第一篇：現代化工技術論文

現代化工技術論文

班級：化學工程與工藝1104班

學號：120110815

姓名：孫思明

現代化工企業三廢治理技術及其展望

——造紙廢水治理技術及其展望

摘 要

廢紙的回收具有良好的經濟和社會效益，但廢紙造紙產生的廢水也會對環境造成污染。因此，為了使其產生的廢水達標排放，應采用合理的處理技術。本文對廢紙造紙廢水污染特性、目前比較成熟的處理技術及零排放清潔生產工藝進行總結，并對廢紙造紙處理技術的進一步發展提出建議。

關鍵詞：造紙廢水，廢水處理 引言

造紙廢水具有污染物種類多、色度高、COD高和排放量大等特點。廢水中含有大量的有機物質、懸浮物、致癌、致畸、致突變的有毒有害物質等，若不經有效處理而直接排放，將對人類的生存環境和自然界的生態平衡造成嚴重的破壞。制漿造紙廢水中或多或少含有木素降解產物及其衍生物包括氯化苯酚類CPs)和五氯苯酚類(PCP)等對環境有著重大影響且已被美國EPA[1]和歐盟決議2455/2001/EC[2]列為首要污染物的持久性有機物它們都對環境有著嚴重的污染。造紙廢水對水生生物不僅具有明顯的急性和亞急性毒性而且具有遺傳毒性和潛在的致癌性能對水生生態系統產生嚴重危害甚至通過食物鏈危及人體健康 [3]。紙漿造紙廢水特點

廢紙造紙廢水主要產生于脫墨、洗滌、凈化篩選、濃縮和抄紙系統。其廢水的特性與原料結構、生產設備、工藝過程、產品品種、水資源及用水水質等因素有關，廢水中含有的污染物主要有4類[4]：還原性物質，如木素、無機鹽等；可生物降解物質，為半纖維素、樹脂酸、低分子糖、醇、有機酸和腐性物質等；懸浮物，如細小纖維、無機填料等；色素類：如油墨、染料和木素等。不同廢紙種類及不同制漿方法所產生的污染物總量不同[5]，非脫墨再生紙廠廢水的CODCr濃度為800~1500mg·L-

1、BOD5濃度150~350mg·L-

1、TSS濃度為900~1200mg·L-1；脫墨再生紙廠廢水的CODCr濃度為200mg·L-

1、BOD5濃度為300~900mg·L-

1、TSS濃度為500~1500mg·L-1；另外，在一些使用次氯酸鈉漂白廢紙漿的廢水中還發現有三氯甲烷，所以廢紙造紙廢水具有一定的毒性。

總結其主要特點如下：

（1）污染物濃度高。尤其是制漿生產線廢水，含有大量的原料溶出物和化學添加劑，其BOD5濃度甚至高達104mg/L以上

（2）難降解有機物成分多，可生化性差。木素、纖維素類等物質采用活性污泥法難以降解。

（3）廢水成分復雜。除原料溶出物外，有的還含有硫化物、油墨、絮凝劑等對生化處理不利的化學品。

（4）廢水流量和負荷波動幅度大，并伴有纖維、化學品溢泄。在有多條生產線的工廠這種現象更明顯。水量和負荷波動對生化處理系統的穩定運行非常不利[6,7]。

廢紙造紙廢水處理技術

目前廢紙造紙廢水的處理方法有物理法、化學法、生物法和物理化學法，實際應用的工藝往往是幾種方法組合而成。但由于廢紙來源、產品用途及生產工藝各異，廢水水質差異較大，因此廢紙造紙廠廢水的處理也必須根據各企業廢水水質的特點進行設計。

3.1 物理處理方法

通過物理作用來清除廢水中的污染物稱為物理處理法

物理處理法主要有氣浮法過濾法和擠壓法等。目前，在我國用得最多、效果較好的氣浮法是淺層氣浮法。其氣浮進水器為一圓形槽，有效水深只有420mm。進水配水器和出水集水器為同時旋轉的行走架，進水和出水的流速相同，這樣就使槽體內的水體相對靜止，水流速度為零，避免了水流擾動，固體物的懸浮和沉降在靜態下垂直進行，極大地提高凈水效率廢水在凈水器中的停留時間約3min，表面負荷達到10m3/（m2?h）溶氣裝置是一溶氣管，其溶氣機理是盡量使水流擾動，減少液膜阻力，以增大氣液接觸面積。

在結構上改變了進氣方式，以提供能實現更大進流密度的結構。溶氣時間約為l0s過流密度達到2200-2700m3/（m2?h）。廣州造紙有限公司采用CQJ型超效淺層氣浮凈水器處理新聞紙機白水。結果表明，在混凝劑PAC和絮凝劑PAM用量分別為400 mg/L和10-15 mg/L及氣浮器入口SS為3234.0 mg/L、CODCr為3716.9 mg/L 時，SS和CODCr去除率分別為98.5和81.8。每臺處理量5760m3/d，回收白水4930 m3/d16。從這些數據可看出，淺層氣浮處理造紙白水具有效率高、投資少及運行可靠的特點，是一種高效的廢水處理設施。德國曾有人用簡易的圓盤和低能耗的壓力設備過濾凈化紙廠中的循環用水；在壓力容器中緩慢旋轉的圓盤和過濾層可使細小纖維分離，再用其他特殊裝置在質量控制范圍內將3種物質和1種廢料分離開來[8]。一般來說，物理法只能去除廢水中的大顆粒物質，如進一步凈化廢水，還需更深度的處理。

3.2 化學處理法

化學處理法主要是利用化學反應、轉化、分離和回收處理廢水中的污染物質。

（1）臭氧氧化法

吳憶寧等的實驗表明臭氧可以將造紙廢水中部分有機物質氧化為CO2和H2O；廢水處理中，分別選定2、5、6、8、10、15和20min等與臭氧接觸不同時間并控制不同的臭氧投加量，結果表明，隨著臭氧投加量的增加COD去除率和廢水可生化性均增加[9]易封萍采用臭氧-混凝法處理造紙廢水CODCr懸浮物（SS）等主要污染物去除率均高達99%以上，各項指標超過一級排放標準，水質完全可以回收利用[10]。

（2）光催化氧化法

光催化氧化法是在特殊的光照射條件下發生的有機物參與的氧化分解反應，最終把有機物分解成無毒物質的處理方法。銳鈦型的TiO2在紫外光的照射下能產生氧化性極強的羧基自由基，對所有的有機物幾乎都氧化為CO2和H2O，且除凈度高，降解速度快，無二次污染。用水解法制得的納米級TiO2具有巨大的表面積和更強的紫外光吸收能力，因而具有更強的光催化降解能力，可快速將吸附在其表面的有機物分解掉，比普通的 TiO2的降解率高40%。實驗發現：CDD（2-氯代二惡英）在2h內降解了98.3%，DCDD（2，3-二氯代二惡英）PeCDD（1，2，3，7，8-五氯代二惡英）和OCDD（八氯代二惡英）在4h內分別降解了87.2%、84.6%和91.23%。生物法

4.1 好氧法

好氧法主要包括活性污泥法和生物膜法等兩種方法。

（1）性污泥法。SBR活性污泥廢水處理制裝造紙SBR(Sequencing Batch Reactor)即序批式反應器，是一種間歇式活性污泥處理系統，它已經成為一種簡單可靠、經濟有效和多功能的生化處理工藝，普通活性污泥法的BOD和懸浮物去除率都很高，達到90～95%左右，COD去除率達到80％以上。

