聚乙二醇合成工艺
年产1500吨聚乙二醇400#工艺设计

1总论 (3)1.1设计的依据 (3)1.2建设规模 (3)1.2.1环氧乙烷的物化学性质 (3)1.2.2氢氧化钠的物化性质 (3)1.2.3冰醋酸的物化性质 (4)1.3产品方案 (4)1.3.1产品的用途 (4)1.3.2产品工艺路线确定 (4)1.3.3工艺流程简述 (5)2工艺计算 (5)2.1物料衡算 (5)2.1.1生产工艺技术指标 (6)2.1.2生产制度: (6)2.1.3原材料及辅助材料主要规格 (6)2.1.4产品主要规格与参数 (6)2.2物料衡算 (6)2.2.1工艺流程为: (6)2.2.2运用环氧乙烷生产聚乙二醇的聚合方程式 (7)2.2.3确定计算任务 (7)2.2.4基础数据准备 (7)2.2.5确定计算基准 (7)2.3反推原料量 (8)2.3.1环氧乙烷 (8)2.3.2一缩乙二醇 (8)2.3.3氢氧化钠 (8)2.3.4冰醋酸 (9)2.3.5醋酸钠 (9)2.4热量衡算 (10)2.4.1基础数据 (10)2.4.2水、电、气、汽规格(数据来自任务说明书) (10)2.4.3汽化器 (11)2.4.4反应釜热量衡算 (12)3设备选型说明及计算 (15)3.1反应釜 (15)3.2储槽选型 (16)3.3环氧乙烷储槽 (17)3.4环氧乙烷汽化器选型 (17)3.5产品储槽选型 (18)3.6产品高位槽 (18)4泵的选型及计算 (19)4.1环氧乙烷输送泵 (19)4.2产品泵 (19)4.3真空泵及缓冲罐 (19)4.4真空缓冲罐 (20)5设备布置 (21)5.1设备布置的原则 (21)5.2 生产控制分析 (22)5.3定员 (22)6三废处理及环境保护 (22)6.1车间三废排量及组成 (22)6.2原料以及产品的注意点。
(24)6.3危险物质操作与贮藏注意事项 (26)6.4不正常现象处理 (27)参考文献 (29)致谢 (30)1总论1.1设计的依据主要原料:单体---环氧乙烷引发剂---一缩乙二醇催化剂---氢氧化钠中和剂----冰醋酸脱色剂---双氧水生产的原理:该车间的反应采用溶液聚合的方法,使单体花样乙烷和引发剂一缩乙二醇在催化剂氢氧化钠的催化下在间歇反应釜中进行聚合反应,制得粗糙的聚乙二醇400,再通过中和剂冰醋酸除掉里面的钠离子,通过脱色剂双氧水脱掉粗糙产品的外色,最后通过过滤,得到符合要求的聚乙二醇4001.2建设规模在此聚合反应中,环氧乙烷充当单体的角色,环氧乙烷的纯度:≧98% ,醛的含量≦0.05% ,水的含量≦0.05%1.2.2氢氧化钠的物化性质氢氧化钠为催化剂,纯度要求100%的固体氢氧化钠1.2.3冰醋酸的物化性质主要成分:含量: 一级≥99.0%; 二级≥98.0%。
聚乙二醇6000_合成工艺的热危险性

doi:10.3969/j.issn.1001 ̄8352.2021.03.002聚乙二醇6000合成工艺的热危险性❋王㊀甫①㊀李㊀芳②㊀李艳春①㊀钱㊀华①①南京理工大学化工学院(江苏南京ꎬ210094)②国家民用爆破器材质量监督检验中心(江苏南京ꎬ210094)[摘㊀要]㊀为研究聚乙二醇6000(PEG6000)合成工艺的热危险性ꎬ将PEG6000的合成过程分为8个阶段ꎬ采用反应量热仪(RC1e)和绝热加速量热仪(ARC)对8个阶段的放热情况及不同阶段PEG产品的稳定性进行测试ꎬ并将绝热升温Δθad与θD8相关联ꎬ提出了危害可控点的计算方法ꎮRC1e结果表明:PEG127㊁PEG300㊁PEG806㊁PEG1500㊁PEG3350的失控严重度等级为4级ꎻPEG4000的失控严重度等级为2级ꎮARC结果表明ꎬθD8在311.32~318.39ħ之间ꎮ危害可控点计算结果表明:PEG300的危害可控点数值最大ꎬ为69.43%ꎻPEG4000危害可控点数值小于0ꎮ因此ꎬ在实际生产中ꎬ应格外重视PEG300这一合成阶段ꎬ可通过延长通气时间㊁减缓通气速率等措施避免体系温度升高过快而造成产物分解ꎬ降低反应过程的危险程度ꎬ实现企业的安全生产ꎮ[关键词]㊀聚乙二醇(PEG)ꎻ反应量热仪(RCle)ꎻ绝热加速量热仪(ARC)ꎻ危害可控点[分类号]㊀TQ560ꎻX932ThermalRiskofPolyethyleneGlycol6000SynthesisProcessWANGFu①ꎬLIFang②ꎬLIYanchun①ꎬQIANHua①①SchoolofChemicalEngineeringꎬNanjingUniversityofScienceandTechnology(JiangsuNanjingꎬ210094)②ChinaNationalQualitySupervisionTestingCenterforIndustrialExplosiveMaterials(JiangsuNanjingꎬ210094)[ABSTRACT]㊀Inordertostudythethermalriskofpolyethyleneglycol6000(PEG6000)synthesisprocessꎬthesyn ̄thesisprocessofPEG6000wasdividedintoeightstages.Reactioncalorimeter(RC1e)andadiabaticaccelerationcalorime ̄ter(ARC)wereusedtotesttheheatreleaseandstabilityofPEGproductsindifferentstages.TheadiabatictemperatureriseәθadwascorrelatedwithθD8ꎬandthecalculationmethodofhazardcontrollablepointwasproposed.RC1eresultsshowthattheoutofcontrolseveritylevelsofPEG127ꎬPEG300ꎬPEG806ꎬPEG1500andPEG3350areGrade4ꎬandthatofPEG4000isGrade2.ARCresultsshowthattheθD8ofPEGproductsis311.32 ̄318.39ħ.ResultsofhazardcontrollablepointcalculationshowthatthehazardcontrollablepointofPEG300isthelargest(69.43%)ꎬandthatofPEG4000islessthan0.ThereforeꎬspecialattentionshouldbepaidtothesynthesisstageofPEG300inactualproduction.Measuressuchasprolongingtheventilationtimeandslowingdowntheventilationratecanavoidthedecompositionofproductscausedbytherapidriseofsystemtemperatureꎬtoreducetheriskofreactionprocessandtorealizethesafetyproductionofenterprises.