加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)(Addition Polymerization):即加成聚合反應(yīng), 烯類(lèi)單體經(jīng)加成而聚合起來(lái)的反應(yīng)。加聚反應(yīng)無(wú)副產(chǎn)物。
炔烴,為分子中含有碳碳三鍵的碳?xì)浠衔锏目偡Q(chēng),是一種不飽和的脂肪烴,直鏈炔烴的分子通式為CnH2n-2(其中n為非1正整數(shù)),簡(jiǎn)單的炔烴化合物有乙炔(C2H2),丙炔(C3H4)等。其中,乙炔是最重要的一種炔烴,在工業(yè)中可用以照明、焊接及切斷金屬(氧炔焰),也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡膠、合成纖維等的基本原料。
炔烴(拼音:quētīng;英文:Alkyne)是一類(lèi)有機(jī)化合物,屬于不飽和烴。其官能團(tuán)為碳-碳三鍵(-C≡C-)。通式CnH2n-2,其中n為>=2正整數(shù)。簡(jiǎn)單的炔烴化合物有乙炔(C2H2),丙炔(C3H4)等。炔烴原來(lái)也被叫做電石氣,電石氣通常也被用來(lái)特指炔烴中最簡(jiǎn)單的乙炔?!叭病弊质切略熳郑敉?quē),左邊的火取自“碳”字,表示可以燃燒;右邊的夬取自“缺”字,表示氫原子數(shù)和化合價(jià)比烯烴更加缺少,意味著炔是烷(完整)和烯(稀少)的不飽和衍生物。簡(jiǎn)單的炔烴的熔點(diǎn)、沸點(diǎn),密度均比具有相同碳原子數(shù)的烷烴或烯烴高一些。不易溶于水,易溶于乙醚、苯、四氯化碳等有機(jī)溶劑中。炔烴可以和鹵素、氫、鹵化氫、水發(fā)生加成反應(yīng),也可發(fā)生聚合反應(yīng)。 [1] 因?yàn)橐胰苍谌紵龝r(shí)放出大量的熱,炔又常被用來(lái)做焊接時(shí)的原料。
加成反應(yīng)親電加成乙炔及其取代物與烯烴相似,也可以發(fā)生親電加成反應(yīng),但由于sp碳原子的電負(fù)性比sp2碳原子的電負(fù)性強(qiáng),使電子與sp碳原子結(jié)合得更為緊密,盡管三鍵比雙鍵多一對(duì)電子,也不容易給出電子與親電試劑結(jié)合,因而使三鍵的親電加成反應(yīng)比雙鍵的親電加成反應(yīng)慢。乙炔及其衍生物可以和兩分子親電試劑反應(yīng)。先是與一分子試劑反應(yīng),生成烯烴的衍生物,然后再與另一分子試劑反應(yīng),生成飽和的化合物。不對(duì)稱(chēng)試劑和炔烴加成時(shí),也遵循馬氏規(guī)則,多數(shù)加成是反式加成。與鹵素的加成鹵素和炔烴的加成為反式加成。反應(yīng)機(jī)理與鹵素和烯烴的加成相似,但反應(yīng)一般較烯烴難。例如,烯烴可使溴的四氯化碳溶液立刻褪色,炔烴卻需要幾分鐘才能使之褪色。故分子中同時(shí)存在非共軛的雙鍵和叁鍵,在它與溴反應(yīng)時(shí),首先進(jìn)行的是雙鍵的加成。又如,乙炔與氯的加成反應(yīng)須在光或三氯化鐵或氯化亞錫的催化作用下進(jìn)行,中間產(chǎn)物為反二氯乙烯,最后產(chǎn)物為1,1,2,2-四氯乙烷(CHCl2CHCl2)。與氫鹵酸的加成炔烴和氫鹵酸的加成反應(yīng)是分兩步進(jìn)行的,選擇合適的反應(yīng)條件,反應(yīng)可控制在第一步。這也是制鹵化烯的一種方法。一元取代乙炔與氫鹵酸的加成反應(yīng)遵循馬氏規(guī)則。當(dāng)炔鍵兩側(cè)都有取代基時(shí),需要比較兩者的共軛效應(yīng)和誘導(dǎo)效應(yīng),來(lái)決定反應(yīng)的區(qū)域選擇性,但一般得到的是兩種異構(gòu)體的混合物。與水加成炔烴和水的加成常用汞鹽作催化劑。例如,乙炔和水的加成是在10%硫酸和5%硫酸亞汞水溶液中發(fā)生的。水先與三鍵加成,生成一個(gè)很不穩(wěn)定的加成物——乙烯醇[羥基直接和雙鍵碳原子相連的化合物稱(chēng)為烯醇]。乙烯醇很快發(fā)生異構(gòu)化,形成穩(wěn)定的羰基化合物。炔烴與水的加成遵循馬氏規(guī)則,因此除乙炔外,所有的取代乙炔和水的加成物都是酮,但一元取代乙炔與水的加成物為甲基酮,二元取代乙炔的加水產(chǎn)物通常是兩種酮的混合物。