现代化工技术论文

第一篇：现代化工技术论文

现代化工技术论文

班级：化学工程与工艺1104班

学号：120110815

姓名：孙思明

现代化工企业三废治理技术及其展望

——造纸废水治理技术及其展望

摘 要

废纸的回收具有良好的经济和社会效益，但废纸造纸产生的废水也会对环境造成污染。因此，为了使其产生的废水达标排放，应采用合理的处理技术。本文对废纸造纸废水污染特性、目前比较成熟的处理技术及零排放清洁生产工艺进行总结，并对废纸造纸处理技术的进一步发展提出建议。

关键词：造纸废水，废水处理 引言

造纸废水具有污染物种类多、色度高、COD高和排放量大等特点。废水中含有大量的有机物质、悬浮物、致癌、致畸、致突变的有毒有害物质等，若不经有效处理而直接排放，将对人类的生存环境和自然界的生态平衡造成严重的破坏。制浆造纸废水中或多或少含有木素降解产物及其衍生物包括氯化苯酚类CPs)和五氯苯酚类(PCP)等对环境有着重大影响且已被美国EPA[1]和欧盟决议2455/2001/EC[2]列为首要污染物的持久性有机物它们都对环境有着严重的污染。造纸废水对水生生物不仅具有明显的急性和亚急性毒性而且具有遗传毒性和潜在的致癌性能对水生生态系统产生严重危害甚至通过食物链危及人体健康 [3]。纸浆造纸废水特点

废纸造纸废水主要产生于脱墨、洗涤、净化筛选、浓缩和抄纸系统。其废水的特性与原料结构、生产设备、工艺过程、产品品种、水资源及用水水质等因素有关，废水中含有的污染物主要有4类[4]：还原性物质，如木素、无机盐等；可生物降解物质，为半纤维素、树脂酸、低分子糖、醇、有机酸和腐性物质等；悬浮物，如细小纤维、无机填料等；色素类：如油墨、染料和木素等。不同废纸种类及不同制浆方法所产生的污染物总量不同[5]，非脱墨再生纸厂废水的CODCr浓度为800~1500mg·L-

1、BOD5浓度150~350mg·L-

1、TSS浓度为900~1200mg·L-1；脱墨再生纸厂废水的CODCr浓度为200mg·L-

1、BOD5浓度为300~900mg·L-

1、TSS浓度为500~1500mg·L-1；另外，在一些使用次氯酸钠漂白废纸浆的废水中还发现有三氯甲烷，所以废纸造纸废水具有一定的毒性。

总结其主要特点如下：

（1）污染物浓度高。尤其是制浆生产线废水，含有大量的原料溶出物和化学添加剂，其BOD5浓度甚至高达104mg/L以上

（2）难降解有机物成分多，可生化性差。木素、纤维素类等物质采用活性污泥法难以降解。

（3）废水成分复杂。除原料溶出物外，有的还含有硫化物、油墨、絮凝剂等对生化处理不利的化学品。

（4）废水流量和负荷波动幅度大，并伴有纤维、化学品溢泄。在有多条生产线的工厂这种现象更明显。水量和负荷波动对生化处理系统的稳定运行非常不利[6,7]。

废纸造纸废水处理技术

目前废纸造纸废水的处理方法有物理法、化学法、生物法和物理化学法，实际应用的工艺往往是几种方法组合而成。但由于废纸来源、产品用途及生产工艺各异，废水水质差异较大，因此废纸造纸厂废水的处理也必须根据各企业废水水质的特点进行设计。

3.1 物理处理方法

通过物理作用来清除废水中的污染物称为物理处理法

物理处理法主要有气浮法过滤法和挤压法等。目前，在我国用得最多、效果较好的气浮法是浅层气浮法。其气浮进水器为一圆形槽，有效水深只有420mm。进水配水器和出水集水器为同时旋转的行走架，进水和出水的流速相同，这样就使槽体内的水体相对静止，水流速度为零，避免了水流扰动，固体物的悬浮和沉降在静态下垂直进行，极大地提高净水效率废水在净水器中的停留时间约3min，表面负荷达到10m3/（m2•h）溶气装置是一溶气管，其溶气机理是尽量使水流扰动，减少液膜阻力，以增大气液接触面积。

在结构上改变了进气方式，以提供能实现更大进流密度的结构。溶气时间约为l0s过流密度达到2200-2700m3/（m2•h）。广州造纸有限公司采用CQJ型超效浅层气浮净水器处理新闻纸机白水。结果表明，在混凝剂PAC和絮凝剂PAM用量分别为400 mg/L和10-15 mg/L及气浮器入口SS为3234.0 mg/L、CODCr为3716.9 mg/L 时，SS和CODCr去除率分别为98.5和81.8。每台处理量5760m3/d，回收白水4930 m3/d16。从这些数据可看出，浅层气浮处理造纸白水具有效率高、投资少及运行可靠的特点，是一种高效的废水处理设施。德国曾有人用简易的圆盘和低能耗的压力设备过滤净化纸厂中的循环用水；在压力容器中缓慢旋转的圆盘和过滤层可使细小纤维分离，再用其他特殊装置在质量控制范围内将3种物质和1种废料分离开来[8]。一般来说，物理法只能去除废水中的大颗粒物质，如进一步净化废水，还需更深度的处理。

3.2 化学处理法

化学处理法主要是利用化学反应、转化、分离和回收处理废水中的污染物质。

（1）臭氧氧化法

吴忆宁等的实验表明臭氧可以将造纸废水中部分有机物质氧化为CO2和H2O；废水处理中，分别选定2、5、6、8、10、15和20min等与臭氧接触不同时间并控制不同的臭氧投加量，结果表明，随着臭氧投加量的增加COD去除率和废水可生化性均增加[9]易封萍采用臭氧-混凝法处理造纸废水CODCr悬浮物（SS）等主要污染物去除率均高达99%以上，各项指标超过一级排放标准，水质完全可以回收利用[10]。

（2）光催化氧化法

光催化氧化法是在特殊的光照射条件下发生的有机物参与的氧化分解反应，最终把有机物分解成无毒物质的处理方法。锐钛型的TiO2在紫外光的照射下能产生氧化性极强的羧基自由基，对所有的有机物几乎都氧化为CO2和H2O，且除净度高，降解速度快，无二次污染。用水解法制得的纳米级TiO2具有巨大的表面积和更强的紫外光吸收能力，因而具有更强的光催化降解能力，可快速将吸附在其表面的有机物分解掉，比普通的 TiO2的降解率高40%。实验发现：CDD（2-氯代二恶英）在2h内降解了98.3%，DCDD（2，3-二氯代二恶英）PeCDD（1，2，3，7，8-五氯代二恶英）和OCDD（八氯代二恶英）在4h内分别降解了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两种方法。

（1）性污泥法。SBR活性污泥废水处理制装造纸SBR(Sequencing Batch Reactor)即序批式反应器，是一种间歇式活性污泥处理系统，它已经成为一种简单可靠、经济有效和多功能的生化处理工艺，普通活性污泥法的BOD和悬浮物去除率都很高，达到90～95%左右，COD去除率达到80％以上。