[KEYWORDS]㊀polyethyleneglycol(PEG)ꎻreactioncalorimeter(RC1e)ꎻadiabaticaccelerationcalorimeter(ARC)ꎻhazardcontrollablepoint引言聚乙二醇(PEG)结构式为HO(CH2CH2O)nHꎬ平均分子量一般为200 8000ꎬ不同分子量的PEG具有不同的化学性质ꎮPEG具有优良的吸湿性㊁水溶性㊁配伍性及增容性等ꎬ在医药㊁储能材料及化工等行业中被广泛应用[1 ̄3]ꎮ工业上常采用液相聚合的方法ꎬ用无机碱作催化剂ꎬ将乙二醇和环氧乙烷在130~140ħ反应ꎬ压力控制在0.4~0.5MPa之间ꎬ得到粗产品ꎬ再进行中和㊁吸附等精制过程ꎬ得到外观和性能良好的PEG产品[4 ̄5]ꎮ㊀㊀PEG的合成工艺存在热危险性ꎬ操作不当可能引起热失控爆炸ꎮ近年来ꎬ国内化工行业出现多次第50卷㊀第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀爆㊀破㊀器㊀材㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Vol.50㊀No.3㊀2021年6月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ExplosiveMaterials㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Jun.2021❋收稿日期:2020 ̄11 ̄11第一作者:王甫(1994-)ꎬ女ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事反应过程危险性研究ꎮE ̄mail:wangfu@njust.edu.cn通信作者:钱华(1981-)ꎬ男ꎬ研究员ꎬ主要从事反应工艺及物质的热稳定性研究ꎮE ̄mail:qianhua@njust.edu.cn由热失控造成的生产事故[6]ꎮPEG的合成过程为不可逆的强放热聚合反应[7]ꎬ属于«重点监管的危险化工工艺目录»之一ꎮ因此ꎬ研究PEG的合成工艺的危险性极其必要ꎮ着眼于降低PEG的合成工艺风险ꎬ实现企业的安全生产ꎬ采用反应量热仪(RC1e)㊁绝热加速量热仪(ARC)对工艺过程和产品稳定性进行了热安全分析ꎬ并给生产企业提出了合理的建议和措施ꎮ1㊀实验部分1.1㊀实验原理PEG合成反应方程式见图1ꎮ反应原料为乙二醇和环氧乙烷ꎬ催化剂为氢氧化钠ꎮ反应按阴离子聚合机理进行ꎮ㊀㊀㊀㊀图1㊀PEG的合成原理Fig.1㊀SynthesismechanismofPEG1.2㊀试剂与仪器试剂:乙二醇㊁氢氧化钠㊁环氧乙烷ꎬ分析纯ꎮ仪器:MidTemp全自动反应量热仪(RC1e)ꎬ瑞士MettlerToledo公司ꎻARC ̄ES绝热加速量热仪(ARC)ꎬ英国THT公司ꎮ1.3㊀实验过程1.3.1㊀RC1e实验㊀㊀RC1e玻璃反应釜的体积为1Lꎬ反应釜底料最少需300mLꎬ否则传感器无法监测釜内物料温度变化ꎮ理论上ꎬ300mL的底料乙二醇需通入33297g环氧乙烷和11.25g氢氧化钠才能反应得到PEG6000ꎮ但受反应釜体积限制ꎬ同时也为了具体监测不同分子量PEG制备过程的反应放热变化ꎬ共进行了8次RC1e实验ꎮ首先ꎬ向反应釜中加入333.5g(300mL)乙二醇和0.2g氢氧化钠ꎬ以300r/min的转速开启搅拌ꎬ将氢氧化钠均匀分散在乙二醇溶液中ꎮ升温至80ħꎬ抽走体系中空气ꎬ直至压力表显示为负压ꎻ保持此状态30minꎬ以充分脱去反应釜中的水ꎮ用氮气对反应釜进行填充ꎬ再将氮气抽走ꎬ直至体系为负压状态ꎬ重复此操作3次ꎮ然后ꎬ升温至130ħꎬ将350g环氧乙烷缓慢通入反应釜ꎬ液位上通气ꎬ气体经自吸式搅拌桨进入液面下ꎬ期间体系温度保持不变ꎬ压力表读数不高于0.3MPaꎮ停止通环氧乙烷后ꎬ体系仍继续放热ꎬ待电脑显示放热速率约为0时ꎬ反应结束ꎮ将体系用氮气置换3次ꎬ得到产物PEG127ꎮ取300g合成的PEG127作为底料ꎬ与PEG127的合成步骤相同ꎬ得到产物PEG300ꎮ同理ꎬ依次得到PEG400㊁PEG806㊁PEG1500㊁PEG3350㊁PEG4000和PEG6000ꎬ区别在于加入的氢氧化钠质量和通入的环氧乙烷质量不同ꎮ实验物料信息见表1ꎮ1.3.2㊀ARC实验采用容积为10mL㊁比热容为0.523J/(g ħ)的钛氏合金小球进行实验ꎮ采用加热 ̄等待 ̄搜索模式ꎬ测试温度范围为250~380ħꎬ加热梯度为5ħꎬ检测灵敏度为0.02ħ/minꎮ测试样品为RC1e实验结束后的产物ꎬ相关测试参数见表2ꎮ2㊀结果与讨论2.1㊀RC1e实验2.1.1㊀RC1e实验结果㊀㊀采用RC1e对不同分子量PEG的合成过程进行测量ꎬ可得到反应过程中的釜内温度㊁夹套温度及放表1㊀RC1e实验的物料用量Tab.1㊀MaterialconsumptioninRC1eexperiment样品乙二醇/g氢氧化钠/g环氧乙烷/g反应后釜内总质量/g底料占上一釜的质量分数/%PEG127333.500.20350.00683.70PEG300300.000.10408.50708.6043.88PEG400300.000.05100.00400.0542.34PEG806300.000.08305.00605.0874.99PEG1500300.000.06258.50558.5649.58PEG3350300.000.05370.00670.0553.71PEG4000300.000.0658.50358.5644.77PEG6000300.000.06167.50467.5683.678 ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀爆㊀破㊀器㊀材㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第50卷第3期表2㊀ARC实验参数Tab.2㊀ARCexperimentalparameters样品样品质量/g样品池质量/g样品比热容/(J g-1 K-1)热惰性因子PEG3002.5157.0562.411.6087PEG4003.4167.0562.501.4698PEG15002.1367.0562.551.6766PEG33502.5637.0562.431.5927PEG40003.1047.0562.741.5927PEG60001.0737.0562.641.8356㊀㊀图2㊀合成PEG300的RC1e实验过程Fig.2㊀RC1eexperimentalprocessofsynthesisofPEG300热速率变化曲线ꎮ图2为合成PEG300的RC1e实验过程ꎮ㊀㊀图2中:在大约110min开始向釜内通入环氧乙烷ꎬ环氧乙烷与釜内底料迅速反应ꎬ放热速率急速上升ꎻ约2min后ꎬ放热速率达到最大ꎬ为123Wꎻ然后ꎬ放热速率略有下降ꎬ逐步平稳在100~110W之间ꎻ在286min时ꎬ停止通入环氧乙烷ꎬ放热明显降低ꎬ直至不再放热ꎬ此时反应结束ꎮ通环氧乙烷期间ꎬ釜内温度保持在130~138ħ之间ꎬ夹套温度保持在105~115ħ之间ꎬ夹套温度的变化与放热曲线的变化趋势是相反的ꎮ当反应放热较快时ꎬ釜内温度必然会升高ꎻ与此同时ꎬ夹套温度需要迅速下降来冷却反应釜ꎬ以维持设置的反应温度ꎮ㊀㊀其他分子量PEG合成过程的RC1e测试曲线变化趋势与PEG300相似ꎻ不同的是最大放热速率㊁釜内和夹套温度等特征值ꎮ表3为8个反应的RC1e的特征参数ꎮ表3中: qm为平均加料速率ꎻΦm为最大放热速率ꎻcpꎬr为反应前㊁后平均比热容ꎻU为反应后传热系数ꎮ㊀㊀从表3中可以看出:PEG127~PEG806合成过程中的最大放热速率大于100Wꎻ而PEG1500~PEG6000的最大放热速率小于84WꎮPEG127~PEG806合成过程的平均加料速率明显大于PEG1500~PEG6000ꎬ这与PEG的聚合机理有关ꎮ表3㊀RC1e反应过程特征参数Tab.3㊀CharacteristicparametersinRC1ereactionprocess样品qm/(g min-1)Φm/Wcpꎬr/(J g-1K-1)U/(W m-2K-1)PEG1271.81117.082.70127.80PEG3002.32122.942.53123.97PEG4001.86103.472.47129.84PEG8061.89106.192.45119.57PEG15001.4083.672.53113.44PEG33501.2882.242.62100.40PEG40001.4068.502.79106.81PEG60000.8746.692.7796.93PEG的合成反应机理为阴离子聚合ꎮPatat等对苯酚的阴离子乙氧基化反应进行了研究ꎻ结果表明ꎬ苯酚链引发的反应速率快于后续的链增长速率ꎬ链增长的活化能大于链引发的活化能[7]ꎮ因此ꎬ前几步实验的加料速率较快ꎮ㊀㊀从表3中还可以看出ꎬ即使平均加料速率相同ꎬ反应过程中的最大放热速率也不相同ꎮ例如ꎬ平均加料速率都为1.40g/minꎬPEG4000的最大放热速率只有68.50Wꎬ而PEG1500的最大放热速率可以达到83.67Wꎮ另外ꎬPEG127的平均加料速率小于PEG400和PEG806ꎬ而其最大放热速率却大于PEG400和PEG806ꎮ这是受聚合物自身的影响ꎬPEG具有高黏度特征ꎬ并且体系黏度随其分子量的增加而相应变大[8]ꎻ高黏度下ꎬ环氧乙烷的扩散受阻ꎬ使得官能团的碰撞几率下降ꎬ分子链的增长速度变慢ꎬ放热也随之变小ꎮ表3中传热系数大致呈减小的趋势也能说明这一问题ꎮ根据表3ꎬ拟合出最大放热速率与平均加料速率的关系ꎬ见图3ꎮ2.1.2㊀RC1e反应过程危险性㊀㊀对放热曲线进行积分ꎬ得到反应的总放热量ꎬ相应参数见表4ꎮ表4中:Q为反应总放热量ꎻQr为相对于产物的单位质量放热量ꎬ由总放热量除以反应结束后釜内物料总质量得到ꎻәθad为反应全程产生92021年6月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀聚乙二醇6000合成工艺的热危险性㊀王㊀甫ꎬ等㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图3㊀最大放热速率与平均加料速率的关系Fig.3㊀Relationshipbetweenmaximumheatreleaserateandaveragefeedingrate表4㊀通入环氧乙烷过程体系的放热参数Tab.4㊀Exothermicparametersofthesystemintheprocessofintroducingethyleneoxide样品Q/kJQr/(J g-1)әθad/ħ失控反应严重度等级PEG1271063.601555.65576.174PEG3001122.401583.97626.074PEG400303.00757.41306.643PEG806823.201360.48555.304PEG1500770.701379.80545.374PEG3350960.501433.48547.134PEG4000167.60467.43167.542PEG6000473.101011.85365.293的绝热升温ꎬ是指放热反应物完全转化时放出的热量可以使物料升高的温度ꎮ㊀㊀对比表1与表4发现:Q与环氧乙烷的加入量有很大关系ꎻ通入的环氧乙烷量越多ꎬQ越大ꎬ如PEG300ꎻ通入的环氧乙烷越少ꎬQ越小ꎬ如PEG4000ꎮ各实验过程的绝热升温为әθad=Qrcpꎬrꎮ(1)其中ꎬ绝热升温最大可达626.07ħꎬ出现在PEG300ꎻ绝热升温最小为167.54ħꎬ出现在PEG4000ꎮ根据表5失控反应严重度评级方法[9]ꎬ该反应工艺严重度在2~4级之间ꎮ其中ꎬ在反应初期和反应中期较严重ꎬ如PEG300㊁PEG806ꎮ㊀㊀对8个实验的反应放热情况进行分析ꎬ发现反表5㊀失控反应严重度评估Tab.5㊀Severityassessmentofrunawayreaction等级әθad/ħ失控后果1ɤ50单批次的物料损失250<әθad<200工厂短期破坏3200ɤәθad<400工厂严重损失4ȡ400工厂毁灭性的损失应的通气速率对反应的最大放热速率有较大影响ꎮ通气速率减小ꎬ最大放热速率相应减小ꎬ可避免产生的热量使体系温度升高过快ꎬ降低反应过程的危险性ꎮ同时ꎬәθad和Qr与Q有很大关系ꎬQ由反应过程中通入的环氧乙烷量决定ꎬ对于放热量较大的反应ꎬ在实际生产中ꎬ应根据反应装置的安全承受能力适当调整反应的投料量ꎬ保证工厂的安全生产ꎮ2.2㊀ARC实验2.2.1㊀ARC实验结果图4为PEG300的ARC测试曲线ꎮ由温度曲线可知:PEG300在335.7ħ开始放热分解ꎬ分解起始的升温速率为0.057ħ/minꎻ然后ꎬ升温速率明显加快ꎬ在379.8ħ达到最大ꎬ对应的升温速率为1.310ħ/minꎻ由于温度升至设置最高值时放热仍未结束ꎬ仪器自动冷却降温ꎮ从压力曲线可知:PEG300在放热分解前ꎬ体系压力上升缓慢ꎻ放热开始后ꎬ压力迅速上升ꎬ升压速率在379.8ħ达到最大ꎬ为2.77ˑ105Pa/minꎬ说明PEG分解时放出了大量的气体ꎮ其他PEG产品与PEG300的放热分解曲线的变化趋势相似ꎬ不同的是起始放热温度㊁升温速率等参数ꎮ㊀㊀图4㊀PEG300的ARC测试曲线Fig.4㊀ARCcurvesofPEG300㊀㊀表6为不同分子量PEG样品在绝热状态下的测试参数ꎮ表6中ꎬθ0㊁β0㊁θm㊁θf㊁әθad和H分别表示ARC测试过程中样品放热的起始温度㊁起始升温速率㊁最大升温速率时的温度㊁最终温度㊁绝热升温和反应热ꎮ2.2.2㊀ARC动力学分析㊀㊀TMRad表示绝热条件下从某温度开始到最大反应速率所对应的温度的时间ꎬ是进行热危险性分析的重要参数ꎬ主要用来评估物质在不同温度下发生失控或分解的可能性[10 ̄11]ꎮTMRad的计算方法为:lnt=EaR 1T=-lnAꎮ(2)式中:t为TMRadꎬhꎻEa为活化能ꎬkJ/molꎻR为理想01 ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀爆㊀破㊀器㊀材㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第50卷第3期表6㊀不同分子量PEG在绝热状态下的测试特征参数Tab.6㊀CharacteristicparametersofPEGwithdifferentmolecularweightsunderadiabaticcondition样品θ0/ħβ0/(ħ min-1)θm/ħθf/ħәθad/ħH/(J g-1)PEG300335.70.057379.8379.844.1171.08PEG400330.80.055378.0378.047.2173.09PEG1500330.60.059377.8377.847.2201.93PEG3350325.20.023378.4378.453.2205.80PEG4000325.30.036376.5378.553.2208.85PEG6000330.10.022377.2377.247.1228.36气体常数ꎬ8.314J/(mol K)ꎻT为温度ꎬKꎻA为指前因子ꎬs-1ꎮ㊀㊀图5为PEG300的lnt对1/T的拟合曲线ꎮ由式(2)可求得不同时间下的起始分解温度ꎮ㊀图5㊀PEG300的lnt对1/T的拟合曲线Fig.5㊀lntto1/TfittingcurvesofPEG300㊀㊀表7为不同分子量PEG的热惰性因子修正后的θD24[12]㊁θD8(TMRad分别为24㊁8h对应的温度)ꎮ表7㊀热惰性因子修正后的样品分解特性参数Tab.7㊀Decompositioncharacteristicparametersofsamplesmodifiedbythermalinertiafactorħ样品θD24θD8PEG300305.45318.39PEG400301.73314.15PEG1500300.75313.10PEG3350300.78312.28PEG4000299.79311.32PEG6000301.71314.402.2.3㊀危害可控点为了更直观地给实际生产过程提供参考意见ꎬ提出危害可控点C这一定义ꎬ计算方法为C=әθad-әθәθadˑ100%ꎮ(3)式中:әθad为聚合反应全程的绝热升温ꎻәθ表示聚合反应中产生的部分绝热升温ꎮ具体表示为产物的θD8与反应工艺温度θp的差ꎬ即әθ=θD8-θpꎮ(4)㊀㊀各分子量PEG合成过程危害可控点的计算结果见表8ꎮ假设反应在危害可控点前某一时刻ꎬ气体通路阀门失控并且反应装置冷却失效ꎬ剩余的环氧乙烷全部进入反应釜ꎬ此时大量的环氧乙烷将与底料剧烈反应ꎬ放出大量热量ꎬ使体系温度急剧升高ꎬ导致反应体系温度超过产物的热分解温度ꎬ产物在高温下发生分解反应并产生气体ꎬ从而导致体系压力的增加ꎮ当体系压力超过反应容器的最大承受能力时ꎬ可能会导致容器破裂ꎬ甚至发生爆炸事故ꎬ给企业及工人带来严重伤害ꎮ㊀㊀以PEG300为例ꎬ当反应加料达到69.43%时ꎬ若反应发生失控ꎬ失控后聚合反应产生的әθ使温度升高至318.39ħ(θD8)ꎬPEG300从此温度开始经历8h将达到最大分解速率ꎻ因此ꎬ当反应加料未达到69.43%时ꎬ实验不能出现任何意外ꎬ否则人为处置失控反应的时间不足ꎬ事故发生的概率升高ꎮPEG4000的反应过程则与其他实验不同ꎬ全部的环氧乙烷与底料反应产生的绝热升温әθad(167.54ħ)不足以使体系温度达到311.32ħ(θD8)ꎬ人为处置失控反应的时间超过8hꎬ与其他分子量PEG的合成相比ꎬ其反应工艺危险性较低ꎮ3㊀结论1)采用RC1e对8个不同分子量PEG合成过程的放热情况进行测试ꎮ其中ꎬ合成PEG127㊁PEG300㊁PEG806㊁PEG1500㊁PEG3350的失控严重度等级为4级ꎬ反应危险性较高ꎻ合成PEG4000的失控严重度等级为2级ꎬ反应危险性较低ꎮ最大加料量㊁最大加料速率㊁最大放热速率㊁最大总放热量㊁最大绝热升温均出现在PEG300的合成过程中ꎮ㊀㊀2)利用ARC对不同分子量PEG在绝热条件下11 