自由基加成有過(guò)氧化物存在時(shí),炔烴和溴化氫發(fā)生自由基加成反應(yīng),得反馬氏規(guī)則的產(chǎn)物。與氫氰酸加成氫氰酸可與乙炔發(fā)生親核加成反應(yīng)。反應(yīng)中CN-受限于三鍵進(jìn)行親核加成形成碳負(fù)離子,再與質(zhì)子作用,完成生成丙烯腈的反應(yīng)。上法因乙炔成本較高,現(xiàn)世界上幾乎都采用丙烯的氨氧化反應(yīng)制丙烯腈,反應(yīng)過(guò)程是丙烯與氨的混合物在400~500℃,在催化的作用下用空氣氧化。聚丙烯腈可用于合成纖維(腈綸)、塑料、丁腈橡膠。此外,丙烯腈電解加氫二聚,是一個(gè)新的成功合成己二腈的方法。己二腈加氫得己二胺,己二腈水解得己二酸,是制造尼龍-66的原料。與氫加成乙炔或其一元取代物可與帶有下列“活潑氫”的有機(jī)物,如—OH,—SH,—NH2,=NH,—CONH2或—COOH發(fā)生加成反應(yīng),生成含有雙鍵的產(chǎn)物。例如,乙醇在堿催化下于150~180℃,0.1~1.5MPa下與乙炔反應(yīng),生成乙烯基乙醚。根據(jù)原料的不同,反應(yīng)條件(即溫度、壓力i、催化劑等)也可以不同。這類(lèi)反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理是烷氧負(fù)離子與三鍵進(jìn)行親核加成,產(chǎn)生一個(gè)碳負(fù)離子中間體,碳負(fù)離子中間體從醇分子中得到質(zhì)子,得產(chǎn)物。乙烯基乙醚聚合后的聚乙烯基乙醚,常用作黏合劑。
還原催化加氫:在常用催化劑鈀、鉑或鎳的作用下,炔烴與2 mol H2加成,生成烷烴。中間產(chǎn)物難以分離得到。若用Lindlar(林德拉)催化劑(鈀附著于碳酸鈣及小量氧化鉛上,使催化劑活性降低)進(jìn)行炔烴的催化氫化反應(yīng),則炔烴只加 1 mol H2得Z型烯烴。例如:一個(gè)天然的含三鍵的硬脂炔酸,在該催化劑作用下,生成與天然的順型油酸完全相同的產(chǎn)物。用硫酸鋇作載體的鈀催化劑在吡啶中也可以使碳碳三鍵化合物只加 1 mol H2,生成順型的烯烴衍生物。這表明,催化劑的活性對(duì)催化加氫的產(chǎn)物有決定性的影響。炔烴的催化加氫是制備Z型烯烴的重要方法,在合成中有廣泛的用途。硼氫化—炔烴與乙硼烷反應(yīng)生成烯基硼烷,烯基硼烷與醋酸反應(yīng),生成Z型烯烴。第一步反應(yīng)是炔烴的硼氫化反應(yīng),第二步反應(yīng)是烯基硼的還原反應(yīng),總稱(chēng)硼氫化—還原反應(yīng)。堿金屬還原 炔類(lèi)化合物在液氨中用金屬鈉還原,主要生成E型烯烴衍生物。氫化鋁鋰還原 炔烴用氫化鋁鋰還原也能得到E型烯烴。
密度烷烴的密度(density)隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而增大,這也是分子間相互作用力的結(jié)果,分子間引力增大,分子間的距離相應(yīng)減小,相對(duì)密度則增大,密度增加到一定數(shù)值后,相對(duì)分子質(zhì)量增加而密度變化很小。最大接近于0.8g·cm-3左右,所以所有的烷烴都比水輕。
溶解度烷烴中的σ鍵極性很小,且其分子偶極矩為零,是非極性分子。根據(jù)相似相溶原則, 烷烴可溶于非極性溶劑如四氯化碳、烴類(lèi)化合物(乙醚、苯)中,不溶于極性溶劑,如水中。 [2] 與碳原子數(shù)相等的鏈烷烴相比,環(huán)烷烴的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)和密度均要?{一些。這是因?yàn)殒溞位衔锟梢员容^自由地?fù)u動(dòng),分子間“拉”得不緊,容易揮發(fā),所以沸點(diǎn)低一些。由于這種搖動(dòng),比較難以在晶格內(nèi)做有次序的排列,所以熔點(diǎn)也低一些。由于沒(méi)有環(huán)的牽制,鏈形化合物的排列也較環(huán)形化合物松散些,所以密度也低一些。同分異構(gòu)體和順?lè)串悩?gòu)體也具有不同的物理性質(zhì)。下表是若干烷烴和環(huán)烷烴的物理常數(shù)。