（2）生物膜法。胡维超采用浸没式膜生物反应器S-MB。进行了造纸废水的中试处理试验，结果表明

COD去除率高达95%。

4.2 厌氧法

厌氧生物处理技术是对普遍存在于自然界的微生物过程的人为控制与强化技术，是处理有机污染和废水的有效手段。造纸废水含大量有机物及难降解物质，适宜用厌氧法进行预处理。IC反应器是在UASB反应器的基础上发展起来的第三代高效厌氧反应器，它具有处理量大，投资少，处理效率高，抗冲击能力强，能耗低，占地省等优点，拥有良好的产业化发展前景，通过采用强制外循环IC反应器完成了造纸废水的启动研究，其COD去除率维持在73%-75%之间，其应用范围已成为废水厌氧生物处理的热点之一。

4.3 酶处理法

吴香波等研究了白腐菌采绒革盖菌Coriolusversicolor漆酶对木素聚合的影响，在有氧条件下，通过添加漆酶和少量ABTS介体到水样中，用紫外分光光度计测定了其中木素浓度变化，利用凝胶色谱法分析了酶催化聚合木素前后的分子量的变化，结果表明：酶处理6h以后，废水中木素浓度从93.1mg/L下降到17.2mg/L，酶处理2h以后，从造纸厂污水分离的木素的分子量从31251上升到58610，造纸废水中木素及其衍生物被聚合后通过絮凝沉淀除去，从而实现废水色度与COD降低，进而为造纸废水回用提供可能。

4.4 土地处理法及污灌

土地处理法具有投资少。运行费用低。耗能少及处理效果高的特点[11]。张洪芬等根据扎龙自然保护区独特的地理、地质条件、研究采用土壤渗滤法处理排入湿地的造纸废水，并从技术和实践分析的角度对该地浅表部亚黏土渗滤的稳定性及可行性进行了探讨；结果表明，保护区地表层的亚黏土对造纸废水中各项污染物均有较好的去除效果，其CODCr、BOD5、Cr6+、NH4+-N及TP的去除率分别达到了70%、84、90%、78%及80%以上[12]。江苏双灯纸业有限公司利用稳定塘和苇田系统，对碱法稻草制浆造纸废水作深度处理；稳定塘出水CODCr去除率为70.5%，出水再灌溉芦苇，在苇田内废水进一步降解，同时又因蒸发、蒸腾而实现了封闭循环[13]。宝鸡陇县东南造纸厂采用物理化学法-生物塘-人工湿地联合技术处理制浆造纸废水，实践证明，此工艺经济合理，同时具有先进性和实用性[14]。余永东等介绍了地表漫流-地表流湿地工艺在处理废纸造纸生产废水中的应用；在进CODCr、SS浓度分别为454.18mg/L、369.28 mg/L时出水浓度分别达到34.72 mg/L和21mg/L二者去除率分别达到92.4%和94.3%[15]。

三、结束语

造纸废水成分复杂, 污染物多种多样, 各造纸企业有各自最佳的治理方法, 但不能期望只用一种方法就达到处理的目的, 往往需要几种方法组成一个处理系统, 才能完成所要求的处理功效。随着技术的进步, 人们也会解决传统技术中出现的问题, 新技术也越来越多地被运用, 最终达到实现减少或者消除废水对环境的污染。目前清洁生产和零排放技术是适应国家节能环保的最佳技术, 也是最为理想的工艺和未来的发展趋势。

参考文献

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第二篇：化工开发技术论文

纳米材料在化工行业中的应用

摘要：纳米材料是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统，其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等，纳米材料具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。它在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。纳米材料的应用前景十分广阔。关键词：纳米材料 化工领域 应用

纳米材料(又称超细微粒、超细粉未)是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统，其结构既不同于体块材料，也不同于单个的原子。其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等，拥有一系列新颖的物理和化学特性，在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来，它在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。1.在催化方面的应用

催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应速率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使经济效益难以提高，而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10—15倍。

纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，特别是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒，可近似地看成是一个短路的微型电池，用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时，半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。在电场作用下，电子与空穴分离，分别迁移到粒子表面的不同位置，与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。例如纳米Ti02，既有较高的光催化活性，又能耐酸碱，对光稳定，无毒，便宜易得，是制备负载型光催化剂的最佳选择。用纳米微粒作催化剂提高反应效率、优化反应路径、提高反应速度方面的研究，是未来催化科学不可忽视的重要研究课题，很可能给催化在工业上的应用带来革命性的变革。

光催化反应涉及到许多反应类型，如醇与烃的氧化，无机离子氧化还原，有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成，固氦反应，水净化处理，水煤气变换等，其中有些是多相催化难以实现的。半导体多相光催化剂能有效地降解水中的有机污染物。例如纳米TiO：，既有较高的光催化活性，又能耐酸碱，对光稳定，无毒，便宜易得，是制备负载型光催化剂的最佳选择。已有文章报道，选用硅胶为基质，制得了催化活性较高的Tj0／SiO：负载型光催化剂。N；或Cu—Zn化合物的纳米颖粒，对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂，可代替昂贵的铂或钮催化剂。纳米铂黑催化剂可使乙烯的氧化反应温度从600。c降至室温。用纳米微粒作催化剂提高反应效率、优化反应路径、提高反应速度方面的研究，是未来催化科学不可忽视的重要研究课题，很可能给催化在工业上的应用带来革命性的变革。2.纳米材料在涂料方面的应用

纳米材料由于其表面和结构的特殊性，具有一般材料难以获得的优异性能，显示出强大的生命力。表面涂层技术也是当今世界关注的热点。纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇，使得材料的功能化具有极大的可能。借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可获得纳米复合体系涂层，实现功能的飞跃，使得传统涂层功能改性。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性；功能涂层是赋予基体所不具备的性能，从而获得传统涂层没有的功能。结构涂层有超硬、耐磨涂层，抗氧化、耐热、阻燃涂层，耐腐蚀、装饰涂层等；功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层，导电、绝缘、半导体特性的电学涂层，氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等。在涂料中加入纳米材料，可进一步提高其防护能力，实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等，在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层，可利用其光学特性，达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料，可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料，所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子，在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性，因而能起到静电屏蔽作用，而且氧化物纳米微粒的颜色不同，这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色，克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅随粒径而变，还具有随角变色效应。在汽车的装饰喷涂业中，将纳米TiO：添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中，能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果，从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米Si0：是～种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米SiO：，可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景，将为涂层技术带来一场新的技术革命，也将推动复合材料的研究开发与应用。3.在其它精细化工方面的应用