（2）生物膜法。胡維超采用浸沒式膜生物反應器S-MB。進行了造紙廢水的中試處理試驗，結果表明

COD去除率高達95%。

4.2 厭氧法

厭氧生物處理技術是對普遍存在于自然界的微生物過程的人為控制與強化技術，是處理有機污染和廢水的有效手段。造紙廢水含大量有機物及難降解物質，適宜用厭氧法進行預處理。IC反應器是在UASB反應器的基礎上發展起來的第三代高效厭氧反應器，它具有處理量大，投資少，處理效率高，抗沖擊能力強，能耗低，占地省等優點，擁有良好的產業化發展前景，通過采用強制外循環IC反應器完成了造紙廢水的啟動研究，其COD去除率維持在73%-75%之間，其應用范圍已成為廢水厭氧生物處理的熱點之一。

4.3 酶處理法

吳香波等研究了白腐菌采絨革蓋菌Coriolusversicolor漆酶對木素聚合的影響，在有氧條件下，通過添加漆酶和少量ABTS介體到水樣中，用紫外分光光度計測定了其中木素濃度變化，利用凝膠色譜法分析了酶催化聚合木素前后的分子量的變化，結果表明：酶處理6h以后，廢水中木素濃度從93.1mg/L下降到17.2mg/L，酶處理2h以后，從造紙廠污水分離的木素的分子量從31251上升到58610，造紙廢水中木素及其衍生物被聚合后通過絮凝沉淀除去，從而實現廢水色度與COD降低，進而為造紙廢水回用提供可能。

4.4 土地處理法及污灌

土地處理法具有投資少。運行費用低。耗能少及處理效果高的特點[11]。張洪芬等根據扎龍自然保護區獨特的地理、地質條件、研究采用土壤滲濾法處理排入濕地的造紙廢水，并從技術和實踐分析的角度對該地淺表部亞黏土滲濾的穩定性及可行性進行了探討；結果表明，保護區地表層的亞黏土對造紙廢水中各項污染物均有較好的去除效果，其CODCr、BOD5、Cr6+、NH4+-N及TP的去除率分別達到了70%、84、90%、78%及80%以上[12]。江蘇雙燈紙業有限公司利用穩定塘和葦田系統，對堿法稻草制漿造紙廢水作深度處理；穩定塘出水CODCr去除率為70.5%，出水再灌溉蘆葦，在葦田內廢水進一步降解，同時又因蒸發、蒸騰而實現了封閉循環[13]。寶雞隴縣東南造紙廠采用物理化學法-生物塘-人工濕地聯合技術處理制漿造紙廢水，實踐證明，此工藝經濟合理，同時具有先進性和實用性[14]。余永東等介紹了地表漫流-地表流濕地工藝在處理廢紙造紙生產廢水中的應用；在進CODCr、SS濃度分別為454.18mg/L、369.28 mg/L時出水濃度分別達到34.72 mg/L和21mg/L二者去除率分別達到92.4%和94.3%[15]。

三、結束語

造紙廢水成分復雜, 污染物多種多樣, 各造紙企業有各自最佳的治理方法, 但不能期望只用一種方法就達到處理的目的, 往往需要幾種方法組成一個處理系統, 才能完成所要求的處理功效。隨著技術的進步, 人們也會解決傳統技術中出現的問題, 新技術也越來越多地被運用, 最終達到實現減少或者消除廢水對環境的污染。目前清潔生產和零排放技術是適應國家節能環保的最佳技術, 也是最為理想的工藝和未來的發展趨勢。

參考文獻

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第二篇：化工開發技術論文

納米材料在化工行業中的應用

摘要：納米材料是處在原子簇和宏觀物體交界過渡區域的一種典型系統，其特殊的結構層次使它具有表面效應、體積效應、量子尺寸效應等，納米材料具有的獨特的物理和化學性質，使人們意識到它的發展可能給物理、化學、材料、生物、醫藥等學科的研究帶來新的機遇。它在化工生產領域也得到了一定的應用，并顯示出它的獨特魅力。納米材料的應用前景十分廣闊。關鍵詞：納米材料 化工領域 應用

納米材料(又稱超細微粒、超細粉未)是處在原子簇和宏觀物體交界過渡區域的一種典型系統，其結構既不同于體塊材料，也不同于單個的原子。其特殊的結構層次使它具有表面效應、體積效應、量子尺寸效應等，擁有一系列新穎的物理和化學特性，在眾多領域特別是在光、電、磁、催化等方面具有非常重大的應用價值。納米材料在結構、光電和化學性質等方面的誘人特征，引起物理學家、材料學家和化學家的濃厚興趣。80年代初期納米材料這一概念形成以后，世界各國對這種材料給予極大關注。它所具有的獨特的物理和化學性質，使人們意識到它的發展可能給物理、化學、材料、生物、醫藥等學科的研究帶來新的機遇。納米材料的應用前景十分廣闊。近年來，它在化工生產領域也得到了一定的應用，并顯示出它的獨特魅力。1.在催化方面的應用

催化劑在許多化學化工領域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應時間、提高反應速率和反應速度。大多數傳統的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經驗進行，不僅造成生產原料的巨大浪費，使經濟效益難以提高，而且對環境也造成污染。納米粒子表面活性中心多，為它作催化劑提供了必要條件。納米粒于作催化劑，可大大提高反應效率，控制反應速度，甚至使原來不能進行的反應也能進行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應速度提高10—15倍。

納米微粒作為催化劑應用較多的是半導體光催化劑，特別是在有機物制備方面。分散在溶液中的每一個半導體顆粒，可近似地看成是一個短路的微型電池，用能量大于半導體能隙的光照射半導體分散系時，半導體納米粒子吸收光產生電子——空穴對。在電場作用下，電子與空穴分離，分別遷移到粒子表面的不同位置，與溶液中相似的組分進行氧化和還原反應。例如納米Ti02，既有較高的光催化活性，又能耐酸堿，對光穩定，無毒，便宜易得，是制備負載型光催化劑的最佳選擇。用納米微粒作催化劑提高反應效率、優化反應路徑、提高反應速度方面的研究，是未來催化科學不可忽視的重要研究課題，很可能給催化在工業上的應用帶來革命性的變革。

光催化反應涉及到許多反應類型，如醇與烴的氧化，無機離子氧化還原，有機物催化脫氫和加氫、氨基酸合成，固氦反應，水凈化處理，水煤氣變換等，其中有些是多相催化難以實現的。半導體多相光催化劑能有效地降解水中的有機污染物。例如納米TiO：，既有較高的光催化活性，又能耐酸堿，對光穩定，無毒，便宜易得，是制備負載型光催化劑的最佳選擇。已有文章報道，選用硅膠為基質，制得了催化活性較高的Tj0／SiO：負載型光催化劑。N；或Cu—Zn化合物的納米穎粒，對某些有機化合物的氫化反應是極好的催化劑，可代替昂貴的鉑或鈕催化劑。納米鉑黑催化劑可使乙烯的氧化反應溫度從600。c降至室溫。用納米微粒作催化劑提高反應效率、優化反應路徑、提高反應速度方面的研究，是未來催化科學不可忽視的重要研究課題，很可能給催化在工業上的應用帶來革命性的變革。2.納米材料在涂料方面的應用

