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急性缺氧实验亚硝酸钠作用

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2023-01-25 01:25:35

急性缺氧实验亚硝酸钠作用

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2026-05-09 06:54:58

实验性缺氧

发布日期:2028-09-03文章来源:浏览次数:1111

摘要

为掌握各型缺氧的特点并观察其对机体的影响,本实验通过制造乏氧环境,制造CO中毒环境,腹腔注射亚硝酸钠的方法复制了低张性,血液性,组织中毒性缺氧动物模型。对缺氧后小鼠行为状态,呼吸频率幅度,存活时间,每分钟耗氧量,皮肤黏膜,肝脏颜色等生理指标变化做了仔细的观察与记录。结果与对照组相比均有明显变化,与相关报道一致。证实了我们的推测并亲自验证了甲苯氨蓝的生物学作用。

关键词:缺氧;小鼠;生理指标变化

实验性缺氧

1前言

1.1目的与任务

1.掌握各型缺氧的特点及对机体的影响

2.观察机体不同机能状态对缺氧耐受性的影响

3.了解条件因素在缺氧发病中的重要性及其临床意义

4.了解几种缺氧疾病的基本致病机理和应对办法

1.2缺氧事故现状

一氧化碳(CO)是无色、无味、无臭、无刺激性,从感观上难以鉴别的气体。亚硝酸钠为白色的晶体或粉末,有咸味,毒性很强,误食0.3 g~0.5 g,就会中毒,10分钟后就会出现明显的中毒症状,如呕吐、腹痛、紫绀、呼吸困难等。甚至抽搐、昏迷,严重时还会危及生命。

1.3原理与意义

O2是机体维持正常的生理活动所不可缺少的重要物质,它在血液中主要以HbO2的形式存在和运输。呼吸环境中氧的缺乏和氧利用结合的受阻都可使机体产生明显的生理反应。本实验是通过不同的方法给机体制造出不同类型的缺氧条件(低张性,CO中毒性,亚硝酸钠中毒性),观察其对机体所造成的影响和各自的特点,并利用化学药品观察机体在不同机能状态下对同一缺氧条件的耐受性。对于缺氧发病的研究和治疗有一定的临床意义。

2材料与方法

2.1实验动物

小白鼠

2.2仪器与试剂

耗氧量测定装置,CO发生装置,125ml广口瓶,1ml注射器,剪刀,手术刀,吸管,镊子等

钠石灰,甲酸,浓硫酸,1:10000肾上腺素,1:10000乙酰胆碱,5%亚硝酸钠,1%甲苯氨蓝

2.3观察指标

1.一般状态,行为

2.呼吸频率,幅度

3.每分钟耗氧量(min)

4.存活时间(min)

5.皮肤黏膜和血液(肝脏)颜色

2.4实验过程

2.4.1低张性缺氧

(1)将小鼠称重并标记,取体重相近小鼠三只,分别做以下处理:

甲 腹腔注射1:10000肾上腺素0.1ml

乙 腹腔注射1:10000乙酰胆碱0.1ml

丙 腹腔注射生理盐水0.1ml,作为对照

(2)5min后,放入装有5g钠石灰的广口瓶,连通耗氧装置(如图2.4.1),开始计时,观察小鼠行为变化,记录上述指标,二十分钟后取出处死。

(3)解剖动物尸体,观察肝脏和血液颜色。

2.4.2CO中毒性缺氧

(1)将装有小白鼠的广口瓶与CO发生装置连接。(如图2.4.2)

(2)用吸管吸取HCOOH3ml放入试管后,再沿管壁缓慢加入2ml浓H2SO4,立即塞紧瓶塞,观察小鼠行为变化,记录上述指标变化,直至死亡。

反应式:HCOOH-----H2O+CO

(3)解剖动物尸体,观察肝脏和血液颜色。

图2.4.1

图2.4.2

2.4.3亚硝酸钠中毒性缺氧

(1)取小白鼠两只,观察正常表现后做以下处理:

甲 腹腔注射5%亚硝酸钠0.3ml,再立即注射1%甲苯氨蓝0.3ml

乙 腹腔注射5%亚硝酸钠0.3ml,再立即注射生理盐水0.3ml作为对照

(2)观察小鼠行为变化,记录上述指标,直至死亡。

(3)解剖动物尸体,观察肝脏和血液颜色。

3.结果

3.1低张性缺氧

表3.1

一般状态

行为

呼吸频率幅度变化

总耗氧量

每分钟

耗氧量

肝脏,皮肤黏膜颜色

甲(28.9g雄)

较活泼

加快加大

25ml

1.25ml

颜色稍深

乙(28.9g雄)

很活泼

明显加快加大

27ml

1.35ml

颜色稍深

丙(26.6g雄)

稍活泼

明加快加大

13ml

0.65ml

颜色稍深

(1) 甲鼠在注射肾上腺素后行为状态比较活泼,放入广口瓶后较安静。5min后呼吸频率开始加大,并渐渐闭上眼睛。9min时耗氧4ml,开始躁动不安。13min时乱爬,呼吸变得非常急促。15min时趴下安静不动,急促呼吸。20min时耗氧25ml。

(2) 乙鼠在注射乙酰胆碱后非常活泼,放入广口瓶后也在不断活动,7min时耗氧4ml,呼吸频率加快明显。13min时耗氧20ml,这期间一直在不停活动,洗脸,向上爬,在瓶内乱转。15min耗氧23ml,稍显安静,呼吸非常急促。20min时耗氧27ml。

