溶劑法2-羥基-6-萘甲酸簡介(終稿)

PAGEPAGE8一．溶劑法2-羥基-6-萘甲酸簡介2-羥基-6-萘甲酸簡稱2，6酸，是醫(yī)藥、有機顏料、液晶材料的重要有機中間體。使用2.6酸為主要原料生產(chǎn)的耐高溫聚合物廣泛地應(yīng)用于液晶材料工業(yè)。我廠生產(chǎn)的2，6酸產(chǎn)品分為醫(yī)藥級和化工級兩種規(guī)格，外觀好、純度高、金屬離子含量低，在國際有機中間體市場上更具有競爭力，產(chǎn)品供不應(yīng)求。溶劑法生產(chǎn)2.6酸新工藝屬于國內(nèi)首創(chuàng)，產(chǎn)品填補了國內(nèi)空白，其中溶劑選擇羧化反應(yīng)的工藝條件及原處理方法等方面具有一定的獨創(chuàng)性，達到了國際先進水平。采用溶劑法合成新工藝生產(chǎn)出的產(chǎn)品純度達99.8%，已開始銷往美國、日本、法國、臺灣等6個國家和地區(qū)。二．2，6酸技術(shù)規(guī)格2-HYDROXY-6-NAPHTHOICACIDSPECIFCATION項目規(guī)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-雙(2-萘酚)1,1-Bi(2-Naphthol)＜0.1%2,6-酸乙酯Eethyl-2-hydroxy-6-naphthoylate＜0.1%其它異構(gòu)體OtherIsomers灰份Ash＜0.02%CL＜25PPMS＜25PPMN＜25PPMCa＜10PPMFe＜10PPMNa＜10PPMK＜10PPMMg＜10PPM2,6-酸主要技術(shù)指標(biāo)以消耗的2-萘酚計克分子收率60-65%2-萘酚回收率:90%以上溶劑回收率:89%以上三．2，6酸市場預(yù)測分析2-羥基-6-萘甲酸是工程塑料、有機顏料、液晶材料、醫(yī)藥的重要有機中間體,以它為原料生產(chǎn)的耐高溫聚合物廣泛應(yīng)用于液晶材料工業(yè)。這種新型材料的中間體，1995年全球需求量為6000多噸，銷售售價為8.5萬元/噸,總銷售金額達5.1億元人民幣,美國、日本、臺灣、歐洲等國家和地區(qū)爭相求購。全世界2，6酸的年生產(chǎn)能力為2000噸，仍有4000噸的缺口，若按年產(chǎn)4000噸2，6酸計，年產(chǎn)值將高達3.4億元,年獲利稅4000萬元,年創(chuàng)匯4101萬美元。由此可見該產(chǎn)品經(jīng)濟效益十分顯著。該產(chǎn)品的開發(fā)成功對我國有機顏料行業(yè)品種的更新?lián)Q代，液晶材料的新品種開發(fā)十分有利。具有潛在的社會效益。3.1國內(nèi)外的市場規(guī)模及市場需求目前世界上實現(xiàn)商品化LCP的國家主要有美、日、英和德國，用途也只限于作纖維、塑料。其中溶致性以Kevla:為代表，熱致性品種較多，較突出的有Xy一dar，veetra，Ekonol，Ultrax，X7G等。Kevlar是美國DuPont公司于1972年首先實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的溶致性液晶纖維，目前的生產(chǎn)能力已達萬噸級。主要的牌號有Keviar29，49和1493種。此外溶致性液晶高分子生產(chǎn)能力較大的還有阿克蘇公司的Twarono由于溶致性液晶材料生產(chǎn)過程需要大量溶劑且需除去溶劑，所以產(chǎn)品不適合于制塑料、板狀和塊狀制品，僅限于纖維和薄膜。因而其生產(chǎn)和應(yīng)用受到一定程度的限制。與溶致性液晶高聚物不同，熱致性液晶高聚物的商品化雖然落后10年，但發(fā)展速度卻相當(dāng)快。目前世界上已有5大品種實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，主要都是全芳香共聚醋類。根據(jù)熱致性液晶高聚物的熱變形溫度(HDT)的不同，可將它們分為3類:l類的HDT在320℃左右，美國Anlocos公司的Xydar以及日本住友公司的Ekonol均屬此類。