常用的树脂材料的组成成分及CAS号,例如PET、PVC、OPP、CPP、PP、PE等。
常用的树脂材料的组成成分及CAS号,例如PET、PVC、OPP、CPP、PP、PE等。
CAS(Chemical Abstract Service Numbers):化学文摘服务社编号(CAS);
在化工方面: CAS Registry Number或称CAS Number 又称CAS登录号。
是美国化学文摘服务社(Chemical Abstracts Service ,CAS)为化学物质制订的登记号,该号是检索有多个名称的化学物质信息的重要工具。是某种物质(化合物、高分子材料、生物序列(Biological sequences)、混合物或合金的唯一的数字识别号码。 美国化学会的下设组织CAS负责为每一种出现在文献中的物质分配一个CAS号,其目的是为了避免化学物质有多种名称的麻烦,使数据库的检索更为方便。如今几乎所有的化学数据库都允许用CAS号检索。到2005年12月25日,CAS已经登记了27,115,156种物质最新数据 ,并且还以每天4,000余种的速度增加。
格式 :一个CAS号以连字符“-”分为三部分,第一部分有2到6位数字,第二部分有2 位数字,第三部分有1位数字作为校验码。CAS号以升序排列且没有任何内在含义。校验码的计算方法如下:CAS顺序号(第一、二部分数字)的最后一位乘以1,最后第二位乘以2,依此类推,然后再把所有的乘积相加,再把和除以10,其余数就是第三部分的校验码。举例来说,水(H2O)的CAS号前两部分是7732-18,则其校验码=(8×1+1×2+2×3+3×4+7×5+7×6)mod 10=105 mod 10=5。(mod是求余运算符)。
CAS简而言之就是化学物质的学号。
PET成分就是聚对苯二甲酸乙二醇酯,Poly(Ethylene Terephthalare),又叫:聚脂, CAS NO: 25038-59-9 ;
单体一,组分是对苯二甲酸,CAS NO: 100-21-0;
单体二,组分是乙二醇,CAS NO: 107-21-1;
PVC(聚氯乙烯)Polyvinylchlorid,9002-86-2; 由氯乙烯聚合而成,CAS No.: 75-01-4 ;
OPP ,就是定向聚丙烯(薄膜),拉伸性的聚丙烯,其特征是:容易燃烧,火焰情况:熔融滴落,上黄下蓝,离火后烟少,继续燃烧。 OPP(英文是 Oriented polypropylene):定向聚丙烯(薄膜),是聚丙烯的一种;此外还有双向聚丙烯(BOPP)。 O(是 Oriented 的缩写)。
PP(聚丙烯), Polypropylene聚丙烯,聚丙烯和聚丙烯树脂 的 CAS 号:9003-07-0;
CPP,氯化聚丙烯树脂,氯化聚丙烯CPP,聚丙烯改性树脂。氯化聚丙烯(CPP)是聚丙烯改性制得的树脂,溶于甲苯等有机溶剂。因其与聚丙烯等材料制品有良好的粘附性,在油墨、涂料、粘合剂等各方面广为应用。CAS: 108-52-11;
PE(聚乙烯), polyethylene,CAS No.: 9002-88-4; 乙烯,CAS No.: 74-85-1
PS(聚苯乙烯)Polystyrene 聚苯乙烯,PS的CAS是 9003-53-6;苯乙烯的CAS是100-42-5;
