反应:甲醛与甲苯氢醌在催化剂的存在下进行反应,生成羧酸酯中间体。
催化剂通常是金属盐类,如盐酸、硫酸或五氧化二锑等。
3. 加氢反应:羧酸酯经过加氢反应,通常使用氢气和催化剂,催化剂可以是铝锂合金或铝锂钛合金等。
加氢反应将羧酸酯还原成四氢呋喃。
4. 精制:四氢呋喃经过精制步骤,如蒸馏、减压、冷却等,去除杂质,得到纯净的四氢呋喃。
此外,四氢呋喃工艺中还包括废水处理、催化剂的回收和再利用等环保措施,以减少对环境的影响。
工艺也会根据实际情况和要求进行调整和改良,以提高产率和产品质量。
四氢呋喃提纯工艺流程叙述
四氢呋喃提纯工艺流程叙述英文回答:Purification Process of Tetrahydrofuran (THF):Tetrahydrofuran (THF) is a commonly used solvent in various industries, including pharmaceuticals, polymers, and organic synthesis. However, it is necessary to purify THF to remove impurities, such as water and peroxides, to ensure its quality and safety for use.The purification process of THF typically involves the following steps:1. Dehydration: The first step is to remove water from THF. Water can be removed by using drying agents, such as molecular sieves or calcium hydride. These drying agents selectively adsorb water molecules, leaving behind dry THF. The THF is usually stirred with the drying agent for a certain period of time to ensure complete dehydration.2. Distillation: After dehydration, the THF isdistilled to remove low-boiling impurities. Distillation involves heating the THF to its boiling point andcollecting the vapor in a separate container. The low-boiling impurities, such as methanol or ethanol, will vaporize and be collected separately, leaving behind purified THF.3. Peroxide Removal: THF is prone to form peroxides upon exposure to air and light. Peroxides can be hazardous and can lead to explosions. Therefore, it is crucial to remove peroxides from THF. This can be achieved by treating THF with a reducing agent, such as sodium