有机化工溶剂精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇有机化工溶剂范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

应用：

二甲苯是C8芳烃的主要成分，可作为高辛烷值汽油组分及溶剂，也是有机化工的重要原料；

二甲苯属于芳香烃类，人在短时间内吸入高浓度的甲苯或二甲苯，会出现中枢神经麻醉的症状，轻者头晕、恶心、胸闷、乏力，严重的会出现昏迷甚至因呼吸循环衰竭而死亡，主要来自于合成纤维、塑料、燃料、橡胶等，隐藏在油漆、各种涂料的添加剂以及各种胶粘剂、防水材料中，还可来自燃料和烟叶的燃烧；

二甲苯根据两个甲基在六碳环上的不同位置，可分为对二甲苯、邻二甲苯和间二甲苯三种，是一种不饱和烃类有机化合物。

（来源：文章屋网 ）

篇(2)

关键词：甲醇；工业用途；焦炉气

甲醇无色透明，易挥发，可燃，是略带醇香味的有毒液体，20℃时的比重是0.793，沸点是64.5-64.7℃。甲醇是一种基本的有机化工原料之一，既可以用于制造甲醛、醋酸、甲胺、二甲醚等一系列有机化工产品，又可以掺入汽油作燃料，因此甲醇在化学工业、轻工业、医药工业、运输工业、建筑工业、农业等领域都有广泛的用途。

生产甲醇的方法有很多，可以采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇；也可以用天然气作为原料制甲醇；还可以用石脑油和重油制甲醇；也有用煤、焦炭制甲醇。

结合我国“煤多、油少、气少”的国情，因此，用煤制甲醇将是一种以煤为基础，解决能源问题的新路径。

1.1甲醇用于生产有机化工产品

1.1.1生产甲醛

目前，甲醛是甲醇的最主要的，也是最重要的下游产品，有40%的甲醇用于生产甲醛。甲醛则可以生产三羟甲基丙烷、4,4'-二氨基二苯基甲烷、多聚甲醛、1,4-丁二醇、1,4-二羟基-2-丁烯、丁炔二醇、炔丙醇、季戊四醇、3-苯氧基苯甲醇、苄硫醇和氯甲基甲醚等化工产品，还是生产各种合成树脂不可少的原料。近年来我国甲醛消费增长速度很快，由2000 年的207万吨增至2006年的830 万吨，年均增长26%。预计2011 年全球甲醛需求量将达到3384 万吨，2016 年需求量将达到3680 万吨。而甲醛的需求量的增加，无疑将提高甲醇的需求量。

1.1.2生产醋酸

目前在工业生产上有四种生产醋酸的工艺方法，它们分别为：酒精法，乙烯法，低压甲醇法，UOP/Chiyoda。在我国，用UOP/Chiyoda法生产的装置还没有投产，醋酸的生产工艺路线主要是酒精法、乙烯法和甲醇法。用酒精法和乙烯法生产醋酸的成本跟醋酸的市场价格基本上相差不大，不能获得比较大的利润，而用UOP/Chiyoda法生产醋酸的成本比较低，但时目前我国的装置还没有投产，建设规模也很小。因此，由于成本低的原因，用甲醇法生产醋酸已经成为醋酸企业发展的一种趋势。另外，我国还拥有低压甲醇法工艺的完全自主知识产权，可以建设相对来说规模比较大的生产装置，加上目前国际上石油和粮食的紧缺，低压甲醇法装置的优势明显。而乙烯法和酒精法醋酸装置由于规模小和成本高的问题，将会面临关停或转产的风险。

而用甲醇法进行生产的话，则具备一定的优势。甲醇羰基合成法属于较先进的技术，这种方法以煤为原料，而目前甲醇又处于产能大量过剩的状态，原料成本不会太高，而且收益率相对来说也比较高。

1.1.3 用于生产甲胺

目前甲胺生产的主要方法是甲醇胺化法[1]，反应压力一般为0.5-5.0Mpa，反应温度一般为250-500℃。在催化剂作用下，甲醇和氨气在绝热式固定床活塞流动反应器中经高温催化脱水反应生成。甲胺类化合物是重要的有机化工原料，广泛用于农药、炸药、染料、溶剂表面活性剂、橡胶助剂等，甲胺最主要是用于农药行业，据不完全统计，我国的27种有机磷家药和胺基甲酸甲酯类农药都用到甲胺[2]。

1.1.4 用于生产二甲醚

以甲醇为原料生产二甲醚（DME）目前主要有两条途径：甲醇液相法和甲醇气相法。前者是在浓硫酸存在下，加热甲醇脱水生成二甲醚，该方法对设备腐蚀严重，操作条件恶劣，因此逐渐被淘汰；后者则是将甲醇蒸汽通过固体酸催化剂床层，发生非均相反应脱水而得到二甲醚，该工艺由于生产技术成熟，流程相对简单，操作控制容易，无腐蚀等优点而被广泛采用[3]。

二甲醚既可作为液化石油气的代用品，又可作为民用燃料和气焊的切割剂，还可作为燃料替代柴油，具有清洁、动力性能好、污染少、十六烷值高、易贮存等燃料性能，被誉为“21世纪的绿色燃料”。在日用化工、农药、染料、制药、涂料等方面具有广泛的用途[4]。

1.2 甲醇燃料电池的发展

甲醇为燃料，以甲醇和氧的电化学反应将化学能自发地转变成电能的发电技术，称为直接甲醇燃料电池，简称DMFC。这种发电技术最大的优点就是甲醇不经过预处理可直接应用于阳极反应产生电流，同时生成水和二氧化碳。其反应原理如下：