ABS, Acrylonitrile Butadiene Styrene 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 共聚物,CAS是:9003-56-9;
PA(聚酰胺Polyamide):尼龙6,聚己内酰胺 只是聚酰胺的一个品种,聚己内酰胺的CAS No. 25038-54-4 ;
PC(聚碳酸酯Polycarbonate): CAS No.: 25037-45-0
=====================================
为了回答这个问题,已经投入了四五个小时。
除不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂外,热固性树脂主要有以下品种。
一、三聚氰胺甲醛树脂
三聚氰胺甲醛树脂是由三聚氰胺和甲醛缩聚而成的热固性树脂。用玻璃纤维增强的三聚氰胺甲醛层压板具有高的力学性能、优良的耐热性和电绝缘性及自熄性。
二、呋喃树脂
由糠醛或糠醇本身进行均聚或与其它单体进行共缩聚而得到的缩聚产物,习惯上称为呋喃树脂。这类树脂的品种很多,其中以糠醛苯酚树脂、糠醛丙酮树脂及糠醇树脂较为重要。
三、聚丁二烯树脂
聚丁二烯树脂是一种分子量不高的液体,大分子主链上主要包含1,2-结构,又称为1,2-聚丁二烯树脂。这种树脂的大分子链上具有很多乙烯基侧链,所以,在游离基引发剂存在下,可进一步交联成三向网络结构的体型高聚物。
1,2-聚丁二烯树脂可由丁二烯在烷基锂、碱金属(常用金属钠)或可溶性碱金属复合物(如钠-萘体系)引发剂引发下,按阴离子型聚合历程合成。1,2-聚丁二烯树脂大分子链完全由碳氢组成,因此树脂固化后有优良的电性能、弯曲强度较好、耐水性优良。
四、有机硅树脂
在有机硅聚合物中,具有实用价值和得到广泛应用的主要是由有机硅单体(如有机卤硅烷)经水解缩聚而成的主链结构为硅氧键的高分子有机硅化合物。这种主链由硅氧键构成,侧链通过硅原子与有机基团相连的聚合物,称为聚有机硅氧烷。
有机硅树脂则是聚有机硅氧烷中一类分子量不高的热固性树脂。用这类树脂制造的玻璃纤维增强复合材料,在较高的温度范围内(200~250℃)长时间连续使用后,仍能保持优良的电性能,同时,还具有良好的耐电弧性能及憎水防潮性能。
除不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂外,热固性树脂主要有以下品种。
一、三聚氰胺甲醛树脂
三聚氰胺甲醛树脂是由三聚氰胺和甲醛缩聚而成的热固性树脂。用玻璃纤维增强的三聚氰胺甲醛层压板具有高的力学性能、优良的耐热性和电绝缘性及自熄性。
二、呋喃树脂
由糠醛或糠醇本身进行均聚或与其它单体进行共缩聚而得到的缩聚产物,习惯上称为呋喃树脂。这类树脂的品种很多,其中以糠醛苯酚树脂、糠醛丙酮树脂及糠醇树脂较为重要。
(1)糠醛苯酚树脂。糠醛可与苯酚缩聚生成二阶热固性树脂,缩聚反应一般用碱性催化剂。常用的碱性催化剂有氢氧化钠、碳酸钾或基它碱土金属的氢氧化物。糠醛苯酚树脂的主要特点是在给定的固化速度时有较长的流动时间,这一工艺性能使它适宜用作模塑料。用糠醛苯酚树脂制备的压塑粉特别适于压制形状比较复杂或较大的制品。模压制品的耐热性比酚醛树脂好,使用温度可以提高10~20℃,尺寸稳定性、电性能也较好。
(2)糠醛丙酮树脂。糠醛与丙酮在碱性条件下进行缩合反应形成糠酮单体缤纷可与甲醛在酸性条件下进一步缩聚,使糠酮单体分子间以次甲基键连接起来,形成糠醛丙酮树脂。
