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均三甲苯的用途

发布日期:2018/12/5 11:06:40

概述【1】【2】

均三甲苯的精制原料主要来源于炼油厂铂重整装置二甲苯塔底油 ,该塔底油含有从C5~ C 10的芳烃和非芳烃组分,国内20多套催化重整装置每年可生产约12万 t 重芳烃,目前尚未充分分离和利用, 大部分掺入汽油或作燃料烧掉,浪费了宝贵的资源。近几年随着C9芳烃深加工的发展,对 C9 分离研究也随之深入。国内从20世纪80年代末才开始对均三甲苯的合成和分离进行研究,不仅装置规模小、纯度低, 而且方法单一、利用率低,迫切需要开发新的生产方法。在工业化生产中, 除均三甲苯和邻甲乙苯外, 其他C9 芳烃均可以用精密精馏方法精制 。

由于均三甲苯和邻甲乙苯沸点差仅有 0.4℃, 相对挥发度为1.009。因此国内外研究者提出了各种分离方法, 主要有以下几种:偏三甲苯异构化、重芳烃精馏分离法、萃取精馏法、分子筛吸附分离法、配合分离法 、烷基化分离法、三甲苯气相异构化方法(包括偏三气液相异构化 、混三气相异构化)及偏三甲苯常压液相烷基化等。由于各种异构体的分离顺序和分离手段不同 ,故各种精制方法之间存在很大的差别 。无色透明液体,不溶于水,溶于乙醇,能以任意比例溶于苯、乙醚、丙酮。均三甲苯的物理性质如下:

均三甲苯可以发生烷基化、磺化、硝化、缩和等反应。均三甲苯是二级易燃液体,危规号:62047,毒性与二甲苯大致相同,急性中毒的症状是刺激粘膜和中枢神经;慢性中毒时,引起中枢神经障碍、皮肤出血性贫血、支气管炎及肺水肿等。

用途【3】

1. 生产染料

(1)生产活性艳蓝 K-3R

均三甲苯经磺化、硝化以及铁粉还原等一系列反应生成芳胺。芳胺和溴氨酸经过氯化亚铜缩合生成蓝色基,再加乙氧基二氯均三嗪活化生成活性艳兰K-3R。K-3R 是一种色光艳丽的新型染料,主要用于纤维素纤维的印化和扎染,亦用于活性/分散工艺印染,国外普遍应用。过去合成 K-3R 用的均三甲苯都由国外进口,随着涤纶纤维在我国的迅速发展,对均三甲苯的需求量也不断增加。

(2)生产弱酸性染料

RAW 均三甲苯经硝化、中和、还原等一系列反应,生成均三甲苯胺,可合成普拉艳兰 RAW 中间体,这是一种性能非常优异的弱酸活性染料,能使羊毛或合成纤维制品着色鲜艳明亮、色泽丰满,井具有优异的耐光、耐热及耐工艺牢度等性能。以前我国 RAW 全靠进口,每年约 30t,价格高达 13.6 万元/t,目前瑞安、上海、吴江、天津、宁波、丹东等地均能自行生产。

2.生产农药

麦田锄草剂均三甲苯经硝化还原生成 2,4,6—三甲基芳胺,再与α—氯代丙酸甲酯缩合而成,使用时配成 20%溶液,每亩用量 0.5kg,抚顺农药厂正在研究这一课题,若这一产品开发成功,必将需要大量均三甲苯。目前同类锄草剂价格(20%溶液)约为 3800 元/t。

3. 生产塑料和材料中间体

(1)抗氧剂 Lonox-330 均三甲苯与 2,6 叔丁基—4(甲氧基)酚在酸性催化剂存在下缩合,可得到 2,4,6—三(3,5—二叔丁基—4—羟基)均三甲苯,商品名 Lonox—330,是一种高效、无毒、耐热、耐老化、挥发性低的多元酚抗氧剂。Lonox—330 呈白色结晶粉末状,可溶于苯和氯甲烷,不溶于水,在高温下稳定,挥发性低,无污染,口服无毒,可用于与食品接触的塑料制品。

Lonox—330 也可作为聚乙烯、聚酯、聚苯乙烯、合成橡胶、高熔点润滑油和高温粘合剂的抗氧剂和热稳定剂。美国乙基公司售价为 17.29 美元/Kg,国内己经研制这种产品。

(2)生产均苯三甲酸均三甲苯经液相空气氧化可制得均苯三甲酸,用于生产新型高温工程塑料。均苯三甲酸具有 3 个极为对称的官能团,是一种较为理想的高分子合成材料。可用作生产醇酸树脂、增塑剂、不饱和聚酯及改性纤维、薄膜等的原料。美国Amoco 公司和日本三菱瓦斯化学公司均能生产这种产品。

(3)合成各种树脂用硫酸作催化剂,均三甲苯与甲醛缩合可生成淡黄色均三甲苯甲醛树脂。均三甲苯与甲醛、苯酚聚合可合成多种不同性能和用途的树脂,用于制造电绝缘纸、印刷电路层压板及 PVC、不饱和树脂、聚酯树脂增塑剂,还可以用于制备沥青改性剂和压敏胶粘剂。

4.生产 3,5—二甲基苯甲酸    

3,5—二甲基苯甲酸熔点 172℃~174℃,可用于提高聚氨酯硬化速度,缩短脱模时间,合成前列腺素,与胺类反应还可合成阻燃剂。 此外,均三甲苯还可以合成氨基甲酸乙酯涂料、环氧树脂固化剂,也可以直接作特种溶剂。综上所述,均三甲苯用途广泛,是生产活性艳蓝 K-3R、弱酸性染料 RAW、抗氧剂、均苯三甲酸的重要原料,广泛用于电子、印染、机械制造、航天和农业生产等部门。

国内外研究进展概况 【3】

苯和多甲基苯在塑料、合成纤维等工业中的需求量日益增长。如何合理的制取苯、二甲苯、均三甲苯和均四甲苯是一个非常重要的课题。国内外虽然很早就开始了均三甲苯合成及其分离方法的研究,但一直以来其产量不高,工业化装置的报道也比较少。我国均三甲苯早期是用丙酮来合成的。70 年代,中科院太原煤炭化学研究所用分子筛为催化剂,在实验室进行过从重整重芳烃中,采用吸附分离法制取均三甲苯的试验。上海焦化曾以煤焦油为原料,用璜化法小批量生产均三甲苯试剂。

80 年代末,黑龙江省科学院石油化学所提出了一种以偏三甲苯为原料,在常压下液相异构化制取均三甲苯的工艺,但由于工艺中需经分离催化剂、水洗、烷基化等过程,且为间歇操作,未实现工业化。此外南京炼油厂于 1982 年就采用偏三甲苯异构化法生产均三甲苯,天津大学与河北廊坊市石化厂合作于 1997 年建成月产20t 均三甲苯的工业化试验装置。

国外对均三甲苯的生产,已经工业化的装置多为从重整重芳烃中直接分离。据称日本 Mitsubishi  Gas  Chemical  公司是世界上最大的均三甲苯生产商,生产能力 200t/a。国内外均三甲苯的生产情况见表 1-1。

参考文献

[1]陈燕杰. 均三甲苯生产工艺研究[D].天津大学,2004.

[2]杨胜凯,顾正桂.精制均三甲苯的进展[J].化工时刊,2003(09):1-3.

[3]王申江. 非临氢异构化合成均三甲苯工艺的研究[D].天津大学,2007.