(3) 丙鼠注射了同等剂量的生理盐水,为对照组。在广口瓶内时而活泼时而安静,5min时耗氧2ml,10min时耗氧5ml, 呼吸频率有所加快, 12min时耗氧8ml,呼吸稍显急促, 20min时耗氧13ml。

3.2 CO中毒性缺氧

小鼠(25.3g雄)刚放入瓶内时较安静,量筒内有气泡冒出时表明已有CO通入瓶内,此时计时。1min30s后,开始剧烈跳跃挣扎,3min30s后,趴在瓶底四肢抽搐,仍在呼吸,3min55s时死亡。

尸体全身发红,解剖后肝脏,黏膜等呈樱桃红色。

3.3亚硝酸钠中毒性缺氧

这一步实验发生了一点意外,由于实验准备时的一时疏忽,所配置的亚硝酸钠溶液浓度过低,给两只小鼠注射后均无明显中毒反应。甲鼠在注射甲苯氨蓝后,变得不活泼,动作迟缓,闭眼,腹部紧贴瓶底,后肢运动不协调。乙鼠为注射生理盐水对照组,正常。

发现错误后,我们及时做了补救措施,马上配制5%亚硝酸钠溶液并立即给两只小鼠注射,现象如下:

(1) 甲鼠(24.7g雄)无明显中毒迹象,而且运动状态渐渐恢复正常,开始在瓶内活动。12min5s后死亡。

尸体全身青紫,腹部皮肤蓝色,肝脏深咖啡色。

(2) 乙鼠(23.5g雄)3min后变得非常活泼,上窜下跳,甚至跳出瓶口。4min时开始抽搐,仍然蹦跳。5min时趴在瓶底抽搐。5min30s后死亡。

尸体全身皮肤黏膜青紫,肝脏为深咖啡色。

4.讨论与结论

氧可对机体产生许多不良影响,轻者可通过机体的代偿作用如增强呼吸运动,维持重要生命器官的需要,重者影响能量代谢,导致器官,细胞发生一系列形态结构,机能代谢的变化及组织器官的变性坏死。

4.1低张性缺氧

由于原定的药品咖啡因,氯丙嗪不易获得,因此改为肾上腺素和乙酰胆碱作为替代品,因此所得的实验结果与预计中不同也是正常的。因为咖啡因和氯丙嗪分别为中枢神经兴奋剂和抑制剂,可分别使小鼠处于中枢神经兴奋和抑制状态。这样甲鼠会比乙鼠更加活泼好动,呼吸频率幅度更大,每分钟耗氧量更大。而肾上腺素通过与心肌细胞膜上的β型肾上腺素能受体结合,使心房肌和心室肌收缩力加强,使小鼠血压升高心率加快,每分钟耗氧量有所增加,但并没有使小鼠处于中枢神经兴奋状态,因此甲鼠并未表现得特别活泼。相反,乙酰胆碱虽然可与心肌细胞膜的M型乙酰胆碱受体结合,引起心脏活动的抑制,但它却是中枢神经系统的重要递质,在中枢内分布较广,主要起兴奋性递质的作用。这就是说乙鼠不但没有处在中枢神经抑制状态反到处于中枢神经兴奋状态,因此在实验中表现得非常活泼,呼吸频率幅度变化明显,每分钟耗氧量最大。丙鼠为对照,表现正常,每分钟耗氧量最小。实验结果与理论事实完全相符。

这一步实验是探索性的,因为实验前我完全不了解肾上腺素和乙酰胆碱会对小鼠的缺氧耐受性有怎样的影响。通过实验结果结合相关的理论知识我得出了以上结论。

4.2 CO中毒性缺氧

(1)在柴老师的帮助下,我改进了原有的CO发生装置(如图2.4.2),在广口瓶添加一个倒气管,将出口插入盛有水的量筒。一方面可使CO顺利导入,一方面当量筒内有气泡冒出时即表明CO已成功导入,可以开始计时。由于实验室通风,CO量少不会造成危险。

(2)血液中O2主要是以血红蛋白HbO2的形式存在和运输的,但是CO与Hb的亲和力是O2的250倍,这就意味着在极低的Pco下,CO就可以剥夺O2的结合位点,从HbO2中取代O2,使机体处于缺氧状态导致死亡。由实验可见,CO与Hb的亲和力很大,结合速度很快,因此致死速度很快,小鼠的存活时间仅为3min55s。因为CO取代了O2与Hb结合呈樱桃红色,所以皮肤黏膜和肝脏颜色为樱桃红色。

这一步实验是验证性的,通过实验结果完美的验证了以上结论。

4.3亚硝酸钠中毒性缺氧

(1) 血红蛋白所含的铁是亚铁,它能跟氧结合随着血液循环,将氧输送到身体各部。

当亚硝酸钠进入机体后,在血液中发生了化学反应,使血红蛋白中的二价铁转变成三价铁,而三价铁的血红蛋白不能携带氧,因此造成小鼠缺氧中毒。

(2)由于美兰暂时无法获得,在柴老师的建议下,改为用甲苯氨蓝作为替代药品。由实验结果可以看出,乙鼠很快出现亚硝酸钠中毒症状,并在5min30s后死亡。而注射了甲苯氨蓝的甲鼠则没有明显中毒症状,因为甲苯氨蓝将血红蛋白中的三价铁还原为二价铁,使血红蛋白重新与氧结合,缓解了亚硝酸钠造成的中毒症状。乙鼠存活12min5s后死亡。