(3)糠醇树脂。糠醇在酸性条件下很容易缩聚成树脂。一般认为,在缩聚过程中糠醇分子中的羟甲基可以与另一个分子中的α氢原子缩合,形成次甲基键,缩合形成的产物中仍有羟甲基,可以继续进行缩聚反应,最终形成线型缩聚产物糠醇树脂。
呋喃树脂的性能及应用——未固化的呋喃树脂与许多热塑性和热固性树脂有很好的混容性能,因此可与环氧树脂或酚醛树脂混合来加以改性。固化后的呋喃树脂耐强酸(强氧化性的硝酸和硫酸除外)、强碱和有机溶剂的侵蚀,在高温下仍很稳定。呋喃树脂主要用作各种耐化学腐蚀和耐高浊的材料。
(1)耐化学腐蚀材料 呋喃树脂可用来制备防腐蚀的胶泥,用作化工设备衬里或其它耐腐材料。
(2)耐热材料 呋喃玻璃纤维增强复合材料的耐热性比一般的酚醛玻璃纤维增强复合材料高,通常可在150℃左右长期使用。
(3)与环氧树脂或酚醛树脂混合改性 将呋喃树脂与环氧树脂或酚醛树脂混和使用,可改进呋喃玻璃纤维增强复合材料的力学性能以及制备时的工艺性能。这类复合材料已广泛用来制备化工反应器的搅拌装置、贮槽及管道等化工设备。
三、聚丁二烯树脂
聚丁二烯树脂是一种分子量不高的液体,大分子主链上主要包含1,2-结构,又称为1,2-聚丁二烯树脂。这种树脂的大分子链上具有很多乙烯基侧链,所以,在游离基引发剂存在下,可进一步交联成三向网络结构的体型高聚物。
1,2-聚丁二烯树脂可由丁二烯在烷基锂、碱金属(常用金属钠)或可溶性碱金属复合物(如钠-萘体系)引发剂引发下,按阴离子型聚合历程合成。1,2-聚丁二烯树脂大分子链完全由碳氢组成,因此树脂固化后有优良的电性能、弯曲强度较好、耐水性优良。
四、有机硅树脂
在有机硅聚合物中,具有实用价值和得到广泛应用的主要是由有机硅单体(如有机卤硅烷)经水解缩聚而成的主链结构为硅氧键的高分子有机硅化合物。这种主链由硅氧键构成,侧链通过硅原子与有机基团相连的聚合物,称为聚有机硅氧烷。
有机硅树脂则是聚有机硅氧烷中一类分子量不高的热固性树脂。用这类树脂制造的玻璃纤维增强复合材料,在较高的温度范围内(200~250℃)长时间连续使用后,仍能保持优良的电性能,同时,还具有良好的耐电弧性能及憎水防潮性能。有机硅树脂的性能如下:
(1)热稳定性。有机硅树脂的Si-O键有较高的键能(363kJ/mol),所以比较稳定,耐热性和耐高温性能均很高。一般说来其热稳定性范围可达200~250℃,特殊类型的树脂可以更高一些。
(2)力学性能。有机硅树脂固化后的力学性能不高,若在大分子主链上引进氯代苯基,可提高力学性能。有机硅树脂玻璃纤维层压板的层间粘接强度较差,受热时弯曲强度有较大幅度的下降。若在主链中引入亚苯基,可提高刚性、强度及使用温度。
(3)电性能。有机硅树脂具有优良的电绝缘性能,它的击穿强度、耐高压电弧及电火花性能均较优异。受电弧及电火花作用时,树脂即使裂解而除去有机基团,表面剩下的二氧化硅同样具有良好的介电性能。
(4)憎水性。有机硅树脂的吸水性很低,水珠在其表面只能滚落而不能润湿。因此,在潮湿的环境条件下,有机硅树脂玻璃纤维增强复合材料仍能保持其优良的性能。
(5)耐腐蚀性能。有机硅树脂玻璃纤维增强复合材料可而浓度(质量)10%~30%硫酸、10%盐酸、10%~15%氢氧化钠、2%碳酸钠及3%过氧化氢。醇类、脂肪烃和润滑油对它的影响较小,但耐浓硫酸及某些溶剂(如四氯化碳、丙酮和甲苯)的能力较差。
