溶剂法2-羟基-6-萘甲酸简介(终稿)

PAGEPAGE8一．溶剂法2-羟基-6-萘甲酸简介2-羟基-6-萘甲酸简称2，6酸，是医药、有机颜料、液晶材料的重要有机中间体。使用2.6酸为主要原料生产的耐高温聚合物广泛地应用于液晶材料工业。我厂生产的2，6酸产品分为医药级和化工级两种规格，外观好、纯度高、金属离子含量低，在国际有机中间体市场上更具有竞争力，产品供不应求。溶剂法生产2.6酸新工艺属于国内首创，产品填补了国内空白，其中溶剂选择羧化反应的工艺条件及原处理方法等方面具有一定的独创性，达到了国际先进水平。采用溶剂法合成新工艺生产出的产品纯度达99.8%，已开始销往美国、日本、法国、台湾等6个国家和地区。二．2，6酸技术规格2-HYDROXY-6-NAPHTHOICACIDSPECIFCATION项目规格ItemSpec含量＞99%ContentM.P＞245水份Water＜0.1%不溶物NoSoluted(inNaHCO3Solution)＜50PPM2-萘酚β-Naphthol＜0.1%2,3酸3-Hydroxy-2-naphthoicacid＜0.1%2-萘磺酸2-NaphthaleneSulfonicacid＜0.002%1,1-双(2-萘酚)1,1-Bi(2-Naphthol)＜0.1%2,6-酸乙酯Eethyl-2-hydroxy-6-naphthoylate＜0.1%其它异构体OtherIsomers灰份Ash＜0.02%CL＜25PPMS＜25PPMN＜25PPMCa＜10PPMFe＜10PPMNa＜10PPMK＜10PPMMg＜10PPM2,6-酸主要技术指标以消耗的2-萘酚计克分子收率60-65%2-萘酚回收率:90%以上溶剂回收率:89%以上三．2，6酸市场预测分析2-羟基-6-萘甲酸是工程塑料、有机颜料、液晶材料、医药的重要有机中间体,以它为原料生产的耐高温聚合物广泛应用于液晶材料工业。这种新型材料的中间体，1995年全球需求量为6000多吨，销售售价为8.5万元/吨,总销售金额达5.1亿元人民币,美国、日本、台湾、欧洲等国家和地区争相求购。全世界2，6酸的年生产能力为2000吨，仍有4000吨的缺口，若按年产4000吨2，6酸计，年产值将高达3.4亿元,年获利税4000万元,年创汇4101万美元。由此可见该产品经济效益十分显著。该产品的开发成功对我国有机颜料行业品种的更新换代，液晶材料的新品种开发十分有利。具有潜在的社会效益。3.1国内外的市场规模及市场需求目前世界上实现商品化LCP的国家主要有美、日、英和德国，用途也只限于作纤维、塑料。其中溶致性以Kevla:为代表，热致性品种较多，较突出的有Xy一dar，veetra，Ekonol，Ultrax，X7G等。Kevlar是美国DuPont公司于1972年首先实现工业化生产的溶致性液晶纤维，目前的生产能力已达万吨级。主要的牌号有Keviar29，49和1493种。此外溶致性液晶高分子生产能力较大的还有阿克苏公司的Twarono由于溶致性液晶材料生产过程需要大量溶剂且需除去溶剂，所以产品不适合于制塑料、板状和块状制品，仅限于纤维和薄膜。因而其生产和应用受到一定程度的限制。与溶致性液晶高聚物不同，热致性液晶高聚物的商品化虽然落后10年，但发展速度却相当快。目前世界上已有5大品种实现了工业化生产，主要都是全芳香共聚醋类。根据热致性液晶高聚物的热变形温度(HDT)的不同，可将它们分为3类:l类的HDT在320℃左右，美国Anlocos公司的Xydar以及日本住友公司的Ekonol均属此类。它们是优良耐热的工程塑料，具有很高的拉伸强度和模量，耐化学腐蚀性能好，但其加工性能略差;“类的HDT在220℃以上，典型的有Hoeehst一Celanese公司的Vee一tra，其耐化学腐蚀性、水解稳定性、电气性及阻燃性都很优异，并具有很强的防渗性;111类的HDT低于120℃，其耐热性能差，但价格较低，如美国的EatmanKodak公司的x7G3.2国内外市场的成长性及发展趋势由于”型热致液晶高分子所具有的优异的电绝缘性、低热膨胀系数、高耐热性和耐锡焊性等优点，其在电子工业中的应用日益扩大。以vectra、Xydar为代表的11型热致液晶高分子在发达国家电子工业中被广泛用来制作接线板、线圈骨架、印刷电路板、集成电路封装和连接器，此外还用作磁带录象机部件、传感器护套和制动器材等。另外作为塑料行业中超级工程塑料，11型热致液晶高分子因其所具有的优异的耐化学腐蚀性、水解稳定性、电气性及阻燃性，及突出的加工性能，被广泛用于聚丙烯、聚硫醚、聚矾、聚醚酮等工程塑料的改性。