borohydride or potassium iodide. The reducing agent reacts with the peroxides, converting them into harmless compounds that can be easily removed.4. Filtration: To further ensure the purity of THF, it can be filtered using a fine filter, such as a membrane filter or a glass filter. Filtration helps to remove any solid impurities that might be present in the THF, ensuringa clear and pure final product.5. Quality Control: Finally, the purified THF should undergo quality control tests to ensure it meets the desired specifications. These tests may include checking for water content, peroxide levels, and other impurities. Only after passing these tests, the purified THF can be considered ready for use.中文回答:四氢呋喃(THF)的提纯工艺流程:四氢呋喃(THF)是各行业常用的溶剂,包括制药、聚合物和有机合成等领域。
国内外四氢呋喃的产需与生产技术情况
国内外四氢呋喃的产需与生产技术情况四氢呋喃(Tetrahydrofuran,THF)是一种重要的有机溶剂和化工原料,广泛应用于涂料、树脂、塑料、橡胶、合成纤维等工业领域。
以下将从国内外四氢呋喃的产需情况和生产技术情况两个方面来进行说明。
一、国内外四氢呋喃的产需情况1.国内产需情况:中国是全球最大的四氢呋喃生产和消费国家,四氢呋喃的产量和消费量均居世界首位。
随着国内涂料、塑料、橡胶等行业的持续发展,对四氢呋喃的需求也在逐年增长。
同时,中国的化工产业升级和环保要求的提高,对生产工艺和质量要求也越来越高,这对四氢呋喃的生产技术和质量提出了更高的要求。
2.国际产需情况:国际上,北美和欧洲是四氢呋喃的主要生产和消费地区。
北美地区的需求主要来自涂料和塑料行业,而欧洲地区则主要用于化学合成中的溶剂和反应介质。
近年来,亚洲地区的发展迅速,四氢呋喃的需求也在不断增加,尤其是中国和印度等新兴市场。
1.国内生产技术:国内四氢呋喃的生产主要采用氧化丁烯法和氢化呋喃法两种工艺。
氧化丁烯法是最常用的生产工艺,将丁烯氧化生成γ-丁内酮,再经过还原得到四氢呋喃。
氢化呋喃法则是将呋喃与氢气在催化剂的作用下反应生成四氢呋喃。
随着技术的不断发展,国内在工艺改进和优化方面也取得了一定的进展。
2.国外生产技术:国外四氢呋喃的生产主要采用氧化丁烯法和氢化呋喃法,与国内的生产技术相似。
但国外企业在生产工艺、设备和催化剂的研发方面相对更为成熟,能够生产出高纯度的四氢呋喃产品。
同时,一些国外企业还开展了基于生物质的四氢呋喃生产技术研究,以降低对石油资源的依赖并提高环境友好性。
总之,国内外四氢呋喃的产需情况均呈现出逐年增长的趋势。
国内企业在生产工艺改进和质量控制方面取得了一定的进展,但与国外相比还存在一定差距。
随着中国化工产业的发展和环保要求的提高,国内四氢呋喃产业还有进一步提升的空间。
