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异丙醇的应用、生产方法及市场分析.pdf

异丙醇的应用、生产方法及市场分析.pdf

上传者: chemidoctor 2012-07-19 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《异丙醇的应用、生产方法及市场分析pdf》,可适用于工程科技领域,主题内容包含化工巾目位年第O期异丙醇的应用、生产方法及市。崔小明一、应用异丙醇是一种重要的有机化工原料和有机溶剂用途十分广泛。.用作毫搠()异丙醇与水、脂肪类化符等。

化工巾目位年第O期异丙醇的应用、生产方法及市。崔小明一、应用异丙醇是一种重要的有机化工原料和有机溶剂用途十分广泛。.用作毫搠()异丙醇与水、脂肪类化合物以及许多有机物具有互溶性可用作油漆、油墨、农药、合成树脂、电子工业溶剂、抽提溶剂、涂料溶剂、脱蜡溶剂、虫胶溶剂也是涂料/油漆的悬浮液和分散液.汽车抛光涂料、塑料彩印油墨的最好稀释剂。()异丙醇可用作石油燃料添加剂以防止汽车、飞机的化油器在寒冷气候条件下结冰保证低温环境下正常运行还可作为飞机场、铁路的脱水剂.可取代乙二醇作为冷冻系统的抗冻剂在工业热交换器和航空工业方面广泛应用。()异丙醇在胶片工业中用作洗涤剂和干燥剂。在日用化学品中异丙醇可用作清洁剂、消毒剂、玻璃清洗剂、化妆品和其它卫生用品。()由异丙醇一步合成的甲基异丁基酮(MIBK)是一种优良的中沸点溶剂广泛用于医药、涂料、染料、选矿、化工、炼油等各个行业。由异丙醇硫酸脱水制得的异丙醚是动植物油脂、矿物油、蜡和树脂类等的优良溶剂用途广泛。()异丙醇可用于制取脱水剂、消毒剂、棉籽油萃取剂、汽油舔加剂、采油驱油剂和缓蚀剂的分散剂代替氯溶剂和氟氯烃用作电子器件清洁剂。()用异丙醇作地层酸化界面张力降低剂.能使酸化后的残液容易排出地层。()异丙醇凝固点低(一.)且有使水的冰点下降的性质可用来防止冰的生成或冰生成后除水。()在橡胶行业.可用作硫化促进剂塑料和树脂的加工溶剂。()在水处理行业可用作硬水处理剂和去垢剂。用作医药、农药中问体在农药方面.异丙醇主要用于制备水田除草剂西场分析草净和扑草净制备水旱田除草剂特草净以及农药的配制液由异丙醇经氨化、再经催化加氢制得的异丙胺.在农药行业可用于生产阿特拉津、扑草净、苯达松、草甘膦异丙胺盐等除草剂。在医药工业。异丙醇可用作生产心得安、吲哚心安、肝乐、氯喘等药物的原料。也可用作维生素萃取剂、药品胶囊清洗剂、医药中的涂抹剂和杀菌剂等。.用作有氟化工原井异丙醇可用于制备丙酮、异丙胺、甲基异丁基甲醇(MmC)、二异丁基甲酮(DIBK)、甲基异丁基酮(MIBK)、异丙酮、醋酸异丙酯、异丙磷、百里酚、一甲基一一异丙基苯酚、过氧化氢二异丙醚、异丙醚以及异丙醇的脂肪酸酯等。.其它方面异丙醇还可以直接用于电子工业、矿物浮选、印染、家庭个人t'b'bk品护理、日化和表面活性剂等方面。二、生产方法目前国内外工业上生产异丙醇的方法主要是丙烯水合法。根据是否生成中间产品其工艺路线又可分为丙烯间接水合法和丙烯直接水合法两种工艺。.丙一目接术合法工艺丙烯间接水合法又名丙烯硫酸水合法是将丙烯溶解在硫酸溶液中发生酯化反应生成硫酸氢异丙酯和硫酸二异丙酯再经水解制得粗异丙醇.最后经精制得高纯度的异丙醇产品。水解所得的稀硫酸经浓缩并除去固体或胶状物后可回收利用。主要的反应方程式为:CHCH=CHHSo.