烯烴的物理性質(zhì)可以與烷烴對(duì)比。物理狀態(tài)決定于分子質(zhì)量。標(biāo)況或常溫下,簡(jiǎn)單的烯烴中,乙烯、丙烯和丁烯是氣體,含有5至18個(gè)碳原子的直鏈烯烴是液體,更高級(jí)的烯烴則是蠟狀固體。標(biāo)況或常溫下,C2~C4烯烴為氣體;C5~C18為易揮發(fā)液體;C19以上固體。在正構(gòu)烯烴中,隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增加,沸點(diǎn)升高。同碳數(shù)正構(gòu)烯烴的沸點(diǎn)比帶支鏈的烯烴沸點(diǎn)高。相同碳架的烯烴,雙鍵由鏈端移向鏈中間,沸點(diǎn),熔點(diǎn)都有所增加。反式烯烴的沸點(diǎn)比順式烯烴的沸點(diǎn)低,而熔點(diǎn)高,這是因反式異構(gòu)體 極性小,對(duì)稱(chēng)性好。與相應(yīng)的烷烴相比,烯的沸點(diǎn)、折射率,水中溶解度,相對(duì)密度等都比烷的略小些。其密度比水小。
自由基加成反應(yīng)當(dāng)有過(guò)氧化物(如H2O2,R-O-O-R等)存在,氫溴酸與丙烯或其他不對(duì)稱(chēng)烯烴起加成反應(yīng)時(shí),反應(yīng)取向是反馬爾科夫尼科夫規(guī)則的。此反應(yīng)不是親電加成反應(yīng)而是自由基加成反應(yīng)。它經(jīng)歷了鏈引發(fā)、鏈傳遞、鏈終止階段。首先過(guò)氧化物如過(guò)氧化二苯甲酰,受熱時(shí)分解成苯酰氧自由基,或苯自由基,促進(jìn)溴化氫分解為溴自由基,這是鏈引發(fā)階段。溴自由基與不對(duì)稱(chēng)烯烴加成后生成一個(gè)新的自由基,這個(gè)新自由基與另一分子HBr反應(yīng)而生成一溴代烷和一個(gè)新的溴自由基,這是鏈傳遞階段。在這個(gè)鏈傳遞階段中,溴自由基加成也有兩個(gè)取向,以生成穩(wěn)定自由基為主要取向,所以,生成的產(chǎn)物(Ⅱ)與親電加成產(chǎn)物不同,即所謂反馬氏規(guī)則。只有烯烴與溴化氫在有過(guò)氧化物存在下或光照下才生成反馬氏規(guī)則的產(chǎn)物。過(guò)氧化物的存在,對(duì)與HCl和HI的加成反應(yīng)方式?jīng)]有影響。為什么其他鹵化氫與不對(duì)稱(chēng)烯烴的加成在過(guò)氧化物存在下仍服從馬氏規(guī)則呢?這是因?yàn)镠-Cl鍵的解離能(431kJ/mol)比H-Br鍵(364kJ/mol)的大,產(chǎn)生自由基Cl·比較困難;而H-I鍵雖然解離能(297kJ/mol)小,較易產(chǎn)生I·,但是I·的活潑性差,難與烯烴迅速加成,卻容易自相結(jié)合成碘分子(I2)。所以不對(duì)稱(chēng)烯烴與HCl和HI加成時(shí)都沒(méi)有過(guò)氧化物效應(yīng),得到的加成產(chǎn)物仍服從馬氏規(guī)則。
聚合反應(yīng)炔會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng):2CH≡CH →CH2=CH-C≡CH (乙烯基乙炔) + CH≡CH →CH2=CH-C≡C-CH=CH2(二乙烯基乙炔) [1] 乙炔在不同的催化劑作用下,可有選擇地聚合成鏈形或環(huán)狀化合物。例如在氯化亞銅或氯化銨的作用下,可以發(fā)生二聚或三聚作用,生成苯。但這個(gè)反應(yīng)苯的產(chǎn)量很低,同時(shí)還產(chǎn)生許多其他的芳香族副產(chǎn)物,因而沒(méi)有制備價(jià)值,但為研究苯的結(jié)構(gòu)提供了有力的線(xiàn)索。除了三聚環(huán)狀物外,乙炔在四氫呋喃中,經(jīng)氰化鎳催化,于1.5~2MPa、50℃時(shí)聚合,可產(chǎn)生環(huán)辛四烯。該化合物在認(rèn)識(shí)芳香族化合物的過(guò)程中,起著很大的作用。以往認(rèn)為乙炔不能在加壓下進(jìn)行反應(yīng),因?yàn)樗軌汉?,很容易爆炸。后?lái)發(fā)現(xiàn)將乙炔用氮?dú)庀♂專(zhuān)梢园踩卦诩訅合逻M(jìn)行反應(yīng),因而開(kāi)辟了乙炔的許多新型反應(yīng),制備出許多重要的化合物。環(huán)辛四烯就是其中一個(gè)。
