萘及其的衍生物制备及应用(DOC)

江西理工大学冶金与化学工程学院2013级化学工程与工艺

萘及其衍生物的制备与应用

化学工程与工艺132班 23号程理想

摘要：萘是一种有机化合物,分子式C10H8,白

色，易挥发并有特殊气味的多环烃晶体。从炼焦的副产品煤焦油和石油蒸馏中大量生产，主要用于合成邻苯二甲酸酐等。萘是重要的有机化工原料,广泛用于合成纤维合成树脂、增塑剂、橡胶防老剂、染料中间体、医学卫生材料。

（1）萘的制备与应用

萘主要来源于煤焦油，可从石油化工中经过裂化等过程获得萘，中国是全球萘的最大消费国，主要用于用于生产苯酐，还有苯系减水剂与精萘的生产。

精萘的的下游应用是染料及有机染料中间体，工业萘中的杂质主要是与萘沸点较接近的四氢萘、硫杂茚、二甲酚等。如萘的沸点（218℃）和硫茚的沸点（219.9℃）相差不到2℃，因此为了制造纯度更高的精萘，就要利用萘与这些杂质熔点不同的物理性质进行分离，或者利用化学方法来改变它们的化学组成。当前精萘的生产方法，有结晶法、加氢精制法酸洗蒸馏法、升华法等。染料和有机颜料精萘的主要应用领域是染料及有机颜料中间体，产量最大的是2－萘酚和H酸。

提纯的精萘在除染料等其他多种工业方面都有其用途。其他萘在农用化学品和医药领域也有重要应用，这也是萘消费中增长最快的部分。主要产品包括植物生长调节剂和除草剂、熏蒸剂、鞣革剂、饲料添加剂、计生药品等。

精萘的制备：

（2）萘制苯酐

苯酐目前广泛应用于化工、医药、电子、农

业、涂料、精细化工等工业部门。中国的苯酐主要用于生产邻二甲酸脂类增塑剂，耗用的苯酐约占苯酐总消费量的60%，染料和油漆占25%，不饱和树脂和其他产品占15%左右。苯酐是一种重要的有机化工原料，主要用于生产塑料增塑剂、醇酸树脂、染料、不饱和树酯以及某些医药和农药。

工业萘与邻苯都可以作为苯酐原料，我国苯酐工艺开始于50年代，最初引进的是萘法工艺。在1990年之前，奈法工艺占国内苯酐产能90%。反应用萘氧化法，副反应生成萘醌、顺丁烯二酸酐等。所用催化剂也是钒系催化剂。工艺过程与邻二甲苯氧化相似。萘氧化的反应器有列管式固定床和流化床两种。流化床反应器的反应热由反应器内的冷却管移走。流化床催化剂的粒度要求有一适宜的范围,

通常为40～300μm。使用流化床的优点是:反应器可以在比较均匀的温度、较高的原料-空气比下操

作，产物较易捕集。

工业萘生产苯酐的方法，包括如下步骤：

①工业萘在汽化器中加热完全汽化；

②汽化的萘通过文丘里管进入萘－空气混合器，

与反应空气充分混合；

③充分混合的萘－空气混合气进入固定床气相催

化反应器进行反应，得苯酐。

（3）萘制减水剂

减水剂是一种在维持混凝土坍落度不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。大多属于阴离子表面活性剂，有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等。加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥高分子表面活性剂的研究开发成为当今应用研究的一个热点,并在建筑材料工业中的应用越来

越广泛,是由于它对材料性能起到关键性的作用.目前国内普遍使用的高效减水剂是萘磺酸甲醛缩合物,简称为萘系高效减水剂.由于原料萘和甲醛易得,价格较低,受到市场的青睐。但合成技术和性能不稳定,进而影响建筑混凝土的生产质量.本文对聚萘磺酸盐高效减水剂合成的技术及工艺过程进行了研究,探讨了有效控制分子链增长的技术途径,合成出具

有20%～30%减水率的高效减水剂.

萘系减水剂主要成分为β-萘磺酸甲醛络合物钠盐，结构式为：

反应流程为：

由于芳基磺酸盐的存在;从而可定性得到聚合物分子中确实有萘环及磺酸基的存在.萘系减水剂可

溶于水,由于主链的亲油性和磺酸基的亲水性,它是一个两亲性分子.它可吸附在水泥粒子的表面,形成扩散和偶电层.由于水泥粒子带同种电荷而产生排斥,从而使水泥粒子分散.这就是 DLVO理论.粒子表面的Zeta电位可以表示粒子的稳定性.在一定范围内,

随减水剂用量的增加,Zeta相对电位上升,粒子间的斥力更

大,分散效果越好.另一方面,萘系减水剂的相对分

子质量越大,分子链越长,每个分子中的磺酸基越多,吸附在水泥粒子表面的扩散层越厚,分散效果越好.基于以上的作用原理,我们也在致力于合成具有更

高相对分子质量的萘系减水剂,这样,才会有高的减水流化效果.

（4）1,5-萘二胺衍生物（NPN）的合成与其物理

特性

NPN具有良好的热稳定性，其玻璃化温度与熔点均较高，为其在电致光发光电器中的应用提供了可能，NPN具有较好的荧光特性和电子性，还可望成为优良的空穴传输材料，并可通过设计合理的器件结构实现其对外的蓝光发射

NPN合成路线为：

(5)聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）的用途

聚萘二甲酸乙二醇酯由2,6-萘二甲酸二甲酯（NDC）或2,6-萘二甲酸（NDA）与乙二醇（EG）缩聚

而成，是一种新兴的优良聚合物。其化学结构与PET 相似，不同之处在于分子链中PEN由刚性更大的萘环代替了PET中的苯环。萘环结构使PEN比PET具有更高的物理机械性能、气体阻隔性能、化学稳定性及耐热、耐紫外线、耐辐射等性能。

PET由于良好的热性能和机械性能而成为目前应用最广的合成材料之一,聚萘二甲酸乙二酯(PEN)由

2,62萘二甲酸二甲酯(DMN)和乙二醇(EG)制成,在结构上与PET极为相似,但由于其萘环结构较PET的苯环结构

刚性更强,从而赋予其无可比拟的优良性能,在包装和电子工业方面很有潜力,且性能更优越。近年

来，PEN薄膜主要应用于磁带的基带、柔性印刷电路板、电容器膜、F级绝缘膜等方面，而PEN薄膜新的

用途仍然在不断开发中。如数据磁带，数据磁盘的种类有DDS（数字、数据、储存），8MM数据磁带。由于