中文名称:聚乙烯 英文名称:Poly(ethylene) 中文别名:高压聚乙烯LDPE高压聚乙烯注塑料线型低密度聚乙烯树脂线型聚乙烯LLDPE低压低密度聚乙烯PE聚乙烯树脂聚乙烯蜡低分子量聚乙烯PE蜡低密度聚乙烯用于制作农用、食品及工业包装用薄膜,电线电缆包覆及涂层,合成纸张等保持贮藏器密封、储存在阴凉、干燥的地方,确保工作间有良好的通风或排气装置
易水解,放出乙醇,生成乙烯基硅三醇的缩合物。与有机金属化合物反应,分子内Si—OC2H5键中的乙氧基可被相应的有机基取代。在有机过氧化物作用下,Si—CH=CH2键可进行游离基聚合反应。在铂催化剂作用下,Si—CH=CH2键可与含Si—H键的化合物发生加成反应。可由乙烯基三氯硅烷与无水乙醇反应来制取,也可由四乙氧基硅烷与乙烯基溴化镁反应来制取。用来合成有机硅中间体及高分子化合物,也可用作硅烷偶联剂,应用于交联聚乙烯。
是目前苯乙烯类热塑性弹性体中产量最大、成本最低、应用最为广泛的一种产品,被誉为“第三代合成橡胶”,开发利用前景十分广阔。
SBS
属苯乙烯类热塑性弹性体,是由苯乙烯和丁二烯为单体,在锂系催化剂作用下阴离子聚合制得的苯乙烯与丁二烯的三嵌段共聚物,即苯乙烯-丁二烯-
苯乙烯三嵌段共聚物(Styrene
Butadiene
styrene
block
polymer)又称为热塑性丁苯嵌段共聚物或热塑性丁苯橡胶,简称SBS。
SBS结构式中分子链中段式柔性的聚丁二烯,顺式占
40%左右,分子量约为
7
万;两端是刚硬的聚苯乙烯,分子量约为
1.5
万,S/B(质量比)为
30/70。SBS
中的聚苯乙烯(PS)链段和聚丁二烯(PB)链段明显地呈两相结构,PB
为连续相,
PS
为分散相.由于聚丁二烯在常温下是一种橡胶,而聚苯乙烯是硬性塑料,二者互不相容,呈相分离状态,其聚丁二烯段形成连续的橡胶相,聚苯乙烯段形成微区分散在橡胶相中且对聚丁二烯起着物理交联作用,也就是说聚苯乙烯球状聚集区域起交联点和补强粒子作用。其分子中以物理交联代替一般橡胶的化学交联,因而其状态随温度或溶剂的变化有可逆性的变化,在常温下显示橡胶弹性,高温下又能塑化成型的材料,兼有橡胶的物理力学性能和塑料的加工性能,并且其加工工艺简单,无需塑炼、混炼及硫化,节省能源和设备投资。
线型SBS
平均分子量(8-l2)万,星型SBS
平均分子量14-30
万。SBS
的分子量对性能有很大影响,分子量大,溶液粘度大,粘接强度高。SBS
产品中的单体组成比很重要,随着苯乙烯与丁二烯之比S/B
增大,聚合物溶液粘度变小,拉伸强度和硬度增加。SBS
为两相结构,故有两个玻璃化温度Tg1(橡胶相)和Tg2(树脂相)。
SBS
外观为白色疏松柱状,相对密度0.92-0.95。SBS
具有具有拉伸强度优良、表面摩擦系数大、低温性能好、弹性和电性能优良、永久变形小,屈挠和回弹性好,加工性能好因此SBS
是应用最广的热塑弹性体。耐臭氧、氧和紫外线照射性能与丁苯橡胶类似,透气性优异;在高温空气的氧化条件下,丁二烯嵌段会发生交联,从而使硬度和粘度增加。SBS
溶于环己烷、甲苯、苯、甲乙酮、醋酸乙酯、二氯乙烷,不溶于水、乙醇、溶剂汽油等。尽管
SBS
有诸多优点,但是
SBS
是一种非极性材料,因此对许多极性材料的粘接性不高;由于
SBS
的丁二烯链段中含有双键,极易被氧化,导致
SBS
的热稳定性和耐老化性较差;还存在着力学强度较低,抗蠕变性差及耐油性等缺点,在生产中通过极性改变的方法使得
SBS
的极性增加,从而改善