結(jié)構(gòu)鑒別將乙炔通入銀氨溶液或亞銅氨溶液中,則分別析出白色和紅棕色炔化物沉淀。 [5] 其他末端炔烴也會(huì)發(fā)生上述反應(yīng),因此可通過(guò)以上反應(yīng),可以鑒別出分子中含有的—C≡CH基團(tuán)。和炔烴的氧化一樣,根據(jù)高錳酸鉀溶液的顏色變化可以鑒別炔烴,根據(jù)所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)可推知原炔烴的結(jié)構(gòu)。
無(wú)機(jī)化工原料
無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品的主要原料是含硫、鈉、磷、鉀、鈣等化學(xué)礦物(見(jiàn)無(wú)機(jī)鹽工業(yè))和煤、石油、天然氣以及空氣、水等。此外,很多工業(yè)部門(mén)的副產(chǎn)物和廢物,也是無(wú)機(jī)化工的原料,例如:鋼鐵工業(yè)中煉焦生產(chǎn)過(guò)程的焦?fàn)t煤氣,其中所含的氨可用硫酸加以回收制成硫酸銨,黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦的冶煉廢氣中的二氧化硫可用來(lái)生產(chǎn)硫酸等。
無(wú)機(jī)化工是無(wú)機(jī)化學(xué)工業(yè)的簡(jiǎn)稱(chēng),以天然資源和工業(yè)副產(chǎn)物為原料生產(chǎn)硫酸、硝酸 、鹽酸、磷酸等無(wú)機(jī)酸、純堿、燒堿、合成氨、化肥以及無(wú)機(jī)鹽等化工產(chǎn)品的工業(yè)。包括硫酸工業(yè)、純堿工業(yè)、氯堿工業(yè)、合成氨工業(yè)、化肥工業(yè)和無(wú)機(jī)鹽工業(yè)。廣義上也包括無(wú)機(jī)非金屬材料和精細(xì)無(wú)機(jī)化學(xué)品如陶瓷、無(wú)機(jī)顏料等的生產(chǎn)。無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品的主要原料是含硫、鈉、磷、鉀、鈣等化學(xué)礦物和煤、石油、天然氣以及空氣、水等。
無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品的主要原料是含硫、鈉、磷、鉀、鈣等化學(xué)礦物(見(jiàn)無(wú)機(jī)鹽工業(yè))和煤、石油、天然氣以及空氣、水等。此外,很多工業(yè)部門(mén)的副產(chǎn)物和廢物,也是無(wú)機(jī)化工的原料,例如:鋼鐵工業(yè)中煉焦生產(chǎn)過(guò)程的焦?fàn)t煤氣,其中所含的氨可用硫酸加以回收制成硫酸銨,黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦的冶煉廢氣中的二氧化硫可用來(lái)生產(chǎn)硫酸等。
用途
工業(yè)副產(chǎn)物如鋼鐵工業(yè)中煉焦生產(chǎn)過(guò)程的焦?fàn)t煤氣,其中所含的氨可用硫酸加以回收制成硫酸銨,黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦的冶煉廢氣的二氧化硫可用來(lái)生產(chǎn)硫酸等。無(wú)機(jī)化工在化學(xué)工業(yè)中是發(fā)展較早的部門(mén),為單元操作的形成和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。主要產(chǎn)品多為用途廣泛的基本化工原料。除無(wú)機(jī)鹽品種繁多外,其他無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品品種不多。與其他化工產(chǎn)品比較,無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品的產(chǎn)量較大。由于原料和能源費(fèi)用在無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品中占有較大比例,如合成氨工業(yè)、氯堿工業(yè)、黃磷、電石生產(chǎn)都是耗能較多的。技術(shù)改造的重點(diǎn)將趨向采用低能耗工藝和原料的綜合利用。
特點(diǎn)