碱性条件下：

总反应式：2CH4O + 3O2 = 2CO2 + 4H2O

正极：3O2 + 12e- + 6H2O 12OH-

负极：2CH4O - 12e- + 12OH- 2CO2 + 10H2O

酸性条件下：

总反应式：2CH4O + 3O2 = 2CO2 + 4H2O

正极：3O2 + 12e- + 12H+ 6H2O

负极：2CH4O - 12e- + 2H2O 12H+ + 2CO2

甲醇燃料电池（DMFC）可用于笔记本电脑，汽车等。该燃料电池是以甲醇为燃料，氧气的氧化剂，电解质可以是质子交换膜（可传导氢离子），也可以是固体氧化物（可传导氧离子），甲醇和氧气分别在多孔金属电极上发生反应，从而将化学能直接转化为电能。这种甲醇燃料电池体积小巧，燃料使用便利，洁净无污染，发展前景非常好。

1.3 甲醇汽油的发展

篇(3)

关键词：双氧水与HPPO法　环氧丙烷　技术路线　探讨

一、前言

环氧丙烷是重要的有机化工原料，在丙烯的衍生物中仅次于聚丙烯和丙烯腈，居第三位。PO化学性质极其活泼，应用极为广泛。以PO为原料生产聚醚多元醇进而生产聚氨酯是其最大用途；其次可用于生产聚氨酯弹性体及用途广泛的丙二醇、丙二醇醚等表面活性剂；还可用于生产油田破乳剂、农药乳化剂及润湿剂等。全称为1，2-环氧丙烷，有氯醇法、共氧化法和直接氧化法（HPPO）三种工业生产工艺。三种生产工艺的比较：

三种工艺路线基本情况

从上表可以看出，HPPO法因其运行成本低、节能环保而占据优势，但是高浓度的H2O2无法长距离运输，必须现场配套提供，因此未来的环氧丙烷生产技术路线方向应为双氧水与HPPO法的集成技术。

二、双氧水与HPPO法的集成技术

1.技术路线基本情况

双氧水直接氧化丙烯制环氧丙烷新技术开发的原位耦合法相比，简化了工艺流程，减少了规划及的损失；与传统工业生产方法相比，工艺简单，环境友好，无联产品问题；在优化的工艺条件下，催化剂循环使用5次以后环氧丙烷相对双氧水的产率仍保持在87%以上，产物分布选择性＞99%.

新方法在适宜的溶剂体系中，在该研究组开发的新一代反应控制相对转移催化剂作用下，可直接催化双氧水氧化丙烯，高选择性的生成环氧丙烷。反应结束后，催化剂及溶剂都可以循环使用，因而对环境友好。

乙基蒽醌（或叔丁基蒽醌与乙基蒽醌的混合物）（QH2）与分子氧、丙烯在TS-1催化作用下，集成反应生成环氧丙烷，Q通过加氢还原完成反应循环。

QH2+O2Q +H2O2

H2O2+CH3CH=CH2PO+H20

Q+H2QH2

集成工艺的环氧丙烷收率为78%。

三、我国国内环氧丙烷的生产情况

我国自1965年第一套环氧丙烷投入生产以后，直至1988年齐鲁石化公司氯碱厂建成32kt/a装置投产以来，在真正使我国的环氧丙烷装置有了大幅度的提高，可是尽管如此多年以来，由于各装置的开工率并不是太高，使得国内环氧丙烷的总产量一直无法满足国内的需求，直到2000年开始国内量产才算是得到了大幅度的提升，已达到40482t，与1999年相比增幅达到43.5%。2001年国内生产量为44676t比上年增加10.4%，可是产量仍不能满足市场需求。

随着我国对工业发展的支持力度的加大和外国先进设备的引进，我国的环氧丙烷的生产能力也得到了巨大的提高。

四、目前国际上环氧丙烷的相关状况

当前，世界市场每年环氧丙烷的消费量大约是88万吨，产品主要用于生产环氧树脂、合成甘油、氯醇橡胶以及缩水甘油醚类等。环氧氯丙烷的主要消费国家和地区是美国、西欧和日本，其中西欧的消费量约为25.0万吨/年，约占世界环氧氯丙烷总消费量的28.4％；美国的消费量约为33.0万吨/年，约占世界总消费量的37.5％；日本的消费量约为9.5万吨/年，约占世界总消费量的10.8％。

目前，国际市场上所供应的环氧氯丙烷的主要来自日本和美国，亚洲和东欧各国为主要进口国，西欧的环氧氯丙烷供需基本平衡。根据相关数据分析可以预计今后几年世界环氧氯丙烷的需求量将以年均约5％-6％的速度增长。

因此，对双氧水与HPPO法集成生产环氧丙烷的技术路线进行探讨研究至关重要，一来可以增强我国的环氧丙烷的生产能力，促进国内环氧丙烷供求平衡进而增加出口；二来，可以增强国家工业实力，避免因过度依赖进口外国的产品，从而对工业完全构成威胁。

根据以上分析，我们可以得到结论：双氧水与HPPO法集成生产环氧丙烷的技术具有很强的先进性、经济型、可操作性。

篇(4)

一、甲醇发展状况

1、甲醇生产工艺的发展

1923年德国BASF公司首先用合成气在高压下实现了甲醇的工业化生产，直到1965年，这种高压法工艺是合成甲醇的唯一方法。1966年英国ICI公司开发了低压法工艺，接着又开发了中压法工艺。1971年德国的Lurgi公司相继开发了适用于天然气－渣油为原料的低压法工艺。由于低压法比高压法在能耗、装置建设和单系列反应器生产能力方面具有明显的优越性，所以从70年代中期起，国外新建装置大多采用低压法工艺。世界上典型的甲醇合成工艺主要有ICI工艺、Lurgi工艺和三菱瓦斯化学公司(MCC)工艺。目前，国外的液相甲醇合成新工艺具有投资省、热效率高、生产成本低的显著优点，尤其是LPMEOHTM工艺，采用浆态反应器，特别适用于用现代气流床煤气化炉生产的低H2／(CO＋CO2)比的原料气，在价格上能够与天然气原料竞争。