SBS
的耐油性、与极性材料的相容性和粘接性等性能。改性方法主要有:环氧化改性、多元接枝改性、马来酸酐改性、SBS
的氢化、卤化以及卤化氢加成等。
初期,端羟基聚丁二烯主要是民用,如用于涂料和胶粘剂。由该预聚物制成了各种有特色的涂料,如低温涂料、防腐涂料、电绝缘涂料、水溶性涂料等。
为了解决能源危机, 人们在寒冷地带寻找石油,在开发石油的过程中,需要大量低温涂料。端羟基聚丁二烯低温涂料是二液型:
A组分—多异氰酸酯,可用多苯基多甲撑多异氰酸酯(PAPI)或4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
B组分—多羟基化合物的混合物,其第一个化合物是Polybd R-45HT:第二个化合物是羟甲基取代的烯丙基醚,如商品Methylon 75108;第三个多羟基化合物是N,N-二(2-羟丙基)苯胺,商品名Isonol C-100,将这三种化合物溶在苯、甲苯或二甲苯溶剂中,加入适量炭黑,即成为组分B。
将A、B两个组分混合加入催化剂即可使用。该涂料固化温度38-71℃,脆点在-80℃以下。
端羟基聚丁二烯涂料的另一个特点是防腐性能好,某些涂料耐酸碱性能很突出。如在运输磷酸肥料的过程中,所使用的罐车要涂上耐磷酸的涂料,该涂料可以用端羟基聚丁二烯制得。首先将端羟基聚丁二烯与二苯甲烷二异氰酸酯反应,制成端异氰酸酯预聚物(含6%未反应的异氰酸酯根)。将该预聚物溶在甲苯、甲乙酮各半的溶剂中制成该预聚物溶液,加入固化剂溶液后即得到涂料。该涂料在25℃下、72小时内即可固化,涂层置于85%的磷酸中(70℃)11天,性能无变化。
端羟基聚丁二烯与环氧树脂配合,可制成性能更好的耐久性防腐涂料。主要组分除polybd R-45M外,还有环氧树脂、脂肪酸酯、PAPI等。将该涂料置于5%的H2SO4水溶液中(25℃)30天,5%NaOH水溶液中(25℃)30天,5%食盐水溶液中(50℃)300小时,均无异常变化。
表3 端羟基聚丁二烯固化物的低温特性 1 2 3 4 5 Polybd R-45 HT 100 聚丁二烯预聚物 MP-9 100 100 聚丁二烯预聚物 HTP-9 100 100 苯胺系二醇 Lsonol C-1000 21.3 Lsonol 93 21.3 乙撑二醇 6.6 二乙撑二醇 11.4 间二甲苯二异氰酸酯 9 ISAF炭黑 50 物性测定温度℃ 20 -40 20 - 40 20- 40 20 -40 20 - 40 100%抗张应力, (公斤/厘米2) 14 33 60 161 17 127 56 134 32 132 300%抗张应力,(公斤/厘米2) 71 112 105 307 92 49 219 抗张强度,(公斤/厘米2) 110 255 140 500 20 230 94 290 64 250 伸长,% 470 560 420 400 150 270 310 300 430 340 硬度(肖氏A) 35 65 89 93 60 84 80 80 76 81 表4 端羟基聚丁二烯固化物水解稳定性 配 方 1 2 Polybd R-45M 100 100 甲苯二异氰酸酯 7 7 二丁基锡二月桂酸酯 0.04 0.04 炭黑sterling 10R - 4.0 Ethyl 702抗氧剂 1.0 1.0 在100℃水中的天数 0 2 5 6 0 5 物理性能 抗张强度(磅/英寸2) 152 136 144 141 1268 1189 伸 长,% 174 142 172 181 299 274 100%模量(磅/英寸2) 126 125 120 113 519 499 200%模量(磅/英寸2) - - - - 922 999 肖氏硬度,A 42 42 38 38 71 66 表5 端羟基丁二烯固化的耐热特性 1 2 3 4 5 Polybd R-45 HT