这一步实验也是探索性的,实验前对于甲苯氨蓝的具体作用我们并不确定,只是猜测它有可能缓解亚硝酸钠造成的中毒症状。通过实验和相关的理论知识,很好的证明了我们的推测,证实了以上结论。

新生儿缺氧缺血性脑病HIE(围产期窒息导致脑的缺氧缺血性损害)是新生儿时期严重疾病之一,危害很大。一氧化碳,亚硝酸钠中毒事故每年都有发生,夺去了多少人的生命。加强预防和改进临床治疗办法是造福于社会的大事,应当高度重视。通过本次实验我们了解了上述几种常见缺氧疾病的基本致病机理和应对办法,这对于我们今后从事这方面疾病的研究和治疗有着重要的意义。

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怡然的含羞草
超帅的早晨
2026-05-09 06:54:58

对二甲苯(PX)是石化工业主要的基本有机原料之一,在化纤、合成树脂、农药、医药、塑料等众多化工生产领域有着广泛的用途。近年来,随着对苯二甲酸(PTA)产能的迅猛增加,我国呈现出对二甲苯供不应求、价位居高不下的局面。据预测,世界PX市场在2001-2008年内,年增长速度为4.5%,同期消费量增长速度为6.5%。但不同地区增长速度有较大的差异。其中,亚洲地区PTA工业发展迅速,区域内PX供应已趋紧张,今后5年将成为全球PX增长的重点区域。此外,中东地区由于新建计划不断,今后5年PX的增长也较快。

随着我国经济的快速发展,对二甲苯作为最重要的基本有机化工原料之一,其需求在过去的5年里已经呈现了强劲的增长态势。受下游产品(主要是PTA工业)的迅速发展,未来几年的PX市场需求将呈快速上升态势,预计需求量年平均增长24.9%,年消费增长率达22.4%。预计2010年,中国PTA装置消费的PX将达到54-61Mt,装置产能的建设远落后于需求的增长,中国PX需求和产量之间的缺口将进一步扩大。

典型的对二甲苯生产方法是从石脑油催化重整生成的热力学平衡的混二甲苯(C8A)中通过多级深冷结晶分离或分子筛模拟移动床吸附分离(简称吸附分离)技术,将对二甲苯从沸点与之相近的异构体混合物中分离出来。而对于邻位和间位的二甲苯及乙苯的处理,往往采取混二甲苯异构化(简称异构化)技术,使之异构化为对二甲苯。甲苯歧化和烷基转移技术是充分利用工业上廉价的甲苯和碳九芳烃/碳十芳烃(C9A/C10A)转化为混二甲苯和苯的有效途径。对于芳烃联合装置,50%以上的混二甲苯由该技术生产,该技术是工业上增产对二甲苯的主要手段。甲苯选择性歧化是生产对二甲苯的一个新途径。近年来,随着催化剂性能的不断提高,该工艺取得了长足的进展。随着乙烯产能的不断提高,甲苯总量将呈上升趋势,从而使该工艺具有良好的市场前景。

本文综述了这两条增产对二甲苯技术路线近年来的进展,并提出了该领域的技术发展趋向。

1 甲苯歧化与烷基转移工艺技术

1.1 典型的生产工艺流程

传统的甲苯歧化生产工艺流程是20世纪60年代末由美国UOP公司与日本TORAY公司联合开发的临氢固定床Tatoray工艺。上海石油化工研究院(SRIPT)进行该技术领域的开发已逾30年,研发的S-TDT工艺已于1997年实现了工业化。与Tatoray工艺相比,S-TDT工艺允许原料中含C10重芳烃,使用具有国际领先水平的HAT甲苯歧化催化剂,装置的能耗和物耗低,从而使该工艺具有优良的技术经济指标。

S-TDT甲苯歧化工艺简要流程为:含有甲苯与含C10重芳烃的C9A原料与循环氢混合后,经反应器进出口换热器换热后,由加热炉加热到所需的反应温度,进入固定床绝热反应器,在催化剂的作用下,反应生成苯和混二甲苯。反应流出物经反应器进出口换热器换热后,再经冷却,进入高压分离罐,分离得到的芳烃液体进入下游分馏单元。分离得到的气体,其中一部分外排,绝大部分气体与补充氢混合后进入循环氢压缩机,经增压后用作循环氢。

1.2 甲苯歧化与烷基转移技术研发进展

1.2.1 TA甲苯歧化催化剂及Tatoray技术

美国UOP公司与日本TORAY公司联合研发了Tatoray甲苯歧化与烷基转移技术,该技术于1969年工业化以来,由于其采用固定床临氢气相反应,操作稳定,运行周期长,技术经济指标先进,目前在全世界已有50多套装置使用该项技术,是本领域工业化的主要技术。该工艺20世纪90年代使用的是TA-4催化剂,从1997年起TA-5催化剂获得工业应用。目前国外Tatoray工艺主要使用TA-4和TA-5催化剂。

UOP公司最新研发了新一代金属加氢脱烷基的TA-20催化剂。由于具有金属加氢裂解功能,提高了催化剂的重芳烃处理能力,能够加工甲苯质量分数为30%的混合进料,允许原料中含有质量分数为1%的烷烃。与原先的TA-4和TA-5催化剂相比,TA-20催化剂的长周期稳定性也得到了改善。