精细化工是一个巨大的工业领域，产品数量繁多，用途广泛，并且影响到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音，并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域，纳米材料都能发挥重要作用。如在橡胶中加入纳米Si02，可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力。纳米AI。O。，和SlO：，加入到普通橡胶中，可以提高橡胶的耐磨性和介电特性，而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶。塑料中添加一定的纳米材料，可以提高塑料的强度和韧性，而且致密性和防水性也相应提高。国外已将纳米SiO：，作为添加剂加入到密封胶和粘合剂中，使其密封性和粘合性都大为提高。此外，纳米材料在纤维改性、有机玻璃制造方面也都有很好的应用。在有机玻璃中加入经过表面修饰处理的Sj0：，可使有机玻璃抗綮外线辐射而达到抗老化的目的；而加入A1：O。，不仅不影响玻璃的透明度，而且还会提高玻璃的高温冲击韧性。一定粒度的锐钛矿型TiO：具有优良的紫外线屏蔽性能，而且质地细腻，无毒无臭，添加在化妆品中，可使化妆品的性能得到提高。超细TiO：的应用还可扩展到涂料、塑料、人造纤维等行业。最近又开发了用于食品包装的TiO：及高档汽车面漆用的珠光钛白。纳米T；O：，能够强烈吸收太阳光中的紫外线，产生很强的光化学活性，可以用光催化降解工业废水中的有机污染物，具有除净度高，无二次污染，适用性广泛等优点，在环保水处理中有着很好的应用前景。在环境科学领域，除了利用纳米材料作为催化剂来处理工业生产过程中排放的废料外，还将出现功能独特的纳米膜。这种膜能探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能对这些制剂进行过滤，从而消除污染。4.纳米材料在医药方面的应用

21世纪的健康科学，将以出入意料的速度向前发展，人们对药物的需求越来越高。控制药物释放、减少副作用、提高药效、发展药物定向治疗，已提到研究日程上来。纳米粒子将使药物在人体内的传输更为方便。用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体，可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织；使用纳米技术的新型诊断仪器，只需检测少量血液就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病，美国麻省理工学院已制备出以纳米磁性材料作为药物载体的靶定向药物，称之为“定向导弹”。该技术是在磁性纳米微粒包覆蛋白质表面携带药物，注射到人体血管中，通过磁场导航输送到病变部位，然后释放药物。纳米粒子的尺寸小，可以在血管中自由流动，因此可以用来检查和治疗身体各部位的病变。微粒和纳粒作为给药系统，其制备材料的基本性质是无毒、稳定、有良好的生物性并且与药物不发生化学反应。纳米系统主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的药物的给药。纳米生物学用来研究在纳米尺度上的生物过程，从而根据生物学原理发展分子应用工程。在金属铁的超细颗粒表面覆盖一层厚为5～20nm的聚合物后，可以固定大量蛋白质特别是酶，从而控制生化反应。这在生化技术、酶工程中大有用处。使纳米技术和生物学相结合，研究分子生物器件，利用纳米传感器，可以获取细胞内的生物信息，从而了解机体状态，深化人们对生理及病理的解释。对纳米微粒的临床医疗以及放射性治疗等方面的应用也进行了大量的研究工作。据《人民日报》报道，我国将纳米技术应用于医学领域获得成功。南京希科集团利用纳米银技术研制生产出医用敷料——长效广谱抗菌棉。这种抗茵棉的生产原理是通过纳米技术将银制成尺寸在纳米级的超细小微粒，然后使之附着在棉织物上。银具有预防溃烂和加速伤口愈合的作用，通过纳米技术处理后的银表面急剧增大，表面结构发生变化，杀菌能力提高200倍左右，对临床常见的外科感染细菌都有较好的抑制作用。

结语

纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学，主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。2 l世纪将是纳米技术的时代，为此，国家科委、中科院将纳米技术定位为“2 l世纪最重要、最前沿的科学”。纳米材料的应用涉及到各个领域，在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景。纳米科学技术的诞生，将对人类社会产生深远的影响，并有可能从根本上解决人类面临的许多问题，特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。2l世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性，设计出各种新型的材料和器件。通过纳米材料科学技术对传统产品的改性，增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品，目前已出现可喜的苗头，具备了形成2l世纪经济新增长点的基础。纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明星展现在新材料、能源、信息等各个领域，发挥举足轻重的作用。随着其制备和改性技术的不断发展，纳米材料在精细化工和医药生产等诸多领域会得到日益广泛的应用。年全国石油总产量的29％，净进口量的35％。每增加1000万km3能源植物的种植与加工，相当于增加4500万t石油的年生产能力，可见潜力之大。根据我国农业生态区资源特点，可建设以甜商粱和林区废弃物为主体的东北绿色油田、以旱生灌草和甜高梁为主体的西北绿色油田、以甜高梁为主体的华北绿色油田、以麻疯树和甜高粱为主体的西南绿色油田，以及以多种木本和草本能源植物为主体的东南绿色油田。较之进口，绿色油田安全稳定，战备性强，可以持续，以及立足国内和不受制于人和付出外交代价。

生物质产业的工艺、设备和产业化方面，我国与发达国检间有较大的差距，但在资源和某些技术研究上市有优势和令人鼓舞的，特别是“三农”、能源和环境三股强劲需求的巨大拉力，使几乎在同一起跑线上的这项国际竞赛，中国有可能跑在最前面。当前最急需的是制定和实施一项推进我国生物质产业的国家重大专项计划，登高一呼，推动全局。