2021年6月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀聚乙二醇6000合成工艺的热危险性㊀王㊀甫ꎬ等㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀表8㊀危害可控点计算参数Tab.8㊀Calculationparametersofhazardcontrollablepoint样品θD8/ħθP/ħәθ/ħ(әθad-әθ)/ħ危害可控点/%PEG300318.39127191.39434.6869.43PEG400314.15127187.15119.4938.97PEG1500313.10127186.10359.2765.88PEG3350312.28127185.28361.8566.14PEG4000311.32127184.32<0<0PEG6000314.40127187.40177.8948.70的放热行为进行研究ꎮ结果表明ꎬPEG产品的θD8在311.32~318.39ħ之间ꎮ将绝热升温әθad与θD8关联发现ꎬPEG300的危害可控点最高ꎬ为69.43%ꎬ可能出现失控并造成危害的范围最广ꎻ而PEG4000危害可控点小于0ꎬ反应工艺危险性较低ꎮ3)结合反应过程测试与PEG产品稳定性测试ꎬPEG300的失控严重度为4级且危害可控点最高ꎬPEG4000的失控严重度为2级且危害可控点小于0ꎮ在工厂实际生产过程中ꎬ应格外注意PEG300的生产过程ꎬ可通过适当延长通气时间㊁减缓通气速率的方式ꎬ避免体系温度升高造成产物分解ꎬ降低反应过程的危险程度ꎮ参考文献[1]㊀汪多仁.聚乙二醇的应用与合成进展[J].化学工业与工程技术[J].2000ꎬ21(5):21 ̄23.WANGDR.Applicationandsynthesisprogressofpoly ̄ethyleneglycol[J].JournalofChemicalIndustry&Engi ̄neeringꎬ2000ꎬ21(5):21 ̄23.[2]㊀WANGXꎬMICHOELAꎬVANDENMOOTERG.Studyofthephasebehaviorofpolyethyleneglycol6000 ̄itracon ̄azolesoliddispersionsusingDSC[J].InternationalJour ̄nalofPharmaceuticsꎬ2004ꎬ272(1/2):181 ̄187. [3]㊀KOUYꎬWANGSYꎬLUOJPꎬetal.Thermalanalysisandheatcapacitystudyofpolyethyleneglycol(PEG)phasechangematerialsforthermalenergystorageapplica ̄tions[J].TheJournalofChemicalThermodynamicsꎬ2019ꎬ128:259 ̄274.[4]㊀谢富春ꎬ朱长春ꎬ张玉清.聚乙二醇合成工艺[J].化学推进剂与高分子材料ꎬ2005ꎬ3(4):6 ̄9.XIEFCꎬZHUCCꎬZHANGYQ.Synthesistechnologyofpolyethyleneglycol[J].ChemicalPropellants&poly ̄mericMaterialsꎬ2005ꎬ3(4):6 ̄9.[5]㊀绪国梅ꎬ郭振ꎬ李晓光.聚乙二醇6000的精制方法研究[J].化工时刊ꎬ2019ꎬ33(2):18 ̄19.XUGMꎬGUOZꎬLIXG.Studyonthepurificationofpolyethyleneglycol6000[J].ChemicalIndustryTimesꎬ2019ꎬ33(2):18 ̄19.[6]㊀王国平ꎬ李勤前ꎬ方文军ꎬ等.聚乙二醇合成研究[J].浙江化工ꎬ1995ꎬ26(3):17 ̄19.[7]㊀张治国ꎬ尹红.环氧乙烷环氧丙烷开环聚合反应动力学研究[J].化学进展ꎬ2007ꎬ19(4):575 ̄582.ZHANGZGꎬYINH.Ring ̄openingpolymerizationkine ̄ticsofethyleneoxideandpropyleneoxide[J].ProgressinChemistryꎬ2007ꎬ19(4):575 ̄582.[8]㊀唐黎明.聚合反应的典型影响因素分析[J].高分子通报ꎬ2017(4):72 ̄76.TANGLM.Analysisofthetypicalinfluencefactorsofpolymerization[J].PolymerBulletinꎬ2017(4):72 ̄76. 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聚乙二醇

摘要越来越多的蛋白质多肽类药物被应用于人类疾病的治疗,与其它合成化学药物相比,它们有易引起机体的免疫反应,体内半衰期短,在体内易水解、变性等缺点。
化学修饰作为一种新兴技术,能改善上述不良特性。
本文主要优化合成了一种PEG修饰剂——mPEG.NHs,采用牛血清白蛋白BsA和溶菌酶作为模式蛋白对其修饰条件进行了优化,并用层析法分离修饰后蛋白质。
mPEG.NHS的合成主要通过两个反应得到,第一步是mPEG同丁二酸酐之间的酯化反应,得到mPEG—SA,第二步是mPEG—SA同NHS(N.羟基硫代琥珀酰亚胺)反应,在脱水剂DCCI(N.N’一二己基碳二亚胺)的催化下得到mPEG.NHS。
通过优化反应条件使得mPEG的转化率和mPEG.NHs的纯度都得到提高。
优化后反应条件分别为:n1酯化反应采用毗啶为催化剂,酸醇比为10:I,反应时间3 h;f2)脱水反应时间25h,温度400C反应物摩尔比mPEG.sA:NHS为1:2.5。
优化后的两步反应的转化率分别为60.1%和56.O%。
mPEG—NHS修饰蛋白质在不同的反应条件下得到不同修饰率的蛋白质,优化反应条件后能得到更高氨基修饰率的修饰产物。
最佳修饰反应条件为:反应时间10min,蛋白质和修饰剂质量比为1:5,采用pH=9.O的硼砂缓冲液,在优化条件下可得到修饰率为47.5%的产物。
由于修饰反应得到的蛋白质溶液中含有连接有修饰剂的蛋白质和未连接修饰剂的蛋白质,可通过层析的方法将它们分离开。
溶菌酶修饰产物采用seDhadex G.75凝胶层析和Deae.sepharose CL-6B阳离子交换层析相结合的方法:BsA 修饰产物采用sephadex G.100和Q.SeDharose阴离子交换层析相结合的方法。
用sDs.PAGE电泳检测分离产物,证明未修饰的蛋白质同被修饰的蛋白质被分离开来。
