萘及其的衍生物制备及应用

1、 萘及其衍生物的制备与应用 化学工程与工艺132班 23号 程理想 摘要：萘是一种有机化合物,分子式C10H8,白色，易挥发并有特殊气味的多环烃晶体。从炼焦的副产品煤焦油和石油蒸馏中大量生产，主要用于合成邻苯二甲酸酐等。萘是重要的有机化工原料,广泛用于合成纤维合成树脂、增塑剂、橡胶防老剂、染料中间体、医学卫生材料。 （1）萘的制备与应用 萘主要来源于煤焦油，可从石油化工中经过裂化等过程获得萘，中国是全球萘的最大消费国，主要用于用于生产苯酐，还有苯系减水剂与精萘的生产。 精萘的的下游应用是染料及有机染料中间体，工业萘中的杂质主要是与萘沸点较接近的四氢萘、硫杂茚、二甲酚等。如萘的沸点（218）和硫

2、茚的沸点（219.9）相差不到2，因此为了制造纯度更高的精萘，就要利用萘与这些杂质熔点不同的物理性质进行分离，或者利用化学方法来改变它们的化学组成。当前精萘的生产方法，有结晶法、加氢精制法酸洗蒸馏法、升华法等。染料和有机颜料精萘的主要应用领域是染料及有机颜料中间体，产量最大的是2萘酚和H酸。 提纯的精萘在除染料等其他多种工业方面都有其用途。其他萘在农用化学品和医药领域也有重要应用，这也是萘消费中增长最快的部分。主要产品包括植物生长调节剂和除草剂、熏蒸剂、鞣革剂、饲料添加剂、计生药品等。 精萘的制备： （2）萘制苯酐 苯酐目前广泛应用于化工、医药、电子、农业、涂料、精细化工等工业部门。中国的苯酐

3、主要用于生产邻二甲酸脂类增塑剂，耗用的苯酐约占苯酐总消费量的60%，染料和油漆占25%，不饱和树脂和其他产品占15%左右。苯酐是一种重要的有机化工原料，主要用于生产塑料增塑剂、醇酸树脂、染料、不饱和树酯以及某些医药和农药。 工业萘与邻苯都可以作为苯酐原料，我国苯酐工艺开始于50年代，最初引进的是萘法工艺。在1990年之前，奈法工艺占国内苯酐产能90%。反应用萘氧化法，副反应生成萘醌、顺丁烯二酸酐等。所用催化剂也是钒系催化剂。工艺过程与邻二甲苯氧化相似。萘氧化的反应器有列管式固定床和流化床两种。流化床反应器的反应热由反应器内的冷却管移走。流化床催化剂的粒度要求有一适宜的范围,通常为40300m。

4、使用流化床的优点是:反应器可以在比较均匀的温度、较高的原料-空气比下操作，产物较易捕集。 工业萘生产苯酐的方法，包括如下步骤： 工业萘在汽化器中加热完全汽化； 汽化的萘通过文丘里管进入萘空气混合器，与反应空气充分混合； 充分混合的萘空气混合气进入固定床气相催化反应器进行反应，得苯酐。 （3）萘制减水剂 减水剂是一种在维持混凝土坍落度不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。大多属于阴离子表面活性剂，有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等。加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥高分子表面活性剂的研究开发成为

5、当今应用研究的一个热点,并在建筑材料工业中的应用越来越广泛,是由于它对材料性能起到关键性的作用.目前国内普遍使用的高效减水剂是萘磺酸甲醛缩合物,简称为萘系高效减水剂.由于原料萘和甲醛易得,价格较低,受到市场的青睐。但合成技术和性能不稳定,进而影响建筑混凝土的生产质量.本文对聚萘磺酸盐高效减水剂合成的技术及工艺过程进行了研究,探讨了有效控制分子链增长的技术途径,合成出具有20%30%减水率的高效减水剂. 萘系减水剂主要成分为-萘磺酸甲醛络合物钠盐，结构式为：反应流程为： 由于芳基磺酸盐的存在;从而可定性得到聚合物分子中确实有萘环及磺酸基的存在.萘系减水剂可溶于水,由于主链的亲油性和磺酸基的亲水性

6、,它是一个两亲性分子.它可吸附在水泥粒子的表面,形成扩散和偶电层.由于水泥粒子带同种电荷而产生排斥,从而使水泥粒子分散.这就是 DLVO理论.粒子表面的Zeta电位可以表示粒子的稳定性.在一定范围内,随减水剂用量的增加,Zeta相对电位上升,粒子间的斥力更大,分散效果越好.另一方面,萘系减水剂的相对分子质量越大,分子链越长,每个分子中的磺酸基越多,吸附在水泥粒子表面的扩散层越厚,分散效果越好.基于以上的作用原理,我们也在致力于合成具有更高相对分子质量的萘系减水剂,这样,才会有高的减水流化效果. （4）1,5-萘二胺衍生物（NPN）的合成与其物理特性 NPN具有良好的热稳定性，其玻璃化温度与熔点

7、均较高，为其在电致光发光电器中的应用提供了可能，NPN具有较好的荧光特性和电子性，还可望成为优良的空穴传输材料，并可通过设计合理的器件结构实现其对外的蓝光发射NPN合成路线为： (5)聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）的用途 聚萘二甲酸乙二醇酯由2,6-萘二甲酸二甲酯（NDC）或2,6-萘二甲酸（NDA）与乙二醇（EG）缩聚而成，是一种新兴的优良聚合物。其化学结构与PET相似，不同之处在于分子链中PEN由刚性更大的萘环代替了PET中的苯环。萘环结构使PEN比PET具有更高的物理机械性能、气体阻隔性能、化学稳定性及耐热、耐紫外线、耐辐射等性能。 PET由于良好的热性能和机械性能而成为目前应用最广的合成材料之一,聚萘二甲酸乙二酯(PEN)由2,62萘二甲酸二甲酯(DMN)和乙二醇(EG)制成,在结构上与PET极为相似,但由于其萘环结构较PET的苯环结构刚性更强,从而赋予其无可比拟的优良性能,在包装和电子工业方面很有潜力,且性能更优越。近年来，PEN薄膜主要应用于磁带的基带、柔性