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第三篇：《现代化工导论》论文题目

《现代化工导论》结课论文要求

（1）抽签选定题目（2）独立完成（3）论文要求

为综述形式，字数在2000以上，参考文献不少于4篇，不能整段和大篇幅的抄袭照搬。

（4）参考文献：百度百科、维基百科、知网CNKI或维普（5）形式：题目、作者信息、摘要、关键词、正文、参考文献（6）提交时间：元月8日前

1、我国钾肥的生产现状

包括：资源类型、资源状况、钾肥的产品形式、主要生产方法和技术路线，今后发展方向。

关键词：氯化钾、硫酸钾、钾肥、生产工艺

2、海水淡化技术的进展。

包括，海水淡化技术的类型、各种工艺过程、和主要参数。我国发展海水淡化事业的进展和存在的问题。

关键词：海水淡化、膜技术、低温多效、生产工艺

3、海水化学资源利用的概况

关键词：海水、化学资源、工艺原理、技术路线、海洋化工、卤水

4、我国制盐工业的发展现状

关键词：制盐、盐资源、盐的用途、生产工艺、海盐、井矿盐、湖盐

5、我国纯碱工业历史和现状

关键词：纯碱、原料、生产原理、工艺过程、主要设备，经济效益分析

6、我国烧碱工业历史和现状

关键词：烧碱、原料、生产原理、工艺过程、主要设备，经济效益分析

7、浅谈多孔陶瓷膜

关键词：陶瓷膜、应用、制备

8、现代合成氨工业的概况

关键词：氨、合成氨、工艺原理、关键技术、主要设备，发展情况

9、浅谈多元复合肥

关键词：氮磷钾，复合肥，复混肥，类型，生产原理，发展趋势。

10、可用作锂电池的锂化合物及其生产方法

关键词：锂电池的工作原理，磷酸铁锂、钴酸锂，碳酸锂、生产原料，生产方法

11、碳纤维材料的合成及其应用

关键词：碳纤维材料，碳纤维特性，合成原理，生产过程，应用领域及应用方法

12、我国氯化钾生产概述

关键词：氯化钾的应用、我国氯化钾生产的资源分类，不同资源生产氯化钾的原理、生产过程。

13、我国磷酸的生产概述

关键词：磷矿资源概况、磷酸的生产原理、工艺过程、磷酸的主要衍生化学品及其生产过程。

14、浅谈温室气体处置技术进展

关键词：二氧化碳、用途、采集贮藏技术，今后的发展

15、浅谈从石油到PVC的产业链条

关键词：石油、乙烯、PVC、聚氯乙烯、氯气资源与生产、产业链条

16、浅谈从原油到聚丙乙烯的生产过程

关键词：天然气、乙烯、聚氯乙烯、氯气资源与生产、产业链条

17、浅谈从天然气到聚氯乙烯的产业链条

关键词：原油、乙烯、聚丙乙烯，生产原理、工艺过程，18、浅谈从煤到聚氯乙烯的产业链条

关键词：煤、电石、乙烯、聚氯乙烯、氯气资源与生产、过程原理、相关产业

19、浅谈从石油到乙二醇的生产过程

关键词：石油、乙二醇、生产原理、生产工艺、主要设备 20、浅谈从煤到柴油的生产过程

关键词：煤、柴油、煤制油、生产原理，生产过程，发展情况

21、浅谈从煤到汽油的生产过程

关键词：煤、柴油、煤制油、生产原理，生产过程，发展情况

23、浅谈高分子材料的阻燃剂

关键词：高分子材料、阻燃剂、阻燃剂类型、作用原理

24、浅谈清洁能源氢气的工业化制备和氢气的应用。关键词：清洁能源、氢气、制氢方法、储氢材料、应用

25、浅谈清洁能源氢气储存和应用。

关键词：清洁能源、氢气、储存方法、储氢材料、应用

26、浅谈一碳化工

关键词：一碳、甲烷、天然气、一碳合成产品、生产工艺。

27、浅谈从天然气到汽油的生产过程

关键词：煤、柴油、煤制油、生产原理，生产过程，发展情况

28、浅谈从石油到丙纶的生产

关键词：石油、丙纶、合成纤维、生产原理、工艺过程。

29、浅谈生物柴油的生产技术

关键词：柴油、生物柴油、生产原理、工艺过程、关键技术、发展方向。

29、一代和二代生物柴油生产技术进展

关键词：柴油、一代生物柴油、二代生物柴油、生产原理、工艺过程、关键技术、发展方向。

30、浅谈高分子液晶

关键词：高分子、液晶、液晶材料、特性、应用领域、生产技术

31、浅谈我国锂资源的开发和应用

关键词：锂、锂资源、碳酸锂、氯化锂、生产原理、生产过程、应用前景

32、浅谈环境友好涂料的生产

关键词：涂料、环境友好、甲醛、生产工艺

33、丙烯酰胺生产的化工技术与生物技术

关键词：丙烯酰胺、传统生产方法、生物生产方法、原理和工艺过程

34、酒精的工业生产技术及过程

关键词：酒精、工业酒精、生产原理、工业过程、经济效益情况

35、浅谈钻井碎屑含油污泥的类型与处置

关键词：石油钻屑、含油污泥、处置方法、污泥固化、资源化、稳定化

36、浅谈绿色化学与化工

关键词：绿色化学、绿色化学原理、典型绿色化工过程

37、浅谈燃料电池

关键词：燃料电池、工作原理、应用实例

38、浅谈生物质能源的开发现状

关键词：生物质、生物质能源、已有产品的生产原理、工艺过程、生产规模等

39、我国稀土资源状况和开发情况

关键词：稀土元素的概况、稀土资源的产品形式、我国的稀土资源的状况和开发情况、举例说明稀土的开发应用 40、乙二醇的应用及生产方法

关键词：乙二醇的特性、工业应用，生产原理、工艺过程。

41、异丁烯的应用和生产方法

关键词：异丁烯的应用、化学法生产过程、生物法生产过程。

42、异丁醇的应用和生产方法

关键词：异丁醇的应用、化学法生产过程、生物法生产过程。

43、植物精油应用及提取工艺

关键词：精油的化学组成、精油的生产原料、精油的生产过程、精油的使用

44、杜邦化学公司的生产概况，主要产品的过程工艺 企业的发展、主要产品、重点讲清某一产品的生产工艺

45、道化学公司的概况，主要产品的过程工艺。企业的发展、主要产品、重点讲清某一产品的生产工艺

第四篇：现代分离技术论文

分离技术的发展现状和展望

摘 要: 简要阐述了分离技术的产生和发展概况，各主要常规和新型分离技术的发展现状、研究前沿及未来的发展方向，并讨论了分离技术将继续推动现代化工和相关工业的发展，并在高新技术领域的发展中大显身手。

关键词: 分离技术；发展现状；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

本文从分离技术的产生和发展概况入手，综述了精馏、吸附、干燥等常规分离技术和超临界流体分离、膜分离、耦合分离等新型分离技术的研究，并分析了各种技术在现代化工中的重要作用。概述

分离技术是研究生产过程中混合物的分离、产物的提取或纯化的一门新型学科。1901年英国学者戴维斯[1]在其著作《化学工程手册》中首先确定了分离操作的概念；1923年美国学者刘易斯和麦克亚当斯[1]合著出版了《化工原理》，从而确立了分离工程理论，并得以充实和完备；20 世纪后期，分离技术不断深化与拓宽。

而从近年的发展来看，各国都在根据自身特点和条件加速发展分离技术，例如美国的研究工作兼具新颖性和实用性的特点，法国重视核领域和数学模型的研究，德国重视实验技术和工程研究等。我国分离技术的研究和应用从50年代以来也取得了重大的进展。展望新的世纪，分离技术将在高新科技的发展中起更大的作用。

1.1 化工分离技术重要性

化工分离技术是化学工程的一个重要分支，任何化工生产过程都离不开这种技术[2]。绝大多数反应过程的原料和反应所得到的产物都是混合物，需要利用体系中各组分物性的差别或借助于分离剂使混合物得到分离提纯。

随着对产品的质量及物质纯度的要求随之提高，同时煤炭与石油危机所引起的能源危机对资源利用与清洁生产也提出了要求。正因为如此，推动了人们对新型分离技术不懈的探索。一些常规分离技术，如蒸馏、吸收、萃取等不断改进、完善和发展，并使一些特色明显的新型分离技术，如膜分离、泡沫分离、超临界流体萃取以及耦合技术等得到重视和发展。

1.2 化工分离技术的多样性

由于化工分离技术的应用领域十分广泛，原料、产品和对分离操作的要求多种多样，这就决定了分离技术的多样性。按机理划分，可大致分成五类，即：生成新相以进行分离（如蒸馏、结晶）；加入新相进行分离（如萃取、吸收）；用隔离物进行分离（如膜分离）；用固体试剂进行分离（如吸附、离子交换）和用外力场或梯度进行分离（如离心萃取分离、电泳）等，它们的特点和设计方法有所不同。Kelley[3]于1987年总结了一些常用分离方法的技术成熟度和应用成熟度的关系图(图1)。十余年来，化工分离技术虽然有了很大的发展，但图中指出的方向仍可供参考。例如,精馏、萃取、吸收、结晶等仍是当前使用最多的分离技术[4-5]。液膜分离虽然构思巧妙,但由于技术上的局限性,仅在药物缓释等方面得到有限的应用。