1.2.2 HAT系列甲苯歧化催化剂及S-TDT技术

为了适应芳烃联合装置在反应器及压缩机不作改动而实现扩能改造的需要,SRIPT研究开发了HAT系列甲苯歧化与烷基转移催化剂,其中HAT-095,HAT-096,HAT-097催化剂已从1996年起成功地应用于国内规模为1.3-12.3 Mt/a的甲苯歧化装置上,并且以HAT催化剂为核心技术的S-

TDT甲苯歧化成套技术及催化剂已出口伊朗。表1列出了已工业化的HAT催化剂的主要性能指标。从表1可看出,从HAT-095催化剂到HAT-097催化剂,催化剂的处理能力大幅度增加,而氢烃比却越来越低,现有装置在压缩机不更换的条件下,仅更换催化剂就能实现扩能的目的。同时由于反应进料中允许的C10A的含量越来越高,歧化装置可以加工的重芳烃量越来越多,有效地提高了苯和混二甲苯的产量,提高了装置的经济效益。

HAT催化剂的芳烃处理能力与国外同类工业催化剂相比有了较大幅度的增加,工业运转结果表明,其综合性能达到了国际先进水平。已完成研发的HAT-099催化剂将C10A作为第3种反应原料,允许C9A原料中C10A的质量分数达到25%-30%。HAT-099催化剂的研发成功,将有效地提高重芳烃的利用率,从而较大幅度地增产混二甲苯,达到增产对二甲苯的目的。

近年来,要求甲苯歧化装置能够处理高含量的C9A原料,以生产更多的C8A,满足对二甲苯扩能的需要。SRIPT进行了大孔β沸石催化甲苯和C9A歧化与烷基转移反应的研究,所研制的MXT-01催化剂实验结果表明,在反应进料中C9A的质量分数高达50%,高空速、低氢烃比条件下,其总摩尔转化率达到46%以上,C8A芳烃与苯的摩尔比在3.7以上。与HAT丝光沸石催化剂相比,MXT-01催化剂具有较高的混二甲苯收率,现已完成歧化生产装置中的工业侧线试验。

1.2.3 MTDP-3甲苯歧化与烷基转移技术

MTDP-3甲苯歧化与烷基转移技术是Mobil公司开发的能加工一定量C9A的技术。该技术由于使用的是ZSM-5分子筛,要求反应进料中C9A的质量分数不高于25%。允许在低氢烃摩尔比(小于等于3)条件下运转是该技术的竞争优势。

在MTDP-3技术的基础上,为了提高处理C9A及部分C10A原料的能力,Mobil公司与台湾中国石油公司(CPC)联合开发了TransPlus工艺,并于1997年在中国台湾的林园石化厂首次工业化。该技术使用了一种具有较好的重芳烃轻质化功能的催化剂,从而使其能够加工含有一定量C10A和C9A的原料。据称,C9原料中允许C10A的质量分数最高可达25%以上,反应混合原料中C9A的质量分数可达到40%以上,但至今尚未有工业化数据报道。典型的操作条件为:反应温度385-500℃,反应压力2.1-2.8MPa,芳烃质量空速2.5-3.6h-1,氢烃摩尔比不大于3,总转化率为45%-50%。

1.2.4 其它工艺技术

Arco-IFP公司的二甲苯增产法(Xylene-Plus)于1968年实现工业化,使用稀土Y型沸石,活性和选择性低,分别为28%-30%和92.5%;由于使用移动床反应器,催化剂需连续再生,能耗大。可以用甲苯和C9A为原料。原料中允许的C¬9A含量较低,迄今世界上已工业化的装置仅有4套。

Cosden公司的T2BX法于1985年实现工业化,操作压力较高(4.1MPa),转化率为44%,采用丝光沸石作催化剂,可用甲苯和C9A芳烃作反应原料。近年来未见新的报道。

2 甲苯择形歧化制高浓度对二甲苯的技术

2.1 概述

择形催化可有效地抑制副反应,大大提高目的产物的选择性,使分离工艺过程简化,能耗及投资大幅度减小,因此可有效地提高装置的经济效益。但甲苯择形歧化反应只能用于纯甲苯原料。

甲苯择形歧化反应要得到高的对位选择性,适宜的分子筛孔径大小以及外表面钝化至关重要。分子筛晶体的外表面钝化旨在使快速扩散出分子筛孔道的对二甲苯,在分子筛外表面不再发生异构化反应,又可生成热力学平衡的混二甲苯。

到目前为止,有关ZSM-5分子筛用于甲苯选择性歧化方面的专利报道多来自Mobil公司,少量涉及到与ZSM-5分子筛有类似孔道结构的ZSM-11分子筛。

2.2 国外开发的技术

2.2.1 MSTDP及PXMAX甲苯择形歧化技术

最先实现工业化的甲苯择形歧化技术是Mobil公司1988年推出的采用原位改性技术的MSTDP工艺。MSTDP装置在意大利Gela城的EniChem炼油厂成功运行。其工业化的技术指标为:甲苯转化率25%-30%,对位选择性85%-90%,反应产物中苯与二甲苯的摩尔比为1.44。

1996年该公司又推出了采用异位改性的PX-MAX技术,对二甲苯的选择性可达90%以上,甲苯转化率在30%左右。与MSTDP技术相比,采用PXMAX技术反应产物中苯与二甲苯的摩尔比有所降低,从而能获得更多的对二甲苯。