與其他化工部門(mén)相比,無(wú)機(jī)化工的特點(diǎn)是:①在化學(xué)工業(yè)中是發(fā)展較早的部門(mén),為單元操作的形成和發(fā)展奠定了基礎(chǔ),例如:合成氨生產(chǎn)過(guò)程需在高壓、高溫以及有催化劑存在的條件下進(jìn)行,它不僅促進(jìn)了這些領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展,也推動(dòng)了原料氣制造、氣體凈化、催化劑研制等方面的技術(shù)進(jìn)步,而且對(duì)于催化技術(shù)在其他領(lǐng)域的發(fā)展也起了推動(dòng)作用(見(jiàn)催化劑工業(yè)發(fā)展史)。②主要產(chǎn)品多為用途廣泛的基本化工原料。除無(wú)機(jī)鹽品種繁多外,其他無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品品種不多。例如:硫酸工業(yè)僅有工業(yè)硫酸、蓄電池用硫酸、試劑用硫酸、發(fā)煙硫酸、液體二氧化硫、液體三氧化硫等產(chǎn)品;氯堿工業(yè)只有燒堿、氯氣、鹽酸等產(chǎn)品;合成氨工業(yè)只有合成氨、尿素、硝酸、硝酸銨等產(chǎn)品。但硫酸、燒堿、合成氨等主要產(chǎn)品都和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)有密切關(guān)系,其中硫酸曾有“化學(xué)工業(yè)之母”之稱(chēng),它的產(chǎn)量在一定程度上標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家工業(yè)的發(fā)達(dá)程度。③與其他化工產(chǎn)品比較,無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品的產(chǎn)量較大。例如:1984年世界硫酸產(chǎn)量為147.6Mt。1983-1984肥料年度世界化肥產(chǎn)量為 130.2Mt(以有效成分計(jì)),純堿、燒堿的世界年產(chǎn)量也分別為30Mt以上。
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面對(duì)新世紀(jì),我公司通過(guò)體制改革創(chuàng)新,全方位提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力,已形成主業(yè)突出、多業(yè)并進(jìn)的發(fā)展格局。我們將繼承創(chuàng)業(yè)之志,用心服務(wù)好每一位客戶(hù)。
歷史
18世紀(jì)中葉,由于紡織、印染工業(yè)的發(fā)展,硫酸用量迅速增加,1746年英國(guó)人J.羅巴克采用鉛室代替玻璃瓶,建成世界上第一座鉛室法硫酸廠(見(jiàn)硫酸工業(yè)發(fā)展史)。同時(shí),因制造肥皂和玻璃需要用堿,而天然堿又不能滿(mǎn)足要求,1775年法國(guó)科學(xué)院征求制堿方法,法國(guó)人N.呂布蘭提出以食鹽為原料與硫酸作用生產(chǎn)純堿(見(jiàn)純堿工業(yè)發(fā)展史)的方法,工業(yè)上稱(chēng)呂布蘭法。此法除了制取純堿外,還能生產(chǎn)硫酸鈉、鹽酸等產(chǎn)品。硫酸工業(yè)和純堿工業(yè)成為無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)最早的兩個(gè)行業(yè)。到19世紀(jì),人們認(rèn)識(shí)到由土壤和天然有機(jī)肥料提供作物的養(yǎng)分已經(jīng)不能滿(mǎn)足需要,1842年英國(guó)人J.B.勞斯建立了生產(chǎn)過(guò)磷酸鈣的工廠,這是世界上最早的磷肥工廠(見(jiàn)化肥工業(yè)發(fā)展史)。由于呂布蘭法制堿原料消耗多,勞動(dòng)條件差、成本高,1861年比利時(shí)人E.索爾維開(kāi)發(fā)了索爾維法,又稱(chēng)氨堿法(見(jiàn)純堿)。隨著造紙、染料和印染等工業(yè)的發(fā)展,對(duì)燒堿和氯氣的需要不斷增加,由苛化法制得的燒堿已不能滿(mǎn)足要求。在直流發(fā)電機(jī)制造成功之后,1893年開(kāi)始用食鹽飽和水溶液以電解法生產(chǎn)燒堿和氯氣(見(jiàn)氯堿工業(yè)發(fā)展史)。