关键词:PEG修饰化学修饰合成优化分离层析随着生物工程技术的迅速发展,生物技术活性物质不断面世,已有不少生物技术药物应用于I}缶床,国内外已批准上市的约40多种,目前正在研究的则成倍增加,在这些品种中,大量的均为多肽与蛋白质类药物“。
聚乙二醇一

聚乙二醇之宇文皓月创作聚乙二醇系列产品无毒、无刺激性,具有良好的水溶性,并与许多有机物组份有良好的相溶性。
它们具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电剂及柔软剂等,在化妆品、制药、化纤、橡胶、塑料、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业中均有着极为广泛的应用。
英文全称Polyethylene Glycol聚乙二醇(PEG)化学物理性质通用化学名:聚乙二醇PEG、乙二醇聚氧乙烯醚聚乙二醇食品添加剂最大允许使用量最大允许残留量尺度中文名称:聚乙二醇中文同义词:α-氢-ω-羟基(氧-1,2-乙二基)的聚合物;聚氧化乙烯(PEO-LS);聚乙二醇400;木钉,木栓;聚乙二醇;聚乙二醇 12000;聚乙二醇 6000;聚乙二醇 2000聚乙二醇性质化学结构HO(CH2CH2O)nH,由环氧乙烷聚合而成。
聚乙二醇又名α-氢-ω-羟基(氧-1,2-乙二基)的聚合物、聚氧化乙烯(PEO-LS)。
是平均分子量在约200到至少6000的乙二醇高聚物的总称。
品种很多,例如聚乙二醇300(PEG300)、聚乙二醇600(PEG600)、聚乙二醇20000(PEG20M),PEG后面数字暗示平均分子量。
经常使用的除上述外,还有1000,1500,2000,4000,6000等。
随着平均分子量的分歧,性质也有差别。
无色无臭粘稠液体至蜡状固体。
溶于水、乙醇和许多其他有机溶剂。
蒸汽压低。
对热稳定。
与许多化学品不起作用,不水解,不蜕变。
无毒,对眼睛和皮肤无明显刺激。
聚乙二醇的生产工艺:由液体乙二醇在高温及高压或低压下聚合而得。
聚乙二醇的用途:可用作增塑剂、软化剂、增湿剂,并用于制药膏和药物等。
产品分类产品可以分为医药级,化妆品级,食品级和工业级等几种系列。
【一】医药级,化妆品级,食品级的性能如PEG下:陶氏化学公司在1940首次将聚乙二醇生产商业化,至今是业内世界公认的领先者。
1992年,陶氏化学公司对质量的承诺得到认可,成为获得生产质量系统ISO9002认证的第一家聚乙二醇美国生产商,其生产的CARBOWAX SENTRY牌聚乙二醇通过了美国FDA认证,符合美国药典(USP),国家处方集(NF),食品化学法典(FCC)尺度,被广泛应用于食品、制药、饲料、个人护理品、化学等行业的生产,是业内闻名和值得信赖的品牌。
聚乙二醇合成工艺

聚乙二醇合成工艺1. 原料准备开始生产聚乙二醇前,要先准备好各种原料,包括乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、环氧树脂和其它填充剂,这些都是影响聚乙二醇制备质量的重要因素。
2. 反应器准备反应器的类型和容量也非常重要,可以从搅拌槽、反应炉、搅拌桶等不同类型中选择,可以根据需要灵活调整容量以满足生产的需求。
反应器的内腔必须非常严谨,容量最好由1m3到500 m3不等,它可以均匀地混合所有原料制成聚乙二醇。
3. 添加剂添加剂主要包括催化剂、表面活性剂、抗氧剂等,它们有助于调节反应条件,促进反应效果,改善聚乙二醇的质量,提升产品的性能特性。
4. 热量的提供反应热必须得到补充才能支撑整个反应过程,一般来说,这种热量可以有多种补充方式,分别是外来热量和机械加热。
通常,外来热量通过汽油燃烧或电加热等来补充,机械加热主要是通过离心加热或搅拌加热系统等技术来维持反应温度。
5. 反应过程聚乙二醇反应是气体液化反应,其反应温度范围从180℃到230℃,一般在210℃以下,一组反应一般耗时3小时~3.5小时,因为各个原料的不同,只有在此温度范围内,才能生成聚乙二醇。
具体过程如下:将原料添加到反应器,加热加压后,乙烯和水蒸气快速混合,经过反应期后,可以生成高分子聚乙二醇、水和烃类产物,获得的聚乙二醇有干燥处理,再经过混合调节和定含量,通过滤筛进行分选,最终提取规格稳定的聚乙二醇产品即可。
6. 产品收集产品在反应结束后,首先要进行收集,一般情况下使用吸收即可,直接将聚乙二醇和水混合物吸收出来,待到吸收完毕后,会自动流向汇集槽,从而实现反应和收集的一个整体过程。
7. 产品收缩聚乙二醇一般都有一个较大的分子量,在收集完毕后,为了降低这个分子量,可以对聚乙二醇进行中压收缩,可以使分子量降低到一定程度,比如聚乙二醇的分子量可以降低到500-800克/公斤。
8. 产品干燥干燥也是聚乙二醇生产中非常重要的一环,其干燥的原理是运用溶剂的蒸汽,将聚乙二醇中的水分,以及其它杂质去除,这样可以使聚乙二醇的分子量得到控制,同时也使得聚乙二醇的浓度得到调节,保证产品的质量和性能。
VCM生产工艺及特点

VCM生产工艺及特点
一、生产工艺
1、原料准备
VCM制备的原料主要为煤焦油、乙二醇和硫化氢。
煤焦油是作为生产VCM的基础原料,由煤热解后产生。
乙二醇是有机合成中经常使用的原料,可以制备乙二醇的方法多种多样。
硫化氢是一种具有毒性的有机物,往往
以亚硫酸钠的形式存在,可以从硫磺中提取硫化氢。
2、合成
VCM的合成工艺由煤焦油、乙二醇和硫化氢共同组成,这些原料混合
在一起,然后经过加热、压力和催化条件下的反应,可以将原料合成为聚
乙二醇。
3、分离
VCM的合成过程结束后,可以采用蒸馏或萃取等方法将产物从反应器
中分离出来。
然后再经过精制、干燥、分级、填充等工序,最终将VCM生
产成品。
二、特点
1、良好的抗氧化性
VCM具有良好的抗氧化性,可以长时间在高温环境下不发生挥发和氧
化反应,具有良好的稳定性。
2、良好的耐腐蚀性
VCM具有良好的耐腐蚀性,其耐腐蚀性是优于传统的碳氢化合物的,不易受到化学龟裂。
3、高反应性
VCM具有高反应性,可以在短时间内完成反应,而且反应过程可控,有利于大规模批量生产。
4、低毒性
VCM经过精细程度的加工,会减少其有害物质的含量,使其具有较低的毒性和挥发性。
5、低成本。
聚乙二醇水凝胶微球制备_概述说明以及解释

聚乙二醇水凝胶微球制备概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在现代材料科学领域,聚乙二醇水凝胶微球制备技术因其独特的物理化学性质和广泛的应用前景而备受关注。