图1 分离过程的技术和应用成熟度[3]

Fig.1 The technology and use maturity of the separating process 2 传统分离技术

精馏虽然是最早期的分离技术之一，几乎与精馏同时诞生的传统分离技术,如吸收、蒸发、结晶、干燥等，经过一百多年的发展，至今仍然在化工、医药、冶金、食品等工业中广泛应用并起着重要作用。

2.1 精馏技术

精馏是关键共性技术，已经被广发应用了200多年，从技术和应用的成熟程度考虑，目前仍然是工厂的首选分离方法[6]。精馏市场的经济效益至今仍是令人刮目相看的。而近年来，随着相关学科的渗透、精馏学科本身的发展及经济全球化的冲击，我国精馏技术正向新一代转变，以迎接所面临的挑战。其特征[7]为：（1）精馏学科正由传统的依靠经验、半经验过渡到凭半理论以至理论；（2）精馏过程正由传统的单一分离过程过渡到耦合和复杂的优化分离过程，以提高分离效率和节能；（3）由对环境造成严重污染的一代向注重环保的一代转变；（4）由走加工的道路向技术集成创新型转变；（5）通过我国自己的技术进步解决装置大型化、长周期运行，通过创新解决精馏技术问题，以降低成本、提高国际竞争力。

常规精馏包括简单精馏、分批精馏、连续精馏和多侧线精馏。在化工生产中，简单的精馏往往难以达到理想分离效果，因此特殊精馏便应运而生[8]。新型和特殊精馏主要有以下几方面：添加物精馏（如萃取精馏或共沸精馏方法）；耦合精馏（如反应精馏、吸附精馏和膜精馏）和热敏物料精馏（分子精馏技术等）[9]。

2.2 吸附分离技术

吸附分离过程是利用混合物中各组分在固体吸附剂与流体相间分配不同的性质，使混合物中难吸附与易吸附组分得到分离的技术。其特点为利用吸附剂巨大的比表面积能吸附分离低浓度或微量的溶质成分，且适合的高性能吸附剂对性质相近的溶质成分有很高的吸附选择性。因此，吸附分离非常适用于采用传统分离方法（蒸馏等）难于分离的混合物体系。此外，吸附分离过程的操作条件较为温和，适合生化产物的分离。

吸附分离过程已经广泛地应用于化工、炼油、轻工、食品、制药、环保及能源等各行业中。对于液相混合物体系的吸附分离，其应用领域主要有：食品工业中油类的脱色、脱臭，无水乙醇生产中的脱水，石油馏分的脱色、干燥，以及水源保护和污水处理等。对于气体混合物体系的分离，工业化程度最高，其应用领域主要有：空气的净化及其常温下的氧氮分离制备氧气和氮气，电子工业中高纯气体的制备，工业废气的净化如废气中SO2、NOx、氟利昂、挥发性有机气体和焚烧烟气中二噁英的脱除，以及核废气的处理等。

2.3 干燥技术

干燥也是一古老传统的分离方法，其应用最广也是能耗最多的分离操作之一，用来脱出水分或湿分以获得固体产品，可以说几乎没有哪个行业完全与干燥无关。在过去20-30年间，干燥领域的主要技术进步有[10]：（1）流态化干燥。诞生于1921年，日前应用最广。（2）喷雾干燥。其独特的优势为可以直接由溶液或悬浮液制成粉状或粒状产品。（3）间接加热干燥(也称接触干燥)。这种干燥方式的特点是热气体不直接接触物料，而是通过器壁或管壁加热，如可以用废气作为加热介质而又不会污染产品。（4）真空干燥与真空冷冻干燥。真空冷冻干燥是集冷冻和干燥为一体，20世纪70年代开发研究，其产品质量均优于普通真空干燥，但成本高，现仅用于高附加值产品，如人参等。新世纪的分离技术及其展望

新世纪全人类所面临的四大问题：环保、能源、粮食与健康医疗，每个都与化学工程及分离工程相关。因此，分离技术的不断改善和发展，将成为新兴产业发展的关键。

3.1

超临界流体分离技术

当物质处于临界温度与临界压力以上，即为超临界流体。物质于超临界流体状态表现出一些重要特性：（1）当接近临界温度时，流体有很大的可压缩性，且超临界流体的密度和液体的密度接近；（2）当接近超临界压力时，适当增加压力可使流体密度很快增到接近普通液体的密度，使超临界流体具有类似液体对溶质的溶解能力；（3）超临界流体的黏度接近气体，受温度和压力的影响不太大；（4）超临界流体的扩散能力接近于普通气体；（5）超临界流体表面张力趋于零，因此在超临界流体状态下去除溶剂可以很好保护材料的微、纳米孔道。正由于上述特性，其可以广泛应用于化工分离和反应过程中，从而形成许多超临界技术。

超临界流体技术大体的发展包括三个阶段：19世纪70年代以前研究阶段，研究内容以含超临界流体体系的相平衡、过程传质为主；20世纪70到90年代的迅猛发展阶段，出现

了重要的超临界水养化技术、超临界流体粉体化技术等；20世纪90年代以来的全面发展阶段，以绿色化学、能源开发为理念的反应以及耦合分离等技术得到全面的研究和应用。超临界流体由于具有绿色化学的特点，因此其技术在天然产物、废弃物中高附加值产品的分离中仍然具有很好的前景，其优点越来越受到人们的广泛关注，已在食品、医药、香精香料、化学工业、能源工业等领域显示出广泛的应用前景。

杨敏等[11]以13%甲醇与CO2为流动相，采用超临界流体色谱分离技术（SFC）测定吴茱萸中吴茱萸次碱与吴茱萸碱含量，与传统方法相比，SFC可在简单的流动相条件下对吴茱萸中的吴茱萸次碱和吴茱萸碱进行良好分离，且分析时间仅为6min。王晓丹、史桂云[12]分别采用水提取法、传统乙醇提取法、微波提取法、超临界CO2萃取法提取柿叶总黄酮，结果表明超临界CO2萃取法提取总黄酮含量最高，且得到的萃取物纯净，色泽金黄，纯度高，无异味。

3.2 膜分离技术

膜分离技术是一种使用半透膜分离方法，其分离原理是依据物质分子尺度的大小，借助膜的选择渗透作用，在外界能量或化学位差的推动作用下对混合物中双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、分级提纯和富集，从而达到分离、提纯和浓缩的目的。与传统分离方法(蒸发、萃取或离子交换等)相比，它是在常温下操作，没有相变，最适宜对热敏性物质和生物活性物质的分离与浓缩，具有高效、节能，工艺过程简单、投资少、污染小等优点，因而在化工、轻工、电子、医药、纺织、生物工程、环境治理、冶金等方面具有广泛的应用前景。