我国的甲醇生产始于1957年，50年代在吉林、兰州和太原等地建成了以煤或焦炭为原料来生产甲醇的装置。60年代建成了一批中小型装置，并在合成氨工业的基础上开发了联产法生产甲醇的工艺。70年代四川维尼纶厂引进了一套以乙炔尾气为原料的95kt/a低压法装置，采用英国ICI技术。1995年12月，由化工部第八设计院和上海化工设计院联合设计的200kt/a甲醇生产装置在上海太平洋化工公司顺利投产，标志着我国甲醇生产技术向大型化和国产化迈出了新的一步。2000年，杭州林达公司开发了拥有完全自主知识产权的JW低压均温甲醇合成塔技术，打破长期来被ICI、Lurgi等国外少数公司所垄断拥的局面，并在2004年获得国家技术发明二等奖。2005年，该技术成功应用于国内首家焦炉气制甲醇装置上。

南京国昌化工科技有限公司研发的GC型轴径向低压甲醇合成塔技术，通过了中国石油和化学工业协会组织的鉴定。专家认为该甲醇合成塔结构新颖、设计合理，属国内首创，填补了我国轴径向低压甲醇合成塔的空白。该项目为我国甲醇工业提供了一种技术先进、造价低且易于大型化的新型合成装置。该技术已于2003年底在山东久泰化工科技有限公司5万吨／年低压甲醇装置上首次运用成功。

2、甲醇原料的发展

自1923年开始工业化生产以来，甲醇合成的原料路线经历了很大变化。20世纪50年代以前多以煤和焦碳为原料；50年代以后，以天然气为原料的甲醇生产流程被广泛应用；进入60年代以来，以重油为原料的甲醇装置有所发展。对于我国，从资源背景看，煤炭储量远大于石油、天然气储量，随着石油资源紧缺、油价上涨，因此在大力发展煤炭洁净利用技术的背景下，在很长一段时间内煤是我国甲醇生产最重要的原料。

二、甲醇应用状况

近年来，我国甲醇需求增长平稳，一部分来自于传统应用领域，如甲醛生产等，而新应用领域如醋酸及MTBE等则支撑着甲醇需求的增长。广义地说，甲醇应用可分为两大应用领域，即MTBE和化工应用，MTBE曾经是甲醇需求快速增长的主要带动者，但现在也有逐年减弱的趋势。

甲醇的主要应用领域是生产甲醛，甲醛可用来生产胶粘剂，主要用于木材加工业，其次是用作模塑料、涂料、纺织物及纸张等的处理剂，其中用作木材加工的胶粘剂约占其消费总量的80％。甲醛需求的增长速度和国民生产总值的增长速度密切相关。甲醛还用来生产缩醛树脂和特种化学品的1,4-丁二醇，其增长速度很快，但不会显著改变甲醛的总体需求状况。

醋酸消费约占全球甲醇需求的7％，可生产醋酸乙烯、醋酸纤维和醋酸酯等，其需求与涂料、粘合剂和纺织等方面的需求密切相关。

甲基丙烯酸甲酯约占全球甲醇需求的2％～3％，主要用来生产丙烯酸板材、表面涂料和模塑树脂等，预计发达国家的增长速度比较适中，而亚洲地区的增长速度较快。

甲醇不仅是重要的化工原料，而且还是性能优良的能源和车用燃料。甲醇与异丁烯反应得到MTBE，它是高辛烷值无铅汽油添加剂，亦可用作溶剂。自1973年第一套100kt/a装置建成投产以来，它已成为世界上仅次于甲醛的第二大甲醇消费大户。甲基叔戊基醚(TAME)也是重要的汽油含氧添加剂，由于历史原因，总产量还不大。

在寻求汽油替代燃料的过程中，醇醚燃料具有较大的应用潜力。醇醚燃料是指甲醇和二甲醚按一定比例配制而成的新型液体燃料，燃烧效率和热效率均高于液化气。由于二甲醚的挥发性好，该燃料有效地克服了甲醇燃料不易点燃、需空气充压、外加预热器及安全运输等方面的缺点。甲醇也可以直接作为汽车燃料使用。

三、甲醇市场状况

自2002年年初以来，我国甲醇市场受下游需求强力拉动，以及生产成本的提高，甲醇价格一直呈现一种稳步上扬走势。甲醇市场价格最高涨幅超过100%，甲醇生产的利润相当丰厚，效益好的厂家每吨纯利超过了1000元/吨，因而甲醇生产厂家纷纷扩产和新建，使得我国甲醇的产能急剧增加。

目前在建或拟建的大型甲醇项目主要有：中海石油化学有限公司在海南建设的年产180万吨甲醇项目，其中第一期工程为年产60万吨甲醇；山西焦化集团有限公司年产12万吨的甲醇技术改造项目；内蒙古鄂尔多斯市华建能源化工有限公司的年产100万吨甲醇项目，其中第一期工程年产40万吨甲醇；我国陕西榆林天然气化学工业公司在陕西榆林的30万吨/年甲醇装置，建成后，甲醇生产能力将增加到73万吨/年；山东兖州煤业股份有限公司在陕西榆林投资建设年产230万吨甲醇工程，其中一期工程为年产60万吨甲醇；哈尔滨气化厂的年产25万吨的新建甲醇装置，新装置建成后，该厂的甲醇生产能力将接近40万吨/年；香港建滔化工集团与重庆长寿化工园合资建造的年产75万吨甲醇项目，重庆化医控股（集团）公司与日本三菱化工合资兴建的年产85万吨甲醇项目，届时重庆的甲醇总产量将达到200万吨，长寿化工园也将成为全国最大的天然气化工基地。据粗略统计，这些新建甲醇装置如果全部建成投产，新增加的年产能至少在500万吨以上，将对我国甲醇市场供求关系产生明显的影响。