同传统的玻纤改性增强相比，经液晶高分子改性的材料，不但能大幅提高工程塑料的强度，同时还能增强工程塑料的韧性，并且提高了工程塑料在加工时的流动性，而不像玻纤改性在提高强度的时候使工程塑料的韧性大幅下降，还对加工设备造成磨损。因此11型热致液晶高分子在塑料改性行业里的用量持续增长。目前，随着液晶高分子在各行各业广泛的使用，全球液晶高分子的年需求增长率一直保持两位数以上的增长率，在亚洲地区更保持高速增长，增长率高达30%，而且这种高速增长率在近10年内仍将保持下去。由于目前只有美国、日本、英国和德国公司可以全系列生产溶致及热致各类型的液晶高分子，国内只能生产少量的111型热致液晶高分子，因此用于液晶高分子合成的2，6酸的市场需求主要在国外，另外用于医药行业和有机颜料的2，6酸也主要是在国外，因此目前2，6酸项目是个外向型项目，主要用于出口。四．产品方案及拟生产规模产量年产1000吨含量≥99%产品销售主要通过外贸公司向国外出口设备总投资：1000万元五．工艺路线及主要设备1．工艺路线现在工业上是间歇式生产，日本上野制药应用研究所是塔式连续化生产2，6酸、2，3酸、水杨酸、对羟基苯甲酸、3，6-二氯水杨酸的。拟采用塔式或环流反应器试验连续化生产，以提高生产能力、节省因升温降温造成的能源消耗，使我们国家的2，6酸生产水平上一个新的台阶，乃至使芳羟基化合物的碳酸化生产技术得以提高。浙江升华拜克生物化工有限公司、苏州林通染料有限公司都曾有过这样的要求。2-萘酚在有机溶剂中与液体氢氧化钾反应生成2-萘酚钾盐，并在该溶剂中进行脱水，制得无水2-萘本钾盐。采用悬浮法使2-萘酚钾盐与二氧化碳进行羧化反应，生成2-萘酚与2，6酸双钾盐。加水溶解后与溶剂分离，水相用硫酸中和，酸化得2，6酸，经吸滤、离心分离、干燥得成品,工艺框图如下：2-萘酚→有机溶剂→液碱→成盐↓脱水↓二氧化碳→羧化↓水→溶解↓硫酸→中和↓分层↓硫酸→酸化↓离心分离→母液至溶解循环套用↓干燥↓成品附2-羟基-6-萘甲酸主要设备表序号名称规格材料数量备注1成盐釜φ1600×15822立方米不锈钢22碱计量槽φ600×10000.2立方米碳钢23酚计量槽φ800×13000.7立方米碳钢24水计量槽φ1200×15822立方米碳钢25羧化釜φ1500×21755立方米不锈钢8操作压力10公斤/平方米6羧化冷凝器20平方米碳钢87分水罐φ300×2500碳钢88二氧化碳缓冲罐φ600×12100.4立方米碳钢89溶剂蒸馏釜φ1600×15822立方米碳钢210冷凝器30平方米碳钢211溶剂贮槽5平方米碳钢212旧溶剂贮槽φ1200×29003.5立方米碳钢213水计量槽φ1000×14001立方米碳钢214液下泵14.4立方米/米H=25米DB50Y-25碳钢615中和釜14立方米不锈钢416板框压滤机聚丙烯417稀硫酸计量槽φ800×9000.6立方米P.V.C818脱色釜14立方米搪瓷4或钢衬瓷砖19脱色过滤器φ1800×700不锈钢420酸析釜14立方米碳钢内衬瓷砖421离心机φ1000衬橡胶422滤液沉降池14立方米衬瓷砖423耙式干燥器不锈钢224热水储罐15立方米碳钢225热水泵碳钢226硫酸储罐φ1200×17002立方米碳钢227液碱储罐5立方米碳钢228液碱液下泵碳钢229稀硫酸配制釜φ1200×17002立方米搪瓷230稀硫酸泵玻璃钢231水循环真空泵碳钢432真空泵433加热油浴系统碳钢2套六．前景广阔的液晶高分子中间体2，6酸1．液晶离分子液晶(Liquidcrys以)是某些有机物质在一定的温度范围内所呈现的一种中间状态，在这种状态下，由于分子排列有特殊的取向，分子运动也有特定的规律，从而使液晶既具有液体的流动性和表面张力，又呈现某些晶体的光学性质。液晶高分子(LiquldCryst习工nePolylller简称LCP)是在一定条件下能以液晶相态存在的高分子，它兼有液晶和高分子两类物质的特性，与其他高分子相比，它有液晶相所特有的分子取向序和位置序;与低分子液晶化合物相比，它又有高分子量和高分子化合物的特性即液态晶体，既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性特征。液晶1888年由奥地利植物学家Reinitzer首次发现，在20世纪50年代之前，液晶没能引起科技界的广泛重视。然而在60年代，以RCA公司进行液晶显示和光阀方面的工作为标志，液晶得到了实际的应用。