聚乙二醇是一种重要的温和生物材料,具有良好的生物相容性、可降解性以及高度可调控的形态和结构特征,使其成为制备水凝胶微球的理想基材之一。
本文旨在全面介绍聚乙二醇水凝胶微球制备技术,并探讨其在不同领域中的应用。
首先,将对聚乙二醇的介绍和特性进行详细阐述,包括其化学结构、分子量范围、溶解性等方面。
进而,系统地介绍水凝胶微球制备的原理和方法,涵盖常见的交联反应、溶液共混法、电沉积法等各种技术途径,并分析比较它们在微球制备过程中的优缺点。
最后,将重点关注聚乙二醇水凝胶微球在生物医药领域、环境治理以及能源储存等方面的应用,探讨其在这些领域中的作用和潜在的研究价值。
1.2 文章结构本文共分为五个部分,每个部分都涵盖了相关内容以便读者全面了解聚乙二醇水凝胶微球制备技术。
具体而言,文章结构如下:第一部分是引言,在这一部分中将对本文的目的、概述以及整体文章结构进行介绍。
第二部分将详细介绍聚乙二醇的特性和水凝胶微球制备技术。
主要包括对聚乙二醇化学结构及特点简要概括,并深入阐述了各种制备方法中原理及应用领域。
第三部分将详细介绍实验所使用的材料清单、微球制备实验步骤详解以及实验条件和参数设置,为读者提供清晰可行的实验指南。
第四部分将对实验结果进行充分展示,并进行深入讨论,包括微球形态表征结果的分析、微球材料性能优化与改进策略的探讨,以及应用效果评价及展望。
最后一部分是结论与展望,在这一部分中将总结研究成果及贡献点,提出存在问题及进一步研究方向建议,并展望聚乙二醇水凝胶微球制备领域的发展前景。
1.3 目的本文的目的是全面介绍聚乙二醇水凝胶微球制备技术及其应用,在此基础上,提供实验所需材料清单、详细的实验步骤以及实验条件和参数设置。
同时,通过对聚乙二醇水凝胶微球形态和性能的表征结果进行分析和讨论,探索优化和改进策略,并对其在不同领域中的应用效果进行评价。
聚乙二醇的生产工艺

聚乙二醇的生产工艺聚乙二醇(Polyethylene glycol,简称PEG)是一种重要的高分子化合物,广泛应用于制药、化妆品、食品、塑料、纺织等领域。
下面将介绍聚乙二醇的生产工艺。
首先,聚乙二醇的常见生产工艺是通过环氧乙烷和乙二醇的反应得到。
具体的工艺步骤如下:1. 原料准备:准备乙二醇、环氧乙烷和催化剂。
其中,乙二醇为主要原料,环氧乙烷是聚合反应的重要中间体,催化剂用于促进反应的进行。
2. 反应装置:准备反应器,一般采用不锈钢制作。
反应器需要具备耐压、耐腐蚀、可密封等特点。
3. 反应条件控制:将制好的乙二醇加入反应器中,并加热至一定温度。
同时,控制好环氧乙烷和催化剂的投加速度。
4. 反应进行:将环氧乙烷缓慢地滴加到反应器中,并保持温度和搅拌速度稳定。
反应进行时会有水产生,需进行相应的排放。
5. 反应结束:在反应一定时间后,结束环氧乙烷的加入,并继续搅拌一段时间以保证完全反应。
6. 粗制聚乙二醇提取:将反应结束的混合物放置静置,聚乙二醇会以液体的形式沉淀在底部。
然后将上层液体抽出,取得粗制聚乙二醇。
7. 精制聚乙二醇处理:对粗制聚乙二醇进行精制处理,具体方法包括蒸馏、结晶、过滤、干燥等。
这些步骤可以去除杂质,提高聚乙二醇的纯度。
8. 包装贮存:将经过精制处理的聚乙二醇进行包装和贮存,以备后续使用。
以上是聚乙二醇的主要生产工艺。
在实际生产中,还需要考虑反应条件、原料质量、催化剂的选择等因素,以提高聚乙二醇的产量和质量。
同时,对于不同纯度和分子量的聚乙二醇,还可以通过调整反应条件和加工工艺进行定制。
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2005 年第 3 卷第 4期
氮气保护下 205 反应后环氧乙烷气体由反应 器顶部逸出 经换热器冷却后进入环氧乙烷吸收塔 用水吸收环氧乙烷 部分气体放空 余下的气体经压 缩循环 返回反应塔内 循环气的一部分经溶剂吸收 后除去过量的二氧化碳进行回收 环氧乙烷吸收塔 塔底流出的环氧乙烷富含吸收剂 在环氧乙烷解析 塔内解吸 塔顶物进入净化塔内脱除水分 再经脱除 轻组分精馏得成品 纯度(质量分数)大于99.4% 3 聚乙二醇合成
高纯度相对分子质量为 800 ̄8 000 的聚乙二醇 是用环氧乙烷或乙二醇在 130 ̄140 反应 再在质 量分数 0.01% ̄0.5% 无机酸存在下 于 145 ̄155 反应 完成后用柠檬酸中和催化剂 中和时温度控 制在 80 ̄105 如将乙二醇 质量分数 0.2% 氢氧 化钠或氢氧化钾与 510 kg 环氧乙烷 在 110 ̄115 反应 而后加热到 1 3 0  ̄ 1 4 0 控制反应压力 0.4 ̄0.5MPa 再升温到 150 连续加入预稀释的 环氧乙烷 反应完成后 降温至 1 0 0 即得粗 制品 用柠檬酸中和得白色蜡状固体 密度 1 . 0 8 5 7 g / c m3 质量分数 5 % 的水溶液黏度为 32.27mPa.s 相对分子质量 1560 焙烧残渣质量 分数 0.04% 含水质量分数 0.68% 闪点 46 [9]
7.0:1.0:6.0)及微量氯乙烯加入管式等温催化反应器
பைடு நூலகம்
内 反应时放出大量的热 用专控冷却系统调控
使反应尽可能在等温下进行 具有上述组成的载体
银催化剂的选择性可达 8 2 %
·8·
化学推进剂与高分子材料 Chemical Propellants & Polymeric Materials
摘 要: 介绍由环氧乙烷与水或乙二醇经分步反应合成聚乙二醇工艺 重点阐述以甲醛为原料合成乙二 醇的 4 种方法和聚乙二醇精制过程
关键词: 聚乙二醇 合成 乙二醇 工艺 中图分类号: TQ223.162 文献标识码: A 文章编号: 1672-2191(2005)04-0006-04
聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG) 是由重复的 氧乙烯基组成的线性链状结构 两端各有 1 个羟 基 其结构式为 H ( OCH2CH2 ) nOH 或 HOCH2 ( CH2 OCH2 ) nCH2OH 相对分子质量 200 ̄8 000 随相对 分子质量增加 聚乙二醇由无色无臭的黏稠液体逐 渐变为蜡状固体 毒性则随相对分子质量增大而减 弱 相对分子质量在 4000 以上的聚乙二醇呈中性 无毒且具有良好的生物相容性 对人体安全
·6·