四、甲醇发展方向

甲醇是极为重要的有机化工原料，在化工、医药、轻工、纺织及运输等行业都有广泛的应用，其衍生物产品发展前景广阔。目前甲醇的深加工产品已达120多种，我国以甲醇为原料的一次加工产品已有近30种。在化工生产中，甲醇可用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺、甲基叔丁基醚（MTBE）、聚乙烯醇（PVA）、硫酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯（DMT）、二甲醚、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲醇等。

以甲醇为中间体的煤基化学品深加工产业：从甲醇出发生产煤基化学品是未来C1化工发展的重要方向。比如神华集团发展以甲醇为中间体的煤基化学品深加工，利用先进成熟技术，发展“甲醇－醋酸及其衍生物”；利用国外开发成功的MTO或MTP先进技术，发展“甲醇－烯烃及衍生物”的2大系列。

作为替代燃料：近几年，汽车工业在我国获得了飞速发展，随之带来能源供应问题。石油作为及其重要的能源储量是有限的，而甲醇燃料以其安全、廉价、燃烧充分，利用率高、环保的众多优点，替代汽油已经成为车用燃料的发展方向之一。我国政府已充分认识到发展车用替代燃料的重要性，并开展了这方面的工作。

随着C1化工的发展，由甲醇为原料合成乙二醇、乙醛和乙醇等工艺正日益受到重视。甲醇作为重要原料在敌百虫、甲基对硫磷和多菌灵等农药生产中，在医药、染料、塑料和合成纤维等工业中都有着重要的地位。甲醇还可经生物发酵生成甲醇蛋白，用作饲料添加剂，有着广阔的应用前景。

五、甲醇行业存在的问题

甲醇作为基础原料产品近年来全球消费稳定增长，据统计2004年全球甲醇消费量超过了3350万吨。从2001年到2004年的年平均增长速度在3.6%。在近两年强势的能源价格支撑下，全球石化产业处于景气周期，甲醇行业也处在健康良性的发展轨道上，但是我们也不能忽视了潜在的不利因素。

1、成本增加隐患渐现

有资料显示，近几年来，我国国内甲醇产量逐年提高，从2000年的近200万吨增长到了2004年的约430万吨，其中最近3年增速尤为明显。与产量增长相对应，我国甲醇进口量已从2002年最高的180万吨减少到了2004年的136万吨。也就是说，中国甲醇市场对进口产品的依赖度在减小，国产甲醇越来越占主导地位，然而这并不意味着我国的甲醇市场是游离于国际甲醇市场之外的一个封闭市场。事实上，国际甲醇市场的变化对我国甲醇市场有着很明显的影响--国内外甲醇的价差会影响进出口的方向，外盘的价格波动也会对国内市场产生联动影响。

六、甲醇行业的发展建议

在世界基础有机化工原料中，甲醇消费量仅次于乙烯、丙烯和苯，是一种很重要的大宗化工产品。作为有机化工原料，用来生产各种有机化工产品。虽然目前世界甲醇市场已供大于求，而且新建装置还将继续建成投产，但是根据专家对汽车代用能源的预测，甲醇是必不可少的替代品之一。另外，甲醇下游产品的开发也会进一步促进甲醇工业的发展，因此，甲醇工业的发展前景还是比较乐观的。

1生产装置大型化

我国甲醇工业目前还在一定程度上面临着进口产品的冲击，原因是国内大部分装置规模小、技术落后、能耗高，造成生产成本高，无法与国外以天然气为原料的大型或超大型甲醇装置抗衡；另一方面，通过多年来技术引进及国内科研院所、高校的研究开发，目前我国甲醇工业已基本使用了国外各种类型的传统低压气相法反应装置；催化剂研制也达到国际最高水平；新工艺的研究也有较大的进展，主要问题在于装置的大型化。

2重视新技术加大基础研究工作

液相甲醇合成工艺具有技术和经济双重优势。在不远的将来会与气相合成工艺在工业上竞争，并会趋于完善，循着类似低压法代替高压法的历程逐渐取代气相合成工艺。因此，应加大对液相合成工艺研究开发力度，一定要开发出自主的先进成套技术。CO2加氢合成甲醇、甲烷直接合成甲醇是甲醇工业的热点开发技术，一方面要跟踪国外先进技术；另一方面应加大基础研究工作，尤其是催化剂的研究开发。

3谨慎投资避免盲目建设

篇(5)

关键词：绿色化学 环境保护 生物技术

随着社会的发展，地球人口急剧的膨胀，地上地下资源的正在日渐枯竭，人均耕地、淡水等资源占有量逐渐减少；而作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业，在为人类进步创造质文明作出重要“政绩”的同时，也会带来负面的影响，在生产活动中排放出大量有毒物质，为环境和人类的健康带来一定的危害。恩格斯说：“生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”没有化学的变化，就没有地球上的生命，也就更不会有人类。我们知道化学的发展为人类解决了许多衣食住行等方面的问题，满足了社会的需要，深刻的影响着人类社会的发展，对人类社会的贡献可以说是“不可小觑”。 1909年哈伯发明的合成氨技术使世界粮食翻倍，如果没有这个化学技术的诞生，世界上将有一部分人死于讥饿，我们今天的生活也许没有这么美好。为此我们要辩证的对待化学这一问题。

进入21世纪，为了更好的运用好化学这门技术，“绿色”已成为化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。我们知道传统的化学可以合成人类需要的新物质，浪费能源的情况下，伴随产生大量排放物，造成严重的环境污染。如今研究的“绿色化学”则是在获得物质的同时充分利用能源，实现污染的“零排放”，也就是说“绿色化学”既可以充分利用资源，又不产生污染，从而可使经济效益大幅度提高。