納米材料由于其表面和結構的特殊性，具有一般材料難以獲得的優異性能，顯示出強大的生命力。表面涂層技術也是當今世界關注的熱點。納米材料為表面涂層提供了良好的機遇，使得材料的功能化具有極大的可能。借助于傳統的涂層技術，添加納米材料，可獲得納米復合體系涂層，實現功能的飛躍，使得傳統涂層功能改性。涂層按其用途可分為結構涂層和功能涂層。結構涂層是指涂層提高基體的某些性質和改性；功能涂層是賦予基體所不具備的性能，從而獲得傳統涂層沒有的功能。結構涂層有超硬、耐磨涂層，抗氧化、耐熱、阻燃涂層，耐腐蝕、裝飾涂層等；功能涂層有消光、光反射、光選擇吸收的光學涂層，導電、絕緣、半導體特性的電學涂層，氧敏、濕敏、氣敏的敏感特性涂層等。在涂料中加入納米材料，可進一步提高其防護能力，實現防紫外線照射、耐大氣侵害和抗降解、變色等，在衛生用品上應用可起到殺菌保潔作用。在標牌上使用納米材料涂層，可利用其光學特性，達到儲存太陽能、節約能源的目的。在建材產品如玻璃、涂料中加入適宜的納米材料，可以達到減少光的透射和熱傳遞效果，產生隔熱、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好靜電屏蔽的納米涂料，所應用的納米微粒有氧化鐵、二氧化鈦和氧化鋅等。這些具有半導體特性的納米氧化物粒子，在室溫下具有比常規的氧化物高的導電特性，因而能起到靜電屏蔽作用，而且氧化物納米微粒的顏色不同，這樣還可以通過復合控制靜電屏蔽涂料的顏色，克服炭黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調性。納米材料的顏色不僅隨粒徑而變，還具有隨角變色效應。在汽車的裝飾噴涂業中，將納米TiO：添加在汽車、轎車的金屬閃光面漆中，能使涂層產生豐富而神秘的色彩效果，從而使傳統汽車面漆舊貌換新顏。納米Si0：是～種抗紫外線輻射材料。在涂料中加入納米SiO：，可使涂料的抗老化性能、光潔度及強度成倍地增加。納米涂層具有良好的應用前景，將為涂層技術帶來一場新的技術革命，也將推動復合材料的研究開發與應用。3.在其它精細化工方面的應用

精細化工是一個巨大的工業領域，產品數量繁多，用途廣泛，并且影響到人類生活的方方面面。納米材料的優越性無疑也會給精細化工帶來福音，并顯示它的獨特畦力。在橡膠、塑料、涂料等精細化工領域，納米材料都能發揮重要作用。如在橡膠中加入納米Si02，可以提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力。納米AI。O。，和SlO：，加入到普通橡膠中，可以提高橡膠的耐磨性和介電特性，而且彈性也明顯優于用白炭黑作填料的橡膠。塑料中添加一定的納米材料，可以提高塑料的強度和韌性，而且致密性和防水性也相應提高。國外已將納米SiO：，作為添加劑加入到密封膠和粘合劑中，使其密封性和粘合性都大為提高。此外，納米材料在纖維改性、有機玻璃制造方面也都有很好的應用。在有機玻璃中加入經過表面修飾處理的Sj0：，可使有機玻璃抗綮外線輻射而達到抗老化的目的；而加入A1：O。，不僅不影響玻璃的透明度，而且還會提高玻璃的高溫沖擊韌性。一定粒度的銳鈦礦型TiO：具有優良的紫外線屏蔽性能，而且質地細膩，無毒無臭，添加在化妝品中，可使化妝品的性能得到提高。超細TiO：的應用還可擴展到涂料、塑料、人造纖維等行業。最近又開發了用于食品包裝的TiO：及高檔汽車面漆用的珠光鈦白。納米T；O：，能夠強烈吸收太陽光中的紫外線，產生很強的光化學活性，可以用光催化降解工業廢水中的有機污染物，具有除凈度高，無二次污染，適用性廣泛等優點，在環保水處理中有著很好的應用前景。在環境科學領域，除了利用納米材料作為催化劑來處理工業生產過程中排放的廢料外，還將出現功能獨特的納米膜。這種膜能探測到由化學和生物制劑造成的污染，并能對這些制劑進行過濾，從而消除污染。4.納米材料在醫藥方面的應用

21世紀的健康科學，將以出入意料的速度向前發展，人們對藥物的需求越來越高。控制藥物釋放、減少副作用、提高藥效、發展藥物定向治療，已提到研究日程上來。納米粒子將使藥物在人體內的傳輸更為方便。用數層納米粒子包裹的智能藥物進入人體，可主動搜索并攻擊癌細胞或修補損傷組織；使用納米技術的新型診斷儀器，只需檢測少量血液就能通過其中的蛋白質和DNA診斷出各種疾病，美國麻省理工學院已制備出以納米磁性材料作為藥物載體的靶定向藥物，稱之為“定向導彈”。該技術是在磁性納米微粒包覆蛋白質表面攜帶藥物，注射到人體血管中，通過磁場導航輸送到病變部位，然后釋放藥物。納米粒子的尺寸小，可以在血管中自由流動，因此可以用來檢查和治療身體各部位的病變。微粒和納粒作為給藥系統，其制備材料的基本性質是無毒、穩定、有良好的生物性并且與藥物不發生化學反應。納米系統主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的藥物的給藥。納米生物學用來研究在納米尺度上的生物過程，從而根據生物學原理發展分子應用工程。在金屬鐵的超細顆粒表面覆蓋一層厚為5～20nm的聚合物后，可以固定大量蛋白質特別是酶，從而控制生化反應。這在生化技術、酶工程中大有用處。使納米技術和生物學相結合，研究分子生物器件，利用納米傳感器，可以獲取細胞內的生物信息，從而了解機體狀態，深化人們對生理及病理的解釋。對納米微粒的臨床醫療以及放射性治療等方面的應用也進行了大量的研究工作。據《人民日報》報道，我國將納米技術應用于醫學領域獲得成功。南京希科集團利用納米銀技術研制生產出醫用敷料——長效廣譜抗菌棉。這種抗茵棉的生產原理是通過納米技術將銀制成尺寸在納米級的超細小微粒，然后使之附著在棉織物上。銀具有預防潰爛和加速傷口愈合的作用，通過納米技術處理后的銀表面急劇增大，表面結構發生變化，殺菌能力提高200倍左右，對臨床常見的外科感染細菌都有較好的抑制作用。

結語

納米科學是一門將基礎科學和應用科學集于一體的新興科學，主要包括納米電子學、納米材料學和納米生物學等。2 l世紀將是納米技術的時代，為此，國家科委、中科院將納米技術定位為“2 l世紀最重要、最前沿的科學”。納米材料的應用涉及到各個領域，在機械、電子、光學、磁學、化學和生物學領域有著廣泛的應用前景。納米科學技術的誕生，將對人類社會產生深遠的影響，并有可能從根本上解決人類面臨的許多問題，特別是能源、人類健康和環境保護等重大問題。2l世紀初的主要任務是依據納米材料各種新穎的物理和化學特性，設計出各種新型的材料和器件。通過納米材料科學技術對傳統產品的改性，增加其高科技含量以及發展納米結構的新型產品，目前已出現可喜的苗頭，具備了形成2l世紀經濟新增長點的基礎。納米材料將成為材料科學領域一個大放異彩的明星展現在新材料、能源、信息等各個領域，發揮舉足輕重的作用。隨著其制備和改性技術的不斷發展，納米材料在精細化工和醫藥生產等諸多領域會得到日益廣泛的應用。年全國石油總產量的29％，凈進口量的35％。每增加1000萬km3能源植物的種植與加工，相當于增加4500萬t石油的年生產能力，可見潛力之大。根據我國農業生態區資源特點，可建設以甜商粱和林區廢棄物為主體的東北綠色油田、以旱生灌草和甜高梁為主體的西北綠色油田、以甜高梁為主體的華北綠色油田、以麻瘋樹和甜高粱為主體的西南綠色油田，以及以多種木本和草本能源植物為主體的東南綠色油田。較之進口，綠色油田安全穩定，戰備性強，可以持續，以及立足國內和不受制于人和付出外交代價。