2.2.2 PX-PLUS甲苯择形歧化技术

UOP公司于1997年推出了据称性能优于MSTDP工艺的PX-PLUS工艺。其主要指标为:甲苯转化率30%,对位选择性90%,反应产物中苯与二甲苯的摩尔比为1.37,对二甲苯收率大约为41%(以转化的甲苯计)。1998年第一套装置实现工业化。

UOP公司认为该技术与以分子筛吸附分离生严对二甲苯的芳烃联合装置相组合,具有良好的互补作用。使用PX-PLUS技术生产的高浓度对二甲苯的混二甲苯经简单结晶分离后,就可获得高纯度的对二甲苯产品,残液中的对二甲苯质量分数仍在40%以上,远高于通常的混二甲苯中对二甲苯的含量,可以直接进入吸附分离单元。

2.3 国内开发的技术

国内在该领域的研究起步于20世纪90年代初,石油化工科学研究院(RIPP)在1999年完成了1L催化剂的工业侧线试验。主要的研究结果为:甲苯转化率大于30%,对位选择性大于90%,但苯与二甲苯的摩尔比较高,为1.6左右。

SRIPT于1997年进行了高对二甲苯收率的甲苯选择性歧化催化剂的研究,目前取得了较好的研究结果。实验室研究结果表明,甲苯转化率以及对位选择性分别为30%和90%,反应产物中苯与二甲苯的摩尔比达到1.4。目前已完成该催化剂的扩大试验,正在准备工业侧线试验。

3 重芳烃脱烷基工艺技术

随着炼油能力的增加,连续重整等芳烃生产装置规模及数量也随之增加,加速了重芳烃脱烷基工艺的开发。由C9A及其以上芳烃经加氢脱烷基生成混二甲苯,能有效地降低装置规模,充分利用所有的重芳烃资源。国外该领域已报道的技术有UOP公司的Toray TAC9工艺、ZEOLYST公司的ATA技术及GTC公司的GT-TransAlk技术等。

3.1 Toray TAC9重芳烃生产混二甲苯的技术

Toray TAC9工艺是用于选择性转化C9-C10芳烃生成混二甲苯的技术。由于C10A也完全用于生产混二甲苯,该技术能够从重芳烃中获得额外的混二甲苯产品。与Tatoray技术一样,TorayTAC9工艺也是使用临氢固定床反应技术,氢气的存在是为了防止结焦,主要的氢气消耗来自手芳烃的脱烷基反应以及非芳烃的裂解反应。为了确保较高的混二甲苯收率,反应生成的苯和甲苯经脱庚烷塔分离后返回到反应器进料中。

该技术的混二甲苯收率受到3方面的影响:总的甲基与苯基的比例、C9A和C10A异构体的分布、进料中C9/C10A的值。对于纯C9A进料,混二甲苯的收率在75%左右,其轻馏分的收率为21%左右。随着进料中C10A含量的增加,混二甲苯的收率下降。

该技术于1996年首次工业应用,催化剂具有良好的稳定性,第一运转周期在两年以上,至1998年,已有两套装置使用该技术,装置规模达到850kt/a。

3.2 ZEOLYST/SK重芳烃脱烷基及烷基转移技术

该技术由ZEOLYST公司与韩国SK公司合作研发并工业化,该技术于1999年首次在SK公司芳烃联合装置上工业应用。

使用贵金属的ATA-11催化剂具有良好的稳定性,第一次运转时间在3年以上,且具有良好的加氢脱烷基功能,生成的C8A中乙苯的质量分数很低(约2%左右),是良好的异构化原料。但由于裂解功能太强,芳环的损失大,强烈放热使反应床层温升过高,要求物料与催化剂的接触时间不能长,需在高空速条件下运转。过高氢耗及放热,造成了进料加热炉以及下游汽提塔等操作困难,因此使用该技术之前必须对现装置进行改造。该技术适用于C9+A加氢脱烷基反应。

3.3 GT-TransAlk重芳烃脱烷基及烷基转移技术

美国GTC公司的GT-TransAlk技术是用于处理C9A/C10A的重芳烃轻质化技术。该技术的特点是原料中不含甲苯,并与甲苯甲基化及结晶分离技术组成一个成套的芳烃技术。

4 未来增产二甲苯工艺技术的发展趋向

由于对二甲苯市场前景良好,未来若干年,相关企业都以现有装置的改造扩能为主要追求目标,有些企业也有新建装置的需求。使得其新技术的研究及现有技术的改进不断提高,成为石油化工领域的研发重点。

4.1 传统的甲苯歧化与烷基转移技术

对于现有的甲苯歧化与烷基转移装置,未来发展的方向主要是提高目的产物的选择性、有效地降低装置的物耗、进一步提高空速和降低氢烃比的新型催化剂的研发,以满足装置不断扩能的要求。

为提高混二甲苯收率,通过选用合适的大孔催化材料以及表面酸性的调变,适当加强烷基转移反应,抑制甲苯歧化反应,从而增加混二甲苯的产量、减少苯的生成量,达到增产对二甲苯的目的。目前SRIPT已开发成功的非丝光沸石型MXT-01催化剂已经完成了工业侧线试验。结果表明,在WHSV为2.5h-1、反应温度低于400℃时,催化剂的总转化率不低于46%,选择性不低于89%,苯与二甲苯的摩尔比在3.5以上,产物中混二甲苯的选择性达到73%。