一、“绿色化学”需要使用的新物料

（一）研制新型可循环材料

化学合成技术的成熟和工业化的发展为人类提供了许多新物料，它们在不断改善人类物质生活的同时，也带来大量生活废物，使人类的生活环境迅速恶化。像塑料的发明为人类平添了生活色彩，但由于大量使用塑料包装，并且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜（给农民带来的经济效益不菲，并且现在依然使用），造成的“白色污染”也越来越严重。为了人类的可持续发展我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料，或者有把塑料可以自然分解或生物降解的新技术。经过努力已有一些成功的方法，目前生物降解塑料项目成功打开新空间。

（二）添加溶剂的选择

我们知道经过化学反应合成物质时，污染问题不仅来源于原料和产品，而且也可能来自化学反应中添加的溶剂，为此在以后的化学合成中尽量不再使用添加到溶剂进行二次污染。一是在利用新技术在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应，避免出现使用挥发性溶剂污染的一个研究动向。二是开发以水为溶剂的反应。我们知道70%以上的有机化合物都很难溶解于水，并且有许多试剂在水中会分解变质，因此在化学实验中尽量避免用水作反应介质。但是随着科学的发展，水作为溶剂成为可能，并有其独特的优越性，因为水容易找、价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效用对一些重要有机转化是十分有益的，有时可提高反应速率和选择性，更何况生命体内的化学反应大多是在水中进行的。三是运用超临界流体（一种介于气态与液态之间的流体）。它通常具有流体的密度，因而有常规常态溶剂的溶解度；在相同条件下，它又具有气体的粘度，因而又具有很高的传质速度。而且，由于具有很大的可压缩性，流体的密度，溶剂溶解度和粘度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉、溶解性强 、扩散性能好、易于控制的特点。在临界点附近，压力和温度的微小变化，都可以引起流体密度很大的变化，从而使溶解度发生较大的改变。目前，研究最多在超临界水中进行的一类反应是以空气为氧化剂，通入有机废物进行氧化反应，即超临界水氧化法（supercritical water oxidation，SCWO）。其结果是有机废物被完全氧化成二氧化碳、氮气、水及可以从水中分离的无机盐等无毒的小分子化合物，达到净水的目的。

（三）选择新型的催化剂

在传统的化学有机反应中用到酸、碱液体催化剂，这些液体酸、碱催化剂的都会对设备有所腐蚀，对人身形成危害和并且在反应中产生废渣污染环境。近些年来为了保护环境和人类的可持续发展，科学家们已经注意到这个问题，并探索从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手，大力开发固体酸做为烷基催化剂研究。2011年3月由中科院福建物质结构研究所卢灿忠研究员主持完成的新能源用纳米催化材料研究通过院基础局组织的专家验收。

二、“绿色化学”需要绿色反应

为了节约资源和减少污染，在化学反应中把所有的原材料按照“质量转换定律”百分之百的转变为新生产物，且不产生副产物或废弃物，实现废物的“零排放”，也就是不再污染环境。为此化学化工工作者在设计合成实验时，要尽量减少“中间环节”，实现“快”、“省”、“ 全”的绿色反应，更加经济合理地利用原原材物料，减少中间产物的形成，少用或不用保护基或离去基，避免副产物或废弃物的产生。

三、“绿色化学”需要生物技术

我们知道生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分，它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。这就足以说明21世纪的生物化工也是潜力巨大的产业之一。目前在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方面已有成熟的生物技术。从实现“绿色化学”的角度出发，生物技术最大的特点和魅力一是节约能源，二是易于实现无污染生产，三是可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程，其产品常常又具有特殊性能。因此，生物技术的研究和应用倍受青睐。

总之，绿色化学是人类可持续发展的研究方向，是科技工作者的一项重要战略任务。其最终目的是节约资源、防止污染。绿色化学的发展不仅将对环境保护和人类的发展产生重大影响，而且将为我国的企业与国际接轨创造条件。

参考文献

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【关键词】超临界技术；甲醇；工艺研究

甲醇是一种重要的有机化工原料和优质燃料。能与水、乙醇、乙、醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶，遇热、明火或氧化剂易着火。主要用于精细化工，塑料，医药，林产品加工等领域的基本有机化工原料，可开发出100多种高附加值化工产品，尤其深加工后作为一种新型清洁燃料和加入汽油掺烧，其发展前景越来越广阔。也是农药、医药的重要原料之一。甲醇在变压吸附制氢中作为裂解原料也得到了初步利用。并且，用甲醇制取微生物蛋白作为饲料乃至食品添加剂有着巨大的市场。鉴于甲醇较大的需求量，因此低廉成本、高效合成甲醇的工艺研究有很大的发展前景。

