異丁烯的應(yīng)用領(lǐng)域.doc

專業(yè)化工市場(chǎng)與投資顧問(wèn) 異丁烯的應(yīng)用領(lǐng)域異丁烯的化工利用可以分為兩大類，一類是混合C4（已抽提丁二烯）餾分即C4抽余異丁烯直接利用和高純度異丁烯的加工利用。表4.1 異丁烯的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域異丁烯的化工利用C4抽余異丁烯高純度異丁烯1甲基叔丁基醚（MTBE）丁基橡膠2叔丁醇聚異丁烯3甲基丙烯酸甲酯(MMA)抗氧劑4聚丁烯叔丁胺5對(duì)叔辛基酚甲代烯丙基氯6異戊二烯三甲基乙酸4.1 C4抽余異丁烯的開(kāi)發(fā)利用4.1.1生產(chǎn)甲基叔丁基醚（MTBE）甲基叔丁基醚（MTBE）合成技術(shù)作為分離C4混合物的有效方法，近年來(lái)得到了迅速發(fā)展，特別隨著新配方汽油的推廣，更受到煉油行業(yè)的普遍關(guān)注。MTBE作為汽油的添加劑已經(jīng)在世界范圍內(nèi)普遍應(yīng)用，它不僅能有效提高汽油的辛烷值，而且還能改善汽車的行車性能，降低排氣中CO含量，同時(shí)降低汽油的生產(chǎn)成本。MTBE應(yīng)用至今，在我國(guó)需求量、消費(fèi)量一直處于高增長(zhǎng)狀態(tài)，其生產(chǎn)技術(shù)也日趨成熟。4.1.2生產(chǎn)叔丁醇4.1.3生產(chǎn)甲基丙烯酸甲酯(MMA)甲基丙烯酸甲酯（MMA）又名有機(jī)玻璃單體，是一種重要的有機(jī)化工原料和化工產(chǎn)品，主要用于生產(chǎn)聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃），生產(chǎn)聚氯乙烯助劑ACR、MBS和用作腈綸生產(chǎn)的第二單體，也可用作樹(shù)脂、膠粘劑、涂料、離子交換樹(shù)脂、紙張上光劑、紡織印染助劑、皮革處理劑、潤(rùn)滑油添加劑、原油降凝劑，木材和軟木材的浸潤(rùn)劑、電機(jī)線圈的浸透劑、絕緣灌注材料和塑料型乳液的增塑劑等，用途十分廣泛。目前，世界上MMA的生產(chǎn)主要集中在美國(guó)、西歐和日本，其中美國(guó)、西歐的生產(chǎn)主要以丙酮氰醇法為主，日本的生產(chǎn)主要以異丁烯法為主。異丁烯直接氧化法（C4法）于1982年由日本三菱人造絲公司首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，隨后日本旭化成公司、Methacryl單體公司、京都單體公司等也相繼實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。目前，此法在日本所占比例約為其總生產(chǎn)能力的60%。90年代韓國(guó)Lucky公司通過(guò)合資形式亦獲得該技術(shù)，建成5萬(wàn)噸/年生產(chǎn)裝置。東亞、東南亞一些新建裝置也采用了日本轉(zhuǎn)讓的異丁烯法技術(shù)。異丁烯在鉬催化劑存在下經(jīng)空氣氧化生成甲基丙烯酸，甲基丙烯酸再與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)制得MMA。該法的特點(diǎn)是原料來(lái)源廣泛，催化劑活性高，選擇性好，壽命長(zhǎng)，甲基丙烯酸的收率較高，無(wú)污染，成本低于丙酮氰醇法，在較小規(guī)模裝置上具備很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)MMA主要用于有機(jī)玻璃行業(yè)，其消費(fèi)量約占MMA總消費(fèi)量的60%，其次是用于生產(chǎn)PVC抗沖擊改性劑ACR和MBS，另外還用于表面涂料、腈綸、金屬粘合劑、不飽和聚酯交聯(lián)劑、潤(rùn)滑劑和人造大理石臺(tái)面等。主要潛在發(fā)展市場(chǎng)是有機(jī)玻璃、水性涂料行業(yè)和PVC改性劑等行業(yè)。在MMA的眾多生產(chǎn)方法中，由于我國(guó)乙烯產(chǎn)量嚴(yán)重不足，且運(yùn)輸和儲(chǔ)存條件苛刻，成本高，因此不適宜采用乙烯路線，而甲基丙烯腈法的原料叔丁醇也不好解決，該工藝的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力與其它工藝相比也并不強(qiáng)，同時(shí)該技術(shù)獨(dú)家擁有，BASF公司和日本旭化成公司也不會(huì)輕易轉(zhuǎn)讓其技術(shù)。