(c)HOSOaH硫酸氢异丙酯cCH=CH(CH)HOSO(CH)zCHOSOzOCH(CH):(硫酸二异丙酯)(CHhCHOSO~HHoHH(oH)cHHSo.(CH)a~HOSOOCH(CH)H卜呻CHjCH(OH)CHjHo|维普资讯http:wwwcqvipcom年第期化工巾橱位由于硫酸的存在丙烯易发生低聚、中间产品热解等副反应反应生成的中间体与异丙醇反应生成异丙醚。采用丙烯硫酸间接水合法生产异丙醇因所采用硫酸浓度的不同有两种方法一种是浓硫酸两步法另一种是稀硫酸法。两种方法的主要区别在于酯化过程的不同。浓硫酸两步法采用浓度>%(一般为%)的硫酸在反应温度'tE、反应压力.MPa下采用两个反应器吸收丙烯得到硫酸异丙酯稀酸一步法采用%'%的低浓度硫酸.在't以及MPa下进行吸收酯化反应。虽然两种过程异丙醇的选择性均大于%但由于浓硫酸两步法酸提浓及本身损失以及冷冻能耗较高.因此一般情况下采用稀酸法进行生产。丙烯间接水合法的优点是可以利用廉价低质量分数的丙烯以及廉价的硫酸丙烯转化率达%以上粗异丙醇质量分数可达%。不足之处是流程复杂.选择性较低水解酯类和硫酸再生需要消耗大量的蒸汽设备腐蚀严重废水和废气处理较为困难对环境有一定的污染且原料消耗和生产成本较高。世纪年代后该法逐渐被淘汰。.丙|.}土其水合辫工艺丙烯直接水合法是目前工业上生产异丙醇的主要方法它是使丙烯在催化剂存在下直接发生水合反应生成异丙醇.同时副产正丙醇。反应方程式为:主反应:cHH=CHHp(CH)CHOH副反应:CHiCH=CHcHHHH丙烯直接水合法可分为气相直接水合法、液相直接水合法和气一液混相水合法种。气相直接水合法以德国维巴公司开发的维巴法为代表液相直接水合法以日本德山曹达公司溶液催化法为代表气一液混相法以美国德士古德国分公司的离子交换埘脂法为代表。()气相直接水合法(维巴法)维巴气相直接水合法是目前世界上生产异丙醇的主要方法之一我国锦州石化公司即采用此法进行生产。该法采用磷酸催藻土为催化剂催化剂含磷酸O盼%(wc)反应时催化剂表面上的磷酸饱和蒸气压起主要作用。该法与间接水合法相比选择性好副产物少丙烯总转化率达%生成异丙醇的选择性达%一%设备的腐蚀和污染问题大为改善同时流程短设备简单且经过改进可用于生产乙醇。不足之处是直接水台法适宜于低温但该法为防止磷酸溶出需要把水转为气态故采用了对平衡不利的高温低压反应条件.致使转化率较低大量未反应的丙烯需循环使用耗能量大为了减少副产物的生成量原料丙烯质量分数要求在%以上磷酸不断流失故生产上需补加磷酸。()液相直接水合法液相直接水合法由日本德山曹达公司在世纪年代开发成功。该法采用钨系多阴离子的水溶液(如钨硅酸)为催化剂(pH=~)其中Si(W~O。)在水中的浓度为(/~/)mol/L。该法的优点是催化剂活性高丙烯和多阴离子活性络台.与通常采用的在硫酸等酸性水溶液中进行水合相比较在同一氢离子浓度的情况下反应速度增大~倍丙烯单程转化率高选择性高改进了催化剂的流失问题催化剂较稳定可循环使用寿命长无公害反应过程虽需高压但设备并不需要特殊材质且无腐蚀性问题。缺点是耗电量大粗产物含大量水蒸馏时热量消耗量大。()气一液混相法气一液混相法以美国德士古德国分公司离子交换树脂法为代表。采用活性阳离子交换树脂作催化剂。由于催化剂具有良好的活性和耐水性故可在较低的反应温度和较大的水烯配比条件下进行反应与维巴、德山曹达两种方法相比无需高纯度丙烯及大量未反应的丙烯循环反应条件相对缓和丙烯转化率高能耗低。缺点是催化剂价格昂贵寿命较短。我国在这方面的研究方面也取得了较大进展。抚顺石油化工研究院在就开发出了树法丙烯直接水台制异丙醇的催化剂及相关工艺。