煤化工产业链

1煤化工产业链煤化工产业链示意图如下：合成气合成氨甲醇丁辛醇尿素三聚氰胺甲醛酚醛、脲醛、缩醛树脂包装、汽车、粘合剂、家具、模具等碳酸二甲酯醋酸DOP/DOAPVC树脂、合成橡胶、油漆等碳酸二苯酯PC光盘、汽车、医疗器材等三聚氰胺树脂三聚氰酸涂料、粘合剂、医药、饲料等餐具、装饰、涂料、油漆等MTBE醋酸乙烯维尼龙、纺织造纸等汽油添加剂2第一章甲醇制甲醛在过量空气(甲醇蒸汽浓度控制在爆炸区下限，7％以下)条件下，甲醇气直接与空气混合在金属氧化物型催化剂上进行氧化反应，催化剂以Fe：O，一MoO系最为常见，故称“铁钼法”，亦称“空气过量法”。一、工艺参数反应温度反应压力吨醛耗甲醇副产蒸汽压力250-350度0.1MPa0.423吨2.5MPa二、化学反应方程式2CH3OH＋O2=====2HCHO＋2H2O三、工艺流程图新鲜空气放空气甲醇蒸汽导热油锅炉给水产品甲醛四、应用木材工业用于生产脲醛树脂及酚醛树脂.由甲醛与尿素按一定摩尔比混合进行反应生成脲醛树脂。由甲醛与苯酚按一定摩尔比混合进行反应生成酚醛树脂。甲醛在木材加工业中不可替代的位置正在被MDI胶取代。纺织产业甲醛在纺织业的应用服装在树酯整理的过程中都要涉及甲醛的使用。服装的面料生产，为了达到防皱、防缩、阻燃等作用，或为了保持印花、染色的耐久性，或为了改善手感，就需在助剂中添加甲醛。用甲醛印染助剂比较多的是纯棉纺织品，因为纯棉纺织品容易起皱，使用含甲醛的助剂能提高棉布的硬挺度。含有甲醛的纺织品，在人们穿着和使用过程中，会逐渐释出游离甲醛，通过人体呼吸道及皮肤接触引发呼吸道炎症和皮肤炎症，还会对眼睛产生刺激。甲醛能引发过敏，还可诱发癌症。厂家使用含甲醛的染色助剂，特别是一些生产厂为降低成本，使用甲醛含量极高的廉价助剂，对人体十分有害。防腐溶液废热锅炉反应器甲醇蒸发器吸收塔吸收塔3甲醛是由（即甲醛亚硫酸氢钠）在60℃以上分解释放出的一种物质，它无色，有刺激气味，易溶于水。35%～40%的甲醛水溶液俗称福尔马林，具有防腐杀菌性能，可用来浸制生物标本，给种子消毒等但是由于使蛋白质变性的原因易使标本变脆。甲醛具有防腐杀菌性能的原因主要是构成生物体（包括细菌）本身的蛋白质上的氨基能跟甲醛发生反应。第二章甲醇生产MTBE（甲基叔丁基醚）合成MTBE生产工艺主要是醚化工艺，甲基叔丁基醚（MTBE）装置以异丁烯（C4）和甲醇为原料，在催化剂（强酸性阳离子交换树脂）作用下，进行醚化反应，生产甲基叔丁基醚（MTBE）.一、工艺流程来自甲醇和异丁烯（C4）原料分别经过提压后混合，混合物料经混合器混匀后进入一反离子过滤器，除去物料中的金属阳离子等有害杂质。过滤后的物料首先进入换热器进行换热。温度升至45度左右进入反进料预热器，用0.3Mpa蒸汽加热，物料预热到55度后进入第一反应器，异丁烯和甲醇在大孔径强酸性阳离子交换树脂的作用下，进行醚化反应生成甲基叔丁基醚（MTBE）。从第一反应器底部出来的反应物料（异丁烯小于或等于4%）进入初留塔，初留塔底含（MTBE）的釜液经冷却器冷却到40度左右进入(MTBE中间罐，然后经泵送至成品罐区。