聚丁二烯预聚物 MP-9
苯胺系二醇lsonol C-100
液体MD 1
加工油AH-10
抗张强度(公斤/厘米2)
伸 长(%)
硬 度(肖氏A)
加热后的变化率(在100℃)
加 热(68小时)
抗张强度(%)
伸 长(%)
硬 度(%) 100
14
17
120
57
+12
+ 9
+ 8 100
16.8
38
133
260
83
-11
-17
+ 1 100
16.8
38
144
280
87
- 3
-17
- 2 100
16.8
38
100
65
300
60
+35
+35
+ 3 100
21
183
520
89
+ 5
- 8
0 表6 无帘布轮胎所要求液体橡胶的性能 高温时要求的性能 抗张强度(100℃)
抗撕裂强度(100℃)
耐屈挠性(80℃)
室温时的性能要求
抗张强度
伸 长
200%模量 126公斤/厘米2 以上
35公斤//厘米2 以上
2×106 循环 以上
196公斤/厘米2 以上
400% 以上
98-108 公斤/厘米2
表7 液体橡胶粘剂的配方及物理性能 1 2 端羟丁基聚丁二烯—苯乙烯共聚物(HT-PBS)
炭黑(ISAF-LS)
TDI
MDI
NCO/OH当量比
催化剂(DBTDL)
防老剂
物理性能
100%抗张应力(公斤/厘米2)
300%抗张应力(公斤/厘米2)
抗张应力(公斤/厘米2)
伸 力,%
撕裂强度(公斤/厘米)
硬 度(肖氏A) 100
50
6.8
1.2
0.2
3.0
22
97
207
560
45
65 100
50
9.6
1.0
0.05
3.0
25
104
200
560
42
61 表8 用液体橡胶粘结金属的强度 胶粘剂 裂 张 断 裂 粘 结 强 度(公斤/厘米2) 不锈钢 铁 铝 铜 黄铜 1 34.7(C) 40.4(C) 18.8(A) 25.7(C) 10.4(C) 2 29.8(C) 31.4(C) 28.5(C) 22.5(A) 14.1(A) 注:(A)界而剥离;(C)内聚破坏。
端羟基聚丁二烯还可制成导电胶及粘结聚酯的胶粘剂。
目前,世界丁二烯的来源主要有两种,一种是从乙烯裂解装置副产的混合C4馏分中抽提得到,这种方法价格低廉,经济上占优势,是目前世界上丁二烯的主要来源。另一种是从炼油厂C4馏分脱氢得到,该方法只在一些丁烷、丁烯资源丰富的少数几个国家采用。世界上从裂解C4馏分抽提丁二烯以萃取精馏法为主,根据所用溶剂的不同生产方法主要有乙睛法(ACN法)、二甲基甲酰胺法(DMF法)和N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)3种。
(1)乙腈法(ACN法)
