甘油氯化法制备二氯丙醇
目录
1 绪论 1
1.1 二氯丙醇的概述 1
1.2 合成二氯丙醇的传统生产方法 2
1.3 甘油氯化法合成二氯丙醇的生产方法 4
1.4 二氯丙醇的主要用途 7
1.5 研究该课题目的和意义 11
2 实验 11
2.1 实验药品 11
2.2 实验仪器 11
2.3 反应原理 12
2.4 实验步骤 14
3 结果分析与讨论 16
3.1 反应时间对二氯丙醇收率的影响 16
3.2 反应温度对二氯丙醇收率的影响 17
3.3 催化剂用量对二氯丙醇收率的影响 18
3.4 合适反应条件的验证 19
结论 21
致谢 22
参考文献 23
1 绪论
甘油,化学名为丙三醇(DCH),在化工行业应用广泛,是重要的化工原始材料,不仅仅可以合成醋酸纤维,1,3二氯2丙酮,而且可以制备用于污水处理的化学药剂等多种化学产品,同时它也是合成人工树脂的重要原料的ECH的半成品,随着科学技术的日益发展,全球对二氯丙醇的需求量飞速增长,在我国,每年的进口量约占总用量的二分之一,所以市场需求量很大。
合成DCH和ECH的方法很多,全球普遍应用于工业生产的方法主要是丙烯高温氯化法和乙酸丙烯酯法,它们的原理是相同的,首先,原始材料相同——丙烯,其次,都是为了合成半成品——二氯丙醇,最后,该半成品在碱性溶液作用下水解得到ECH,其中碱性溶液多为NaOH和Ca(OH)2。这两种普遍的生产方法存在着很多的不足之处,将在下文详细叙述。 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^
进入21世纪后,油脂生产生物柴油的技术在全球流行起来,相当重要的是在这项工艺生产流程中,产生了很多次产物——甘油,据大约计算,平均每有1吨的柴油产物就会伴随着十分之一的次产物甘油产生,导致丰富的次产物丙三醇过剩[1]。因此市场价格不断下降,大多以生产DCH为利润的厂家纷纷选择甘油作为初始反应物料[1]。这种甘油法合成DCH的生产方法拥有很多鲜明的特点:不同于普遍的生产DCH工艺——需要以丙烯为初始反应物料,对温度压强的要求不高等等。
以甘油为初始物料,连续通入HCl气体,通过改变反应条件——时间、温度、催化剂种类以及催化剂的使用量,还包括通入HCl气体的速度,反应搅拌的速度等来研究合成DCH的有关特性,目的是为了发现更为高效、高质量的合成DCH的工业化生产方法,这是随着科技进步生产DCH的主流。甘油氯化法即将或已登上合成DCH以及ECH的大舞台,面对着新方法的发展与创新,各国都力争把握机遇,希望能够让甘油法成为生产DCH的最关键应用区域,希望能够实现工业上的大型生产[2]。
1.1 二氯丙醇的概述
二氯丙醇(简称为DCH),俗称二氯甘油,化学式是C3H6C102,相对分子质量128.98,为无色液体[3],微有氯仿气味,属于中等毒类。沸点为 174℃,熔点为4℃,相对于水的密度1.37 g/cm3,相对于空气的密度4.45g/cm3,不能溶于H2O,溶于乙醇、乙醚等大部分有机溶剂[4]。具有两种同分异构体,一为1,3DCH,二为2,3DCH,结构式如下:
人的呼吸道粘膜对二氯丙醇很敏感,如果吸入二氯丙醇则对呼吸道有很大的伤害,而且,二氯丙醇能够损害人体器官。一旦人经皮吸收一定量的二氯丙醇,轻者则会出现头痛、头晕、乏力、嗜睡、恶心、呕吐和上腹疼痛,重者有体克和昏迷,另外,如果皮肤直接接触,也会造成很大的伤害。其主要的用途主要由四个,一是合成ECH,二是制备环氧树脂,二是合成抗病毒药物——Ganciclovir,四是在精细化工领域有重要的应用。具体用途在下文详细叙述。
1.2 合成二氯丙醇的传统生产方法
在早期的研究中,人类更想得到的是环氧乙烷,而在这个研究过程中发现一种中间体即二氯丙醇,在传统的工业生产中,二氯丙醇在碱性溶液的水解作用下可以得到环氧乙烷。因此,可以根据合成环氧乙烷的方法来制备二氯丙醇——醋酸丙烯醋法、丙烯氯化法。
1.2.1 丙烯高温氯化法
最初世界上普遍的工业生产ECH的方法是丙烯高温氯化法,20世纪50年代,Shell公司第一次采用了该方法生产ECH,总结了早期人们失败的经验基础上,将此方法从实验室阶段带到了工业化的大型生产阶段,一时间,此方法席卷全球,各国家纷纷学习美国,后来,全球生产ECH的公司多数采用了这种流行的方法。我国主要的几个以此为生产方式的大型公司有三个,分别是中国石化齐鲁股份公司、中国石化巴陵股份公司、江苏安邦电化有限公司[5]。这项技术的原理主要由三个核心反应组成:丙烯高温氯化制氯丙烯,氯丙烯与次氯酸化合成DCH,DCH环化合成ECH。
其合成DCH的反应原理如下:
该工艺制备二氯丙醇的优势表现在:
1、节约反应物料——Cl2,相对经济;
2、作为合成DCH的经典方法,其工艺成熟,操作稳定,易于掌握该技术;
3、工艺过程其需要的温度,压强等要求不苛刻,操作灵活。
但该工艺也有很多不足之处,主要表现在:
原文链接:http://www.jxszl.com/hxycl/yyhx/61070.html
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