而異丁烯直接氧化法生產(chǎn)MMA技術(shù)成熟、成本低、污染小，用于規(guī)模較小的裝置時(shí)（2-5萬(wàn)噸/年），經(jīng)濟(jì)上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。4.1.4生產(chǎn)聚丁烯4.1.5生產(chǎn)對(duì)叔辛基酚對(duì)叔辛基酚以已抽提的C4餾分為原料，由異丁烯二聚為異辛烯，再與苯酚在陽(yáng)離于交換樹(shù)脂的催化作用下反應(yīng)而得到。它是一種重要的化工產(chǎn)品，具有廣泛的用途。對(duì)叔辛基酚與甲醛縮聚制成的對(duì)叔辛基酚甲醛樹(shù)脂（202樹(shù)脂）是橡膠工業(yè)良好的硫化劑，是子午輪胎需要的配套加工助劑。油溶性辛基酚醛樹(shù)脂可改善氯丁膠粘結(jié)劑的耐熱性、提高其剪切強(qiáng)度和耐老化性，對(duì)制鞋業(yè)等有著重要的意義。對(duì)叔辛基酚在世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家均有生產(chǎn)，美國(guó)辛基酚年產(chǎn)量為2-2.5噸，主要用于生產(chǎn)表面活性劑和酚醛樹(shù)脂；日本為4000t左右，大部分用于生產(chǎn)油溶性酚醛樹(shù)脂和橡膠配合劑生產(chǎn)。4.1.6生產(chǎn)異戊二烯異戊二烯是生產(chǎn)異戊橡膠和丁基橡膠的單體，此外還可用于合成異戊烯氯、異丁烯、芳樟醇、檸檬醛、月桂烯、熏衣草醇、維生素A、E、K、擬除蟲(chóng)菊酯多種附加值很高，經(jīng)濟(jì)效益好的精細(xì)化學(xué)品。異戊二烯一般是由異丁烯和甲醛為原料，采用烯醛法來(lái)生產(chǎn)。其生產(chǎn)工藝可分為一步法和兩步法兩種。二步法是異丁烯和甲醛在硫酸催化劑存在下,發(fā)生縮合反應(yīng)生成4,4-二甲基-1,3-二氧雜環(huán)己烷（DMD），DMD再在磷酸作用下裂解生成異戊二烯、甲醛和水，甲醛分離后可循環(huán)使用。該法異丁烯可來(lái)源于裂解C4或煉油廠C4餾分。一步法是由異丁烯和甲醛直接反應(yīng)生成異戊二烯，反應(yīng)條件取決于所用的催化劑。在異戊二烯的生產(chǎn)上,西德拜耳公司,前蘇聯(lián),日本可樂(lè)麗公司都采用混合C4作原料。國(guó)外從20世紀(jì)70年代開(kāi)始異戊二烯系精細(xì)化工產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，目前，生產(chǎn)廠家主要有美國(guó)聯(lián)碳公司、德國(guó)BASF公司、日本可樂(lè)麗公司、法國(guó)Rhone-Poulenc公司以及日本瑞翁公司等，其中日本的異戊二烯精細(xì)化工利用率最高。由于目前我國(guó)異戊二烯產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口解決，因而精細(xì)化工產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外，國(guó)產(chǎn)品牌為數(shù)極少，許多項(xiàng)目尚處在實(shí)驗(yàn)室階段。目前的生產(chǎn)和研制單位主要有上海石油化工股份有限公司化工研究所、西南化工研究院以及江蘇石油化工學(xué)院等。4.2高純度異丁烯的開(kāi)發(fā)利用4.2.1生產(chǎn)丁基橡膠丁基橡膠是異丁烯和少量異戊二烯在催化劑作用下聚合而成的產(chǎn)物。它具有優(yōu)良的氣密性（對(duì)空氣的透氣性比天然橡膠低8倍多）、耐熱性、耐老化、耐化學(xué)藥品性、耐臭氧、耐溶劑,電絕緣、減震、低吸水性以及回彈性低等特點(diǎn)，廣泛用于內(nèi)胎、水胎、硫化膠囊、電線電纜以及防水卷材等方面。丁基橡膠是生產(chǎn)汽車內(nèi)胎的最好膠種，尤其是生產(chǎn)子午胎必備原料，也是制造醫(yī)用瓶塞和密封制品的重要原料。在發(fā)達(dá)國(guó)家輪胎內(nèi)胎幾乎全部使用丁基橡膠制成。丁基橡膠的生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)于20世紀(jì)30年代，1943年由美國(guó)Exxon公司實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，鹵化丁基橡膠是普通丁基橡膠在脂肪烴溶劑中與氯或溴反應(yīng)的產(chǎn)物，它不僅保留了丁基橡膠的各種優(yōu)異性能,提高了硫化速度,改善了同天然橡膠和丁苯橡膠的相容性,而且粘結(jié)性變佳,耐熱性更好，可用作無(wú)內(nèi)胎輪胎的內(nèi)襯密封層，其工業(yè)化生產(chǎn)始于20世紀(jì)60年代。