液晶高分子的大规模研究工作起步更晚，但目前已发展为液晶领域中举足轻重的部分。如果说小分子液晶是有机化学和电子学之间的边缘科学，那么液晶高分子则涉及到高分子科学、材料科学、生物工程等多门学科，而且在高分子材料、生命科学等方面都得到大量应用。由于液晶态分子排布的有序性和在液晶态加工过程中分子的高度取向，液晶高分子材料具有很多优异的性能，如高强度高模量等优良的力学性能，突出的耐热性、绝缘性和耐化学腐蚀性，耐气候老化、耐燃烧、耐辐射，对微波透明，成型收缩率小，尺寸稳定性高，加工性能优越等等。液晶高分子可以通过挤出、注射、吹膜和熔体纺丝加工，制备成各种高性能的制品，有关液晶高分子材料的研究与开发已成为当今高分子材料的热点之一。液晶高分子的应用⑴电子电器领域LCP优异的电绝缘性、低热膨胀系数、高耐热性和耐锡焊性等优点，使其在电子工业中的应用日益扩大。以表面装配技术和红外回流焊接装配技术为代表的高密度循环加工工艺，要求树脂能够经受260℃⑵汽车和机械工业领域LCP广泛用于制造汽车发动机内各种零部件(如燃油输送系统的泵和浆叶、调速传感器等，以及特殊的耐热、隔热部件和精密机械、仪器零件。LcP可以用于巡航控制系统的驱动发动机中作为旋转磁铁的密封元件。DuPont公司采用Kevlarllg作为高级轿车轮胎补强纤维，使轮胎的各种性能提高50%;日本住友化学公司开发的PTEE王konolEI01系列合金可用于200℃⑶显示及记忆材料尽管高分子液晶其响应时间较长，但因其结构特征带来的易固定性，若对高分子液晶从结构条件和实验条件两方面进行强化，也可得到响应值与低分子液晶相当的LcP，从而用于显示。另外LcP因为易固定性可被用来作为热记录材料，即LCP在热条件下将外力场的刺激固定下来，从而能保留外界所给予的信息，起到储存的作用。若将这些记录材料再次在热条件下施以电场，则材料回复原来的变形(在外场作用下呈均匀定向排列的性能)状态，可重新记录和摹写。⑷光纤通讯领域光纤通讯中，目前采用石英玻璃丝作为光导纤维。这种外径仅为100一150pm的细玻璃丝，只需1009左右的拉力就被拉断。因此为了保护光纤表面，提高抗拉强度、抗弯强度，需给光纤涂以高分子树脂造成被覆层。LCP就适用于光纤二次被覆材料，以及抗拉构件和连接器等。如尤尼崎卡和三菱化学开发的PET系非全芳烃LCP，经改性后代替尼龙12作为光纤的二次涂层，由于其模量、强度均高，而膨胀系数小，从而降低了由光纤本身温度变形而引起的畸形，以及使光纤不易出现不规则弯曲，减少了光信号传输中的损耗。⑸航空航天领域LcP由于具有耐各种辐射以及脱气性极低等优良的“外层空间性质”，可用作人造卫星的电子部件，而不会污染或干扰卫星中的电子装置，还可模塑成飞机内部的各种零件，如采用xydar可满足长期在高温下运转的发动机零件的要求。利用Kevlar的强力，美国航空航天部门已大量用其作为高级复合材料，如波音777飞机每架用高级复合材料占总重的60%以上，其中大部分是DuPont公司的Kevlar49和149。此外LCP还用于军事上，如军用防弹衣，Kevlar纤维防弹性能很好，在重量减轻一半的条件下，其防弹能力是钢的五倍。此外Ke心r还能抗御化学、生物、原子武器的冲击波和辐射。2分类根据液晶形成的条件，可分为热致液晶高分子(ThermotropieuqusdC邓t汕nePolynler简称TL-eP)和溶致液晶高分子(LyotropieLiquidC斗stallinePolyme:简称LLcP)。热致液晶高分子是由于温度变化引起的，并存在于一定的温度范围内;溶致液晶是液晶分子与溶剂组成的液晶体系。目前用于制备高强度、高模量纤维的液晶高分子主要有以下几类:(1)芳族聚酞胺类，主要代表有聚对氨基苯甲酸(PBA)，聚(对苯二胺一对苯二甲酞)(PPD一T)、由PPD一T制得的纤维的商品名为Kevlar，还有以对苯二胺及对苯二甲酸为基的各种共聚物。(2)聚芳杂环液晶高分子，主要代表有聚苯并哑哇(PBo)和聚苯并唆哇(PBET)以上两类都属于溶致主链型液晶高分子。(3)芳族聚醋液晶高分子，这是一类热致主链型液晶高分子。此类高分子液晶不仅可用于仿制高强纤维，而且也作为新一代的工程塑料。目前已工业化的聚芳醋类液晶高分子，根据热致性液晶高聚物的热变形温度(HDT)的不同，大体分为3种类型:①以Amuco公司(也叫Alllocos公司，美国阿莫科公司)的勒dar和Su而tomo(日本住友公司)的Ekonol为代表的}型液晶高分子。主要为联苯系列，分子的