数十年来，膜分离技术发展迅速，特别是90 年代以后，膜分离技术的应用领域已经渗透到人们生活和生产的各个方面。膜分离技术作为一种新兴的高效分离技术，已经被广泛应用于化工、环保、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药、生物工程、能源工程等。国外有关专家甚至把膜分离技术的发展称为“第三次工业革命”。膜分离技术被认为是20世纪末至21世纪中期最有发展前途的高新技术之一[13-15]。目前己经深入研究和开发的膜分离技术有微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、渗透汽化和气体分离等。正在开发研究中新的膜过程有：膜蒸馏、支撑液膜、膜萃取、膜生物反应器、控制释放膜、仿生膜以及生物膜等过程。

微滤主要用于分离水溶液中的物质，除去尺寸为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宽应用范围将是研发方向；超滤也主要是从水溶液中除去1.2nm-50nm的大分子及高分子化合物、胶体、病毒等，根据市场需要，增加品种，提高膜的性能将是其研究方向；反渗透能够除去水溶液中0.3nm-1.2nm的溶质，可除去除H+和OH

一以外的无机离子和低分子有机物，现主要用于脱盐，研究发展方向将是提高通量和脱盐率，膜的耐热及耐氧化性，组件大型化，降低膜成本，拓宽应用领域等。

气体分离领域，氢气分离中变压吸附和深冷分离法具有明显优势，空气富氧化方面，正在积极开发燃烧用膜式空气富氧化系统。

渗透蒸发已成功用于制取无水乙醇。开发低能耗，工艺简单的方法从发酵液中提取乙醇是一重要课题，正在研究的乙醇选择性透过膜可由含乙醇4%-8%的发酵液中制成80%的乙

醇，使制备无水乙醇的能耗降为常规精馏法的25%，一旦成功，传统精馏法生产乙醇将受到挑战，但膜是否能循环使用是个问题(抗污染性)。反应与渗透蒸发藕合，利用渗透蒸发使生成物不断排除，促进可逆反应的进行，如脂化反应，这一课题前景光明。

液体膜，至今几乎无大规模工业应用，主要是由于液膜寿命短的问题一直没有解决，因此长寿命液膜的研究是诱人的课题。

其余具有开发研究价值的膜分离技术还有膜反应器、酶膜反应器；具有催化活性的络合金属高分子膜、离子传导膜；膜在医疗上的应用，如人工肾、反应-膜分离藕合等。

3.3 耦合分离技术

将分离与分离或者反应与分离等两种或两种以上的单元操作藕合或者结合在一起并用于分离的过程称为基础过程或杂化过程。集成过程的最大特点是为实现物料与能量消耗的最小化、工艺过程效率的最大化，或为达到清洁生产的目的，或为混合物的最优分离和获得最佳的产物浓度。

将膜分离技术与传统分离技术相结合组合而成的集合技术，如精馏-渗透汽化集成技术、渗透汽化-萃取集成技术、错流过滤-蒸发集成技术、膜渗透-变压吸附集成技术等分离技术使分离过程在最优条件下进行。

而在反应过程中，采用反应-分离耦合技术可以及时将反应产物移除出反应体系，可以促进反应的进行，进一步提高反应的转化率，具有十分重要的意义。陶昭才等[16]利用催化反应-蒸馏集成技术将Ti(0C4H9)4与PbO复配作为催化剂，对苯酚和DMC醋交换法反应蒸馏合成DPC进行了探索性研究。结果达到了预期效果，为将来碳酸二苯醋的工业化打下基础。王乐夫等[17]则采用醋化反应-渗透汽化集成技术制备了活性分离层厚度为l-10μm的PPVA/PAN渗透汽化复合膜，并将其用于乙醇/水恒沸混合物的分离及乙酸和正丁醇酯化制乙酸正丁醋的酸催化反应过程，该复合膜具有很好的热稳定性和抗溶剂性，并具有非常高的水涌透选择性和适宜的通量。张秀莉等[18]用膜基化学吸收集成技术对中空纤维膜组件中NaOH水溶液吸收CO2的传质过程进行实验研究。对气相分传质系数进行了计算和关联，得到了中空纤维膜组件管内气相传质数学模型计算式，为中空纤维膜基化学吸收的研究提供了一种理论模型。

目前，新型分离技术已在多个领域实现了产业化，对某些新领域的开发也取得了一定进展。随着节能和环保的要求日益提高，新型分离技术将会发挥更大作用，是解决能源危机和缓解三废污染的有效途径。结合了先进的计算机模拟工具，相信相关的新型分离技术在未来将会有更好的发展。特别是在今天环保和节能已经成为全世界最关注的焦点下，更使那些具有低能耗、无污染特色的新型分离技术将得到充分的开发和应用。展望

21世纪是生物科学技术的时代，是信息时代，是全人类为生存、为健康、为保卫人类共同的家园——地球而奋斗的时代。相信分离工程将会在新世纪的科学技术进步中起更大作用，取得更辉煌的成就。

参考文献

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第五篇：化工技术进展论文

0.0 前言

一个学期的化工技术进展学完了，在这门课程里，各个研究室的老师以讲座的形式像我们介绍了他们从事的研究，包括智能粘弹性胶体束及应用、氢能技术、超临界流体技术应用进展、高性能碳纤维的研发与应用进展、单分子膜及其应用等。这门课程使我对最新的化工技术，以及这些新技术在实际生活生产中的应用有了一个全新的了解。比如方波老师做的智能粘弹性胶体，研究的就是胶体在特定作用下能够反应出规律，在医疗方面有一定的应用。再比如说高性能的碳纤维，研究的就是新材料，这种材料比一般的碳纤维材料的韧性更强。总的来说这些化工新技术主要围绕节约能源和提高能源利用率。近年来，随着人们环保意识不断增强，绿色化工技术得到了广泛应用。目前保护环境是我国一项基本国策，化工业作为我国国民的经济基础和先导产业，首当其冲该投入环境保护中来，如今绿色化工产品随处可见，开发绿色化工技术与生产的应用前景越来越广阔。化学工业对环境的污染越来越引起人们的关注,人们已经深刻认识到,化工生产造成环境污染的根本原因在于人们的环境社会意识和化工工艺的落后。在这种形势下,人类要求得自身的生存与可持续发展,就必须综合考虑环保、经济、社会以及化学工业本身发展的要求。

绿色化工技术的应用正在不断增多，这些应用包括原料、溶剂、催化剂、多元醇等，及使用低能耗的工艺。发展环保型产品，采用先进技术，实现清洁生产，最大限度地降低三废排放量。逐步淘汰落后的生产工业，降低原材料消耗，增加节水措施，提高水的重复利用率等。加快化工废水处理设备、药剂、废气处理设备、排烟设备的系列化、成套化，以提高化工环保产业技术和装备水平。人类的自然资源是有限的，但智慧是无限，在生产化工产品时要考虑产品是否能够具有可回收利用性、可处理性或可重新加工性能。例如近年来的有色涂料产品：传统的涂料产品含有大量挥发性有机化合物（VOC），污染环境，危害人身健康。这些化工新技术的应用能够使化学工业经济效益更高，环境污染更少，为社会科技进步做出了贡献。