生物質產業的工藝、設備和產業化方面，我國與發達國檢間有較大的差距，但在資源和某些技術研究上市有優勢和令人鼓舞的，特別是“三農”、能源和環境三股強勁需求的巨大拉力，使幾乎在同一起跑線上的這項國際競賽，中國有可能跑在最前面。當前最急需的是制定和實施一項推進我國生物質產業的國家重大專項計劃，登高一呼，推動全局。

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第三篇：《現代化工導論》論文題目

《現代化工導論》結課論文要求

（1）抽簽選定題目（2）獨立完成（3）論文要求

為綜述形式，字數在2000以上，參考文獻不少于4篇，不能整段和大篇幅的抄襲照搬。

（4）參考文獻：百度百科、維基百科、知網CNKI或維普（5）形式：題目、作者信息、摘要、關鍵詞、正文、參考文獻（6）提交時間：元月8日前

1、我國鉀肥的生產現狀

包括：資源類型、資源狀況、鉀肥的產品形式、主要生產方法和技術路線，今后發展方向。

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包括，海水淡化技術的類型、各種工藝過程、和主要參數。我國發展海水淡化事業的進展和存在的問題。

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13、我國磷酸的生產概述

關鍵詞：磷礦資源概況、磷酸的生產原理、工藝過程、磷酸的主要衍生化學品及其生產過程。

14、淺談溫室氣體處置技術進展

關鍵詞：二氧化碳、用途、采集貯藏技術，今后的發展

15、淺談從石油到PVC的產業鏈條

關鍵詞：石油、乙烯、PVC、聚氯乙烯、氯氣資源與生產、產業鏈條

16、淺談從原油到聚丙乙烯的生產過程

關鍵詞：天然氣、乙烯、聚氯乙烯、氯氣資源與生產、產業鏈條

17、淺談從天然氣到聚氯乙烯的產業鏈條

關鍵詞：原油、乙烯、聚丙乙烯，生產原理、工藝過程，18、淺談從煤到聚氯乙烯的產業鏈條

關鍵詞：煤、電石、乙烯、聚氯乙烯、氯氣資源與生產、過程原理、相關產業

19、淺談從石油到乙二醇的生產過程

關鍵詞：石油、乙二醇、生產原理、生產工藝、主要設備 20、淺談從煤到柴油的生產過程

關鍵詞：煤、柴油、煤制油、生產原理，生產過程，發展情況

21、淺談從煤到汽油的生產過程

關鍵詞：煤、柴油、煤制油、生產原理，生產過程，發展情況

23、淺談高分子材料的阻燃劑

關鍵詞：高分子材料、阻燃劑、阻燃劑類型、作用原理

24、淺談清潔能源氫氣的工業化制備和氫氣的應用。關鍵詞：清潔能源、氫氣、制氫方法、儲氫材料、應用

25、淺談清潔能源氫氣儲存和應用。

關鍵詞：清潔能源、氫氣、儲存方法、儲氫材料、應用

26、淺談一碳化工

關鍵詞：一碳、甲烷、天然氣、一碳合成產品、生產工藝。

27、淺談從天然氣到汽油的生產過程

關鍵詞：煤、柴油、煤制油、生產原理，生產過程，發展情況

28、淺談從石油到丙綸的生產

關鍵詞：石油、丙綸、合成纖維、生產原理、工藝過程。

29、淺談生物柴油的生產技術

關鍵詞：柴油、生物柴油、生產原理、工藝過程、關鍵技術、發展方向。

29、一代和二代生物柴油生產技術進展

關鍵詞：柴油、一代生物柴油、二代生物柴油、生產原理、工藝過程、關鍵技術、發展方向。

30、淺談高分子液晶

關鍵詞：高分子、液晶、液晶材料、特性、應用領域、生產技術

31、淺談我國鋰資源的開發和應用

關鍵詞：鋰、鋰資源、碳酸鋰、氯化鋰、生產原理、生產過程、應用前景

32、淺談環境友好涂料的生產

關鍵詞：涂料、環境友好、甲醛、生產工藝

33、丙烯酰胺生產的化工技術與生物技術

關鍵詞：丙烯酰胺、傳統生產方法、生物生產方法、原理和工藝過程

34、酒精的工業生產技術及過程

關鍵詞：酒精、工業酒精、生產原理、工業過程、經濟效益情況

35、淺談鉆井碎屑含油污泥的類型與處置

關鍵詞：石油鉆屑、含油污泥、處置方法、污泥固化、資源化、穩定化

36、淺談綠色化學與化工

關鍵詞：綠色化學、綠色化學原理、典型綠色化工過程

37、淺談燃料電池

關鍵詞：燃料電池、工作原理、應用實例

38、淺談生物質能源的開發現狀

關鍵詞：生物質、生物質能源、已有產品的生產原理、工藝過程、生產規模等

39、我國稀土資源狀況和開發情況

關鍵詞：稀土元素的概況、稀土資源的產品形式、我國的稀土資源的狀況和開發情況、舉例說明稀土的開發應用 40、乙二醇的應用及生產方法

關鍵詞：乙二醇的特性、工業應用，生產原理、工藝過程。

41、異丁烯的應用和生產方法

關鍵詞：異丁烯的應用、化學法生產過程、生物法生產過程。

42、異丁醇的應用和生產方法

關鍵詞：異丁醇的應用、化學法生產過程、生物法生產過程。

43、植物精油應用及提取工藝

關鍵詞：精油的化學組成、精油的生產原料、精油的生產過程、精油的使用

44、杜邦化學公司的生產概況，主要產品的過程工藝 企業的發展、主要產品、重點講清某一產品的生產工藝

45、道化學公司的概況，主要產品的過程工藝。企業的發展、主要產品、重點講清某一產品的生產工藝

第四篇：現代分離技術論文

分離技術的發展現狀和展望

摘 要: 簡要闡述了分離技術的產生和發展概況，各主要常規和新型分離技術的發展現狀、研究前沿及未來的發展方向，并討論了分離技術將繼續推動現代化工和相關工業的發展，并在高新技術領域的發展中大顯身手。

關鍵詞: 分離技術；發展現狀；展望

Development Status and prospect on separation technology Abstract: The history of produce and development on separation engineering is briefly introduced.The status and study advance of most traditional and new separation techniques and its developing direction in future is briefed.In the past, separation technology brought into important play in chemical engineering.It is discussed that it will also impel modern chemical engineering and relative industries in future.Moreover it will strut its stuff in high technology.Key words: separation technology;development;prospect

本文從分離技術的產生和發展概況入手，綜述了精餾、吸附、干燥等常規分離技術和超臨界流體分離、膜分離、耦合分離等新型分離技術的研究，并分析了各種技術在現代化工中的重要作用。概述

分離技術是研究生產過程中混合物的分離、產物的提取或純化的一門新型學科。1901年英國學者戴維斯[1]在其著作《化學工程手冊》中首先確定了分離操作的概念；1923年美國學者劉易斯和麥克亞當斯[1]合著出版了《化工原理》，從而確立了分離工程理論，并得以充實和完備；20 世紀后期，分離技術不斷深化與拓寬。

而從近年的發展來看，各國都在根據自身特點和條件加速發展分離技術，例如美國的研究工作兼具新穎性和實用性的特點，法國重視核領域和數學模型的研究，德國重視實驗技術和工程研究等。我國分離技術的研究和應用從50年代以來也取得了重大的進展。展望新的世紀，分離技術將在高新科技的發展中起更大的作用。

1.1 化工分離技術重要性

化工分離技術是化學工程的一個重要分支，任何化工生產過程都離不開這種技術[2]。絕大多數反應過程的原料和反應所得到的產物都是混合物，需要利用體系中各組分物性的差別或借助于分離劑使混合物得到分離提純。