它們是優(yōu)良耐熱的工程塑料，具有很高的拉伸強度和模量，耐化學(xué)腐蝕性能好，但其加工性能略差;“類的HDT在220℃以上，典型的有Hoeehst一Celanese公司的Vee一tra，其耐化學(xué)腐蝕性、水解穩(wěn)定性、電氣性及阻燃性都很優(yōu)異，并具有很強的防滲性;111類的HDT低于120℃，其耐熱性能差，但價格較低，如美國的EatmanKodak公司的x7G3.2國內(nèi)外市場的成長性及發(fā)展趨勢由于”型熱致液晶高分子所具有的優(yōu)異的電絕緣性、低熱膨脹系數(shù)、高耐熱性和耐錫焊性等優(yōu)點，其在電子工業(yè)中的應(yīng)用日益擴大。以vectra、Xydar為代表的11型熱致液晶高分子在發(fā)達國家電子工業(yè)中被廣泛用來制作接線板、線圈骨架、印刷電路板、集成電路封裝和連接器，此外還用作磁帶錄象機部件、傳感器護套和制動器材等。另外作為塑料行業(yè)中超級工程塑料，11型熱致液晶高分子因其所具有的優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性、水解穩(wěn)定性、電氣性及阻燃性，及突出的加工性能，被廣泛用于聚丙烯、聚硫醚、聚礬、聚醚酮等工程塑料的改性。同傳統(tǒng)的玻纖改性增強相比，經(jīng)液晶高分子改性的材料，不但能大幅提高工程塑料的強度，同時還能增強工程塑料的韌性，并且提高了工程塑料在加工時的流動性，而不像玻纖改性在提高強度的時候使工程塑料的韌性大幅下降，還對加工設(shè)備造成磨損。因此11型熱致液晶高分子在塑料改性行業(yè)里的用量持續(xù)增長。目前，隨著液晶高分子在各行各業(yè)廣泛的使用，全球液晶高分子的年需求增長率一直保持兩位數(shù)以上的增長率，在亞洲地區(qū)更保持高速增長，增長率高達30%，而且這種高速增長率在近10年內(nèi)仍將保持下去。由于目前只有美國、日本、英國和德國公司可以全系列生產(chǎn)溶致及熱致各類型的液晶高分子，國內(nèi)只能生產(chǎn)少量的111型熱致液晶高分子，因此用于液晶高分子合成的2，6酸的市場需求主要在國外，另外用于醫(yī)藥行業(yè)和有機顏料的2，6酸也主要是在國外，因此目前2，6酸項目是個外向型項目，主要用于出口。四．產(chǎn)品方案及擬生產(chǎn)規(guī)模產(chǎn)量年產(chǎn)1000噸含量≥99%產(chǎn)品銷售主要通過外貿(mào)公司向國外出口設(shè)備總投資：1000萬元五．工藝路線及主要設(shè)備1．工藝路線現(xiàn)在工業(yè)上是間歇式生產(chǎn)，日本上野制藥應(yīng)用研究所是塔式連續(xù)化生產(chǎn)2，6酸、2，3酸、水楊酸、對羥基苯甲酸、3，6-二氯水楊酸的。擬采用塔式或環(huán)流反應(yīng)器試驗連續(xù)化生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)能力、節(jié)省因升溫降溫造成的能源消耗，使我們國家的2，6酸生產(chǎn)水平上一個新的臺階，乃至使芳羥基化合物的碳酸化生產(chǎn)技術(shù)得以提高。浙江升華拜克生物化工有限公司、蘇州林通染料有限公司都曾有過這樣的要求。2-萘酚在有機溶劑中與液體氫氧化鉀反應(yīng)生成2-萘酚鉀鹽，并在該溶劑中進行脫水，制得無水2-萘本鉀鹽。采用懸浮法使2-萘酚鉀鹽與二氧化碳進行羧化反應(yīng)，生成2-萘酚與2，6酸雙鉀鹽。加水溶解后與溶劑分離，水相用硫酸中和，酸化得2，6酸，經(jīng)吸濾、離心分離、干燥得成品,工藝框圖如下：2-萘酚→有機溶劑→液堿→成鹽↓脫水↓二氧化碳→羧化↓水→溶解↓硫酸→中和↓分層↓硫酸→酸化↓離心分離→母液至溶解循環(huán)套用↓干燥↓成品附2-羥基-6-萘甲酸主要設(shè)備表序號名稱規(guī)格材料數(shù)量備注1成鹽釜φ1600×15822立方米不銹鋼22堿計量槽φ600×10000.2立方米碳鋼23酚計量槽φ800×13000.7立方米碳鋼24水計量槽φ1200×15822立方米碳鋼25羧化釜φ1500×21755立方米不銹鋼8操作壓力10公斤/平方米6羧化冷凝器20平方米碳鋼87分水罐φ300×2500碳鋼88二氧化碳緩沖罐φ600×12100.4立方米碳鋼89溶劑蒸餾釜φ1600×15822立方米碳鋼210冷凝器30平方米碳鋼211溶劑貯槽5平方米碳鋼212舊溶劑貯槽φ1200×29003.5立方米碳鋼213水計量槽φ1000×14001立方米碳鋼214液下泵14.4立方米/米H=25米DB50Y-25碳鋼615中和釜14立方米不銹鋼416板框壓濾機聚丙烯417稀硫酸計量槽φ800×9000.6立方米P.V.C818脫色釜14立方米搪瓷4或鋼襯瓷磚19脫色過濾器φ1800×700不銹鋼420酸析釜14立方米碳鋼內(nèi)襯瓷磚421離心機φ1000襯橡膠422濾液沉降池14立方米襯瓷磚423耙式干燥器不銹鋼224熱水儲罐15立方米碳鋼225熱水泵碳鋼226硫酸儲罐φ1200×17002立方米碳鋼227液堿儲罐5立方米碳鋼228液堿液下泵碳鋼229稀硫酸配制釜φ1200×17002立方米搪瓷230稀硫酸泵玻璃鋼231水循環(huán)真空泵碳鋼432真空泵433加熱油浴系統(tǒng)碳鋼2套六．