分析有机化学合成原理在工业中的应用

发表时间:2020/9/29   来源:《科学与技术》2020年5月15期   作者:姜永要
[导读] 有机化学工业为相关化工产品的生产提供了十分重要的原料,
        姜永要
        安徽亚格盛电子新材料有限公司    安徽  芜湖   241000
        摘要:有机化学工业为相关化工产品的生产提供了十分重要的原料,而且在国民经济发展过程中也占据着极为重要的地位。有机化学合成原理在相关基础原料合成过程中具有着十分广泛的应用,因此需要进一步加大对化学合成原理的研究工作。本文针对有机化学合成原理在工业中的应用进行分析,介绍了工业中甲醇制烯烃的基本原料和反应原理,探讨了有机化学合成原理在工业中的具体应用意义和应用对策,希望能够为相关工作人员起到一些参考和借鉴。
        关键词:有机化学合成;基本原料;甲醇制烯烃;工业应用

        在化工行业当中,乙烯和丙烯是十分重要的基本原料,多数下游产品生产都是通过这两类有机物合成而来。从目前国内化工业烯烃类生产现状进行分析,多数生产往往都将石油作为具体的制备材料,这给石油资源的使用带来了极大的压力,特别是在市场的快速发展后,对烯烃的需求量也在不断增加,因此会极大地消耗石油资源。对此,我国需要对烯烃合成技术进行完善,从而有效缓解石油资源短缺问题。根据相关资料可以发现,现如今,乙烯和丙烯的市场需求增长最为快速的为丙烯,其年增长率可以达到6%,而该类材料的生产主要来自于蒸汽裂解制乙烯的方式。而在国家上,石油主产区海湾地区对乙烯的生产工艺主要采用乙烷裂解的方式,该工艺所产生的副产品丙烯相对较少,因此为了能够更好的满足乙烯和丙烯的市场需求,需要对全新工艺进行开发。
一、基本原料介绍
(一)基本原料
        基本原料主要包括两种,分别是乙烯和丙烯,通过对这两类原料进行利用,可以为产品生产过程起到良好的推动作用。目前,我国烯烃类产品生产主要利用石油材料,但由于石油资源数量比较有限,因此往往无法有效实现烯烃类产品的生产目标,也无法满足相关行业对烯烃的需求。对此,需要加强对烯烃合成技术的应用和研究。对这两种烯烃材料进行对比,丙烯要具有更高的市场欢迎度,而各国对丙烯的制备方法也存在着一定的差异。部分发达国家的制备工艺水平相对较高,能够有效满足相关的市场需求,对此,我国需要对该技术进行深入研发和应用,从而使烯烃类产品数量得到增加。
(二)制备技术
        我国的石油资源相对比较缺乏,而煤炭资源和天然气资源等相比十分丰富,由于受到这一资源现状的影响,因此,相关行业可以通过甲醇制备烯烃技术来对烯烃类原料进行生产,在这一过程中需要对化学反应条件进行合理的控制,从而更好地满足产品制备需求。一般常见的原料类型包括两种,分别是丙烯目标产品和乙烯、丙烯目标产品。
二、反应原理分析
(一)基本步骤
        在对乙烯进行制备时,其化学反应过程如下。首先需要使用甲醇来对二甲醚进行制备,并由乙醚来对低碳烯烃进行制备,其次需要进行氢转移反应。乙烯和丙烯目标产品之间产生的反应可以简称为MTO,而在使用乙醚对低碳烯烃进行制备时,需要对其反应原理进行分析,并对其反应原理的具体应用进行探究,这对于优化工艺效果和提升工艺水平具有着十分重要的意义。而相关专家学者对此也给出了相应的解释,从而帮助人们更好的了解有机化学合成原理,使其在工业生产中的应用水平得到提高。
(二)机理分析
        1.碳池机理
        该机理主要在20世纪90年代提出,对碳键机理进行了具体的拓展和解释。在此过程当中,通过对烃类产物的分析,可以使碳池所具有的辅助作用得到有效发挥。而碳池主要是指碳氢化合物,其具有着相应的吸附作用。