初留塔顶产特经冷却器冷凝，冷却至58度进入回流罐，罐内物料用加压泵升压后一部分送回初留塔顶作为回流，另一部分凝液与甲醇混合经过冷却器后进入二反离子过滤器，滤出金属阳离子等有毒杂质后进入第二反应器。从第二反应器底部出来的物料（异丁烯小于或等于1.0%）进入第二反应器，第二反应器底部出来的物料进入脱异丁烯塔或经冷却后进入甲醇苯取塔，脱异丁烯塔底部产品（MTBE）与初留塔底MTBE在换热器内混合冷却后进入中间罐。脱异丁烯塔顶气相经冷凝器冷凝后50度进入回流罐，罐内物料用增压泵加压后一部分送回第一脱异丁烯塔顶作为回流，另一部分凝液进入甲醇萃取塔或进入脱异丁烯塔。含甲醇的混合异丁烯由底部进入甲醇萃取剂塔，釜液作为萃取剂由塔上部进入，在塔内填料上混合异丁烯与萃取水逆流接触，顶部萃余异丁烯被萃取剂冷却至40度以下进入中间罐，底部含甲醇3-10%的水溶液进入甲醇回收塔，塔项气相经冷凝塔冷却40度进入第二回流罐，不凝部分由罐顶排入大气，罐内物料用增加泵升压后一部分送回萃取塔项作为回流，一部分返回原料罐作为原料循环使用。第二回流罐中的异丁烯经加压泵加压送至脱异丁烯塔预热后进入脱异丁烷塔，塔顶气相被冷却至45度进入储罐，一部气相被入火炬，全部冷凝液用泵送4回脱异丁烷塔顶作为回流，被脱除异丁烷的后异丁烯落入塔底，由泵送至粗丁烯塔。粗丁烯塔顶气相经冷凝后进入回流罐，物料用加压泵加压后一部分送回粗丁烷塔顶作为回流，另一部分经冷却至40度后进入粗丁烯罐，塔底物料经冷却后送原料罐。二、合成反应CH2催化剂CH3CH3OH+CH3-C-CH3CH3-O-CH2-CH-CH3返回原料罐粗丁烯罐甲醇罐一反过滤器第一反应器二反过滤器第二反应器初馏塔脱异丁烯塔水萃取塔甲醇回收塔脱异丁烷塔粗丁烯塔异丁烯罐返回原料罐MTBE罐三、用途MTBE是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的理想组合，作为汽油添加剂，在全世界范围内普遍使用，MTBE可以增加汽油的辛烷值，而且化学性质稳定，降低汽车尾气中的一氧化碳含量，燃烧效果高，可以控制臭氧的生成，可以替代回乙基铅作为抗暴剂生产无铅汽油。MTBE是制取聚合级异丁烯的重要原料，还用于甲基丙烯醛和甲基丙烯酸的生产。5第三章甲醛制酚醛树脂酚醛树脂是由苯酚和甲醛的缩聚而成,加聚反应和缩聚反应是合成有机高分子的两种基本反应。加聚反应是加成聚合反应的简称，是指以不饱和烃或含不饱和键的物质为单体，通过不饱和键的加成，聚合成高聚物的反应。缩聚反应是指单体间相互反应，生成高分子化合物同时生成小分子的聚合反应。酚醛树脂是由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚而成。反应机理是苯酚羟基邻位上的两个氢原子比较活泼，与甲醛醛基上的氧原子结合为水分子，其余部分连接起来成为高分子化合物——酚醛树脂。