碳酸二甲酯的合成工艺

摘要：本文简要介绍了碳酸二甲酯的基本性质，综述了碳酸二甲酯的最新合成方法及其应用进展，并概述了碳酸二甲酯的资源化利用空间。

关键词：碳酸二甲酯、合成、应用

1碳酸二甲酯的基本性质

碳酸二甲酯Dimethyl carbonate或 DMC分子式CO(COCH3)相对分子量为90.08, 熔点4 ℃ 沸点90.11℃ 在常温下是一种无色透明液体可燃微溶于水且能与水形成共沸物 可与醇 醚 酮等几乎所有的有机溶剂混溶对金属腐蚀很小由于ＤＭＣ分子结构中含有ＣＨ3Ｏ——、——ＣＯ——、——ＣＯＯＣＨ3等官能团，化学性质非常活泼具有较好的化学反应活性。ＤＭＣ毒性很低是一种符合现代清洁工艺要求的环保型有机化工原料，是重要的有机合成中间体。通常情况，在甲基化和羰基化这一化工生产过程中采用的是硫酸二甲脂，（ＤSＣ）和光气（ＣＯＣl2）作为首选试剂在医药食品添加剂、农药 聚氨酯以及有机化工等行业具有广泛用途但这两种产品都有一定的毒性。在这种情况下，碳酸二甲酯的产生及应用解决了这一问题。另外碳酸二甲酯曾在欧洲被登记为非毒性化学品，是近年来受到世界各国广泛关注的绿色环保型化工产品，ＤＭＣ在涂料、医药、农药、有机化工原料食品添加剂、抗氧化剂、汽油添加剂以及电子化学品等领域都有广泛的应用。ＤＭＣ市场前景广阔应用潜能巨大，是化工领域有机合成的又一新突破[2]。碳酸二甲酯的制备方法

碳酸二甲酯的制备方法通常有光气甲醇法、甲醇氧化羰基化法、二氧化碳直接氧化法、电化学合成法、酯交换法以及尿素醇解法。目前合成碳酸二甲酯主要有酯交换法和甲醇氧化羰基合成法等。

2.1 酯交换法

酯交换法是采用环氧乙烷C2H4O或环氧丙烷C3H6O与CO2发生反应生成碳酸乙烯酯C3H4O或碳酸丙烯酯C4H6O3，后与甲醇发生酯交换,得ＤＭＣ与乙二醇或丙二醇。这种方法ＤＭＣ收率较高，而且反应条件温和，腐蚀性较低，反应过程几乎无毒，易于工业化。可是，这一反应为逆反应平衡趋向于环状二醇酯一侧，故反应转化率低。并存在单位容积的生产能力低，设备费用高以及能耗高等问题。因此在国内应用生产规模较小。目前国内许多企业采用催化反应精馏来完成这样工艺，发现单程转化率显著提高，酯交换法过程中一般采用固体催化剂，均相反应体系内采用的催化剂是可溶性碱金属氢氧化物、醇盐、草酸盐和有机碱等,如氢氧化钠、氢氧化钾等。非均相反应体系内采用的催化剂主要有碱土金属硅酸盐、分子筛以及离子交换树脂等。

此外，酯交换法在当前的研究是采用甲醇ＣＯ

2、环氧烷烃为原料，直接合成 ＤＭＣ，环氧烷烃在催化剂作用下开环生成中间产物，后经 ＣＯ2插入反应生成环状碳酸酯，在催化剂作用下与甲醇酯交换生成 ＤＭＣ。反应一步完成 该过程中催化剂的选择与分离精制塔构型和萃取剂的筛选也是一个重要的研究方向，旨在提高转化率[7]。

2.2 光气甲醇法

光气甲醇法这一制备方法是ＤＭＣ最早的合成方法，分如下两步反应：

→ＣｌＣＯＯＣＨ3 十 ＨＣｌ

ＣｌＣＯＯＣＨ3 十ＣＨ3ＯＨ →ＣＨ3ＯＣＯＯＣＨ3 十 ＨＣＩ ＣＯＣｌ2十ＣＨ3ＯＨ

光气甲醇法是工业规模生产的主要方法，但原料光气有剧毒，产品含有氯以及大量的氯化氢，工艺复杂，操作周期长，污染环境，因此限制发展及使用，除了一些生产光气的企业，也需在安全措施保证条件下才可采用这一工艺[3]。

2.3 甲醇氧化羰基化法

该技术以甲醇、CO和O2为原料，原料价廉易得，理论上甲醇全部转化为碳酸二甲酯(DMC)，无其他有机物生成,主要有液相、气相和常压非均相法三种。甲醇氧化羰基化法有液相法和气相法两种工艺路线，２０世纪时期开发的液相法是在铜催化剂体系，氯化亚铜 作用下，在液相甲醇中通入氧气或空气和ＣＯ气，含有催化剂的液相甲醇生成。

ＣｕＯＣＨ3 Ｃ１，然后生成ＤＭＣ和ＣｕＣl。２ＣｕＣl＋２ＣＨ3ＯＨ＋

1Ｏ22→２ＣｕＯＣＨ3Ｃ１＋Ｈ2Ｏ2 ＣｕＯＣＨ3Ｃｌ＋ＣＯ

→（ＣＨ3Ｏ）2ＣＯ＋２ＣｕＣl 这一工艺成熟可靠，安全性较高，排出物不用严格的处理，且无剧毒化学品，设备简单，投资较少，原料费用低。但缺点是设备腐蚀严重，产物催化剂分离困难 催化剂易失活等。

气相法可分为甲醇间接氧化羰基化法和甲醇直接氧化羰基化法，其中间接法以钯为催化剂，以亚硝酸甲酯为循环溶剂和中间体。1ＣＯ＋Ｏ2＋２ＣＨ3ＯＨ2→ ＤＭＣ＋Ｈ2Ｏ

这一方法成本低，产品质量好，流程简单，设备腐蚀问题得到一定程度的解决，而且催化剂的再生也得到了解决，单位容积生产能力是液相法的３倍。整个过程无固体原料，容易大型化。再生过程中生成的水可排放，水分和氧不会进入反应器中，避免了一系列副反应的发生和催化剂的氧化，产品产品的收率高，但是亚硝酸甲酯有毒，副产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

该技术由意大利Ugo Romano等人在长期研究羰基化基础上于1979年开发成功。1983年，由意大利Enichem Synthesis公司首先在Ravenna实现工业化，初始装置规模5000吨/年，1988年扩产到8000吨/年，1993年进一步扩大到12000吨/年。1988年日本Dacail公司也采用此技术建成了6000吨/年的工业化装置。除意大利埃尼公司外，世界上其他几大化学公司如ICI、Texaco和Dow化学公司等也在竞相开发此技术。我国化工部西南化工研究院在上世纪80年代中期也进行了液相法甲醇氧化羰基化技术的开发，并取得阶段性成果。液相工艺以意大利埃尼公司为代表，典型工艺包括甲醇氧化羰基化、DMC与甲醇的分离。该技术以氧化亚铜为催化剂，甲醇既为反应物又为溶剂，在淤浆反应器中反应，反应温度100℃~130℃、压力2.0~3.0MPa，甲醇、氧气和氯化亚铜反应生成甲氧基氯 化亚铜，再与一氧化碳反应生成碳酸二甲酯(DMC)。其反应式如下： 2CH3OH＋CO＋1/2O2 ——→(CH3O)2CO＋H2O

