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; 甲醇是重要的有机化工原料之一,被誉为碳一化工的基石
碳一是指分子中只含有一个碳原子的化合物,如一氧化
碳、二氧化碳、甲烷、甲醇、甲醛和甲酸等。
以碳一为原料合成化工产品的化工路线称为碳一化工。
目前甲醇主要应用是生产甲醛,其用量约占总量的一半以
上。
随着科学技术的发展,甲醇的应用领域有了较大的突破,
甲醇也可以生产乙酸、染料、化纤、合成树脂、汽油和MTBE
等一系列化工产品,如甲醇合成蛋白质的产品已进入市场,甲
醇生产烯烃和汽油已实现工业化。所以预期以甲醇为原料会生
产出更多的化工产品。
本章主要介绍以甲醇为原料生产甲醛和氯甲烷的生产工艺
及以甲醇为原料的新技术。
;第一节甲醛的生产;1、甲醛的性质和用途;2、甲醛的生产方法;二、银催化法生产甲醛;2、催化剂;(二) 工艺条件; ①在高温条件下,电解银催化剂开始发生熔结,导致晶粒变大变粗,使活性表面减少,催化剂活性下降,反应收率下降。
②甲醛的热分解反应为:
HCHO CO + H2
该反应的反应速度随反应温度的升高而加剧,因而在高温下反应选择性下降。
2 .反应压力
高温下平衡常数较大,压力对化学平衡基本上无影响。生
产中采用常压操作,反应压力为0.02MPa左右(能克服流程阻
力即可)。为避免甲醛蒸气泄漏,也可采用稍负压操作。
;3.反应时间;5.原料气纯度;(三)工艺流程;三、铁钼催化法生产甲醛; 其中副反应(1)、(2)对主反应生成甲醛的收
率有一定影响。
CO2的生成主要发生在催化剂层中,是平行反应
的产物;
而CO和甲酸主要是脱离催化剂层后生成的,是
甲醛深度氧化的连串反应产物。
对CO2的抑制,尚无有效防止方法;
但对脱离催化剂层后深度氧化的连串副反应,则
可以通过让反应物急速冷却的方法加以控制。;2.催化剂;(二) 工艺条件;2、原料配比;3.接触时间; (三) 工艺流程;第二节 氯甲烷的生产; 一、概述;;1、生产原理
甲醇氢氯化制一氯甲烷有液相法和气相法。
(1)液相法
液相法是甲醇与盐酸反应,反应式如下:
CH3OH + HCl CH3Cl + H2O
反应过程中有少量二甲醚生成:
CH3OH (CH3)2O + H2O
一氯甲烷可制得二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳,即:
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl 2 2CCl4 + HCl;(2)气相法;2.工艺流程; 三、甲烷氯化法生产氯甲烷;
除上述反应外,如出现局部氯浓度过高,还会发生剧烈的反应,生成炭黑。
CH4 + Cl2 C + 4HCl
甲烷热氯化过程其产物的组成分布主要取决于氯对甲烷的摩尔比。
随着氯与甲烷的摩尔比增加,一氯甲烷的生成量减少,而多氯甲烷的含量增加。因此,生产过程中若以某种产物为主,可以通过调解氯与甲烷的摩尔比来达到目的。例如,要使主要产物为一氯甲烷,甲烷必须大量过量,以抑制多氯甲烷的生成。;2.生产工艺流程;;第三节 甲醇为原料的新技术;1.生产原理
甲胺包括一甲胺(CH3NH2)、二甲胺[(CH3)2NH]和三甲胺[(CH3)3N]。
甲胺有广泛的工业用途。这三种甲胺是生产多种溶剂、杀虫剂、除草剂、医药和洗涤剂的重要中间体。
甲胺的工业生产是用一定配比的甲醇与氨在温度350~500℃、压力2.0~5.0Mpa下,以活性氧化铝或硅酸铝、硼酸铝为催化剂,进行合成,得到混合甲胺。混合甲胺经分馏得到一甲胺、二甲胺和三甲胺。
反应方程式如下:
CH3OH + NH3 CH3NH2 + H2O
2CH3OH + NH3 (CH3)2NH + 2H2O
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