反应的方程式可以表示为：如果采用不同的催化剂，苯酚羟基对位上的氢原子也可以和甲醛进行缩聚，使分子链之间发生交联，生成体型酚醛树脂，如图：体型酚醛树脂绝缘性很好，是用作电木的原料。另外，以玻璃纤维作骨架，以酚醛树脂为肌肉，组合固化制成复合材料即玻璃钢。酚醛树脂合成的介质pH有两个比较适用的范围，即pH3和pH=7～11。当pH3，反应介质呈强酸性，这时酚醛树脂合成的第二步缩合反应速率远高于其第一步加成反应速率，因而更有利于形成线型结构大分子；当pH=7～11，反应介质呈强碱性，与前述情况相反，酚醛树脂合成的第一步产物(一元羟甲基苯酚)继续进行加成反应二元及多元羟甲基苯酚的速率都远比一元羟甲基苯酚生成的速率快，也6比一元羟甲基苯酚继续反应速率快，所以更有利于生成二元及多元羟甲基苯酚，它们经缩聚反应就会形成带支链的树脂分子，不加控制情况下甚至会深度反应，形成交联的网状结构，并失去熔融流动性和可加工性。酚/醛=1/（1.2~2.0）酚/醛=1/（0.8~0.9）PH＞7PH＜3加热加热加热或加酸加入固化剂并加热加热或加酸酚醛树脂用途：压塑粉生产模压制品的压塑粉是酚醛树脂的主要用途之一。采用辊压法、螺旋挤出法和乳液法使树脂浸渍填料并与其他助剂混合均匀，再经粉碎过筛即可制得压塑粉。常用木粉作填料，为制造某些高电绝缘性和耐热性制件，也用云母粉、石棉粉、石英粉等无机填料。压塑粉可用模压、传递模塑和注射成型法制成各种塑料制品。热塑性酚醛树脂压塑粉主要用于制造开关、插座、插头等电气零件，日用品及其他工业制品。热固性酚醛树脂压塑粉主要用于制造高电绝缘制件。增强酚醛塑料以酚醛树脂（主要是热固性酚醛树脂）溶液或乳液浸渍各种纤维及其织物，经干燥、压制成型的各种增强塑料是重要的工业材料。它不仅机械强度高、综合性能好，而且可进行机械加工。以玻璃纤维、石英纤维及其织物增强的酚醛塑料主要用于制造各种制动器摩擦片和化工防腐蚀塑料；高硅氧玻璃纤维和碳纤维增强的酚醛塑料是航天工业的重要耐烧蚀材料。酚醛涂料以松香改性的酚醛树脂、丁醇醚化的酚醛树脂以及对叔丁基酚醛树脂、对苯基酚醛树脂均与桐油、亚麻子油有良好的混溶性，是涂料工业的重要原料。前两者用于配制低、中级油漆，后两者用于配制高级油漆。苯酚＋甲醛可溶可熔酚醛树脂线型热塑型酚醛树脂不溶不熔网状结构酚醛树脂半熔酚醛树脂7酚醛胶热固性酚醛树脂也是胶粘剂的重要原料。单一的酚醛树脂胶性脆，主要用于胶合板和精铸砂型的粘结。以其他高聚物改性的酚醛树脂为基料的胶粘剂，在结构胶中占有重要地位。其中酚醛-丁腈、酚醛-缩醛、酚醛-环氧、酚醛-环氧-缩醛、酚醛-尼龙等胶粘剂具有耐热性好、粘结强度高的特点。酚醛-丁腈和酚醛-缩醛胶粘剂还具有抗张、抗冲击、耐湿热老化等优异性能，是结构胶粘剂的优良品种。酚醛纤维主要以热塑性线型酚醛树脂为原料，经熔融纺丝后浸于聚甲醛及盐酸的水溶液中作固化处理，得到甲醛交联的体型结构纤维。为提高纤维强度和模量，可与5%～10%聚酰胺熔混后纺丝。