随着芳烃联合装置的大型化,重芳烃的量已非常可观,如何充分利用重芳烃在很大程度上影响到整个联合装置的经济效益。目前在工业装置操作中,为防止较重的C11及其以上烃组分带入反应器进料中,不得不使部分C10A随C11A及其以上烃排放出界外,造成了重芳烃资源的损失。因此,开发出一种能处理更多C10A,甚至所有重芳烃的催化剂及其技术将是未来重芳烃利用的研发重点。

直接加工不经芳烃抽提的高非芳烃含量的甲苯原料,也是未来发展的趋向之一。该技术能有效地降低抽提单元的负荷,达到扩能和降低能耗的目的。但整个装置的苯产品中的非芳烃含量有所增加。因此,确保苯质量合格、适宜于加工高非芳烃含量的甲苯原料的催化剂的研发也是至关重要的。

4.2 甲苯择形歧化及甲基化制对二甲苯技术

4.2.1 甲苯择形歧化技术

进一步提高对位选择性以及对二甲苯的收率仍是该技术今后的研究重点。越来越高的对位选择性将大幅度地降低分离能耗,有效地降低对二甲苯的生产成本。

4.2.2 甲苯择形歧化与苯/C9A烷基转移组合工艺

尽管甲苯选择性歧化反应可以生成高对二甲苯含量的混二甲苯,但该技术只能使用纯甲苯。对于芳烃联合装置,大量廉价的C9及其以上的芳烃资源无法充分利用。为此,SRIPT提出了芳烃联合装置中甲苯选择性歧化技术与苯/C9A烷基转移技术相结合的组合工艺。

SRIPT于2003年3月完成了苯和C9A烷基转移技术的研发。实验室研究结果表明,在反应原料苯与C9A质量比为60/40、质量空速1.5h-1的条件下,苯和C9A的总转化率在50%以上,生成的甲苯和混二甲苯选择性在90%以上。

该组合工艺中,甲苯择形歧化生成的苯可作为苯/C9A烷基转移单元的原料,而苯/C9A烷基转移单元生成的甲苯则作为前者的原料,既充分应用了甲苯选择性歧化技术,又利用了C9A,最大程度地生产高对二甲苯含量的混二甲苯。

近年来由于对结晶机理的充分研究,使得冷冻结晶分离技术得到了长足的进步,其经济指标日益增强。结合组合工艺生产的高对二甲苯含量的混二甲苯,使用结晶分离技术将大幅度降低分离成本,已经具备了与分子筛吸附分离技术相抗衡的竞争力。对二甲苯生产技术中结晶分离技术的应用将具有良好的市场前景。

4.2.3 甲苯甲醇甲基化制高浓度对二甲苯技术

甲苯甲醇烷基化合成对二甲苯是增产对二甲苯的一条新的工艺路线,为甲苯转化和廉价甲醇利用提供了新的途径。20世纪70年代以来,国内外相继开展以Y分子筛和ZSM-5分子筛催化剂为基础的甲苯选择性烷基化合成研究,特别是对ZSM-5分子筛硅铝比、晶粒大小、Pt,Mg,Sb/碱(土)金属改性及P,Si,B等元素改性和水蒸气处理等对催化剂结构、酸性与催化性能之间的关联进行了大量研究。以Mobil公司采用分子筛硅铝摩尔比为450、970℃蒸汽处理45min的P/HZSM-5催化剂为例,在反应温度600℃、反应压力0.28MPa、WHSV4h-1、n(甲苯)/n(甲醇)/n(水)/n(氢)=2/1/6/6的工艺条件下进行甲基化反应,甲醇转化率为97.8%,甲苯转化率为28.4%,PX选择性为96.8%。反应中不生成苯,副产物很少,主要是C5以下烃类,其质量分数不到1%。

该工艺目前尚未有工业化报道,其关键在于稳定性好、寿命长的工业催化剂研究开发及技术经济性是否具有优势两大问题。最近印度石油化工公司(IPCC)和GTC公司联合报道了所开发的GT-To-lAlkSM甲苯甲醇烷基化工艺技术的新进展,并对200kt/aPX生产装置的技术经济性进行了评价。甲苯烷基化采用固定床反应器和专有的高硅沸石催化剂,在反应温度400-450℃、反应压力0.1-0.5MPa、甲苯与甲醇质量比为1.35/1条件下,PX选择性达到85%以上,催化剂操作周期6-12月,该技术的主要特点:可把所有的重整甲苯直接送至甲苯烷基化单元,与低成本的甲醇共同作为原料生产高浓度PX的芳烃,二甲苯馏分可通过低成本的简单结晶单元,有效回收PX,得到高纯度PX,结晶分离单元建设投资比传统吸附分离单元低得多。此外,副产物苯可忽略不计。每生产1tPX只需耗用1t甲苯(而甲苯选择性歧化工艺中,生产1t PX需耗约2.5t甲苯,副产苯多,B与PX质量比为1.36-1.60)。经200kt/aPX装置技术经济评价,使用原料甲苯2.34Mt/a、甲醇1.73Mt/a,可获得PX浓缩物2.33Mt/a;甲苯与甲醇的价格分别以260美元/t、110美元/t计,年净利润约1900万美元,总投资成本7000万美元左右。