碳池机理所具有的应用原理容易进行解释,而且能够被人们所接受,进而得到大范围的推广和应用,并为相关实验验证过程提供重要的依据。烃类形成原理具体可以分为两种,首先是甲苯侧链烷基激励,其次为削去机理,相关专家学者分别对其进行了提出和完善,而甲苯侧链烷基化机理具有着十分重要的作用,当甲苯侧链增长后,可以为丙烯和乙烯生成创造出良好的条件。在此过程当中,环伸缩可以为甲苯侧链增长起到极大的促进作用。
        2.氧鎓离子机理
        氧鎓离子机理的特点具有着一定的代表性,其中间体为氧鎓离子,因此可以将此机理进行命名。氧鎓离子所具有的反应作用,可以形成乙基二甲基氧鎓离子,而在这一过程当中,可以在分子间进行相关的化学反应。其中,乙烯主要通过氧鎓离子来进行获取,其消除方法也就是组织化学反应。该解释还存在着一定的不足,虽然能够证明氧鎓离子存在,但MTO反应不具有十分明显的加速效应。简单来说,包括对碳碳键形成机理解释的理论内容还不能经得起实践的推敲,这也使得其理论和实践往往只有一部分能够得到具体的支持[1]。
三、有机化学合成原理在工业中的具体应用
        随着我国化学工业的快速发展,相关化学工业活动数量也在不断增加,这使得相关工业生产任务量不断加重,为了使工业生产效率得到有效提高,并能够取得更好的化学工业生产效果,需要对有机化学合成院里的应用效果进行提升。通过对化学合成原理进行广泛的应用,可以更好的满足相关工业生产需求,使市场对化学产品的需求能够得到实现。而将有机化学合成原理在工业生产中进行应用具有着十分重要的意义,以下进行具体的讨论。
(一)应用意义
        由于我国存在石油资源短缺问题,因此需要采取全新工艺来有效缓解这一问题,有机化学合成原理的应用以及甲醇制备烯烃技术应用具有着十分显著的必要性,其不仅能够拓展技术发展空间,而且还能够对相关理论内容进行丰富,并不断的总结实践经验。而这对于甲醇制备烯烃技术的应用推广有着极大的推动作用,同时,还能够进一步提升相关原料的利用率,使工业生产活动能够高效开展。而随着我国科学技术水平的不断提升,通过先进技术的应用,可以使该项技术逐渐得到升级,并成为合成气经二甲醚制取低碳烃的全新工艺方法,可以将此方法简称为SDTO,其所具有的优势在于,能够对原有的热力学局限进行打破,节约投资成本。除此之外,小孔磷硅铝的分子筛催化剂具有着良好的乙烯性,相关流化床反应器的应用能够加快导热速度,从而确保反应过程的连续性。同时,该方法还具有着一定的灵活性,因此既可以独立进行应用,又可以联合引用。
(二)应用实践
        低碳烯烃的生产路径最早由我国相关研究、科技发展公司以及石化工程公司联合建立,三方共同签署了相关合作协议,对联合制备低碳烯烃提供支持,这也是该项工艺的首次实践,与此同时,其对MTO工艺进行了具体的确认,这为其在日后工业生产中的应用打下了良好的基础,同时还对低碳烯烃煤化路线进行了拓展。该装置的建设共持续一年实践,运行时间则为半年,当相关安装和试运行工作结束后,便可将其投入到具体的使用当中。对此,相关企业需要对MTO工艺进行合理的选择,并对设备类型进行优选,从而为该项技术的应用积累经验。此外,我国还有一些其他省份同样为MTO的实践应用开展了具体的研究工作,这使有机化学合成原理在工业生产过程中得到了有效的应用[2]。
结束语:
        综上所述,为了使煤炭资源的利用率得到提高,节省煤炭资源的使用,使资源能够得到合理配置,需要在工业生产过程中对有机化学合成原理进行有效的应用,从而进一步促进我国工业企业的转型和升级。对此,相关企业需要进一步加大研究力度,对有机化学合成原理中甲醇制烯烃进行充分推广和应用,从而提升工业生产效率,提高企业自身的经济效益,并缓解我国的石油短缺问题,全面促进我国工业的可持续发展。
参考文献:
[1]苗培果.有机化学合成原理在工业中的应用[J].中国化工贸易,2019,11(4):142,144.
[2]杨冰.有机化学合成原理在工业中的应用[J].化工设计通讯,2018,44(8):174-175.
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