一、合成甲醇的方法及其特点

（1）木材干馏法。在1924年以来，甲醇几乎全部是用木材分解干馏来生产的。然而，用60kg到100kg木材干馏只能获得约1kg的甲醇，并且这种"森林化学"的甲醇含有丙酮和其他杂质。（2）气相合成甲醇法。气相合成甲醇的主要反应式为：CO+2H2=CH3OH（g），H＝-90.8kJ/mol，当有CO2存在时，CO2按下列反应生成甲醇：CO2+H2=CO+H2O（g），H＝+41.3kJ/mol，CO+2H2=CH3OH（g），H＝-90.8kJ/mol，上述两步的总反应式为：CO2+3H2=CH3OH（g）+H2O（g），H＝-49.5kJ/mol，副反应产物：成烃、高碳醇、醚、醛、酸、酯及单质碳等；反应特点是强放热。以甲烷或者一氧化碳与氢气的混合气为原料气合成甲醇的方法有高压、中压、低压三种方法。这三种方法的流程基本相同。但所使用的催化剂不同，因而操作压力和操作温度等级不同，反应器的结构也就有所不同。从合成理论上讲，提高压力对合成反应有利，但在高活性铜基催化剂研制成功后，降低合成压力就有了可能。在较低压力和较低温度下合成甲醇，可以降低对设备的要求，简化压缩系统，节省动力消耗，可以节省投资和降低生产成本。高压法合成甲醇由于操作压力高，动力消耗大，设备复杂，产品质量等缺点正在逐渐淘汰。中压法是在低压法研究基础上进一步发展起来的，由于低压法操作压力低，导致设备体积相当庞大，不利于甲醇生产的大型化，因此发展了压力为10MPa左右的甲醇中压合成法。但是气相合成法合成甲醇总体呈现合成效率低，能耗高等缺陷。（3）液相法制备甲醇。液相法使用了热容高、导热系数大的石蜡类长链烃类等化合物作为反应介质，使甲醇的合成反应在等温条件下进行，同时由于分散在液相介质中的催化剂的比表面积非常大，所以加速了反应过程，降低了反应温度和压力。目前液相甲醇合成采用最多的主要是浆态床甲醇合成法。

二、超临界技术合成甲醇方法

（1）超临界相甲醇合成反应机理。在普通固定床反应器中引入一个吸收相，吸收相经过催化剂床时呈超临界状态，该介质与合成气并流通过反应器内的催化剂床层，使甲醇一经生成即脱离催化剂表面进入该相，达到反应物与产物在反应区域分离的目的，实现可甲醇合成过程的反应分离一体化。由于反应生成的甲醇不断进入吸收相，反应化学平衡被打破，反应不断向生成产物的方向移动，从而使CO的单程转化率大幅度提高，甲醇收率达到将近100％，时空产率可以达到0.6h-1以上，尾气出口甲醇组成达到15％以上。同时，由吸收介质形成的吸收相具有较高热容，在其吸收产品的同时也将反应热吸收，有效改善了床层内热量的传递状况，这样，同时解决了在合成甲醇过程中的热和热力学限制两大问题。（2）实验方法。该工艺选用国外进口催化剂，装填量为500ml。反应器为32mm4mm的白钢管，内置热电偶，反应器由循环导热油均匀加热。吸收相介质流量为800～1500ml/h，合成气空速为1500～3500h-1，H2/（CO+CO2）=2.2，N2含量为34.5％，反应温度200℃～240℃，压力8.5MPa，原料气、尾气及弛放气用气相色谱-GC8000进行间歇分析，产品组成用气相色谱-GC6890进行间歇分析。（3）流程的设置。加热器预热来自工业侧线的合成气，热交换器与加热器预热溶剂，二者加热完毕后在混合器中混合后进入反应器中。反应器采用列管式等温床，通过导热油循环来恒定床层的温度。处于超临界状态的溶剂携带反应产物一同从反应器底部排出，经热交换器换热，将其热量用来加热循环溶剂，然后水冷器将其冷却至常温后进入第一分离器中分成气液两相，尾气和溶剂与甲醇的混合液体分别从分离器的顶部及底部排出。需要注意的是，溶剂与甲醇的混合体从分离器底部排出时需要减压处理至常压。随后，经第二分离器分出的气体经冰冷器冷却以及第三分离器分离液体后排出。甲醇与溶剂的混合体则采用蒸馏水连续萃取将甲醇产物溶解于水中，静置分离。溶剂可作为请组分分出后供循环使用，甲醇-水的混合溶液则等待精馏处理方可得到甲醇产品。（4）反应器结构处理。反应器均采用等温固定床或绝热固定床，床层结构采用轴向床、径向床、轴――径向混合的结构。由于超临界溶剂的存在使热量分配发生很大变化，因此选用等温床列管式反应器。为了使试验装置简便可以在Lurgi反应器的结构基础上改进，尽量最大限度的避免“放大”效应。（5）影响反应的因素控制。一是空速对CO转化率及时空产率的影响。实验结果表明，CO转化率髓空速的增加而减小，甲醇的时空产率髓空速的增加而增加。这个问题可以这样理解，其他条件不变时，提高空气的空速，单位时间内增加了与催化剂接触的气量，导致单位时间内甲醇的量增加，同时，原料气与催化剂接触时间减少，部分气体来不及参与反应就从反应器出口流出，就使得CO转化率降低。二是溶剂的选择。循环溶剂要对甲醇有良好的溶解性，并且不与原料气或反应产物发生化学反应，不影响催化剂的催化效果，溶剂与甲醇较容易分离，价格适中等等。三是吸收相所造成的影响。吸收相是一个超临界介质，一边将甲醇带出反应器一边增加反应器内的分压（溶剂量高于一定量时），减少合成气在反应器内的有效浓度，降低CO转化率。并且，吸收相也有效改善了床层的热量传递状况，有效解决传热和热力学限制的问题。四是工业流程超临界合成甲醇的特点。工业装置异于中试之处在于要最大限度地回收系统热能，提高经济性。溶剂和产品甲醇进入萃取器与蒸馏水混合搅拌后澄江分离器中分层处理。沉降分离器上部分离出溶剂在循环泵加压后循环使用，沉降分离器下部分离出粗甲醇如甲醇储罐待精馏。值得注意的是，工业中采用加压萃取以衔接甲醇精馏系统。工业制甲醇设备特点：增加超临界流体循环系统、取消循环压缩机、操作压力增加、产物杂质含量降低、性价比增高。