这类纤维为金黄或黄棕色纤维，强度为11.5～15.9cN/dtex，抗燃性能突出，极限氧指数为34，瞬间接触近7500℃的氧-乙炔火焰，不熔融也不延燃，具有自熄性，还能耐浓盐酸和氢氟酸，但耐硫酸、硝酸和强碱的性能较差。主要用作防护服及耐燃织物或室内装饰品，也可用作绝缘、隔热与绝热、过滤材料等，还可加工成低强度、低模量碳纤维、活性炭纤维和离子交换纤维等。防腐蚀材料热固性酚醛树脂在防腐蚀领域中常用的几种形式：酚醛树脂涂料；酚醛树脂玻璃钢、酚醛-环氧树脂复合玻璃钢；酚醛树脂胶泥、砂浆；酚醛树脂浸渍、压型石墨制品。热固性酚醛树脂的固化形式分为常温固化和热固化两种。常温固化可使用无毒常温固化剂NL，也可使用苯磺酰氯或石油磺酸，但后两种材料的毒性、刺激性较大。建议使用低毒高效的NL固化剂。填料可选择石墨粉、瓷粉、石英粉、硫酸钡粉，不宜采用辉绿岩粉。隔热保温材料主要是酚醛树脂的发泡材料，酚醛泡沫产品特点是保温、隔热、防火、质轻，作为绝热、节能、防火的新材料可广泛应用于中央空调系统、轻质保温彩钢板、房屋隔热降能保温、化工管道的保温材料（尤其是深低温的保温）、车船等场所的保温领域。酚醛泡沫因其导热系数低，保温性能好，被誉为保温之王。酚醛泡沫不仅导热系数低、保温性能好，还具有难燃、热稳定性好、质轻、低烟、低毒、耐热、力学强度高、隔音、抗化学腐蚀能力强、耐侯型好等多项优点，酚醛泡沫塑料原料来源丰富，价格低廉，而且生产加工简单，产品用途广泛。8第四章甲醛制脲醛一、脲醛树脂简介：醛低聚物，工业上以碱作催化剂，95℃左右反应，甲醛/尿素之摩尔比为1.5～2.0，以保证树脂能固化。反应第一步生成一和二羟甲基脲，然后羟甲基与氨基进一步缩合，得到可溶性树脂，如果用酸催化，易导致凝胶。产物需在中性条件下才能贮存。线性脲醛树脂以氯化铵为固化剂时可在室温固化。模塑粉则在130～160℃加热固化，促进剂如硫酸锌、磷酸三甲酯、草酸二乙酯等可加速固化过程。脲醛树脂主要用于制造模压塑料，制造日用生活品和电器零件，还可作板材粘合剂、纸和织物的浆料、贴面板、建筑装饰板等。由于其色浅和易于着色，制品往往色彩丰富瑰丽。脲醛树脂成本低廉，颜色浅，硬度高，耐油，抗霉，有较好的绝缘性和耐温性，但耐候性和耐水性较差。它是开发较早的热固性树脂之一。制作塑料制品所用的脲醛树脂的数量仅占总产量的10%左右。在甲醛与尿素的摩尔比较低的情况下制得的脲醛树脂，与填料（纸浆、木粉）、色料、润滑剂、固化剂、稳定剂（六亚甲基四胺、碳酸铵）、增塑剂（脲或硫脲）等组分混合，再经过干燥、粉碎、球磨、过筛，即得脲醛压塑粉。压制脲醛塑料的温度140～150℃、压力25～35MPa，压制时间依制品的厚度而异，一般为10～60min。塑料制品主要是电气照明设备和电话零件等。脲醛树脂一般为水溶性树脂，较易固化，固化后的树脂无毒、无色、耐光性好，长期使用不变色，热成型时也不变色，可加入各种着色剂以制备各种色泽鲜艳的制品。脲醛树脂坚硬，耐刮伤，耐弱酸弱碱及油脂等介质，价格便宜，具有一定的韧性，但它易于吸水，因而耐水性和电性能较差，耐热性也不高。二、化学反应方程式：nH