化学推进剂与高分子材料 Chemical Propellants & Polymeric Materials
2005 年第 3 卷第 4期
聚乙二醇合成工艺
谢富春 1 朱长春 2 张玉清 1
1.河南科技大学化工与制药学院 河南洛阳 471003 2.洛阳吉明化工有限公司 河南洛阳 471012
1.3 甲醛电化学加氢二聚法
此法最早由Tomiltov于1973年发明[7] 反应采
用质量分数 52% 的甲醛水溶液 在 pH 5.5 ̄6.5 及
80 ̄90 下 用质量分数 0.5% ̄2.0% 的季铵盐作促
进剂 在玻璃电解槽中 以石墨为阴极 铂为阳
极 当以浓度 1 m o l / L 甲酸钠和质量分数 2 % 的
收稿日期: 2005-02-01 作者简介: 谢富春( 1 9 8 0- ) 男 河南省郸城县人 河南科技大学在读研究生
谢富春等 ·聚乙二醇合成工艺
·7·
逐渐供应不足 新工艺则用甲醛为原料制取 是国外
研究的热点项目之一 主要有 4 种合成方法
1.1 甲醛加氢甲酰化法
Shell公司发明的甲醛加氢甲酰化法是使甲醛与
到 40 加入苯萃取出全部的催化剂和质量分数为
50 的 D M A 以及质量分数为 33 的乙酸 真空
蒸馏回收苯 将反应液送往加氢工序
将苯萃取液送回收塔 从塔顶获取由质量分数
分别为 89.2 的苯 8.8 的水和2 的乙酸组成的
共沸物 返回萃取器
在串联的 5 个搅拌罐中进行乙醇醛催化加氢
氢气鼓泡输入每一反应罐内 含微粒镍的浆液依次
滴入装有沸石催化剂的固定床反应器内 反应器上
部及下部为瓷环 用电感应加热 控制反应温度
94 压力为 0.1kPa 在此条件下缩合 甲醛转化
率 100% 生成乙醇醛的选择性为 75% 反应方程式
如下所示
HCOH + HCOH
HOCH2-COH
HOCH2-COH + H2
HOCH2-CH2OH
50 ̄100 MPa 下反应生成乙醇酸 然后在 210 ̄215
和 3 kPa 下催化加氢制取乙二醇
目前改进的制法是采用多聚甲醛 在三乙胺催
化下 多聚甲醛 水和二氧杂环己烷于高压釜内
氧压 100 MPa 150 反应 3 h 后 一步反应生成乙
二醇 产物组成(质量分数) 乙二醇为 17.9% 甘
油为 16.1% 1,2,3,4- 丁四醇为 5.5% 改进后的工
HOCH2 CH2OH
具体流程为 将新制的甲醛水溶液和回收的甲
醛与循环的催化剂一起送入 5 台串联的反应器中的
第一台内 反应液为铑络合物 膦配位体 乙酸
和二甲基乙酰胺(DMA)混合溶剂 反应液从第一台
流向最后一台 每台釜内滞留的时间均为 42 min
合成气(n(H2)/n(CO)为 1)鼓泡通入各台反应器内 通过夹套中的冷却水移走反应热(9.63kJ/mol) 反
流经各罐 由夹套冷却水移走反应热 将反应液在
0. 5 M P a 压力下闪蒸后 用旋转分离器滤出催化
剂 得到质量分数 2 6 乙二醇的透明过滤液 再
在精制塔内精制得到产品 EG 质量分数损耗 2
1.2 甲醛偶联法
该方法是将质量分数 30% 的甲醛水溶液与质量
分数 2% 的氢氧化钠溶液等体积混合 将此混合液
工业上聚乙二醇是由环氧乙烷与水或乙二醇 以氢氧化钠或氢氧化钾为催化剂 在聚合釜内进行 加成聚合得到的 反应按阴离子聚合机理进行
引发 H2C_O_CH2 + Na+OH- OH-CH2CH2O- Na+
增长 OH-CH2CH2O- Na+ + H2C_O_CH2 OH-CH2CH2O-CH2CH2O- Na+ OH ( CH2CH2O )n CH2CH2O- Na+ 链终止( 加入酸性中和剂)
OH ( CH2CH2O )n CH2CH2ONa + H+
OH ( CH2CH2O )n CH2CH2OH + Na+ n 值根据 PEG 相对分子质量来确定 如 PEG- 400 其聚合度(n)为 8 ̄9 PEG- 1 500 其聚合度 为 33 PEG-6 000 其聚合度为 136 反应为不可 逆的强放热反应 实际合成过程中 由于受反应器 体积 环氧乙烷通入量及催化剂浓度等因素影响 不能一步合成较高的相对分子质量 需要进行分步 合成 制备相对分子质量较大的产品时 通常使用 相对分子质量较低的聚乙二醇作引发剂[3] 1 乙二醇的合成工艺 乙二醇(EG)是合成聚乙二醇的重要原料 同时 从它衍生出来的许多化学产品 也可应用于合成纤 维 合成树脂 防冻剂 增塑剂 表面活性剂 炸药及化妆品等 生产乙二醇的主要公司有 U C C (工厂在美国和加拿大) Shell公司(分布在美国 荷 兰 新加坡) SABIC 公司(沙特阿拉伯) Dow 化 学公司 BASF 公司 Occidental(美国) Hoechst (美国 德国)和三菱(日本 沙特阿拉伯)等[4] 目前合成乙二醇的工业方法主要是 由石油乙 烯气体经氧化制得环氧乙烷 再经液相催化水合制 成 称为乙烯路线 非乙烯路线生产乙二醇技术 为 一氧化碳和醇先合成草酸酯 再经加氢生成 乙二醇 日本宇部兴产 意大利蒙特爱迪生公司 美国 U U C 公司及 A R C O 公司等都在积极开发此工 艺 国内中科院成都有机化学研究所 中科院福 建物理研究所 原化工部西南化工研究所 浙江大 学 天津大学和南开大学等的开发研究也取得很大 成果[5] 非乙烯路线利用含一氧化碳废气 用联产 草酸乙二酯技术合成聚乙二醇 具有广阔前景 国内合成乙二醇使用的原料为乙烯 采用环氧 乙烷水合法和硫酸催化水合法制取 由于石油原料
1859 年 Lournco 合成了聚乙二醇 他把乙二 醇 溴二醇 二溴乙烯放在密封的管中加热到 115 ̄120 得到了相对分子质量相当于 6 个乙二 醇的产物 A. Wurtz于1895年报告了把环氧乙烷和 乙二醇或水与醋酸酐封在试管中一起加热 几周后 得到了聚乙二醇及其醋酸酯 后来 Mohs 从 2- 羟 基-醋酸酯和乙二醇钠的反应得到聚合产物[3] 1993 年 美国联合碳化物公司首先以工业规模生产聚乙 二醇 目前聚乙二醇是由环氧乙烷与水或乙二醇逐 步加成而制得 在制备相对分子质量较大的聚合物 时 常使用相对分子质量较低的聚乙二醇作为 引发剂
氢气 氧气组成的合成气体 先进行加氢甲酰化反
应合成乙醇醛 再将乙醇醛加氢生成乙二醇[6] 反
应的第一步是以羰基铑与膦配位聚合物为催化剂的
液相反应 第二步将催化剂从反应中萃取出来后
在镍作催化剂下将乙醇醛加氢生成乙二醇 反应方