4.2.2聚異丁烯4.2.3生產(chǎn)抗氧劑以異丁烯為烷基化試劑進(jìn)行叔丁基化反應(yīng)可以制得不同種類的具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的叔丁基酚產(chǎn)品。產(chǎn)品主要用于合成抗氧劑、塑料加工助劑和酚醛樹(shù)脂等。異丁烯在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂存在下，與苯酚化合生成對(duì)叔丁基苯酚，用于生成改性的酸醛樹(shù)脂、橡膠的硫化劑及涂料等。異丁烯以V2O5或VOSO4為催化劑，-氧化鋁為載體，與苯酚化合生成2，4二叔丁基苯酚，它與PCl3酯化可制得聚烯烴生產(chǎn)中使用的抗氧劑268和紫外線吸收劑UV-327，目前我國(guó)只有少量生產(chǎn)，且產(chǎn)品質(zhì)量較差。以酚鋁作催化劑，異丁烯與苯酚反應(yīng)制得的2，6-二叔丁基苯酚，主要用于制酚醛樹(shù)脂、汽油添加劑和生產(chǎn)1010、1076、300抗氧劑。異丁烯與對(duì)甲酚在硫酸或甲基苯磺酸存在下，制得的2，6二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）是一種非污染型受阻酚類抗氧劑，廣泛應(yīng)用于橡膠、合成樹(shù)脂、塑料、石油產(chǎn)品、食品和飼料等領(lǐng)域，是用量最大的抗氧劑。異丁烯與間甲酚、SCl2反應(yīng)生成3-甲基-6叔丁基苯酚（抗氧劑300），主要用于合成塑料的抗氧劑和橡膠制品防老劑。隨著我國(guó)合成橡膠、樹(shù)脂以及塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，抗氧劑的需求量也隨之增加。因此著力于以異丁烯為原料的叔丁基酚類系列產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)和開(kāi)發(fā)，對(duì)于提高我國(guó)抗氧劑的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量具有十分重要的意義。4.2.4生產(chǎn)叔丁胺4.2.5甲代烯丙基氯甲代烯丙基氯是以異丁烯為原料經(jīng)氯化制得的一種重要的有機(jī)化工中間體，具有廣泛的用途。在農(nóng)藥工業(yè)中，甲代烯兩基氯可用于合成克百威、苯丁錫等殺蟲(chóng)殺螨劑，直接用作谷物和種子熏蒸劑。由甲代烯丙基氯制得甲代烯丙基磺酸鹽，進(jìn)而與丙烯腈共聚后可以極大地改善丙烯腈纖維的染色性能，被稱為晴綸第三單體。甲代烯丙基氯的二聚物可用作凈化劑及合成樹(shù)脂與天然樹(shù)脂的溶劑，此外，甲代烯丙基氯還可用于制備甲基甘油、甲代烯丙基醇、異油醛等多種有機(jī)化合物。4.2.6三甲基乙酸三甲基乙酸是以異丁烯、一氧化碳和水為原料，磷酸和BF3為催化劑制備的一種重要化工產(chǎn)品，在醫(yī)藥工業(yè)可用于生產(chǎn)氨芐青霉素、羥氨芐青霉素、頭孢啉唑類抗菌素。由三甲基乙酸氫化制得的潑尼松可用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。苯酰三甲基乙酸可增加血管的穩(wěn)定性，用于治療牛皮癬軟膏的活性組份。三甲基乙酸還可以生產(chǎn)呋氨芐、雙特戊腎上腺素等。在農(nóng)藥工業(yè)中，三甲基乙酸與丙酮為原料合成的頻那酮可以合成多種新型的殺菌劑、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和殺蟲(chóng)劑等，如三唑醇、芐氯三唑醇、三唑酮、多效唑、雙苯唑醇、特效唑、烯唑酮、戊唑醇、抑芽唑、縮株唑、辛唑酮等。在香料工業(yè)中，三甲基乙酸酯類具有抗水解和一定芳香氣味，可以用做香皂、洗發(fā)香波、發(fā)膠等香味添加劑。在涂料工業(yè)中，采用三甲基乙酸作為引發(fā)劑得到的聚丙烯酸酯涂料，與采用常規(guī)引發(fā)劑得到的涂料相比，具有抗老化，保光性能好，在惡劣環(huán)境中仍保持很高光澤度。粉末涂料因不用溶劑而倍受青睞，由三甲基乙酸制成縮水甘油酸酯作為環(huán)氧樹(shù)脂粉末涂料的處理劑，可使粉末涂料具有優(yōu)良的顏色和光澤，并且耐久并不易分解。