该工艺是在一系列连续搅拌反应釜中进行的，氧气和一氧化碳压缩至反应压力后进入反应釜，同时向反应釜送入甲醇和催化剂，进行催化反应得到粗碳酸二甲酯，再经过蒸馏可以得到工业级碳酸二甲酯。该方法甲醇的单程转化率在32%左右，选择性按甲醇计近100%，按CO计不稳定，最高达到92%，最低仅60%。然而，该法设备腐蚀性大，催化剂寿命短。液相反应采用的催化剂有氯化亚铜、硒和钯催化体系，其中以氯化亚铜催化体系实现了工业化[5]。2.3.2 气相氧化羰基化法

由于液相氧化羰基化法存在设备腐蚀，催化剂易失活等缺点，1986年美国Dow化学公司开发了甲醇气相氧化羰基化法技术，其化学原理与液相法相同。该技术采用浸渍过甲氧基酮/吡啶络合物的活性炭作催化剂，并加入KCl等助催化剂，含甲醇、CO和O2的气态物流在通过装填该催化剂的固定床反应器时合成碳酸二甲酯(DMC)。反应条件为100℃~150℃，压力2.0MPa，气相法避免了液相法的催化剂对设备腐蚀，而且具有催化剂易再生等优点。另外，由于采用固定床反应器，在大型装置上采用该技术比其他羰基化法有一定的优势[4]。2.4尿素和甲醇醇解法

采用尿素醇解法制备ＤＭＣ是最近几年开发的，一种新的工艺路线，用来源广泛、价格低廉的尿素和甲醇做基本原料，采取催化精馏工艺在尿素醇解制备ＤＭＣ的反应中，能够有效地移去ＤＭＣ，减少ＤＭＣ在反应器中的聚集，副反应少，ＤＭＣ产率高。从尿素和甲醇出发合成碳酸二甲酯的尿素醇解法一般可以分为间接法和直接法两种路线。总反应如下： ＮＨ2ＣＯＮＨ2＋２ＣＨ3ＯＨ→ＤＭＣ＋２ＮＨ3 尿素醇解法制备ＤＭＣ工艺生产过程中无水生成，避免了甲醇－水－ＤＭＣ共沸物的形成，后续分离提纯更加简单化。同时此生产过程为均相反应，所需催化剂活性高，选择性高，寿命长，ＤＭＣ的选择性几乎可以达到１００％。反应后的催化剂可以再生，所得副产物氨气，若和尿素联产，亦可循环使用，易实现工业化，降低生产成本，是一种可持续发展的环境友好型绿色化工合成工艺。该合成路线反应原料价廉易得而且无三废产生，整个过程不使用或产生剧毒或强腐蚀性物质。这种制备方法受到研究人士的广泛关注并成为碳酸二甲酯合成技术新的研究焦点 是一种很有潜力的方法[15]。

2.5 二氧化碳和甲醇直接合成法

二氧化碳与甲醇直接合成制备ＤＭＣ这一方法虽研究广泛，但并未达到工业化所要求的程度。主要是由于ＣＯ2的活化较困难，反应的热力学难以控制，催化剂易中毒。ＣＯ2和甲醇直接合成ＤＭＣ反应中根据甲醇相态变化可以分为以下两种：

２ＣＨ3ＯＨ(l)＋ＣＯ2(g)→ＤＭＣ(l)＋Ｈ2Ｏ(l)２ＣＨ3ＯＨ(g)＋ＣＯ2(g)→ＤＭＣ(g)＋Ｈ2Ｏ(g)在ＣＯ2和甲醇合成ＤＭＣ的反应中，平衡常数和ＣＯ2的平衡转化率都很小，设计催化工艺技术就是为了打破反应的化学平衡限制，使反应得以顺利进行从而提高ＤＭＣ收率。在近临界或超临界ＣＯ2压力使得ＣＯ2既做溶剂，又直接参与反应。由ＣＯ2出发合成 ＤＭＣ，可为化工及石化行业提供绿色产品，在合成化学、碳资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义；可使生产过程简化，生产成本降低，将成为合成碳酸二甲酯的一条新的路径。该路线尚处于实验研究探索阶段，主要集中在催化剂及工艺路线等方面，是一条经济绿色的工艺路线[12]。

3.碳酸二甲酯的应用

ＤＭＣ作为一种重要的清洁有机化学试剂使用一方面可替代光气、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等剧毒或致癌物进行羰基化、甲氧基化、甲酯化及酯交换等反应生成多种重要化工产品；一方面以ＤＭＣ为原料可以开发制备多种高附加值的精细化学品，在医药、农药、合成材料、燃料、润滑油、添加剂、食品增香剂、电子化学品等领域都有广泛的应用；更为重要的是，由于氧含量高、相容性好，可用作低毒溶剂和燃油添加剂[7]。3.1 农药产品的合成

国内农药生产中，常用的甲基化试剂是硫酸二甲酯（ｄｉｍｅｔｈ ｙ ｌｓｕｌｆａｔｅ，ＤＭＳ）和卤代甲烷；羰基化试剂是光气。ＤＭＳ和光气都是剧毒、致癌性的物质，严重威胁生存环境。磺草灵是以碳酸二甲酯为原料生产合成的重要农药产品，它具有良好的杀虫效果，也是我国农药出口市场上的主要产品之一。以碳酸二甲酯为原料生产的具有广泛杀虫效应的低毒农药产品－西维因，在我国已投资试验生产，既安全又清洁，将逐步取代被淘汰的光气法和异氰酸酯法。3.2 聚碳酸酯

聚碳酸酯是重要的工程塑料，其应用开发是向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展，目前已推出了光盘、箱体、包装、医药、汽车、办公设备、照明、薄膜等多种产品。实现工程塑料的绿色合成，已成为大幅提升碳酸二甲酯产品链竞争力的关键。一般的方法是以甲基氯为溶剂，使丙二酚与光气进行反应，改进后的工艺是碳酸二甲酯与苯酚生成碳酸二苯酯，再与丙二酚在熔融状态下进行酯交换，经脱酚得到聚碳酸酯，避免了光气的污染问题。3.3 提高汽油的辛烷值

近年来油价逐级攀升，急需开发增大辛烷值的添加剂，由于ＤＭＣ具有高辛烷值在汽油中有良好的可溶性及抗水性，且具有低蒸汽压及混合分配系数，分子含氧量高达５３％ 是品质极好的汽油添加剂。此外，ＤＭＣ是更为有效的高含氧化合物，同摩尔的ＤＭＣ比甲基叔丁基醚的含氧量高３５％，且ＣＯ排放量较小。ＭＴＢＥ是用异丁烯为原料制造的，但是随着 ＭＴＢＥ的大量使用，原料异丁烯将不能满足供应。ＤＭＣ少量添加于汽油中可明显提高汽车排气中的氧浓度，而且绿色环保，是一种可持续发展的环境友好型的有机产品，作为汽油添加 剂而日益受到重视[8]。

参考文献

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