到19世紀(jì)末葉,形成了以硫酸、純堿、燒堿、鹽酸為主要產(chǎn)品的無(wú)機(jī)化學(xué)工業(yè)。由于農(nóng)業(yè)發(fā)展和軍工生產(chǎn)的需要,以天然有機(jī)肥料及天然硝石作為氮肥主要來(lái)源已不能滿(mǎn)足需要,迫切要求解決利用空氣中氮的問(wèn)題。20世紀(jì)初,很多化學(xué)家積極從事氨合成的理論基礎(chǔ)研究和工藝條件試驗(yàn),德國(guó)物理化學(xué)家F.哈伯和工程師C.博施于高壓、高溫和有催化劑存在時(shí),利用氮?dú)夂蜌錃獬晒Φ刂苯雍铣闪税?見(jiàn)合成氨工業(yè)發(fā)展史)。1913年,世界上第一座日產(chǎn)30t氨的裝置在德國(guó)建成投產(chǎn),從而在工業(yè)上第一次實(shí)現(xiàn)了利用高壓,由元素直接合成無(wú)機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程。到1922年,用氨和二氧化碳合成尿素在德國(guó)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。由于兩次世界大戰(zhàn),軍火生產(chǎn)需要大量硝酸、硫酸和硝酸銨等,促使這些工業(yè)迅速發(fā)展。50年代以來(lái),各企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)激烈,為了降低成本、減少消耗,力求在技術(shù)上取得進(jìn)步,例如:硫酸生產(chǎn)中,在60年代開(kāi)發(fā)了二次轉(zhuǎn)化、二次吸收的接觸法新流程,提高了原料利用率,并降低了尾氣中的SO2濃度(見(jiàn)硫酸);氯堿生產(chǎn)中,在70年代,開(kāi)發(fā)了離子膜電解法;尿素生產(chǎn)中,在60年代,開(kāi)發(fā)了二氧化碳?xì)馓岱ê桶睔馓岱ǖ裙に嚪椒?在合成氨生產(chǎn)中,開(kāi)發(fā)了低能耗新流程等等。60年代后期,生產(chǎn)裝置的規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大,降低了基建投資費(fèi)用(見(jiàn)化工基本建設(shè))和產(chǎn)品成本,建成了日產(chǎn) 1000~1500t氨的單系列裝置;80年代初期,建成了日產(chǎn)2800t硫酸的大型裝置。隨著裝置規(guī)模大型化,熱能綜合利用有了較大發(fā)展,工藝與熱力、動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)合,降低了單位產(chǎn)品的能耗,也推動(dòng)了化工系統(tǒng)工程的發(fā)展。
應(yīng)用領(lǐng)域
無(wú)機(jī)化工是基礎(chǔ)原料-材料工業(yè)產(chǎn)品,用途廣、需求量大。其用途涉及到造紙、橡膠、塑料、農(nóng)藥、飼料添加劑、微量元素肥料、空間技術(shù)、采礦、采油、航海、高新技術(shù)領(lǐng)域中的信息產(chǎn)業(yè)、電子工業(yè)以及各種材料工業(yè),又與日常生活中人們的衣、食、住、行以及輕工、環(huán)保、交通等息息相關(guān)
發(fā)展趨勢(shì)
生產(chǎn)技術(shù)比較先進(jìn)、產(chǎn)品市場(chǎng)分布廣泛的國(guó)家和地區(qū)主要在西歐、北美、東歐、俄國(guó)、中國(guó)、日本等。美國(guó)在第一次世界大戰(zhàn)前,主要生產(chǎn)硫酸、純堿、燒堿等,從20年代開(kāi)始生產(chǎn)氮肥。長(zhǎng)期以來(lái),在世界無(wú)機(jī)化工的生產(chǎn)量和技術(shù)上均處于領(lǐng)先地位。蘇聯(lián)在第二次世界大戰(zhàn)后,實(shí)行優(yōu)先發(fā)展化學(xué)工業(yè)的政策,產(chǎn)量大幅度上升。合成氨和化肥的產(chǎn)量均居世界首位,其他很多無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó)而居第二位。