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4-甲基-2-戊醇的应用

发布日期:2019/2/26 10:27:06

背景及概述[1][2]

4-甲基-2-戊酮[108-10-1](简称MIBK),是一种重要的有机合成原料和有机溶剂,由于其溶解性高、化学稳定性好,而被广泛应用于涂料、炸药、医药、冶金、炼油、化工及橡胶等行业,4-甲基-2-戊酮的工业生产方法按原料分有异丙醇法和丙酮法,丙酮法工艺又分为丙酮一步法和丙酮三步法,这几种生产工艺过程中都副产少量的4-甲基-2-戊醇,尤其是在橡胶防老剂6PPD[ 793-24-8]的生产过程中,部分MIBK加氢转化为MIBC而成为废溶剂,其中MIBC含量高达60%以上,MIBC也是一种很好的有机溶剂。近年来,4-甲基-2-戊醇的需求量持续增加,市场前景非常乐观,价格也居高不下。

应用[3-7]

4-甲基-2-戊醇,俗称甲基异丁基甲醇(英文简称MIBC),是优良的中沸点溶剂,主要用作染料、石油、橡胶、树脂、石蜡、硝基纤维素和乙基纤维素等的溶剂,用作硝化纤维素漆的惰性溶剂,可增加涂料的光泽和平整性,改进泛红性能,在润滑油添加剂制造中用作溶剂等;用于有机合成的原料,矿物浮选洗剂,如萃取硅和硫酸铜矿,还可用于刹车液。其应用举例如下:

1. 4-甲基-2-戊醇催化脱氢制甲基异丁基酮。在铜系催化剂作用下,4-甲基-2-戊醇(MIBC)进行催化脱氢反应制备了甲基异丁基酮(MIBK),考察了原料组成、反应温度、LHVS、N2与原料的配比对脱氢反应的影响,分析了催化剂的耐热性能,并对使用前后的催化剂进行了表征。实验结果表明,MIBC脱氢反应的较佳条件为:反应压力0.1 MPa、反应温度190~230 ℃、LHVS在1.00 h-1以下、原料中MIBK和MIBC的总含量大于99%(w),在此条件下,MIBC转化率可控制在60%以上,MIBK选择性可达到98%以上。以脱氢产物直接作为脱氢原料进行循环脱氢实验时发现,经过4次脱氢反应后,产物中MIBK含达到98%(w)以上。催化剂经耐热处理后,MIBC转化率下降了11.5%,MIBK选择性基本不变。表征结果显示,与使用前的化剂相比,使用后及耐热后的催化剂的比表面积和孔体积均减小,活性组分铜晶粒的粒径增大。

2. 制备可增加乙醇汽油辛烷值的添加剂。该添加剂由以下体积分数的组分组成:甲基苯胺10%~20%,叔丁醇20%~30%,4-甲基-2-戊醇20%~30%,甲基二乙醇胺脂肪酸酯季铵盐10%~15%,邻苯二甲酸二丁酯1%~5%,甲醇20%~30%。制备方法:按配比依次取甲基苯胺、叔丁醇、4-甲基-2-戊醇、甲基二乙醇胺脂肪酸酯季铵盐、邻苯二甲酸二丁酯和甲醇,并按照以上顺序依次加入静态混合器进行混合,混合后即为可增加乙醇汽油辛烷值的添加剂。以国标乙醇汽油和可增加乙醇汽油辛烷值的添加剂的总体积为基数,向车辆油箱内加入体积分数为85%~90%的国标乙醇汽油后,再加入体积分数为10%~15%添加剂,加入后辛烷值增加4~6,提升了乙醇汽油的抗爆性能。

3. 制备一种用于LED蓝宝石衬底的抛光硅溶胶,所述硅溶胶包括氧化硅源原硅酸乙酯,表面活性剂聚乙二醇单辛基苯基醚,助表面活性剂4-甲基-2-戊醇,有机溶剂环己烷,pH调节剂叔丁醇钾,金属离子螯合剂乙二胺四乙酸,余量为去离子水。其中获得的氧化硅颗粒的尺寸在10-20nm之间,常温下,硅溶胶的粘度≤10mm2/s,pH值为10.5-12.5,比重1.1~1.2g/cm3。该硅溶胶使用周期长,保质期大于1.5年,抛光效率高,羟基使用率高。

4. 制备种低成本阻燃热稳定性好光伏电缆,包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层,护套层的原料按重量份包括:基材110-130,马来酸酐0.1-0.18,二丁基二月桂酸锡0.4-1,交联剂1.5-2.5,甘油1-2,4-甲基-2-戊醇0.2-0.8,季戊四醇1-2,改性竹粉30-50,微胶囊化红磷28-40,氢氧化镁15-18,硼酸锌2-4,滑石粉3-8,麦饭石粉3-6。改性竹粉采用如下工艺制备:将甲醇钠、聚乙二醇200、棕榈酸甲酯,升温,真空搅拌,加入竹粉、水搅拌,过滤,洗涤,加入硫酸钛、尿素、水混合均匀,送入水热反应釜内密封,升温进行水热反应,降温,过滤,洗涤,干燥得到改性竹粉。

5. 制备乙二醇双磺基琥珀酸二(4-甲基2-戊基)酯钠。乙二醇双磺基琥珀酸二(4-甲基2-戊基)酯钠是在分子中设计将单链表面活性剂磺基琥珀酸(4-甲基2-戊基)酯钠盐作为两个双亲分子的离子头,经连接基团乙二醇通过化学键连接起来而成的双子表面活性剂。其表面活性剂除了具有单烷烃链和单离子头的传统表面活性剂的所有优点外,还具有更低的面张力即更高的表面活性、更低的临界胶束浓度、很低的Kraff点、奇特的粘度特性、良好的协同效应等。由于其特殊的结构表现出其独特的性能,因而更加广泛应用。制备方法是将顺酐与4-甲基-2-戊醇反应,形成单酯化产物,再由单酯化产物与亚硫酸钠反应,形成磺化产物,然后磺化产物与乙二醇反应得到产物。基本原理为顺酐开环,使其羧基和4-甲基-2-戊醇的羟基相结合,R转到另一个羧基上去,形成单酯;生成的单酯产物与亚硫酸氢钠亲电加成反应生成磺化产物;磺化产物再和乙二醇进行双酯化反应生成目的产物。

主要参考资料

[1] CN201610892292.3 一步法联产4-甲基-2-戊酮和4-甲基-2-戊醇的催化剂

[2] CN201310292601.X 4-甲基-2-戊醇脱氢催化剂及其制备方法和应用

[3] 4-甲基-2-戊醇催化脱氢制甲基异丁基酮反应工艺

[4] CN201810519034.X一种可增强乙醇汽油辛烷值的添加剂及其制备方法和应用

[5] CN201710854292.9一种用于LED蓝宝石衬底的抛光硅溶胶及其制备方法

[6] CN201710834206.8一种低成本阻燃热稳定性好光伏电缆

[7] CN201010524055.4 乙二醇双磺基琥珀酸二(4-甲基2-戊基)酯钠及生产方法