同时,值得注意的是,后续发展要关注绿色环保和资源可持续利用等方面,尽量减少对环境的影响,努力实现可持续发展。
沥青四氢呋喃制备方法
沥青四氢呋喃制备方法
以下是沥青四氢呋喃的制备方法:
1. 丁二烯氧化法:以丁二烯为原料,通过呋喃氧化,然后加氢。
该方法已在国外工业化。
2. 二氯丁二烯法:以1,4-二氯丁二烯为原料,通过水解为丁烯二醇,然后经催化加氢。
这种方法操作简便,条件温和,收率高,催化剂用量少,可连续使用。
3. 糠醛法:呋喃是通过糠醛的脱羰作用和氢化作用制得的。
糠醛主要通过水解玉米芯和其他农副产品生产。
该方法的污染严重,不利于批量生产,已经被淘汰。
4. 1,4-丁二醇脱水循环法:向反应器中加入22%硫酸溶液,在100℃下以110kg/h的速度添加1,4-丁二醇,保持80℃的温度。
在塔顶上以约110kg/h的速度从塔顶得到含80%四氢呋喃的水溶液。
加入50t 1,4-丁二醇后,从反应器中除去约70kg焦炭。
通过过滤焦炭,可以将所得的硫酸溶液再利用。
在此过程中,四氢呋喃的收率可达到99%以上。
在实际生产过程中,需要根据具体情况选择合适的制备方法。
如果你想了解更多关于沥青四氢呋喃制备方法的内容,可以继续向我提问。
四氢呋喃合成与制造工艺方法
四氢呋喃合成与制造工艺方法一、概述四氢呋喃(Tetrahydrofuran),简称THF,分子式为C4H8O,沸点为66℃,比重D2040.886~0.888,折光率n20 D1.4060~1.4080。
由于其具有溶解速度快、扩散性能好、流动性好、低毒、低沸点等特点,对有机物和无机物均有良好的溶解性能,素有“万能溶剂”之称,可用在树脂、聚醚橡胶和聚氨酯合成中作溶剂。
在医药工程方面,是合成咳必清、利复霉素、黄体酮、强筋松、脑复康等基础原料。
用四氢呋喃还可生产四甲撑乙二醇醚(PTMEG)、已二酸、丁二醇、二氯丁烷、四氢噻酚、丁内酯、吡咯烷酮、2.3-二氯四氢呋喃等化工产品。
另外,THF还可用作乙炔抽提溶剂、磁带清洗剂、合成革的表面涂饰剂、高分子材料光稳定剂等。
目前,世界THF生产能力约为50万吨,主要用于合成聚四亚甲基醇醚(PTMEG)和作溶剂,由于各国国情不同,THF的消费分配也不尽相同。
我国THF生产发展较慢,由于PTMEG产品刚刚起步,THF主要消费领域是医药、香料等,下游产品未得到开发,生产厂家不多,长期供不应求。
其下游产品的开发也受到了限制。
二、技术方案工业上四氢呋喃的生产方法主要有以下几种:(1)1,4-丁二醇法:用1,4-丁二醇脱水制取四氢呋喃是国外较普遍采用的生产的方法,技术较为了先进,产品质量好。
(2)顺酐法:采用顺丁烯二酸酐催化加氢制取四氢呋喃。
我国顺酐生产近年来发展较快,四氢呋喃为顺酐的一级深加工产品,顺酐生产的发展为四氢呋喃生产提供了原料来源,顺酐水溶液加氢制四氢呋喃必然会有较快发展。
(3)糠醛法:糠醛法是最早实现工业化生产四氢呋喃的方法,我国是糠醛生产大国,有100多家生产厂,年生产能力在13万吨以上。
但糠醛下游产品开发很少,多数出口,只有一部分加工成糠醇、甲基呋喃和四氢呋喃。
我国糠醛资源充足,供应稳定,价格较低,以糠醛为原料生产四氢呋喃原料来源方便,投资省,是一种比较现实的生产方法。
四氢呋喃的生产工艺与技术路线的选择
四氢呋喃的生产工艺与技术路线的选择2.1四氢呋喃主要生产工艺国内外四氢呋喃合成工艺主要有多种线路,其中:糠醛法、1,4-丁二醇(BDO)脱水法,顺酐法是最主要的3条路线。
2.1.1 糠醛法糠醛法是将农业废料如玉米芯、燕麦壳、甘蔗渣等用稀硫酸煮沸,使其中多缩戊糖水解成戊糖,然后脱水转化成糠醛。
糠醛用ZnO、Cr2O3、MnO2等作催化剂,在水蒸汽中于400℃脱羰基生成呋喃,呋喃用镍作催化剂于80℃加氢制得四氢呋喃。