该法最早由美国Shell公司开发成功,并于1956年实现工业化生产。它以含水10%的ACN为溶剂,由萃取、闪蒸、压缩、高压解吸、低压解吸和溶剂回收等工艺单元组成。1977年Shell公司在改造中增加了冷凝器和水洗塔,并将闪蒸和低压解吸的气相合并压缩,其中约8%经冷凝送往水洗塔洗去溶剂,塔顶气相返回原料蒸馏塔,这样就除去了C4烃中的C5烃。其余气体一部分送往高压解吸塔,另一部分送往萃取蒸馏塔塔底作为再拂气体提供热能,从而省去了一台再沸器,降低了蒸汽用量。水洗塔底溶剂约1%送往溶剂回收精制系统,以保证循环溶剂的质量。该法对含炔烃较高的原料需加氢处理,或采用精密精馏、两段萃取才能得到较高纯度的丁二烯。该方法以意大利SIR工艺和日本JSR工艺为代表。意大利SIR工艺以含水5%的ACN为溶剂,采用5塔流程(氨洗塔、第一萃取精馏塔、第二萃取精馏塔、脱轻塔和脱重塔)。在第一萃取精馏塔前加一氨水洗涤塔,用以除去原料中0.04%~0.08%的醛酮。炔烃由第二萃取蒸馏塔第75块塔板侧线采出,送往接触冷凝器。脱重塔塔底和接触冷凝器底部物料合并,其热能回收后用于原料蒸发器。该工艺不仅能使丁二烯收率达到96%~98%,还能使丁二烯与炔烃分离,丁二烯产品纯度可以达到99.5%以上。该技术的特点为流程简单,溶剂解吸在萃取精馏塔下段完成;第一萃取精馏塔采用两点进料,有利于改善塔内液相的浓度分布,减少该塔上段的液相负荷,降低能耗;在第一萃取精馏塔下部设置一台换热器,起中间再沸器的作用,可充分利用塔底热能提高烃类从溶剂中的分离效率;采用在第二萃取精馏塔第75块塔板侧线除炔烃的技术,使丁二烯与炔烃几乎完全分离。日本JRS工艺以含水10%的ACN为溶剂,采用两段萃取蒸馏,第一萃取蒸馏塔由两塔串联而成。该工艺经过了1980年和1988年两次重大的改造。1980年的改造是采用了热偶合技术,即将第二萃取蒸馏塔顶全部富含丁二烯的蒸汽,不经冷凝直接送入脱重塔中段,同时将脱重塔内下降液流的一部分从中段塔盘上抽出,送往第二萃取蒸馏塔作为塔顶回流液,这样第二萃取蒸馏塔塔顶不需要冷凝器,这部分的热量将全部加到脱重塔,使该塔塔底再沸器的热负荷比热偶合前降低40%左右,从而实现大幅度节能。1988年的改造主要解决系统热能回收问题,即在提浓塔和脱轻塔安装中间冷凝器,将提浓塔从进料板附近上、下两段串联相接,这样即可使上塔负荷大幅度降低,又不会影响塔的操作条件。将塔分为上下两段,下塔操作压力提高,塔内温度相应升高,这样中间冷凝器就可回收到高品位的热能。此外,溶剂回收塔塔底废水的热能,可用于该塔进料管线的预热器,加上解析塔从侧线采出炔烃也可回收部分热能,因而该工艺在同类工艺中的能耗是最低的。采用ACN法生产丁二烯的特点是沸点低,萃取、汽提操作温度低,易防止丁二烯自聚;汽提可在高压下操作,省去了丁二烯气体压缩机,减少了投资;粘度低,塔板效率高,实际塔板数少;微弱毒性,在操作条件下对碳钢腐蚀性小;分别与正丁烷、丁二烯二聚物等形成共沸物,致使溶剂精制过程较为复杂,操作费用高;蒸汽压高,随尾气排出的溶剂损失大;用于回收溶剂的水洗塔较多,相对流程长。
(2)二甲基甲酰胺法(DMF法)