日本天然資源不豐富,原料多依靠進(jìn)口,在第二次世界大戰(zhàn)后,為了解決國(guó)內(nèi)衣食問(wèn)題,大力恢復(fù)化肥生產(chǎn),由此推動(dòng)了硫酸、純堿和氯堿等工業(yè)的生產(chǎn)。中國(guó)無(wú)機(jī)化工過(guò)去基礎(chǔ)十分薄弱,1949年以來(lái),無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)從產(chǎn)量和技術(shù)方面都取得了很大的成就,1984年主要品種的產(chǎn)量(見(jiàn)表)如合成氨居世界第二位,化肥和硫酸居世界第三位,純堿和燒堿分別居第四、五位。由于原料和能源費(fèi)用在無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品中占有較大比例,如合成氨工業(yè)、氯堿工業(yè)、黃磷、電石(碳化鈣)生產(chǎn)等都是耗能較多的。技術(shù)改造的重點(diǎn)將趨向采用低能耗工藝和原料的綜合利用。化肥工業(yè)、無(wú)機(jī)鹽工業(yè),都是產(chǎn)品品種發(fā)展較快的工業(yè),它們將進(jìn)一步淘汰落后產(chǎn)品,發(fā)展新產(chǎn)品?;使I(yè)今后將向高濃度復(fù)料方向發(fā)展。隨著工業(yè)不斷發(fā)展,硫酸、合成氨、磷肥、無(wú)機(jī)鹽等生產(chǎn)所排放的廢渣、廢液、廢氣累積越來(lái)越多,它們給環(huán)境帶來(lái)的危害,已引起重視,今后將繼續(xù)采取有效措施,解決“三廢”問(wèn)題。同其他部門(mén)一樣,無(wú)機(jī)化工除了采用先進(jìn)工藝、高效設(shè)備、新型檢測(cè)儀表外,在設(shè)計(jì)工作中正在利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行全流程的模擬優(yōu)化(見(jiàn)化工系統(tǒng)工程),在生產(chǎn)上采用微處理機(jī)進(jìn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié),將是今后的努力方向之一。
運(yùn)輸
危險(xiǎn)品一般都是化工行業(yè)的原料、中間體、產(chǎn)品,運(yùn)輸?shù)姆椒ㄟx擇主要是針對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)來(lái)選擇,如果是一個(gè)生產(chǎn)、貿(mào)易或者物流企業(yè),需要運(yùn)輸危險(xiǎn)品,首先要有該產(chǎn)品的MSDS(材料數(shù)據(jù)安全表),產(chǎn)品分三態(tài):固液氣,固態(tài)一般只有用欄板車(chē)運(yùn)輸,氣態(tài)只有用壓力鋼瓶或者壓力罐儲(chǔ)裝,液態(tài)產(chǎn)品靈活運(yùn)輸,由于它和溫度關(guān)系很大對(duì)它的運(yùn)輸有如下選擇:粘度大的一般桶裝后欄板車(chē)運(yùn)輸或者保溫加熱槽車(chē)運(yùn)輸;粘度與水接近的、蒸汽壓小、無(wú)腐蝕的化學(xué)品用普通常壓罐車(chē)運(yùn)輸;有腐蝕的產(chǎn)品可用不銹鋼槽車(chē)運(yùn)輸。
化工原料種類(lèi)很多,用途很廣?;瘜W(xué)品在全世界有500~700萬(wàn)種之多,在市場(chǎng)上出售流通的已超過(guò)10萬(wàn)種,而且每年還有1000多種新的化學(xué)品問(wèn)世,且其中有150~200種被認(rèn)為是致癌物。類(lèi)型
化工原料一般可以分為有機(jī)化工原料和無(wú)機(jī)化工原料兩大類(lèi)
有機(jī)化工原料
可以分為烷烴及其衍生物、烯烴及其衍生物、炔烴及衍生物、醌類(lèi)、醛類(lèi) 、醇類(lèi)、酮類(lèi) 、酚類(lèi)、醚類(lèi)、酐類(lèi) 、酯類(lèi)、有機(jī)酸、羧酸鹽、碳水化合物 、雜環(huán)類(lèi)、腈類(lèi) 、鹵代類(lèi) 、胺酰類(lèi)、其它種類(lèi)
無(wú)機(jī)化工原料