反应式如下:此法原料受农产品制约,在粮价上涨时,发展速度将受到限制。
用农副产品做原料生产四氢呋喃,副产品多,不易得到高纯度的产品。
1、工艺特点…2、工艺流程图…图2.1 糠醛法合成四氢呋喃工艺流程图…四氢呋喃生产的物料和能量消耗定额:2.1.2 顺酐催化加氢法顺酐催化加氢法又称正丁烷/顺酐法,最早由美国(DuPont)杜邦公司开发,反应用NiMoOx、CoMoOx、NixCrOy 等作催化剂,在78MPa以上的压力下进行液相加氢。
由于反应压力高,催化剂用量大,生产成本高,DuPont公司没有进行工业化生产。
60年代初期,日本三菱油化中心研究所从日本国情出发,改进了由MAH 液相加氢制四氢呋喃的方法,采用铜系催化剂,在250℃、不高于3.9MPa压力下进行气相加氢反应制得了四氢呋喃。
该法具有原料来源充足,价格便宜,单段床反应,过程简单,操作方便,投资费用低,转化率及收率高,催化剂寿命长、生产成本低,产品质量高等特点。
我国大连化工研究所、北京化工研究院、复旦大学、中国石化科学研究院等单位对此进行了研究。
顺酐催化加氢法又分液相法和气相法。
1、液相法1956年美国(DuPont)杜邦公司开始实验顺酐液相加氢工艺,日本的三菱化成公司和油化公司对顺酐液相加氢进行了大量的研究,并投入了工业化生产。
杜邦技术分两步进行。
第一步是正丁烷在传输床反应器中以高抗磨性VP/SiO2为催化剂合成顺酐,其反应条件为压力0.2MPa、进口温度346℃,此时正丁烷转化率为47.7%,顺酐选择性为75.2%;第二步,以顺酐水吸收液为原料,采用钯/镍或铑改性的钯为催化剂,在200℃、17MPa条件下加氢制得THF,最后采用抽提蒸馏法从THF/水的共沸物中回收纯THF。
聚四氢呋喃的生产方法与技术发展的研究
聚四氢呋喃的生产方法与技术发展的研究摘要:随着时代的不断发展,聚四氢呋喃所涉及到的领域愈来愈加广泛。
聚四氢呋喃是一种十分重要的精细化工以及有机化工原料,对于现代的工业来说,聚四氢呋喃有着不可替代的作用。
经过了这些年的发展,我国聚四氢呋喃的生产技术得到了大幅度的进步,但是与国外一些发达的国家相比还是有着一些不小的差距。
同时各个国家都是敝帚自珍,技术和工艺都是处在一个保密的状态。
因此,本文对聚四氢呋喃的生产方法和技术的发展进行分析,以期可以提高我国对聚四氢呋喃的生产效率。
关键词:聚四氢呋喃生产方法技术发展自从上个世纪六十年代开始,原有的工业技术已经无法满足聚氨酯弹性替氨纶纤维工业的发展,从而研制出了聚四氢呋喃并且正式的投入到了工业的生产当中。
随着科技的不断发展,聚四氢呋喃这种原料越来越多的优点被人们所挖掘出来,从而使得聚四氢呋喃的应用范围更加的广泛。
对于聚四氢呋喃的生产技术来说,各个国家的竞争都是非常的激烈的,从而导致了各个国家的生产技术都处在一个保密的状态。
因此我国应该对面向众人的技术进行更深层次的研究,以期可以提高我国聚四氢呋喃的生产效率,提高我国聚四氢呋喃的生产效率能够有所提高,拉近与发达国家之间的距离。
一、关于聚四氢呋喃的概述聚四氢呋喃的学名叫做聚四亚甲基咪二醇,同时还可以叫做四氢呋喃均聚醚,英文是polytetramethyleneetherglycol,英文缩写是PTMEG。
聚四氢呋喃的链体主要是由碳链和醚链组成,据四氢呋喃的组成部分并没有酯键的存在,所以它具备着十分卓越的耐水解的能力,同时也不含不饱和键,所以在抗老化和力学方面的性能也是十分的出色的,并且具有了十分出色的柔顺性。
聚四氢呋喃具有无色可燃的性质,因此在进行工业化生产的过程中一般都是使用经过干氮密封的罐子进行包装,用于包装的罐子最好带有保温和加热盘管,同时在对其进行储存的时候要远离火种和热源,以免发生一些不必要的事故。