隨著對產品的質量及物質純度的要求隨之提高，同時煤炭與石油危機所引起的能源危機對資源利用與清潔生產也提出了要求。正因為如此，推動了人們對新型分離技術不懈的探索。一些常規分離技術，如蒸餾、吸收、萃取等不斷改進、完善和發展，并使一些特色明顯的新型分離技術，如膜分離、泡沫分離、超臨界流體萃取以及耦合技術等得到重視和發展。

1.2 化工分離技術的多樣性

由于化工分離技術的應用領域十分廣泛，原料、產品和對分離操作的要求多種多樣，這就決定了分離技術的多樣性。按機理劃分，可大致分成五類，即：生成新相以進行分離（如蒸餾、結晶）；加入新相進行分離（如萃取、吸收）；用隔離物進行分離（如膜分離）；用固體試劑進行分離（如吸附、離子交換）和用外力場或梯度進行分離（如離心萃取分離、電泳）等，它們的特點和設計方法有所不同。Kelley[3]于1987年總結了一些常用分離方法的技術成熟度和應用成熟度的關系圖(圖1)。十余年來，化工分離技術雖然有了很大的發展，但圖中指出的方向仍可供參考。例如,精餾、萃取、吸收、結晶等仍是當前使用最多的分離技術[4-5]。液膜分離雖然構思巧妙,但由于技術上的局限性,僅在藥物緩釋等方面得到有限的應用。

圖1 分離過程的技術和應用成熟度[3]

Fig.1 The technology and use maturity of the separating process 2 傳統分離技術

精餾雖然是最早期的分離技術之一，幾乎與精餾同時誕生的傳統分離技術,如吸收、蒸發、結晶、干燥等，經過一百多年的發展，至今仍然在化工、醫藥、冶金、食品等工業中廣泛應用并起著重要作用。

2.1 精餾技術

精餾是關鍵共性技術，已經被廣發應用了200多年，從技術和應用的成熟程度考慮，目前仍然是工廠的首選分離方法[6]。精餾市場的經濟效益至今仍是令人刮目相看的。而近年來，隨著相關學科的滲透、精餾學科本身的發展及經濟全球化的沖擊，我國精餾技術正向新一代轉變，以迎接所面臨的挑戰。其特征[7]為：（1）精餾學科正由傳統的依靠經驗、半經驗過渡到憑半理論以至理論；（2）精餾過程正由傳統的單一分離過程過渡到耦合和復雜的優化分離過程，以提高分離效率和節能；（3）由對環境造成嚴重污染的一代向注重環保的一代轉變；（4）由走加工的道路向技術集成創新型轉變；（5）通過我國自己的技術進步解決裝置大型化、長周期運行，通過創新解決精餾技術問題，以降低成本、提高國際競爭力。

常規精餾包括簡單精餾、分批精餾、連續精餾和多側線精餾。在化工生產中，簡單的精餾往往難以達到理想分離效果，因此特殊精餾便應運而生[8]。新型和特殊精餾主要有以下幾方面：添加物精餾（如萃取精餾或共沸精餾方法）；耦合精餾（如反應精餾、吸附精餾和膜精餾）和熱敏物料精餾（分子精餾技術等）[9]。

2.2 吸附分離技術

吸附分離過程是利用混合物中各組分在固體吸附劑與流體相間分配不同的性質，使混合物中難吸附與易吸附組分得到分離的技術。其特點為利用吸附劑巨大的比表面積能吸附分離低濃度或微量的溶質成分，且適合的高性能吸附劑對性質相近的溶質成分有很高的吸附選擇性。因此，吸附分離非常適用于采用傳統分離方法（蒸餾等）難于分離的混合物體系。此外，吸附分離過程的操作條件較為溫和，適合生化產物的分離。

吸附分離過程已經廣泛地應用于化工、煉油、輕工、食品、制藥、環保及能源等各行業中。對于液相混合物體系的吸附分離，其應用領域主要有：食品工業中油類的脫色、脫臭，無水乙醇生產中的脫水，石油餾分的脫色、干燥，以及水源保護和污水處理等。對于氣體混合物體系的分離，工業化程度最高，其應用領域主要有：空氣的凈化及其常溫下的氧氮分離制備氧氣和氮氣，電子工業中高純氣體的制備，工業廢氣的凈化如廢氣中SO2、NOx、氟利昂、揮發性有機氣體和焚燒煙氣中二噁英的脫除，以及核廢氣的處理等。

2.3 干燥技術

干燥也是一古老傳統的分離方法，其應用最廣也是能耗最多的分離操作之一，用來脫出水分或濕分以獲得固體產品，可以說幾乎沒有哪個行業完全與干燥無關。在過去20-30年間，干燥領域的主要技術進步有[10]：（1）流態化干燥。誕生于1921年，日前應用最廣。（2）噴霧干燥。其獨特的優勢為可以直接由溶液或懸浮液制成粉狀或粒狀產品。（3）間接加熱干燥(也稱接觸干燥)。這種干燥方式的特點是熱氣體不直接接觸物料，而是通過器壁或管壁加熱，如可以用廢氣作為加熱介質而又不會污染產品。（4）真空干燥與真空冷凍干燥。真空冷凍干燥是集冷凍和干燥為一體，20世紀70年代開發研究，其產品質量均優于普通真空干燥，但成本高，現僅用于高附加值產品，如人參等。新世紀的分離技術及其展望

新世紀全人類所面臨的四大問題：環保、能源、糧食與健康醫療，每個都與化學工程及分離工程相關。因此，分離技術的不斷改善和發展，將成為新興產業發展的關鍵。

3.1

超臨界流體分離技術

當物質處于臨界溫度與臨界壓力以上，即為超臨界流體。物質于超臨界流體狀態表現出一些重要特性：（1）當接近臨界溫度時，流體有很大的可壓縮性，且超臨界流體的密度和液體的密度接近；（2）當接近超臨界壓力時，適當增加壓力可使流體密度很快增到接近普通液體的密度，使超臨界流體具有類似液體對溶質的溶解能力；（3）超臨界流體的黏度接近氣體，受溫度和壓力的影響不太大；（4）超臨界流體的擴散能力接近于普通氣體；（5）超臨界流體表面張力趨于零，因此在超臨界流體狀態下去除溶劑可以很好保護材料的微、納米孔道。正由于上述特性，其可以廣泛應用于化工分離和反應過程中，從而形成許多超臨界技術。

超臨界流體技術大體的發展包括三個階段：19世紀70年代以前研究階段，研究內容以含超臨界流體體系的相平衡、過程傳質為主；20世紀70到90年代的迅猛發展階段，出現

了重要的超臨界水養化技術、超臨界流體粉體化技術等；20世紀90年代以來的全面發展階段，以綠色化學、能源開發為理念的反應以及耦合分離等技術得到全面的研究和應用。超臨界流體由于具有綠色化學的特點，因此其技術在天然產物、廢棄物中高附加值產品的分離中仍然具有很好的前景，其優點越來越受到人們的廣泛關注，已在食品、醫藥、香精香料、化學工業、能源工業等領域顯示出廣泛的應用前景。

楊敏等[11]以13%甲醇與CO2為流動相，采用超臨界流體色譜分離技術（SFC）測定吳茱萸中吳茱萸次堿與吳茱萸堿含量，與傳統方法相比，SFC可在簡單的流動相條件下對吳茱萸中的吳茱萸次堿和吳茱萸堿進行良好分離，且分析時間僅為6min。王曉丹、史桂云[12]分別采用水提取法、傳統乙醇提取法、微波提取法、超臨界CO2萃取法提取柿葉總黃酮，結果表明超臨界CO2萃取法提取總黃酮含量最高，且得到的萃取物純凈，色澤金黃，純度高，無異味。