这种采用牌号为xP型的树脂型催化剂其工艺特点是反应条件温和低温(~"C)、中压("OMPa)适中水烯配比(..:(too))采用滴流床反应器。丙烯单程转化率%(too)总转化率%(mo)。与国外同类技术相比反应压力降低.MPa具有更高的产品时空收率分离过程无需另外引入第三组分.分离流程更简便、高效水烯比适宜催化剂和工艺配套流程简单操作方便。目前世界异丙醇的总生产能力约为万吨/年其中美国约占%加拿大约占%拉美约占维普资讯http:wwwcqvipcom化工【ll幔位年第期%.西欧约占%日本约占%亚太地区约占%。世界异丙醇的主要生产厂家情况见表所示。裹世界弄秀的主蔓生产广囊帆(万吨/年)在目前世界上建成的异丙醇主要生产装置中采用丙烯直接水合法的装置共有套.约占世界异丙醇装置总数的/合计生产能力万吨/年约占世界异丙醇装置生产能力的.%。采用丙烯硫酸氧化法的装置有套主要集中在美国总生产能力为.万吨/年约占世界总产能的%。采用丙烯间接水台法的装置有套合计生产能力为.万吨/年约占世界异丙醇总生产能力的.%。另外.美国和巴西各有套采用粗丙酮加氢副产异丙醇的小型生产装置.产能约占世界总产能的.%。从发展趋势来看除丙烯直接水合法外其余工艺将陆续退出异丙醇生产领域。美国是世界上异丙醇生产能力和产量最大的国家。年产量创历史最高记录达到.万吨世纪年代由于异丙醇法丙酮生产陷人困境产量锐减年产量降至.万吨世纪年代后产量一直在万吨/年左右徘徊开工率约为%。西欧异丙醇生产主要集中在法国、德国、荷兰及英国等国家目前总生产能力约万吨/年产量约万吨/年。开工率约为%。日本是亚洲最早建成异丙醇工业化生产装置的国家生产能力和产量一直为地区最大年产量突破万吨大关。但是在年以前日本异丙醇的生产能力一直没有增加年日本石油化学公司新建万吨/年异丙醇装置后.才使日本异丙醇的生产能力达到目前的.万吨/年生产负荷超过北美、西欧等主要国家。世纪O年代末o年代初东亚、中南美一些国家异丙醇市场需求旺盛东南亚地区异丙醇市场需求量以位数的速度增长这些地区相继建设了一批工业化装置。年壳牌东方化学品公司在新加坡建成一套万吨/年生产装置与此同时.韩国建成了一套万吨/年异丙醇生产装置年月中国锦州石油化学工业公司将万吨/年装置扩建至万吨/年.年又扩建至万吨/年日本石油化学公司年新增生产能力万吨/年。另外泰国Bida集团也将新建一套万吨/年的异丙醇生产装置。美国、日本和西欧是世界上异丙醇的主要消费国家和地区其消费量约占世界异丙醇总消费量的%。在这些国家和地区的消费结构中主要消费领域是溶剂和丙酮两者共占世界异丙醇总消费量的~Ar~%。在异丙醇的衍生物中清洗剂的需求增长最快。在亚洲日本、中国及东南亚需求增长势头较猛.日本近几年以年均%以上的速度增长。化学中闻体的需求增长速度也较快预计美国到年将以年均槲的速度增长。医药、表面活性剂、油墨等消费领域近几年走势平稳涂料、农药的需求量呈下降的趋势。美国是世界上异丙醇消费量最大的国家其消费量始终占世界总消费量的~Ar~%。年以前异丙醇一直是美国丙烯衍生物中最大的品种此后由于聚丙烯、环氧丙烷、丙烯腈等产品的迅速发展.其增长率相对减少。预计异丙醇在近几年的需求量将以年均.的速度增长到年消费量将达到约万吨。美国生产的异丙醇主要用于溶剂、化学中间体、日用化学品、丙酮、医药等领域。溶剂是美国异丙醇最大的消费领域.主要用作木器抛光剂、汽车修补用涂料及表面涂料稀释剂等其他用途还有油墨(作水基涂料的助荆)、杀虫荆、树脂加工溶剂、电子器件清洗荆及试剂等不过严格的维普资讯http:wwwcqvipcom年第期化工巾目位VOC(挥发性有机化合物)法规将大大抑制这些溶剂的需求增长.