A. 丙烯酸的做法
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1.丙烯腈水解法:丙烯腈先以硫酸水解生成丙烯醯胺的硫酸鹽,再水解生成丙烯酸,副產硫酸氫銨。此法在美國羅姆-哈斯公司得到了很大發展。 第一步水解溫度為90~100℃。向丙烯腈中加入稍稍過量的55%~85%的硫酸,1h後丙烯腈即完全轉化;然後加水進行第 二次水解,並將反應溫度提高到125~135℃;水解產物經減壓蒸餾而得丙烯酸。此法實際上是早期氰乙醇法的發展。由於水解後生成的副產品酸性硫酸銨處理困難,原料丙烯腈的價格較貴,因而影響生產成本;[2]
2.氰乙醇法:該法以氯乙醇和氰化鈉為原料,反應生成氰乙醇,氰乙醇在硫酸存在下於175℃水解生成丙烯酸:若水解反應在甲醇中進行,則生成丙烯酸甲酯;[2]
3. β -丙內酯法:此法原料為乙烯酮,故又稱乙烯酮法,其反應如下:先將乙酸裂解為乙烯酮,然後與無水甲醛反應生成β-丙內酯;用作催化劑在140~180℃、2.5~25MPa下,丙內酯再與熱 的100%磷酸接觸,異構為丙烯酸。用β -丙內酯法生產丙烯酸,產品純度高,收率亦較高,副產物和未反應物料能循環使用,並適於連續生產,但它需用乙酸為原料,特別是由於丙內酯被認為是一種致癌物質,故此法已不在工業上採用;[2]
4.高壓雷佩法:將溶於四氫呋喃中乙炔,在溴化鎳和溴化銅組成的催化劑存在下,與一氧化碳和水反應,製得丙烯酸。此法的特點是:用四氫呋喃為溶劑,可以減少高壓處理乙炔的危險;同時催化劑不用原雷佩法所用的羰基鎳,只需用鎳鹽。將丙烯與空氣及水蒸氣按一定摩爾比混合,在鉬-鉍等復合催化劑存在下,反應溫度310-470℃,常壓氧化製得丙烯醛,收率達90%。再將丙烯醛與空氣及水蒸氣按一定摩爾比混合,在鉬-釩等復合催化劑存在下,反應溫度300-470℃,常壓氧化製得丙烯酸,收率可達98%。此法分一步和兩步法。一步法是丙烯在一個反應器內氧化生成丙烯酸;兩步法是丙烯先在第一反應器內氧化生成丙烯醛,丙烯醛再進入第二反應器氧化生成丙烯酸。兩步法根據反應器結構,又分固定床和流化床法兩種。丙烯酸的工業生產方法中,氰乙醇法,高壓雷佩法已經基本淘汰,以前採用的以乙酸為原料裂解為乙烯酮,然後與無水甲醛反應生成丙內酯,再與熱磷酸接觸異構為丙烯酸。稱烯酮法或β-丙內酯法也基本淘汰,丙烯腈法只有少數老裝置採用。工業上採用的主要是改良雷佩法和丙烯氧化法,而後者更為普通且最有發展前途。專利報道中,還有丙酸為原料的生產方法;[2]
5.丙烯氧化法:丙烯與空氣及水蒸氣按一定摩爾比混合,在鉬鉍系復合催化劑存在下,氧化製得丙烯醛,再將丙烯醛與空氣及水蒸氣按一定摩爾比混合,在鉬-釩-鎢系復合催化劑存在下,氧化製得丙烯酸。此法根據反應器結構,又分固定床法和流化床法兩種。除美國索亥俄法採用流化床外,其他都採用列管式固定床。[2]
① 固定床法。製法是:第一反應器進料丙烯含量為4%~7%,水蒸氣20%~50%,其餘為空氣,空速1300~2600h-1,反應溫度320~340℃,壓力0.1~0.3MPa;第二反應器空速為1800~3600h-1,反應溫度280~300℃,壓力0.1~0.2MPa,丙烯和丙烯醛的轉化率都在95%以上,丙烯酸的選擇性以丙烯計為85%~90%。工藝過程為:使丙烯、水蒸氣與經過預熱的空氣混合後進入第一反應器。丙烯被氧化成丙烯醛。