3.2 膜分離技術

膜分離技術是一種使用半透膜分離方法，其分離原理是依據物質分子尺度的大小，借助膜的選擇滲透作用，在外界能量或化學位差的推動作用下對混合物中雙組分或多組分溶質和溶劑進行分離、分級提純和富集，從而達到分離、提純和濃縮的目的。與傳統分離方法(蒸發、萃取或離子交換等)相比，它是在常溫下操作，沒有相變，最適宜對熱敏性物質和生物活性物質的分離與濃縮，具有高效、節能，工藝過程簡單、投資少、污染小等優點，因而在化工、輕工、電子、醫藥、紡織、生物工程、環境治理、冶金等方面具有廣泛的應用前景。

數十年來，膜分離技術發展迅速，特別是90 年代以后，膜分離技術的應用領域已經滲透到人們生活和生產的各個方面。膜分離技術作為一種新興的高效分離技術，已經被廣泛應用于化工、環保、電子、輕工、紡織、石油、食品、醫藥、生物工程、能源工程等。國外有關專家甚至把膜分離技術的發展稱為“第三次工業革命”。膜分離技術被認為是20世紀末至21世紀中期最有發展前途的高新技術之一[13-15]。目前己經深入研究和開發的膜分離技術有微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析、滲透汽化和氣體分離等。正在開發研究中新的膜過程有：膜蒸餾、支撐液膜、膜萃取、膜生物反應器、控制釋放膜、仿生膜以及生物膜等過程。

微濾主要用于分離水溶液中的物質，除去尺寸為500 um-50 um的微粒，一般其膜是一次性使用的，因此降低膜成本和拓寬應用范圍將是研發方向；超濾也主要是從水溶液中除去1.2nm-50nm的大分子及高分子化合物、膠體、病毒等，根據市場需要，增加品種，提高膜的性能將是其研究方向；反滲透能夠除去水溶液中0.3nm-1.2nm的溶質，可除去除H+和OH

一以外的無機離子和低分子有機物，現主要用于脫鹽，研究發展方向將是提高通量和脫鹽率，膜的耐熱及耐氧化性，組件大型化，降低膜成本，拓寬應用領域等。

氣體分離領域，氫氣分離中變壓吸附和深冷分離法具有明顯優勢，空氣富氧化方面，正在積極開發燃燒用膜式空氣富氧化系統。

滲透蒸發已成功用于制取無水乙醇。開發低能耗，工藝簡單的方法從發酵液中提取乙醇是一重要課題，正在研究的乙醇選擇性透過膜可由含乙醇4%-8%的發酵液中制成80%的乙

醇，使制備無水乙醇的能耗降為常規精餾法的25%，一旦成功，傳統精餾法生產乙醇將受到挑戰，但膜是否能循環使用是個問題(抗污染性)。反應與滲透蒸發藕合，利用滲透蒸發使生成物不斷排除，促進可逆反應的進行，如脂化反應，這一課題前景光明。

液體膜，至今幾乎無大規模工業應用，主要是由于液膜壽命短的問題一直沒有解決，因此長壽命液膜的研究是誘人的課題。

其余具有開發研究價值的膜分離技術還有膜反應器、酶膜反應器；具有催化活性的絡合金屬高分子膜、離子傳導膜；膜在醫療上的應用，如人工腎、反應-膜分離藕合等。

3.3 耦合分離技術

將分離與分離或者反應與分離等兩種或兩種以上的單元操作藕合或者結合在一起并用于分離的過程稱為基礎過程或雜化過程。集成過程的最大特點是為實現物料與能量消耗的最小化、工藝過程效率的最大化，或為達到清潔生產的目的，或為混合物的最優分離和獲得最佳的產物濃度。

將膜分離技術與傳統分離技術相結合組合而成的集合技術，如精餾-滲透汽化集成技術、滲透汽化-萃取集成技術、錯流過濾-蒸發集成技術、膜滲透-變壓吸附集成技術等分離技術使分離過程在最優條件下進行。

而在反應過程中，采用反應-分離耦合技術可以及時將反應產物移除出反應體系，可以促進反應的進行，進一步提高反應的轉化率，具有十分重要的意義。陶昭才等[16]利用催化反應-蒸餾集成技術將Ti(0C4H9)4與PbO復配作為催化劑，對苯酚和DMC醋交換法反應蒸餾合成DPC進行了探索性研究。結果達到了預期效果，為將來碳酸二苯醋的工業化打下基礎。王樂夫等[17]則采用醋化反應-滲透汽化集成技術制備了活性分離層厚度為l-10μm的PPVA/PAN滲透汽化復合膜，并將其用于乙醇/水恒沸混合物的分離及乙酸和正丁醇酯化制乙酸正丁醋的酸催化反應過程，該復合膜具有很好的熱穩定性和抗溶劑性，并具有非常高的水涌透選擇性和適宜的通量。張秀莉等[18]用膜基化學吸收集成技術對中空纖維膜組件中NaOH水溶液吸收CO2的傳質過程進行實驗研究。對氣相分傳質系數進行了計算和關聯，得到了中空纖維膜組件管內氣相傳質數學模型計算式，為中空纖維膜基化學吸收的研究提供了一種理論模型。

目前，新型分離技術已在多個領域實現了產業化，對某些新領域的開發也取得了一定進展。隨著節能和環保的要求日益提高，新型分離技術將會發揮更大作用，是解決能源危機和緩解三廢污染的有效途徑。結合了先進的計算機模擬工具，相信相關的新型分離技術在未來將會有更好的發展。特別是在今天環保和節能已經成為全世界最關注的焦點下，更使那些具有低能耗、無污染特色的新型分離技術將得到充分的開發和應用。展望

21世紀是生物科學技術的時代，是信息時代，是全人類為生存、為健康、為保衛人類共同的家園——地球而奮斗的時代。相信分離工程將會在新世紀的科學技術進步中起更大作用，取得更輝煌的成就。

參考文獻

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第五篇：化工技術進展論文

0.0 前言

一個學期的化工技術進展學完了，在這門課程里，各個研究室的老師以講座的形式像我們介紹了他們從事的研究，包括智能粘彈性膠體束及應用、氫能技術、超臨界流體技術應用進展、高性能碳纖維的研發與應用進展、單分子膜及其應用等。這門課程使我對最新的化工技術，以及這些新技術在實際生活生產中的應用有了一個全新的了解。比如方波老師做的智能粘彈性膠體，研究的就是膠體在特定作用下能夠反應出規律，在醫療方面有一定的應用。再比如說高性能的碳纖維，研究的就是新材料，這種材料比一般的碳纖維材料的韌性更強。總的來說這些化工新技術主要圍繞節約能源和提高能源利用率。近年來，隨著人們環保意識不斷增強，綠色化工技術得到了廣泛應用。目前保護環境是我國一項基本國策，化工業作為我國國民的經濟基礎和先導產業，首當其沖該投入環境保護中來，如今綠色化工產品隨處可見，開發綠色化工技術與生產的應用前景越來越廣闊。化學工業對環境的污染越來越引起人們的關注,人們已經深刻認識到,化工生產造成環境污染的根本原因在于人們的環境社會意識和化工工藝的落后。在這種形勢下,人類要求得自身的生存與可持續發展,就必須綜合考慮環保、經濟、社會以及化學工業本身發展的要求。