其中受冲击最大的是表面涂层的应用。大幅度降低溶剂的含量将使用户使用水基或高固含量的涂料。化学中间体是美国异丙醇第二大消费领域。其最大的用途是用于生产异丙胺、甲基异丁基酮(MINK)、甲基异丁基甲醇(MIBC)、二异丁基甲酮(nmK)和异丙酮。一异丙胺用在除草剂阿拉特津和草甘膦上两者的需求量几乎相等。MIBC、DIBK和醋酸异丙酯主要用在油墨、涂料及油漆上。MIBC用于润滑油添加剂和有色金属矿山浮选的捕集剂和起泡剂。异丙醚类产品主要用于润滑舔加剂、化妆品及个人防护用品。预计美国今后几年化学中间体对异丙醇的需求将以年均%的速度增长.到年消费量将达到.万吨。与化学中间体直接或间接相关的溶剂大约超过美国异丙醇总消费量的%然而与VOC法规有关的条款及传播将对异丙醇的进一步需求产生巨大的影响。在西欧异丙醇的消费中溶剂和丙酮是其两大消费领域法国、德国、英国位居消费量的前名。世纪舯年代中期以后日本异丙醇的消费增长很快.由年的万吨增加到年的.万吨。年代以来异丙醇的消费量增长趋缓。涂料和油墨是其主要应用领域.约占异丙醇总消费量的%其它方面的应用还有抗菌素萃取剂、药品胶囊清洗剂、农药溶剂、表面活性剂等。日本除清洗剂等少数应用领域将继续保持高速增长外.其它用途市场已过高速增长期.近年来进口量超过出口量因此需求量大幅度增长的可能性不大。预计今后几年日本异丙醇需求量将以年均矗的速度增长到年需求量将达到.万吨。.生产情况我国异丙醇的研究开发始于世纪年代初期年月锦帅l石化公司炼油厂(原锦州石油六厂)建成投产一套万吨/年丙烯气相直接水合法生产装置年月扩至万吨/年年又扩至万吨/年。兰外炼油化工总厂炼油一厂曾采用丙烯硫酸水合法建成一套OO吨/年装置因工艺落后生产成本高.没有竞争力于年月停产。目前我国异丙醇的总生产能力约为万吨/年其中锦州石油化工公司炼油厂是我国唯一的异丙醇大型生产装置其它生产厂家还有上海溶剂厂、济南化工厂、锦西石油五厂、上海人民制药厂、北京化工厂、北京化学试剂研究所以及天津试验三厂等.但装置规模均较小生产能力大多在吨/年左右。随着我国异丙醇生产能力的不断增加产量也不断增加。年我国异丙醇的产量只有.万吨年增加到.万吨年产量约为万吨。虽然我国异丙醇的生产能力不小.但产量仍不能满足国内实际生产的需要因而每年都要向美国等国家进口相当数量的异丙醇。在进口的同时.我国的异丙醇也有少量的出口.产品主要出口到新加坡、中国台湾和西班牙等地。近几年我国异丙醇的进出口情况见表所示。寰最几年羲弄丙的进出口情况(万吨/年z消夤情况近年来我国异丙醇消费一直保持高速增长势头。年我国异丙醇的消费量只有.万吨年增加到l万吨.年为.万吨年消费量约为万吨。目前我国异丙醇主要用作油墨和制药工业的溶剂其消费量约占异丙醇总消费量的%。但异丙醇在该领域将受到乙醇的竞争今后几年增长幅度不会很大异丙醇在b~中间体方面的应用也较多主要用于生产异丙胺和异丙醚消费量约占异丙醇总消费量的%.其中仅用于生产除草剂异丙胺就需消耗异丙醇约吨/年在其它方面的需求量约占%。由于目前我国异丙醇产品在纯度方面与国外相比尚有一定的差距.因而在电子工业方面应用尚未开发.预计今后此领域将是异丙醇十分重要的发展领域之一。另外异丙醇在日化、表面活性剂等方面的需求量也会有较大的增加。预计年我国异丙醇的需求量将以年均%左右的速率增加年需求量将以年均%左右的速率增加。大庆油田化学助剂厂计划在年新上的一套万吨/年表面活性剂作为三次采油助剂中.每年就需消耗异丙醇约万吨可见我国异丙醇发展前景十分广阔。