此外,在对聚四氢呋喃进行运输时,通常都是按照易燃有毒物品的规格来进行操作。
四氢呋喃合成与制造工艺方法
四氢呋喃合成与制造工艺方法一、概述四氢呋喃(Tetrahydrofuran),简称THF,分子式为C4H8O,沸点为66℃,比重D2040.886~0.888,折光率n20 D1.4060~1.4080。
由于其具有溶解速度快、扩散性能好、流动性好、低毒、低沸点等特点,对有机物和无机物均有良好的溶解性能,素有“万能溶剂”之称,可用在树脂、聚醚橡胶和聚氨酯合成中作溶剂。
在医药工程方面,是合成咳必清、利复霉素、黄体酮、强筋松、脑复康等基础原料。
用四氢呋喃还可生产四甲撑乙二醇醚(PTMEG)、已二酸、丁二醇、二氯丁烷、四氢噻酚、丁内酯、吡咯烷酮、2.3-二氯四氢呋喃等化工产品。
另外,THF还可用作乙炔抽提溶剂、磁带清洗剂、合成革的表面涂饰剂、高分子材料光稳定剂等。
目前,世界THF生产能力约为50万吨,主要用于合成聚四亚甲基醇醚(PTMEG)和作溶剂,由于各国国情不同,THF的消费分配也不尽相同。
我国THF生产发展较慢,由于PTMEG产品刚刚起步,THF主要消费领域是医药、香料等,下游产品未得到开发,生产厂家不多,长期供不应求。
其下游产品的开发也受到了限制。
二、技术方案工业上四氢呋喃的生产方法主要有以下几种:(1)1,4-丁二醇法:用1,4-丁二醇脱水制取四氢呋喃是国外较普遍采用的生产的方法,技术较为了先进,产品质量好。
(2)顺酐法:采用顺丁烯二酸酐催化加氢制取四氢呋喃。
我国顺酐生产近年来发展较快,四氢呋喃为顺酐的一级深加工产品,顺酐生产的发展为四氢呋喃生产提供了原料来源,顺酐水溶液加氢制四氢呋喃必然会有较快发展。
(3)糠醛法:糠醛法是最早实现工业化生产四氢呋喃的方法,我国是糠醛生产大国,有100多家生产厂,年生产能力在13万吨以上。
但糠醛下游产品开发很少,多数出口,只有一部分加工成糠醇、甲基呋喃和四氢呋喃。
我国糠醛资源充足,供应稳定,价格较低,以糠醛为原料生产四氢呋喃原料来源方便,投资省,是一种比较现实的生产方法。
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四氢呋喃的生产工艺与技术路线的选择
2.1四氢呋喃主要生产工艺
国内外四氢呋喃合成工艺主要有多种线路,其中:糠醛法、1,4-丁二醇(BDO)脱水法,顺酐法是最主要的3条路线。
2.1.1 糠醛法
糠醛法是将农业废料如玉米芯、燕麦壳、甘蔗渣等用稀硫酸煮沸,使其中多缩戊糖水解成戊糖,然后脱水转化成糠醛。
糠醛用ZnO、Cr2O3、MnO2等作催化剂,在水蒸汽中于400℃脱羰基生成呋喃,呋喃用镍作催化剂于80℃加氢制得四氢呋喃。
反应式如下:
此法原料受农产品制约,在粮价上涨时,发展速度将受到限制。
用农副产品做原料生产四氢呋喃,副产品多,不易得到高纯度的产品。
1、工艺特点…
2、工艺流程图…
图2.1 糠醛法合成四氢呋喃工艺流程图
…
四氢呋喃生产的物料和能量消耗定额:
2.1.2 顺酐催化加氢法
顺酐催化加氢法又称正丁烷/顺酐法,最早由美国(DuPont)杜邦公司开发,反应用NiMoOx、CoMoOx、NixCrOy 等作催化剂,在78MPa以上的压力下进行液相加氢。
由于反应压力高,催化剂用量大,生产成本高,DuPont公司没有进行工业化生产。
60年代初期,日本三菱油化中心研究所从日本国情出发,改进了由MAH 液相加氢制四氢呋喃的方法,采用铜系催化剂,在250℃、不高于3.9MPa压力下进行气相加氢反应制得了四氢呋喃。
该法具有原料来源充足,价格便宜,单段床反应,过程简单,操作方便,投资费用低,转化率及收率高,催化剂寿命长、生产成本低,产品质量高等特点。
我国大连化工研究所、北京化工研究院、复旦大学、中国石化科学研究院等单位对此进行了研究。