此项技术如与其它芳烃处理装置组合,即由GA-TolAlk甲苯甲醇甲基化技术、GT-TransAlk重方烃烷基转移技术、GT-IsomPX异构化技术和CrystPX结晶技术4套单元加蒸馏单元构成的现代PX生产联合装置,将显示出更大的优越性与灵活性。对于400kt/a PX装置的PX回收方法,与单用传统(吸附分离)混合二甲苯进料装置相比,现代组合的PX回收的投资费用可节省10%,每吨PX的现金成本可减少2.6%,石脑油原料需要量可降低53.8%左右。

目前由于受甲醇价格、过多的废水生成以及维持长周期运转等因素的影响,该技术的工业化前景有待进一步考察。但随着天然气化工的发展以及催化剂技术的进步,该技术具有良好的应用前景。

4.3 工程化研究

随着芳烃联合装置催化技术的发展,装置的规模日益扩大,产品的生产成本要求越来越低,在工艺及分离两个方面都要求进一步开展工程化技术研究。在反应工艺方面,主要的核心是反应器的研究,大型换热设备及装置热联合研究等课题。随着装置的大型化,选择合适的反应器类型以及如何确保气流均匀分布是反应器研究的主要内容。SRIPT在轴向固定床气流均匀分布方面做了深入的研究,并可用于工业设计。大型换热器换热效率的高低在很大程度上决定了整个装置能耗的高低。法国PAKINNOX公司的板式换热器代表着目前的最先进水平,SRIPT在年处理量分别为870kt和1Mt的甲苯歧化装置上已使用了该换热器,预期将大大降低反应器加热炉的负荷。

在产品分离方面,主要集中在结晶分离技术上,Niro/TNO冷冻结晶分离提纯技术代表着该领域的先进水平。该技术是Bremen大学于1993年分别与Niro Process Technology和TNO Institute ofEnviromental Sciences,Energy Technology and Pro-Cess Innovation合作开发的分离提纯技术。与传统冷冻结晶分离提纯技术基于层状冷冻结晶过程不同,Niro/TNO冷冻结晶分离提纯技术基于悬浮态冷冻结晶过程,整体能源消耗降低至传统冷冻结晶过程的10%左右。

目前国内该领域的研究,尚未见有关报道。

5 具有前瞻性的对二甲苯合成新技术的研发

在新的工艺路线方面,Exxon-Mobil公司最近报道了蒸汽裂解副产裂解气中含C4+二烯烃(如环戊二烯、丁二烯、戊二烯、己二烯和甲基环戊二烯等)与C1-C3含氧化合物(如甲醇、二甲醚、乙醇、二乙醚或甲醇与二甲醚混合物等)选择性转化成对二甲苯、乙烯和丙烯的新工艺。催化剂为含有质量分数4.5%P的ZSM-5分子筛(SiO2与Al2O3摩尔比为450),固定床反应器,反应温度430℃,反应压力0.1-MPa,质量空速0.5h-1,原料m(双戊二烯)/m(甲苯)/m(甲醇)/m(水)为1.25/1.25/22.5/75,环戊二烯与甲醇反应,高选择性地转化为对二甲苯,甲醇同样可高选择性地转化为乙烯、丙烯和对二甲苯,双环戊二烯转化率为100%,甲苯转化率为10%,甲醇转化率为20%。产物质量组成为:对二甲苯30%,乙烯25%,丙烯22%,其余为C4+烯烃和除对二甲苯以外的C8+/芳烃。

Exxon-Mobil公司又报道了合成气与甲苯催化甲基化合成对三甲苯的新工艺。采用Cr-Zn-Mg-O负载MgO/HZSM-5组成的催化剂,在原料n(H2)/n(CO)/n(甲苯)=2/1/0.25、反应温度460℃、反应压力0.17MPa、质量空速1.5h-1的条件下,甲苯转化率为26.0%,二甲苯选择性为84.2%,其中对二甲苯选择性为74.5%,催化剂稳定性良好,预计寿命可达4100h。添加金属氧化物的作用是抑制沸石外表面酸中心的形成,降低沸石的狭窄孔道中邻位与间位二甲苯的生成,即降低甲苯在非对位上的烷基化,抑制对二甲苯异构化,从而提高对二甲苯的选择性。

UOP公司最近也报道了以喷雾浸渍法制备的硫酸氧锆为催化剂,液相法非临氢的甲苯歧化与C9A烷基转移的改进工艺。当甲苯原料中含有质量分数30%的1,2,4-三甲苯时,在反应温度160℃、反应压力900kPa、液态空速2.0h-1条件下进行反应,反应160min时,二甲苯收率最高。此时反应产物在线分析结果表明,二甲苯质量分数为17%,三甲苯质量分数为20%。失活的催化剂可以再生。

上述利用副产重烯烃和合成气与甲苯、甲醇选择性转化合成对二甲苯的新工艺研究开发是值得关注的研究动向。

6 结语

由于受下游产品市场的影响,对二甲苯市场将呈现供方市场状态。新建或现有装置扩能将成必然趋势。受石脑油总量的限制,立足现有规模,使用新技术增加混二甲苯,从而增产对二甲苯产量是目前主要的技术手段。使用高乙苯转化率的异构化催化剂、设法提高吸附分离进料中对二甲苯的浓度,是芳烃联合装置扩能的主要途径。甲苯选择性歧化生产对二甲苯是新的技术路线。甲苯择形歧化与苯/C9A烷基转移组合工艺将会有效地降低对二甲苯生产成本,可以大幅度地增产对二甲苯,期待早日实现工业化。重芳烃的利用也将是未来重点研究的技术,力争近期内有新的突破。

懦弱的滑板
发嗲的店员
2026-05-09 06:54:58
丁酮又叫甲(基)乙(基甲)酮(CH3COC2H5)沸点79.6度常,作溶剂用

丁酯有两种异构体,其一叫甲酸丙酯,其二叫乙酸乙酯沸点77.1度,常作溶剂用

甲苯沸点110.8度

乙酯又叫甲酸甲酯沸点31.5度,常作醋酸纤维素的溶解

二甲苯有三种异构体沸点144度,起稀释作用.