三、总结

超临界法制甲醇是一个新兴的制甲醇的工艺，其适用催化剂广泛、压力控制容易、吸收相成本低、易分离等特点使这种方法很快受到工业大量制备甲醇的厂家青睐。但是，为了使这种方法更为完善，我们还应该注意一些问题并想办法解决。例如，制备甲醇过程中，热量的合理去向及有效利用的问题，催化剂效能及使用寿命的问题等等。

参考文献

[1]刘岩．浆态床合成甲醇铜基催化剂的制备及研究[D]．太原理工大学：太原理工大学．2011

[2]陈晓春，饶国瑛，李成岳．合成甲醇基元过程瞬态动力学的模型化（Ⅱ）――合成甲醇瞬态动力学[J]．化工学报．1999（2）：152～158

篇(7)

有机化学是发展最迅速的化学学科，利用有机合成可以生产出人们所需要的具有特殊功能的有机物，而这正是基于对有机化学反应的研究。本节课从反应机理出发研究有机反应，以逆合成分析理论为指导合成有机物，让学生对有机合成有一个初步的认识，为学生将来学习相关专业打好基础。通过本课的学习也可以让学生认识到学习有机化学的意义，对立志于从事化学相关职业的学生有一定的指导价值。

二、教材分析

“有机化学反应的研究”属于苏教版选修模块《有机化学基础》专题1的内容。该专题介绍了科学家研究有机物的方法，教材按照有机物组成的研究

有机物结构的研究有机化学反应的研究这样的顺序编排，使得学生对研究有机物的方法有一个系统的了解，而关于有机化学反应的研究不仅巩固了必修2中所学的有机反应类型，并且对有机反应的本质有了更加深刻的解读，为后续有机的推断和有机的合成的学习奠定了更加坚实的基础。

三、学情分析

学生通过必修2专题3的学习，已经具备了一定的有机化学基础知识，这对学习本节课提供了必要的知识储备，本节课中的逆合成分析理论，有机反应机理是属于大学有机内容，难度较大，需要教师进行简化处理以适应学生的认知水平。

四、教学目标

1.知识与技能

认识反应机理在有机化学反应研究中的重要性；能用同位素示踪法解释简单的化学反应；知道甲烷卤代反应、酯化反应、酯的水解反应机理。

2.过程与方法

通过小组讨论的方式培养学生的合作意识，通过查阅资料的方式培养学生的收集信息等能力，通过理论与生活、生产、科研的联系，提高学生解决实际问题的能力。

3.情感态度与价值观

通过对科学史料的介绍激发学生对科学研究的热情，增强学生学习化学的动力；使学生了解化学在生产生活中的应用，为学生的职业生涯规划作指导。

五、教学过程

环节一：有机反应在有机合成中的价值体现

PPT展示 屠呦呦以及青蒿素的分子结构（如图1所示）。

教师：屠呦呦获得了2015年的诺贝尔医学生理奖，她获奖的原因是什么？

学生：发现了青蒿素。

教师：那么人们是从哪里获取青蒿素的呢？

学生：从青蒿这种植物中提取出来的。

PPT展示 青蒿素资料。青蒿素是最有效的抗疟疾药物之一，目前青蒿素主要从植物黄花蒿中分离提取得到，由于黄花蒿中青蒿素含量极低，加上黄花蒿的种植又会受自然灾害、地理条件和种植技术等因素的影响，使得青蒿素的产量并不稳定，对于贫困地区的患者来说青蒿素的价格过于昂贵。

相较于植物提取，科学家想到了依靠有机合成的方法合成青蒿素，让青蒿素的生产不再依赖于一年一茬的黄花蒿，以保证稳定供应。

总结：通过有机合成可以获得大量有特殊功能的有机物，如人们现在使用的西药都是通过有机合成获得的。作为高中生需要了解有机合成的方法和规律，为将来从事相关职业打好基础。

设计意图：以2015年重大科学成就――屠呦呦获得诺贝尔奖为素材创设情境有利于激发学生的学习欲望，同时借助合成有机物这一载体将本节课的主题“有机反应的研究”渗透其中。

问题探究 乙酸乙酯是一种非常重要的有机化工原料和极好的工业溶剂，可用作香料。如何合成乙酸乙酯？

学生1：乙酸和乙醇通过酯化反应得到

学生2：将乙醇先氧化得到乙醛，再将乙醛氧化获得乙酸，最后将乙酸和乙醇酯化。

学生3：乙烯先和水反应生成乙醇，乙醇再氧化得到乙醛，乙醛氧化得到乙酸，最后乙酸和乙醇酯化。

教师：那么选择哪种原料好呢？

学生4：第1种方法好，因为步骤少。

学生5：第3种方法好，因为乙烯原料广泛，成本低。

教师：很好，合成有机物选择的原料应满足廉价易得，绿色环保的要求。

设计意图：合成乙酸乙酯没有直接给出原料，有一定的开放性，有利于拓展学生的思维。通过比较几种原料，使学生认识到合理选择原料的重要性。

环节二：有机反应研究的重要方向――反应机理

1.酯化与水解反应的反应机理

教师：有机反应是有机合成的基础，对于有机反应哪些方面是值得我们研究的？

学生1：反应类型、反应条件、影响因素。

教师：从微观角度分析，乙酸和乙醇酯化时的断键情况如何？

学生2：酸脱羟基、醇脱氢。

教师：如何通过实验方法证明呢？

学生3：同位素示踪法。

教师：很好！同位素示踪法是研究反应机理的有效方法之一，请同学们描述一下实验方法。

学生4：将乙醇中的氧原子用放射性的18O标记，反应后观察18O是在水中还是在乙酸乙酯中从而判断断键的位置。

教师：同位素示踪法是由匈牙利化学家海维西获发现的，他也因此获得了1943年的诺贝尔化学奖。

设计意图：以乙酸和乙醇的酯化反应为例，教师分别从浓硫酸的作用、反应温度、乙酸乙酯的产率、乙酸和乙酸的断键情况等角度引导学生认识到有机反应可以从反应条件、影响因素、反应机理等方面去研究。同时介绍同位素示踪法的发现者海维西获得诺贝尔化学奖，让学生体会到科学研究需要创新意识。

