萘及其的衍生物制備及應(yīng)用

1、 萘及其衍生物的制備與應(yīng)用 化學(xué)工程與工藝132班 23號 程理想 摘要：萘是一種有機化合物,分子式C10H8,白色，易揮發(fā)并有特殊氣味的多環(huán)烴晶體。從煉焦的副產(chǎn)品煤焦油和石油蒸餾中大量生產(chǎn)，主要用于合成鄰苯二甲酸酐等。萘是重要的有機化工原料,廣泛用于合成纖維合成樹脂、增塑劑、橡膠防老劑、染料中間體、醫(yī)學(xué)衛(wèi)生材料。 （1）萘的制備與應(yīng)用 萘主要來源于煤焦油，可從石油化工中經(jīng)過裂化等過程獲得萘，中國是全球萘的最大消費國，主要用于用于生產(chǎn)苯酐，還有苯系減水劑與精萘的生產(chǎn)。 精萘的的下游應(yīng)用是染料及有機染料中間體，工業(yè)萘中的雜質(zhì)主要是與萘沸點較接近的四氫萘、硫雜茚、二甲酚等。如萘的沸點（218）和硫

2、茚的沸點（219.9）相差不到2，因此為了制造純度更高的精萘，就要利用萘與這些雜質(zhì)熔點不同的物理性質(zhì)進(jìn)行分離，或者利用化學(xué)方法來改變它們的化學(xué)組成。當(dāng)前精萘的生產(chǎn)方法，有結(jié)晶法、加氫精制法酸洗蒸餾法、升華法等。染料和有機顏料精萘的主要應(yīng)用領(lǐng)域是染料及有機顏料中間體，產(chǎn)量最大的是2萘酚和H酸。 提純的精萘在除染料等其他多種工業(yè)方面都有其用途。其他萘在農(nóng)用化學(xué)品和醫(yī)藥領(lǐng)域也有重要應(yīng)用，這也是萘消費中增長最快的部分。主要產(chǎn)品包括植物生長調(diào)節(jié)劑和除草劑、熏蒸劑、鞣革劑、飼料添加劑、計生藥品等。 精萘的制備： （2）萘制苯酐 苯酐目前廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、電子、農(nóng)業(yè)、涂料、精細(xì)化工等工業(yè)部門。中國的苯酐

3、主要用于生產(chǎn)鄰二甲酸脂類增塑劑，耗用的苯酐約占苯酐總消費量的60%，染料和油漆占25%，不飽和樹脂和其他產(chǎn)品占15%左右。苯酐是一種重要的有機化工原料，主要用于生產(chǎn)塑料增塑劑、醇酸樹脂、染料、不飽和樹酯以及某些醫(yī)藥和農(nóng)藥。 工業(yè)萘與鄰苯都可以作為苯酐原料，我國苯酐工藝開始于50年代，最初引進(jìn)的是萘法工藝。在1990年之前，奈法工藝占國內(nèi)苯酐產(chǎn)能90%。反應(yīng)用萘氧化法，副反應(yīng)生成萘醌、順丁烯二酸酐等。所用催化劑也是釩系催化劑。工藝過程與鄰二甲苯氧化相似。萘氧化的反應(yīng)器有列管式固定床和流化床兩種。流化床反應(yīng)器的反應(yīng)熱由反應(yīng)器內(nèi)的冷卻管移走。流化床催化劑的粒度要求有一適宜的范圍,通常為40300m。

4、使用流化床的優(yōu)點是:反應(yīng)器可以在比較均勻的溫度、較高的原料-空氣比下操作，產(chǎn)物較易捕集。 工業(yè)萘生產(chǎn)苯酐的方法，包括如下步驟： 工業(yè)萘在汽化器中加熱完全汽化； 汽化的萘通過文丘里管進(jìn)入萘空氣混合器，與反應(yīng)空氣充分混合； 充分混合的萘空氣混合氣進(jìn)入固定床氣相催化反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，得苯酐。 （3）萘制減水劑 減水劑是一種在維持混凝土坍落度不變的條件下，能減少拌合用水量的混凝土外加劑。大多屬于陰離子表面活性劑，有木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛聚合物等。加入混凝土拌合物后對水泥顆粒有分散作用，能改善其工作性，減少單位用水量，改善混凝土拌合物的流動性；或減少單位水泥用量，節(jié)約水泥高分子表面活性劑的研究開發(fā)成為