挥发速度是乙酯 >丁酯> 丁酮> 甲苯 >二甲苯从左至右减慢.

大力的唇彩
帅气的口红
2026-05-09 06:54:58
lz的想法确实不错,如果有这种东西的,溶剂型涂料就有救了,前途无量。

溶剂无非四种,酯、酮、醚、醇。

甲苯的挥发速度为1.95,要比这好的分别有,苯、甲醇、乙醇、异丙醇、醋酸甲酯(乙酯、丁酯)、丙酮、丁酮、MIBK、二氯甲烷、三氯乙烷...

首先苯类毒;烷类腐蚀重;酮类对呼吸道有影响;酯类有强烈的脂溶性,会被皮肤吸收,进入微细血管,影响肝脏功能,排除之后只有醇类了,甲醇不能用,对眼睛有影响。

唯独剩下乙醇了,但是其溶解力有限,对大部分有机物质溶解力相当小,而且如果是工业酒精的话,经常会混入很多甲醇,因此,lz自己看着办吧。

用水吧!

ps:lz太抠门了,这么繁琐的问题只给5分,唉。。。。

瘦瘦的宝贝
超级的自行车
2026-05-09 06:54:58
sitengfei(站内联系TA)沸点不一样!若是回流回流的温度也不一样!也就是反应时能量不一样!还有就是二甲苯是混合物!cqpharm(站内联系TA)多数是与反应所需达到的温度有关系.

沸点不一样!若是回流回流的温度也不一样!也就是反应时能量不一样!还有就是二甲苯是混合物!我用甲苯做溶剂 多数参考文献说 达到 回流温度 110 就差不多…… 那我可以换成 毒性小一些的 二甲苯 温度一样 但这时候没有二甲苯的回流 对结果 影响呢 moluyingxi(站内联系TA)对 二甲苯 毒性 大一些lss088(站内联系TA)甲苯沸点110 ,二甲苯137-140为混合物 二甲苯毒性比甲苯大 价格也比甲苯贵 所以一般都 用甲苯oayiye(站内联系TA)Originally posted by moluyingxi at 2009-10-10 15

我用甲苯做溶剂 多数参考文献说 达到 回流温度 110 就差不多…… 那我可以换成 毒性小一些的 二甲苯 温度一样 但这时候没有二甲苯的回流 对结果 影响呢 甲苯和二甲苯基本用起来没太大差别,就是使用温度限不一样.回流的目的是让反应温度达到体系在常压下能达到的最高温度,如果都是110度,甲苯和二甲苯用起来可能没什么差别.当然,如果有差别,可能就是溶剂效应问题了(这个太复杂,看做有机方法学的,溶剂筛选时,就说些极性啊分子间相互作用啊啥的,基本解释不了溶剂效应到底怎么回事).如果你发现它们这时差别很大,你告诉物理化学家,或许对他们来说是个好的研究题目.

自觉的铃铛
受伤的小蝴蝶
2026-05-09 06:54:58
沸点不同,主要都是作为溶剂使用的。

有的反应物在一般溶剂中的溶解性不好,只能用苯类,但是根据反映所需温度的不同,选用不同的溶剂。

比如,苯的沸点是80.1℃,甲苯是110.6℃,二甲苯是138.5-141.5℃

你需要的反应温度是100℃,你用苯就不合适了,就得使用甲苯了。

还有就是考虑到价格问题,降低成本。

另外,有时候在实验室中能用甲苯的就不用苯,因为苯环上多一个甲基,毒性会大大降低的。

痴情的火
小巧的牛排
2026-05-09 06:54:58
我国目前甲苯,二甲苯进口一般是韩国,日本,美国,进口比出口价格上面价格的优势?正常我们很少出口甲苯跟二甲苯,如果是因为给客户配送的少量甲苯跟二甲苯,几乎是可以不计的。进口与国产的甲苯,二甲苯,品质如果是国标,那就都差不多,单价方面当然是碰运气了,因为进口的东西跟股市一样的充满风险,价格每天都不稳定,可能进一船赚翻了,下一船又输的上吊,嘿嘿。

儒雅的美女
稳重的枫叶
2026-05-09 06:54:58
苯系物主要是苯,甲苯,二甲苯,甲苯的主要危害并不是刺激性,相反,他的味道还有点甜。

苯系物 味道虽好但是有害苯系物,是一种无色、具有特殊芳香气味的液体(有人感觉是一点点甜味),较为容易感知。苯可以抑制人体的造血机能,致使白红血球和血小板减少。人吸入过量的苯系物,轻者可能导致头晕、恶心、乏力等问题,严重的可导致直接昏迷。过度吸入苯会使得肝、肾等器官衰竭,甚至诱发血液病⌄苯的主要来源是装修中使用的材料:如油漆、合成纤维、橡胶、塑料、胶粘剂、防水材料中。

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