2.甲烷和氯气的反应机理学生活动 书写甲烷和氯气反应的方程式（反应物和生成物均用结构式表示），并描述甲烷和氯气反应的实质。

学生：甲烷和氯气的反应属于取代反应，甲烷中一个碳氢键断裂，同时氯气中的氯氯键断裂，氯气中的一个氯原子代替了甲烷中的一个氢原子，生成了一氯甲烷和氯化氢。生成的一氯甲烷继续和氯气发生类似的反应生成二氯甲烷和氯化氢，以此类推分别生成三氯甲烷和四氯甲烷。

教师：甲烷和氯气按体积比1∶4混合，反应后产物的成分是什么？

学生1：只有四氯甲烷和氯化氢。

学生2：有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷及氯化氢。

教师：到底是哪位学生正确呢？下面我们就来研究一下这个问题，请同学们思考甲烷和氯气是否是同时断键，同时交换原子呢？（展示表1中数据）

学生：由于氯气中的氯氯键比甲烷中的碳氢键键能更小，因此更容易断裂。

教师：很好，请同学们观察一下甲烷和氯气反应机理的图片（见图2），并根据微观符号描述一下该反应的历程。

学生：光照后氯气分子首先发生断裂生成氯原子，氯原子和甲烷分子碰撞生成氯化氢和・CH3，・CH3再和氯气分子碰撞生成一氯甲烷和氯原子，氯原子接下去又发生碰撞，从而使反应延续下去。

教师补充：化学家对氯气和甲烷的反应提出如下的假设：

自由基理论很好地解释了甲烷和氯气产物的复杂性，随着科技的发展自由基反应已经不再是一种假设，利用电子顺磁光谱可捕捉到反应过程中自由基信息，证实了自由基历程的真实性。

设计意图：甲烷和氯气反应产物众多，学生在没有学习该反应的机理前往往会认为书本上甲烷和氯气的反应是逐步进行，通过自由基反应机理的学习可以有效地纠正学生的这一错误观点，并且使学生认识到学好反应机理的重要性。

学以致用 已知有机分子中同一碳原子上连接两个羟基是不稳定的，会自动脱水。

请在方框中填写加氧氧化的中间产物的结构式。

要证明这两种过程哪一种是正确的，我们仍然准备用同位素原子示踪法。用18O2和铜催化剂在一定的温度下氧化乙醇，下列有关说法中正确的是

（填字母序号）。

A.若18O只存在于产物H2O分子中，则说明醇的氧化是按①的过程进行

B.若在产物H2O分子中含有18O，则说明醇的氧化是按①的过程进行

C.若在产物乙醛分子中含有18O，则说明醇的氧化是按②的过程进行

D.若醇的氧化按②的过程进行，则18O只能存在于产物乙醛分子中

设计意图：及时巩固反应机理以及同位素示踪法等相关知识点，做到学以致用。

环节三 逆合成分析理论的具体应用

交流讨论 对于较复杂的有机物的合成，美国化学家科里提出的逆合成分析理论可以给我们提供帮助。逆合成分析法即分析目标分子结构，断开化学键将其拆解为更简单、更容易合成的前体和原料，从而完成路线的设计。请同学们找出下列有机物的断键位置并推测合成原料。

学生：高聚物可以断开主链2号碳和3号碳之间的碳碳键，推测出原料为乙烯和丙烯。环酯可以断开酯基中的碳氧键，推测出原料为乳酸。

能力提升 草酸二乙酯是合成医药的重要中间体，请你以乙烯为原料采用逆合成分析理论推导出合成该物质的方法。

写出有机合成路线图。

设计意图：逆合成分析理论是有机合成的重要理论之一，但仅仅介绍该理论并不能使学生有深刻印象，通过分析几个常见有机物的合成方法，将逆合成法的思路应用到具体的实例中去，有利于提高学生的有机推断能力，也使学生明白该理论在有机合成中的重要意义。

六、板书设计

七、教学反思

1.本节课的部分教学内容不属于高考考试范畴，因此有很多教师将教材中的这块内容简单处理或者忽略不讲，其实从教材的编排上看本专题是要告诉学生研究有机化学的方法是什么，以及过往的化学家是如何研究有机化学的，因此该章节更多的是侧重于过程与方法以及情感态度价值观的教育。学生在高一已经学习过必修1中的有机化学，该专题内容既是对高一内容的总结又是对后续不同种类有机物的学习做铺垫，同时也将高中有机化学和大学有机化学相衔接，拓展了学生的视野，有利于学生对将来是否从事有机化学研究提早进行职业规划。因此笔者认为本节内容不仅不能舍弃，还应充分挖掘教材中的素材，力求使课堂教学更加饱满，更加有内涵。

2.本节课的设计分为三个环节：环节一以合成青蒿素为背景使学生认识有机合成的意义；环节二以学生已知的合成乙酸乙酯为素材总结有机合成的一般方法；环节三以合成复杂有机物为例使学生了解逆合成分析理论在有机合成中应用。三个环节环环相扣，并将有机反应条件的选择、有机反应机理的研究融入其中，从而使学生对有机合成的流程有了更加全面的认识。同时在教学过程中还不断渗透情感、态度和价值观的教育，如将屠呦呦和青蒿素，美国化学家科里和匈牙利化学家海维西获得诺奖及电子顺磁光谱检测自由基等科学界的成就及现代前沿科技介绍给学生，使学生意识到化学不仅仅是停留在课本上的知识而且还是一门很有研究价值的学科。