专簟窖页夕维普资讯http:wwwcqvipcom年第期化工中同诹生产能力平均为.".mh。由于微孔管可用压缩空气反吹再生.使用寿命一般可达年以上。()生产用水的精密嫩孔过滤PG型精密过滤机已大量用于生产用水的精密过滤。可使水的浊度降到lmg/L左右。由于微孔管去除率高.又易于反吹再生使用寿命长。可大大延长后处理工艺中如电渗析膜.离子交换树脂微孔膜.超滤膜及反渗透膜等介质的使用寿命。.在三度处基中的应用()在废水处理上的应用()各种形态的金属离子废水中如Ni”、pb、Cu、Cd~Zn、c及c等金属离子以及它们的化合物MnSO、CuO、PbSO等。均可应用PG型精密微孔过滤机进行有效处理.这些处理技术已在国内大规模推广应用且连续应用了年以上()废水中的非金属有害元素如氟、硫等元素。先化学预处理使之形成不溶性沉淀然后采PG型精密微孔过滤机。一次过滤就可达到排放要求()除尘洗涤废水温法除尘后。一些厂采用自然沉淀池处理.占地面积大投资大。采用PG型过滤机。过滤效率高水质清澈透明.从PG型过滤机就可直接排出较干的渣。本方法已用于烟尘废水的过滤()PG型过滤机还大量用于其它如乳胶漆。硫酸或磷酸。颜料等废水的过滤此外。微孔PE管是非常理想的气体鼓泡器。用于曝气法中处理后水中油浓度只有xCOD也符合排放标准。()气流消声处理由于徽孔PE管消声效果极好.压缩气体从储气柜直接向大气排放时.噪音达~dB。如果通过微孔PE管排放一般只有~dB此技术已大量用于气动元件排气时的消声器及压缩气体向大气排放时的消声。()气体除尘微孔PE管除尘效率非常高如.b~rn的微粒除尘效率超过%通气速度可达m/mh压差只有.kPa左右。气体温度不超过%时。可用微孔PA管进行除尘过滤。.在精化工生产中的应用()产品的过滤与洗涤:PG型过滤机应用于垃径为p,m左右的化工产品过滤与洗涤。如硫化钡、硫酸钡、氧化铝、o等。()催化剂过滤:催化剂为很细的鹭金属颗粒用PG型精密微孔过滤机可以做到%分离。排滤饼与微孔管再生操作简便。目前已大量用于各种催化剂的过滤和载体氢氧化铝的过滤与洗涤。()液体原料的过滤可提高产品的质量。如制备硫酸钡的原料氯化钡与硫酸钠采用精密微孔过滤后.硫酸钡产品质量明显提高。()粉末活性炭与脱色液的过滤:粉末活性炭最细微粒只有b~rn用PG精密微孔过滤机可使“.m的炭微粒高效滤出。该类设备已成功应用于许多化工产品的粉末活性炭过滤。()液体产品的过滤。四、结论微米级高分子精密微孔过滤技术是一种先进的液固与气固精密过滤技术能过滤lp,m左右的细颗粒能快速简便地排除干滤饼。能方便地对微孔过滤管进行再生能长期反复使用。精密徽孔过滤机结构较简单。占地面积较小动力消耗少已成功应用于精细化工、水处理及工业三废处理等领域。审簟页五、发展建议.由于我国异丙醇市场在近期内有较大的缺口发展前景十分广阔。因此建议国内有丙烯原料的石油化工厂和炼油厂积极筹建几套万吨级异丙醇生产装置以满足国内市场不断增长的需求减少进口。:建邀新建昱西醛生产装置的生产规模最小应在万吨/年以上。以获得规模经济效益。.建议生产工艺采用我国抚顺石油化工研究院自行开发的树脂法丙烯直接水合制异丙醇生产工艺。.建议国内石油化工厂或炼油厂利用含量在%,,的丙烯来发展异丙醇的生产。因为采用此法.不仅可用于生产异丙醇而且还可联产丙酮。可根据市场需求提供两种紧俏化工产品。同时为炼厂气的应用开辟一条有效途径。维普资讯http:wwwcqvipcom

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