DMF法又名GPB法,由日本瑞翁(Geon)公司于1965年实现工业化生产,并建成一套4.5万t/a生产装置。该生产工艺包括四个工序,即第一萃取蒸馏工序、第二萃取蒸馏工序、精馏工序和溶剂回收工序。原料C4汽化后进入第一萃取精馏塔,溶剂DMF由塔的上部加入。溶解度小的丁烷、丁烯、C3使丁二烯的相对挥发度增大,并从塔顶分出,而丁二烯、炔烃等和溶剂一起从塔底导出,进入第一解吸塔被完全解吸出来,冷却并经螺杆压缩机压缩后进入第二萃取精馏塔进一步分离。不含C4组分的溶剂从解吸塔底高温采出,用作萃取精馏、精馏、蒸发等工序的热源,热量回收后重新循环使用。炔烃、丙二烯、硫化物、羰基化合物这些有害杂质在溶剂中的溶解度较高,为防止乙烯基乙炔爆炸,并进一步回收溶剂中的丁二烯,第二萃取塔底排出的富溶剂送往丁二烯回收塔,塔顶为粗丁二烯。回收塔塔顶馏出的丁二烯和少量杂质返回第二萃取塔前的压缩机人口,塔釜含炔烃的溶剂送至第二解吸塔,从该塔塔顶分出乙烯基乙炔,稀释后用作锅炉燃料,釜液为溶剂,循环回萃取精馏塔。经两段萃取精馏得到的粗丁二烯中的杂质采用普通精馏除去。比丁二烯挥发度大的C3、水分等,在脱轻塔顶除去,比丁二烯挥发度小的残余2-丁烯、1,2-丁二烯、C5以及在生产过程中产生的少量丁二烯二聚物在脱重塔塔底除去。脱重塔顶可以得到纯度在99.5%以上的聚合级丁二烯。DMF法工艺的特点是对原料C4的适应性强,丁二烯含量在15%~60%范围内都可生产出合格的丁二烯产品;生产能力大,成本低,工艺成熟,安全性好、节能效果较好,产品、副产品回收率高达97%;由于DMF对丁二烯的溶解能力及选择性比其他溶剂高,所以循环溶剂量较小,溶剂消耗量低;无水DMF可与任何比例的C4馏分互溶,因而避免了萃取塔中的分层现象;DMF与任何C4馏分都不会形成共沸物,有利于烃和溶剂的分离;但由于其沸点较高,溶剂损失小。热稳定性和化学稳定性良好,无水存在下对碳钢无腐蚀性。但由于其沸点高,萃取塔及解吸塔的操作温度都较高,易引起双烯烃和炔烃的聚合;DMF在水分存在下会分解生成甲酸和二甲胺,因而有一定的腐蚀性。
(3)N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)
N-甲基吡咯烷酮法由德国BASF公司开发成功,并于1968年实现工业化生产,建成一套7.5万t/a生产装置。其生产工艺主要包括萃取蒸馏、脱气和蒸馏以及溶剂再生工序。粗C4馏分气化后进入主洗涤塔底部,含有8%水的N-甲基吡咯烷酮萃取剂由塔顶进入,丁二烯和更易溶解的组分及部分丁烷和丁烯被吸收,同时不含丁二烯的丁烷和丁烯从塔顶排出。主洗塔底部的富溶剂进入精馏塔,在此溶剂吸收的丁烷和丁烯被更易溶的丁二烯、丙二烯和乙炔置换出来,含有乙炔和丙二烯的丁二烯从精馏塔侧线以气态采出进入后洗塔。在后洗塔中,用新鲜溶剂将其他组分溶解,粗丁二烯由其塔顶蒸出后冷凝液化进入蒸馏工序,塔釜富溶剂返回精馏塔的中段。精馏塔釜的富溶剂先进入闪蒸罐中部分脱气,再进人脱气塔脱烃,并控制NMP中的水平衡,少量炔烃从侧线离开脱气塔,其余脱下的烃经冷却塔进入循环压缩机,最后返回精馏塔底部。从后洗塔出来的粗丁二烯在第一蒸馏塔脱除甲基乙炔,在第二蒸馏塔中脱除1,2一丁二烯和C5烃,由第二蒸馏塔顶得到丁二烯产品。汽提后的溶剂抽出总量的0.2%进行再生,以免杂质积累。NMP法工艺的特点是溶剂性能优良,毒性低,可生物降解,腐蚀性低;
原料范围较广,可得到高质量的丁二烯,产品纯度可达99.7%~99.9%;C4炔烃无需加氢处理,流程简单,投资低,操作方便,经济效益高;NMP具有优良的选择性和溶解能力,沸点高、蒸汽压低,因而运转中溶剂损失小;它热稳定性和化学稳定性极好,即使发生微量水解,其产物也无腐蚀性,因此装置可全部采用普通碳钢;为了降低其沸点,增加选择性,降低操作温度,防止聚合物生成,利于溶剂回收,可在其中加入适量的水,并加入亚硝酸钠作阻聚剂。
--- 详细信息