無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品的主要原料是含硫、鈉、磷、鉀、鈣等化學(xué)礦物(見(jiàn)無(wú)機(jī)鹽工業(yè))和煤、石油、天然氣以及空氣、水等。此外,很多工業(yè)部門(mén)的副產(chǎn)物和廢物,也是無(wú)機(jī)化工的原料,例如:鋼鐵工業(yè)中煉焦生產(chǎn)過(guò)程的焦?fàn)t煤氣,其中所含的氨可用硫酸加以回收制成硫酸銨,黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦的冶煉廢氣中的二氧化硫可用來(lái)生產(chǎn)硫酸等。
運(yùn)輸
危險(xiǎn)品一般都是化工行業(yè)的原料、中間體、產(chǎn)品,運(yùn)輸?shù)姆椒ㄟx擇主要是針對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)來(lái)選擇,如果是一個(gè)生產(chǎn)、貿(mào)易或者物流企業(yè),需要運(yùn)輸危險(xiǎn)品,首先要有該產(chǎn)品的MSDS(材料數(shù)據(jù)安全表),產(chǎn)品分三態(tài):固液氣,固態(tài)一般只有用欄板車(chē)運(yùn)輸,氣態(tài)只有用壓力鋼瓶或者壓力罐儲(chǔ)裝,液態(tài)產(chǎn)品靈活運(yùn)輸,由于它和溫度關(guān)系很大對(duì)它的運(yùn)輸有如下選擇:粘度大的一般桶裝后欄板車(chē)運(yùn)輸或者保溫加熱槽車(chē)運(yùn)輸;粘度與水接近的、蒸汽壓小、無(wú)腐蝕的化學(xué)品用普通常壓罐車(chē)運(yùn)輸;有腐蝕的產(chǎn)品可用不銹鋼槽車(chē)運(yùn)輸。
化工原料種類(lèi)很多,用途很廣。化學(xué)品在全世界有500~700萬(wàn)種之多,在市場(chǎng)上出售流通的已超過(guò)10萬(wàn)種,而且每年還有1000多種新的化學(xué)品問(wèn)世,且其中有150~200種被認(rèn)為是致癌物。類(lèi)型
化工原料一般可以分為有機(jī)化工原料和無(wú)機(jī)化工原料兩大類(lèi)
有機(jī)化工原料
可以分為烷烴及其衍生物、烯烴及其衍生物、炔烴及衍生物、醌類(lèi)、醛類(lèi) 、醇類(lèi)、酮類(lèi) 、酚類(lèi)、醚類(lèi)、酐類(lèi) 、酯類(lèi)、有機(jī)酸、羧酸鹽、碳水化合物 、雜環(huán)類(lèi)、腈類(lèi) 、鹵代類(lèi) 、胺酰類(lèi)、其它種類(lèi)
無(wú)機(jī)化工原料
無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品的主要原料是含硫、鈉、磷、鉀、鈣等化學(xué)礦物(見(jiàn)無(wú)機(jī)鹽工業(yè))和煤、石油、天然氣以及空氣、水等。此外,很多工業(yè)部門(mén)的副產(chǎn)物和廢物,也是無(wú)機(jī)化工的原料,例如:鋼鐵工業(yè)中煉焦生產(chǎn)過(guò)程的焦?fàn)t煤氣,其中所含的氨可用硫酸加以回收制成硫酸銨,黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦的冶煉廢氣中的二氧化硫可用來(lái)生產(chǎn)硫酸等。
運(yùn)輸
危險(xiǎn)品一般都是化工行業(yè)的原料、中間體、產(chǎn)品,運(yùn)輸?shù)姆椒ㄟx擇主要是針對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)來(lái)選擇,如果是一個(gè)生產(chǎn)、貿(mào)易或者物流企業(yè),需要運(yùn)輸危險(xiǎn)品,首先要有該產(chǎn)品的MSDS(材料數(shù)據(jù)安全表),產(chǎn)品分三態(tài):固液氣,固態(tài)一般只有用欄板車(chē)運(yùn)輸,氣態(tài)只有用壓力鋼瓶或者壓力罐儲(chǔ)裝,液態(tài)產(chǎn)品靈活運(yùn)輸,由于它和溫度關(guān)系很大對(duì)它的運(yùn)輸有如下選擇:粘度大的一般桶裝后欄板車(chē)運(yùn)輸或者保溫加熱槽車(chē)運(yùn)輸;粘度與水接近的、蒸汽壓小、無(wú)腐蝕的化學(xué)品用普通常壓罐車(chē)運(yùn)輸;有腐蝕的產(chǎn)品可用不銹鋼槽車(chē)運(yùn)輸。