綠色化工技術的應用正在不斷增多，這些應用包括原料、溶劑、催化劑、多元醇等，及使用低能耗的工藝。發展環保型產品，采用先進技術，實現清潔生產，最大限度地降低三廢排放量。逐步淘汰落后的生產工業，降低原材料消耗，增加節水措施，提高水的重復利用率等。加快化工廢水處理設備、藥劑、廢氣處理設備、排煙設備的系列化、成套化，以提高化工環保產業技術和裝備水平。人類的自然資源是有限的，但智慧是無限，在生產化工產品時要考慮產品是否能夠具有可回收利用性、可處理性或可重新加工性能。例如近年來的有色涂料產品：傳統的涂料產品含有大量揮發性有機化合物（VOC），污染環境，危害人身健康。這些化工新技術的應用能夠使化學工業經濟效益更高，環境污染更少，為社會科技進步做出了貢獻。

碳酸二甲酯的合成工藝

摘要：本文簡要介紹了碳酸二甲酯的基本性質，綜述了碳酸二甲酯的最新合成方法及其應用進展，并概述了碳酸二甲酯的資源化利用空間。

關鍵詞：碳酸二甲酯、合成、應用

1碳酸二甲酯的基本性質

碳酸二甲酯Dimethyl carbonate或 DMC分子式CO(COCH3)相對分子量為90.08, 熔點4 ℃ 沸點90.11℃ 在常溫下是一種無色透明液體可燃微溶于水且能與水形成共沸物 可與醇 醚 酮等幾乎所有的有機溶劑混溶對金屬腐蝕很小由于ＤＭＣ分子結構中含有ＣＨ3Ｏ——、——ＣＯ——、——ＣＯＯＣＨ3等官能團，化學性質非常活潑具有較好的化學反應活性。ＤＭＣ毒性很低是一種符合現代清潔工藝要求的環保型有機化工原料，是重要的有機合成中間體。通常情況，在甲基化和羰基化這一化工生產過程中采用的是硫酸二甲脂，（ＤSＣ）和光氣（ＣＯＣl2）作為首選試劑在醫藥食品添加劑、農藥 聚氨酯以及有機化工等行業具有廣泛用途但這兩種產品都有一定的毒性。在這種情況下，碳酸二甲酯的產生及應用解決了這一問題。另外碳酸二甲酯曾在歐洲被登記為非毒性化學品，是近年來受到世界各國廣泛關注的綠色環保型化工產品，ＤＭＣ在涂料、醫藥、農藥、有機化工原料食品添加劑、抗氧化劑、汽油添加劑以及電子化學品等領域都有廣泛的應用。ＤＭＣ市場前景廣闊應用潛能巨大，是化工領域有機合成的又一新突破[2]。碳酸二甲酯的制備方法

碳酸二甲酯的制備方法通常有光氣甲醇法、甲醇氧化羰基化法、二氧化碳直接氧化法、電化學合成法、酯交換法以及尿素醇解法。目前合成碳酸二甲酯主要有酯交換法和甲醇氧化羰基合成法等。

2.1 酯交換法

酯交換法是采用環氧乙烷C2H4O或環氧丙烷C3H6O與CO2發生反應生成碳酸乙烯酯C3H4O或碳酸丙烯酯C4H6O3，后與甲醇發生酯交換,得ＤＭＣ與乙二醇或丙二醇。這種方法ＤＭＣ收率較高，而且反應條件溫和，腐蝕性較低，反應過程幾乎無毒，易于工業化。可是，這一反應為逆反應平衡趨向于環狀二醇酯一側，故反應轉化率低。并存在單位容積的生產能力低，設備費用高以及能耗高等問題。因此在國內應用生產規模較小。目前國內許多企業采用催化反應精餾來完成這樣工藝，發現單程轉化率顯著提高，酯交換法過程中一般采用固體催化劑，均相反應體系內采用的催化劑是可溶性堿金屬氫氧化物、醇鹽、草酸鹽和有機堿等,如氫氧化鈉、氫氧化鉀等。非均相反應體系內采用的催化劑主要有堿土金屬硅酸鹽、分子篩以及離子交換樹脂等。

此外，酯交換法在當前的研究是采用甲醇ＣＯ

2、環氧烷烴為原料，直接合成 ＤＭＣ，環氧烷烴在催化劑作用下開環生成中間產物，后經 ＣＯ2插入反應生成環狀碳酸酯，在催化劑作用下與甲醇酯交換生成 ＤＭＣ。反應一步完成 該過程中催化劑的選擇與分離精制塔構型和萃取劑的篩選也是一個重要的研究方向，旨在提高轉化率[7]。

2.2 光氣甲醇法

光氣甲醇法這一制備方法是ＤＭＣ最早的合成方法，分如下兩步反應：

→ＣｌＣＯＯＣＨ3 十 ＨＣｌ

ＣｌＣＯＯＣＨ3 十ＣＨ3ＯＨ →ＣＨ3ＯＣＯＯＣＨ3 十 ＨＣＩ ＣＯＣｌ2十ＣＨ3ＯＨ

光氣甲醇法是工業規模生產的主要方法，但原料光氣有劇毒，產品含有氯以及大量的氯化氫，工藝復雜，操作周期長，污染環境，因此限制發展及使用，除了一些生產光氣的企業，也需在安全措施保證條件下才可采用這一工藝[3]。

2.3 甲醇氧化羰基化法

該技術以甲醇、CO和O2為原料，原料價廉易得，理論上甲醇全部轉化為碳酸二甲酯(DMC)，無其他有機物生成,主要有液相、氣相和常壓非均相法三種。甲醇氧化羰基化法有液相法和氣相法兩種工藝路線，２０世紀時期開發的液相法是在銅催化劑體系，氯化亞銅 作用下，在液相甲醇中通入氧氣或空氣和ＣＯ氣，含有催化劑的液相甲醇生成。

ＣｕＯＣＨ3 Ｃ１，然后生成ＤＭＣ和ＣｕＣl。２ＣｕＣl＋２ＣＨ3ＯＨ＋

1Ｏ22→２ＣｕＯＣＨ3Ｃ１＋Ｈ2Ｏ2 ＣｕＯＣＨ3Ｃｌ＋ＣＯ

→（ＣＨ3Ｏ）2ＣＯ＋２ＣｕＣl 這一工藝成熟可靠，安全性較高，排出物不用嚴格的處理，且無劇毒化學品，設備簡單，投資較少，原料費用低。但缺點是設備腐蝕嚴重，產物催化劑分離困難 催化劑易失活等。

氣相法可分為甲醇間接氧化羰基化法和甲醇直接氧化羰基化法，其中間接法以鈀為催化劑，以亞硝酸甲酯為循環溶劑和中間體。1ＣＯ＋Ｏ2＋２ＣＨ3ＯＨ2→ ＤＭＣ＋Ｈ2Ｏ

這一方法成本低，產品質量好，流程簡單，設備腐蝕問題得到一定程度的解決，而且催化劑的再生也得到了解決，單位容積生產能力是液相法的３倍。整個過程無固體原料，容易大型化。再生過程中生成的水可排放，水分和氧不會進入反應器中，避免了一系列副反應的發生和催化劑的氧化，產品產品的收率高，但是亞硝酸甲酯有毒，副產物中的草酸二甲酯易堵塞管道[6]。2.3.1 液相氧化羰基化法

該技術由意大利Ugo Romano等人在長期研究羰基化基礎上于1979年開發成功。1983年，由意大利Enichem Synthesis公司首先在Ravenna實現工業化，初始裝置規模5000噸/年，1988年擴產到8000噸/年，1993年進一步擴大到12000噸/年。1988年日本Dacail公司也采用此技術建成了6000噸/年的工業化裝置。除意大利埃尼公司外，世界上其他幾大化學公司如ICI、Texaco和Dow化學公司等也在競相開發此技術。我國化工部西南化工研究院在上世紀80年代中期也進行了液相法甲醇氧化羰基化技術的開發，并取得階段性成果。液相工藝以意大利埃尼公司為代表，典型工藝包括甲醇氧化羰基化、DMC與甲醇的分離。該技術以氧化亞銅為催化劑，甲醇既為反應物又為溶劑，在淤漿反應器中反應，反應溫度100℃~130℃、壓力2.0~3.0MPa，甲醇、氧氣和氯化亞銅反應生成甲氧基氯 化亞銅，再與一氧化碳反應生成碳酸二甲酯(DMC)。其反應式如下： 2CH3OH＋CO＋1/2O2 ——→(CH3O)2CO＋H2O