顺酐催化加氢法又分液相法和气相法。
1、液相法
1956年美国(DuPont)杜邦公司开始实验顺酐液相加氢工艺,日本的三菱化成公司和油化公司对顺酐液相加氢进行了大量的研究,并投入了工业化生产。
杜邦技术分两步进行。
第一步是正丁烷在传输床反应器中以高抗磨性VP/SiO2为催化剂合成顺酐,其反应条件为压力0.2MPa、进口温度346℃,此时正丁烷转化率为47.7%,顺酐选择性为75.2%;第二步,以顺酐水吸收液为原料,采用钯/镍或铑改性的钯为催化剂,在200℃、17MPa条件下加氢制得THF,最后采用抽提蒸馏法从THF/水的共沸物中回收纯THF。
1996年末,杜邦西班牙Asturias 公司采用该技术建成4.5万吨/年工业装置。
顺酐和氢从底部进入内装镍催化剂的反应器,(反应在200℃,6~10Mpa压力下进行)产物中四氢呋喃与γ-丁内酯比例可通过调整操作参数加以控制。
反应产物与原料氢冷却至50℃左右进入洗涤塔底部,使未反应的氢及气态与液态产物分离,未反应的氢及气态产物经洗涤后物质循环到反应器液态产物经蒸馏而得四氢呋喃产品。
只有催化剂性能好、流程简单、投资少等特点。
顺酐法合成四氢呋喃原料及公用工程消耗定额:
表2.2 顺酐法合成四氢呋喃原料及公用工程消耗表
2、气相法
此方法系美国STANDORD OIL公司开发,采用铜系催化剂,于250℃及不大于3.9MPa压力下进行反应,四氢呋喃的选择性可达95%左右。
该法副产物多、时空收率低。
反应式如下:…
Kvaerner公司技术分3步进行:酯化、加氢和提纯。
顺酐与乙醇的单酯化不用催化剂,在0.1MPa和50~80℃下进行,单酯(马来酸乙酯)收率达99%;进一步的双酯化则采用离子交换树脂催化剂,在100~130℃和0.1MPa下进行,双酯(马来酸二乙酯)收率达99%;双酯加氢以经过还原处理的亚铬酸铜为催化剂,在高于190℃和低于3MPa下反应,产物除1,4-BDO外,更有利于THF和γ-丁内酯(GBL)的生产。
第三步采用两塔蒸馏从THF、1,4-BDO和水的三元共沸物中分出THF。
1992年韩国Korea PTG公司和日本的Tonen公司首次利用该工艺建成工业装置。
顺酐催化加氢法有以下的优点:
(1) 顺酐来源充足,价格便宜;
(2)单段床反应,过程简单,操作方便,投资费用低;
(3)转化率及收率高,顺酐单程转化率可达100%,四氢呋喃选择性可达90%;
(4)催化剂寿命长,费用低;
(5)产品质量高,四氢呋喃纯度可达99.5%。
大连化工研究所采用较高的压力,用顺酐催化加氢法合成了纯度高的四氢呋喃。
后来化京化工研究院在4~5MPa的操作压力下也合成了四氢呋喃。
目前,还有上海复日大学、中国石化科学院等用顺酐催化加氢法合成γ-丁内酯,并联产少量四氢呋喃。
2.1.3 1,4-丁二醇脱水环化法…
2.1.4 丁二烯氯化法
丁二烯氯化法是将丁二烯在300℃下氯化生成3,4-和1,4-二氧丁烯混合物。
3,4-二氯丁烯脱氯化氢后得氯丁二烯,可用作生产氯丁橡胶的原料单体。
1,4-二氯丁烯在110℃,常压,羧酸钠为催化剂的条件下反应生成l,4-丁二醇;进而反应得四氢呋喃。
反应式如下:
2.1.5 1,4-二氯丁烯法
其工艺过程为:以1,4-二氯丁烯为原料,经水解生成丁烯二醇,再经催化加氢而得,1,4-二氯丁烯在氢氧化纳溶液中水解,110℃下生成丁烯二醇,离心分离去掉氯化纳,滤液在蒸发结晶中浓缩,分离出碱金属羧酸盐,再在蒸馏塔中除去高沸物.将精制后的丁烯二醇送入反应器,以镍为催化剂,在80~120℃及一定压力下,丁烯二醇加氢生成丁二醇,蒸馏后进入环合反应器,在常压及120~140℃下于酸性介质中生成粗四氢呋喃,蒸馏水和脱高沸物,最后蒸馏得高纯四氢呋喃。
