二甲苯在工业中应用广泛,具体如下:
涂料与油漆:作为溶剂和稀释剂,用于溶解树脂、颜料,调节涂料黏度,提高涂层光泽度和附着力,常见于汽车、家具、建筑涂料。
油墨与印刷:溶解油墨成分,改善流动性,加快干燥速度,用于纸张、塑料薄膜印刷。
胶粘剂与密封剂:溶解高分子聚合物,增强胶粘剂流动性和粘结性,用于塑料、金属、木材的粘接。
合成材料:作为原料或溶剂,用于生产聚酯树脂、聚氨酯、酚醛树脂等,进而制造塑料、纤维、橡胶制品。
化工合成:用于合成苯二甲酸、尼龙等化工产品,作为反应介质参与多种有机反应。
电子与精密仪器:作为清洗剂,去除电子元件、光学仪器表面的油脂和杂质。
医药与香料:作为药物合成溶剂,提取或溶解香料成分,但需严格控制使用。
清洗剂与去污:去除机械设备、零部件的油污和胶渍,也用于皮革、纺织品的脱脂处理。
二甲苯主要有两种生产原理,分别是催化重整法和甲苯歧化与烷基转移法,以下为你详细介绍:
催化重整法
原理概述:催化重整是在加热、氢气存在以及催化剂作用下,对石脑油等轻质石油馏分进行重新调整分子结构的过程。在这个过程中,石脑油中的直链烷烃和环烷烃会发生脱氢、环化、异构化等反应,从而生成苯、甲苯、二甲苯等芳烃,再经过后续分离提纯得到二甲苯。
反应过程
环化脱氢反应:直链烷烃在催化剂作用下,先发生环化反应形成环烷烃,然后进一步脱氢生成芳烃。例如,正构烷烃可转化为环己烷,环己烷再脱氢生成苯;若环烷烃上连有甲基等烷基侧链,还可能进一步转化为甲苯、二甲苯等。
异构化反应:一些直链或支链烷烃会通过异构化反应改变其碳骨架结构,形成更易于环化和脱氢生成芳烃的结构。比如,正构烷烃异构化为支链烷烃后,再参与后续反应生成芳烃。
催化剂:常用铂 - 氧化铝等催化剂,它能降低反应的活化能,加快反应速率,提高芳烃的产率。
工艺流程:石脑油先经过预处理,除去其中的杂质如硫、氮等化合物,然后与氢气混合进入加热炉加热到一定温度,再进入装有催化剂的反应器进行催化重整反应。反应产物经过冷却、分离,得到富含芳烃的馏分,再通过进一步的分离精制,如采用抽提蒸馏、结晶等方法,从芳烃混合物中分离出二甲苯。
甲苯歧化与烷基转移法
原理概述:甲苯歧化反应是指在催化剂作用下,两个甲苯分子相互作用,其中一个甲苯分子的甲基转移到另一个甲苯分子上,生成苯和二甲苯;烷基转移反应则是甲苯与三甲苯等更高烷基芳烃之间发生甲基转移,生成二甲苯。通过这两种反应可以将甲苯等原料转化为二甲苯。
催化剂:常用的催化剂有丝光沸石、ZSM - 5 分子筛等,这些催化剂具有良好的择形催化性能,能够选择性地生成所需的二甲苯异构体。
工艺流程:将甲苯和适量的三甲苯等原料混合后,与氢气一起进入反应器,在一定温度、压力和催化剂作用下进行歧化与烷基转移反应。反应产物经过分离,除去其中的氢气、苯等物质,然后通过进一步的分离技术,如结晶分离、吸附分离等,得到高纯度的二甲苯。