該工藝是在一系列連續攪拌反應釜中進行的，氧氣和一氧化碳壓縮至反應壓力后進入反應釜，同時向反應釜送入甲醇和催化劑，進行催化反應得到粗碳酸二甲酯，再經過蒸餾可以得到工業級碳酸二甲酯。該方法甲醇的單程轉化率在32%左右，選擇性按甲醇計近100%，按CO計不穩定，最高達到92%，最低僅60%。然而，該法設備腐蝕性大，催化劑壽命短。液相反應采用的催化劑有氯化亞銅、硒和鈀催化體系，其中以氯化亞銅催化體系實現了工業化[5]。2.3.2 氣相氧化羰基化法

由于液相氧化羰基化法存在設備腐蝕，催化劑易失活等缺點，1986年美國Dow化學公司開發了甲醇氣相氧化羰基化法技術，其化學原理與液相法相同。該技術采用浸漬過甲氧基酮/吡啶絡合物的活性炭作催化劑，并加入KCl等助催化劑，含甲醇、CO和O2的氣態物流在通過裝填該催化劑的固定床反應器時合成碳酸二甲酯(DMC)。反應條件為100℃~150℃，壓力2.0MPa，氣相法避免了液相法的催化劑對設備腐蝕，而且具有催化劑易再生等優點。另外，由于采用固定床反應器，在大型裝置上采用該技術比其他羰基化法有一定的優勢[4]。2.4尿素和甲醇醇解法

采用尿素醇解法制備ＤＭＣ是最近幾年開發的，一種新的工藝路線，用來源廣泛、價格低廉的尿素和甲醇做基本原料，采取催化精餾工藝在尿素醇解制備ＤＭＣ的反應中，能夠有效地移去ＤＭＣ，減少ＤＭＣ在反應器中的聚集，副反應少，ＤＭＣ產率高。從尿素和甲醇出發合成碳酸二甲酯的尿素醇解法一般可以分為間接法和直接法兩種路線。總反應如下： ＮＨ2ＣＯＮＨ2＋２ＣＨ3ＯＨ→ＤＭＣ＋２ＮＨ3 尿素醇解法制備ＤＭＣ工藝生產過程中無水生成，避免了甲醇－水－ＤＭＣ共沸物的形成，后續分離提純更加簡單化。同時此生產過程為均相反應，所需催化劑活性高，選擇性高，壽命長，ＤＭＣ的選擇性幾乎可以達到１００％。反應后的催化劑可以再生，所得副產物氨氣，若和尿素聯產，亦可循環使用，易實現工業化，降低生產成本，是一種可持續發展的環境友好型綠色化工合成工藝。該合成路線反應原料價廉易得而且無三廢產生，整個過程不使用或產生劇毒或強腐蝕性物質。這種制備方法受到研究人士的廣泛關注并成為碳酸二甲酯合成技術新的研究焦點 是一種很有潛力的方法[15]。

2.5 二氧化碳和甲醇直接合成法

二氧化碳與甲醇直接合成制備ＤＭＣ這一方法雖研究廣泛，但并未達到工業化所要求的程度。主要是由于ＣＯ2的活化較困難，反應的熱力學難以控制，催化劑易中毒。ＣＯ2和甲醇直接合成ＤＭＣ反應中根據甲醇相態變化可以分為以下兩種：

２ＣＨ3ＯＨ(l)＋ＣＯ2(g)→ＤＭＣ(l)＋Ｈ2Ｏ(l)２ＣＨ3ＯＨ(g)＋ＣＯ2(g)→ＤＭＣ(g)＋Ｈ2Ｏ(g)在ＣＯ2和甲醇合成ＤＭＣ的反應中，平衡常數和ＣＯ2的平衡轉化率都很小，設計催化工藝技術就是為了打破反應的化學平衡限制，使反應得以順利進行從而提高ＤＭＣ收率。在近臨界或超臨界ＣＯ2壓力使得ＣＯ2既做溶劑，又直接參與反應。由ＣＯ2出發合成 ＤＭＣ，可為化工及石化行業提供綠色產品，在合成化學、碳資源循環利用和環境保護方面都具有重要意義；可使生產過程簡化，生產成本降低，將成為合成碳酸二甲酯的一條新的路徑。該路線尚處于實驗研究探索階段，主要集中在催化劑及工藝路線等方面，是一條經濟綠色的工藝路線[12]。

3.碳酸二甲酯的應用

ＤＭＣ作為一種重要的清潔有機化學試劑使用一方面可替代光氣、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等劇毒或致癌物進行羰基化、甲氧基化、甲酯化及酯交換等反應生成多種重要化工產品；一方面以ＤＭＣ為原料可以開發制備多種高附加值的精細化學品，在醫藥、農藥、合成材料、燃料、潤滑油、添加劑、食品增香劑、電子化學品等領域都有廣泛的應用；更為重要的是，由于氧含量高、相容性好，可用作低毒溶劑和燃油添加劑[7]。3.1 農藥產品的合成

國內農藥生產中，常用的甲基化試劑是硫酸二甲酯（ｄｉｍｅｔｈ ｙ ｌｓｕｌｆａｔｅ，ＤＭＳ）和鹵代甲烷；羰基化試劑是光氣。ＤＭＳ和光氣都是劇毒、致癌性的物質，嚴重威脅生存環境。磺草靈是以碳酸二甲酯為原料生產合成的重要農藥產品，它具有良好的殺蟲效果，也是我國農藥出口市場上的主要產品之一。以碳酸二甲酯為原料生產的具有廣泛殺蟲效應的低毒農藥產品－西維因，在我國已投資試驗生產，既安全又清潔，將逐步取代被淘汰的光氣法和異氰酸酯法。3.2 聚碳酸酯

聚碳酸酯是重要的工程塑料，其應用開發是向高復合、高功能、專用化、系列化方向發展，目前已推出了光盤、箱體、包裝、醫藥、汽車、辦公設備、照明、薄膜等多種產品。實現工程塑料的綠色合成，已成為大幅提升碳酸二甲酯產品鏈競爭力的關鍵。一般的方法是以甲基氯為溶劑，使丙二酚與光氣進行反應，改進后的工藝是碳酸二甲酯與苯酚生成碳酸二苯酯，再與丙二酚在熔融狀態下進行酯交換，經脫酚得到聚碳酸酯，避免了光氣的污染問題。3.3 提高汽油的辛烷值

近年來油價逐級攀升，急需開發增大辛烷值的添加劑，由于ＤＭＣ具有高辛烷值在汽油中有良好的可溶性及抗水性，且具有低蒸汽壓及混合分配系數，分子含氧量高達５３％ 是品質極好的汽油添加劑。此外，ＤＭＣ是更為有效的高含氧化合物，同摩爾的ＤＭＣ比甲基叔丁基醚的含氧量高３５％，且ＣＯ排放量較小。ＭＴＢＥ是用異丁烯為原料制造的，但是隨著 ＭＴＢＥ的大量使用，原料異丁烯將不能滿足供應。ＤＭＣ少量添加于汽油中可明顯提高汽車排氣中的氧濃度，而且綠色環保，是一種可持續發展的環境友好型的有機產品，作為汽油添加 劑而日益受到重視[8]。

參考文獻

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