2.1.6 丁二烯氧化法…
2.2 四氢呋喃的生产技术进展
2.2.1 国内四氢呋喃的生产技术进展…
2.2.2 国外四氢呋喃的生产技术进展
传统的PolyTHF生产方法是采用含氟酸作催化剂,一般使用氟磺酸(HSO3F)。
杜邦公司、QuakerOats公司和巴斯夫公司早斯均采用此法。
这种传统的均相催化工艺的缺点是催化剂不能回收,并存在严重的设备腐蚀和三废处理问题。
近20年来,杜邦公司开发了由四氢呋喃(THF)经醋酸二酯法生产PolyTHF 的新工艺,1997年已在美国得州拉波特装置中使用。
杜邦还开发了可循环使用的全氟酸离子交换树脂非均相催化工艺,1996年在亚太地区一套PolyTHF装置上使用。
旭化成公司也开发了可循环使用的杂多酸催化剂及其工艺。
巴斯夫公司成功开发了以丁烷为初始原料经顺酐催化加氢直接合成四氢呋喃/聚四氢呋喃(THF/PolyTHF)工艺,而不需经过1,4-丁二醇(BDO)进一步反应。
这对世界BDO生产和消费结构将产生重大影响。
THF/PolyTHF曾是BDO衍生物中需求增长最快的品种。
巴斯夫公司将在中国采用丁烷/顺酐法工艺建设世界规模级THF/PolyTHF装置,将使中国乃至亚洲地区的THF/PolyTHF生产技术和供应能力得到全面提升。
糠醛脱羰制呋喃采用Zn-Cr-Mn催化剂工艺在国外已属淘汰工艺,国外先进的工艺均采用贵金属钯催化剂糠醛气相脱羰制呋喃,且失活后又可再生,无环境污染问题,收率在80%以上。
国外,顺酐法主要为万吨级规模生产装置采用DuPont公司采用丁烷氧化制顺酐,含水马来酸加氢成THF,因而比其它技术具有竞争力。
2.3 四氢呋喃的工艺路线的比较和选择
目前,全球范围内以Reppe法制得四氢呋喃装置最多,而糠醛法将会逐渐地被淘汰,今后的THF的生产工艺将主要以Reppe法和顺酐法为主。
从几种THF生产技术经济性比较,原材料费用在产品生产成本方面占较大比例,…
表2.3 几种THF生产技术经济性比较
根据原料的可得性,技术的先进性和我国的具体国情,对上述生产THF的各条工艺路线进行比较和选择。
糠醛法采用糠醛为原料。
目前我国有糠醛厂100多家,但生产规模都不大,总装置能力为6~8万吨/年,产量约5万吨,90%以上出口。
国内仅有一少部分
加工成糠醇、甲基呋喃、顺酐和四氢呋喃,所以糠醛的深加工势在必行。
从目前情况来看,糠醛资源充足,供应稳定,以糠醛为原料生产THF是比较现实的,也有一定的发展前途。
Reppe法是目前国外普遍采用的生产THF的方法。
该法工艺简单、产品纯度高、能耗低、在生产THF诸法中可谓姣姣者。
该法采用乙炔为原料。
我国乙炔有两个来源,一是电石;二是天然气。
目前国内电石产量达250万t/a以上,居世界第一,且大多数在煤矿的坑口工厂生产。
近期在我国西北部探明天然气资源十分丰富,天然气制乙炔,继而对乙炔进行深度加工是合理利用天然气途径之一。
因此采用Reppe法用乙快生产THF在我国仍有一定的便利条件。
顺酐法是目前世界上较多采用的生产THF的方法,特别是丁烷制顺酐技术的开发成功,为THF的发展开辟了广阔前景。
目前我国顺酐装置的总生产能力约125万吨,企业总数约50家。
其中,年产能达到2万吨级以上的企业有26家,市场供大于求。
所以用顺酐作原料生产THF有一定的优势。
至于丁二烯法和烯丙醇工艺,由于我国丁二烯和环氧丙烷均属短线产品,价格较高,用途广,也不宜采用。
综上所述,尽管生产THF的方法很多,但适宜我国采用的目前也只有糠醛法、Reppe法和顺酐法,在三法中应优先考虑顺酐法,其次是Reppe法乙炔路线,而天然气乙炔成本低于电石法乙炔成本,因此应以天然气乙炔为Reppe法首选。
内容摘自六鉴化工咨询()发布《四氢呋喃技术与市场报告》。