5、當(dāng)今應(yīng)用研究的一個熱點,并在建筑材料工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛,是由于它對材料性能起到關(guān)鍵性的作用.目前國內(nèi)普遍使用的高效減水劑是萘磺酸甲醛縮合物,簡稱為萘系高效減水劑.由于原料萘和甲醛易得,價格較低,受到市場的青睞。但合成技術(shù)和性能不穩(wěn)定,進(jìn)而影響建筑混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量.本文對聚萘磺酸鹽高效減水劑合成的技術(shù)及工藝過程進(jìn)行了研究,探討了有效控制分子鏈增長的技術(shù)途徑,合成出具有20%30%減水率的高效減水劑. 萘系減水劑主要成分為-萘磺酸甲醛絡(luò)合物鈉鹽，結(jié)構(gòu)式為：反應(yīng)流程為： 由于芳基磺酸鹽的存在;從而可定性得到聚合物分子中確實有萘環(huán)及磺酸基的存在.萘系減水劑可溶于水,由于主鏈的親油性和磺酸基的親水性

6、,它是一個兩親性分子.它可吸附在水泥粒子的表面,形成擴散和偶電層.由于水泥粒子帶同種電荷而產(chǎn)生排斥,從而使水泥粒子分散.這就是 DLVO理論.粒子表面的Zeta電位可以表示粒子的穩(wěn)定性.在一定范圍內(nèi),隨減水劑用量的增加,Zeta相對電位上升,粒子間的斥力更大,分散效果越好.另一方面,萘系減水劑的相對分子質(zhì)量越大,分子鏈越長,每個分子中的磺酸基越多,吸附在水泥粒子表面的擴散層越厚,分散效果越好.基于以上的作用原理,我們也在致力于合成具有更高相對分子質(zhì)量的萘系減水劑,這樣,才會有高的減水流化效果. （4）1,5-萘二胺衍生物（NPN）的合成與其物理特性 NPN具有良好的熱穩(wěn)定性，其玻璃化溫度與熔點

7、均較高，為其在電致光發(fā)光電器中的應(yīng)用提供了可能，NPN具有較好的熒光特性和電子性，還可望成為優(yōu)良的空穴傳輸材料，并可通過設(shè)計合理的器件結(jié)構(gòu)實現(xiàn)其對外的藍(lán)光發(fā)射NPN合成路線為： (5)聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）的用途 聚萘二甲酸乙二醇酯由2,6-萘二甲酸二甲酯（NDC）或2,6-萘二甲酸（NDA）與乙二醇（EG）縮聚而成，是一種新興的優(yōu)良聚合物。其化學(xué)結(jié)構(gòu)與PET相似，不同之處在于分子鏈中PEN由剛性更大的萘環(huán)代替了PET中的苯環(huán)。萘環(huán)結(jié)構(gòu)使PEN比PET具有更高的物理機械性能、氣體阻隔性能、化學(xué)穩(wěn)定性及耐熱、耐紫外線、耐輻射等性能。 PET由于良好的熱性能和機械性能而成為目前應(yīng)用最廣的合成材料之一,聚萘二甲酸乙二酯(PEN)由2,62萘二甲酸二甲酯(DMN)和乙二醇(EG)制成,在結(jié)構(gòu)上與PET極為相似,但由于其萘環(huán)結(jié)構(gòu)較PET的苯環(huán)結(jié)構(gòu)剛性更強,從而賦予其無可比擬的優(yōu)良性能,在包裝和電子工業(yè)方面很有潛力,且性能更優(yōu)越。近年來，PEN薄膜主要應(yīng)用于磁帶的基帶、柔性