再進入第二反應器反應,得到丙烯酸。第一、第二反應器均為列管式反應 器,用熔鹽作熱載體,從第二反應器出來的反應氣與原料空氣換熱後進入急冷塔,與塔頂加入的水逆向接觸,獲得含量為20%~30%的丙烯酸水溶液。該水溶液進入萃取塔,以乙酸丁酯或二甲苯為萃取劑,使水與丙烯酸分離。富含水的萃取液從萃取塔塔頂出來,進入溶劑回收塔,將萃取劑從塔頂蒸出,送回萃取塔循環使用。塔底排出廢水。萃取塔中的萃余液進入溶劑蒸餾塔。從塔頂蒸出溶劑 (萃取劑) ,送回萃取塔循環使用;塔底得到粗丙烯酸,再經脫去輕組分和重組分後得到丙烯酸產品。丙烯經氣相接觸氧化反應製造丙烯酸過程中,除產物丙烯酸外,還存有微量丙烯醛、乙酸、戊酮酸、蟻酸以及其他醛類雜 質。醛類是丙烯氧化副產物或由於丙烯原料中含有的雜質氧化而生成的,如乙醛、甲醛、苯甲醛、糠醛、丙烯醛等,含有這些副產物的反應氣體,經冷卻、抽提蒸餾後,殘留於丙烯酸產品中。採用常規方法精製的丙烯酸產品中,仍含有約 (50~500) ×10-6的醛物質。為了適應高純丙烯酸需要,北京東方化工廠以該廠聚合級丙烯酸為原料,開發出一種制備高純丙烯酸的方法,使其總醛含量小於5×10-6,達到或超過國外有關文獻報道的數據要求 ( 國外小於10×10-6) 。其實驗方法是:向燒瓶中加入一定量的聚合級丙烯酸,添加試劑DL,在常壓下經10~80℃范圍處理後,再進入填料塔中處理蒸餾,塔釜中溫度為60~80℃,塔頂溫度為50~70℃,真空93.33~99.99KPa,採用補加阻聚劑及氣相阻聚劑方法,可防止丙 烯酸在精餾過程中聚合。用此法收集的蒸餾品即為高純丙烯酸;[2]
② 流化床法。製法是丙烯、空氣、水經過第一沸騰床反應器生成丙烯醛,再進入第二沸騰床反應器生成丙烯酸,然後經噴淋、冷卻、萃取蒸餾,再在減壓塔中脫除乙酸而得
B. 關於冰水提純過程
北極的冰塊主要為降雪積累冰化而來。由於北極沒有污染,沒有灰塵。所以裡面的雜質很少,無需提純就可以達到普通純水的要求。
C. 超濾膜一般有哪些材質,各有什麼特點
超濾膜主要有以下幾種材質:
根據的性能,超濾膜的材料可分為高分子材料和無機材料兩大類。高分子材料主要有纖維素類、聚楓類、聚醯胺類、聚烯烴、含氟類等;無機材料主要有陶瓷、金屬、玻璃、分子篩等。
1.纖維素類 :纖維素類膜材料是最早應用的超濾膜材料。主要包括:再生纖維素、二肼、聚醯亞胺、聚醚醯胺等。還有碳分子篩膜、不銹鋼醋酸纖維素、三醋酸纖維素、混合纖維素等。
2.聚烯烴類:聚烯烴類超濾膜材料主要包括聚氯乙烯、聚丙烯腈。
3.聚碸類: 聚碸類超濾膜材料主要包括聚楓、聚醚碸、磺化聚楓、聚苯碸和聚芳碸。
4.聚醯胺類: 聚醯胺類超濾膜材料主要包括聚碸醯胺、芳香族聚醯胺、芳香聚醯胺醯。
5.含氟聚合物:含氟超濾膜材料主要包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯。
6.無機材料:無機超濾膜材料主要包括陶瓷材料,如氧化鋁、氧化鋯、氧化硅、氧化鈦膜、多孔玻璃膜制備所需的碳分子篩、不銹鋼粉、多孔玻璃等材料(分相法)、溶膠-凝膠法、化學氣相沉積法等。無機膜具有優良的熱穩定性、化學穩定性和機械性能。
超濾膜分離是一種物理的分子篩分過程,所以它具有分離物無相際間變化,無質變等優點,特別適合保持風味和熱敏性物質處理。選擇超濾膜性能的優劣,主要取決於膜材料和成膜工藝條件,其中,膜材料是決定膜性能的主要參數。