前景廣闊的液晶高分子中間體2，6酸1．液晶離分子液晶(Liquidcrys以)是某些有機物質(zhì)在一定的溫度范圍內(nèi)所呈現(xiàn)的一種中間狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，由于分子排列有特殊的取向，分子運動也有特定的規(guī)律，從而使液晶既具有液體的流動性和表面張力，又呈現(xiàn)某些晶體的光學(xué)性質(zhì)。液晶高分子(LiquldCryst習(xí)工nePolylller簡稱LCP)是在一定條件下能以液晶相態(tài)存在的高分子，它兼有液晶和高分子兩類物質(zhì)的特性，與其他高分子相比，它有液晶相所特有的分子取向序和位置序;與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態(tài)晶體，既具有液體的流動性又具有晶體的各向異性特征。液晶1888年由奧地利植物學(xué)家Reinitzer首次發(fā)現(xiàn)，在20世紀(jì)50年代之前，液晶沒能引起科技界的廣泛重視。然而在60年代，以RCA公司進行液晶顯示和光閥方面的工作為標(biāo)志，液晶得到了實際的應(yīng)用。液晶高分子的大規(guī)模研究工作起步更晚，但目前已發(fā)展為液晶領(lǐng)域中舉足輕重的部分。如果說小分子液晶是有機化學(xué)和電子學(xué)之間的邊緣科學(xué)，那么液晶高分子則涉及到高分子科學(xué)、材料科學(xué)、生物工程等多門學(xué)科，而且在高分子材料、生命科學(xué)等方面都得到大量應(yīng)用。由于液晶態(tài)分子排布的有序性和在液晶態(tài)加工過程中分子的高度取向，液晶高分子材料具有很多優(yōu)異的性能，如高強度高模量等優(yōu)良的力學(xué)性能，突出的耐熱性、絕緣性和耐化學(xué)腐蝕性，耐氣候老化、耐燃燒、耐輻射，對微波透明，成型收縮率小，尺寸穩(wěn)定性高，加工性能優(yōu)越等等。液晶高分子可以通過擠出、注射、吹膜和熔體紡絲加工，制備成各種高性能的制品，有關(guān)液晶高分子材料的研究與開發(fā)已成為當(dāng)今高分子材料的熱點之一。液晶高分子的應(yīng)用⑴電子電器領(lǐng)域LCP優(yōu)異的電絕緣性、低熱膨脹系數(shù)、高耐熱性和耐錫焊性等優(yōu)點，使其在電子工業(yè)中的應(yīng)用日益擴大。以表面裝配技術(shù)和紅外回流焊接裝配技術(shù)為代表的高密度循環(huán)加工工藝，要求樹脂能夠經(jīng)受260℃⑵汽車和機械工業(yè)領(lǐng)域LCP廣泛用于制造汽車發(fā)動機內(nèi)各種零部件(如燃油輸送系統(tǒng)的泵和漿葉、調(diào)速傳感器等，以及特殊的耐熱、隔熱部件和精密機械、儀器零件。LcP可以用于巡航控制系統(tǒng)的驅(qū)動發(fā)動機中作為旋轉(zhuǎn)磁鐵的密封元件。DuPont公司采用Kevlarllg作為高級轎車輪胎補強纖維，使輪胎的各種性能提高50%;日本住友化學(xué)公司開發(fā)的PTEE王konolEI01系列合金可用于200℃⑶顯示及記憶材料盡管高分子液晶其響應(yīng)時間較長，但因其結(jié)構(gòu)特征帶來的易固定性，若對高分子液晶從結(jié)構(gòu)條件和實驗條件兩方面進行強化，也可得到響應(yīng)值與低分子液晶相當(dāng)?shù)腖cP，從而用于顯示。另外LcP因為易固定性可被用來作為熱記錄材料，即LCP在熱條件下將外力場的刺激固定下來，從而能保留外界所給予的信息，起到儲存的作用。若將這些記錄材料再次在熱條件下施以電場，則材料回復(fù)原來的變形(在外場作用下呈均勻定向排列的性能)狀態(tài)，可重新記錄和摹寫。⑷光纖通訊領(lǐng)域光纖通訊中，目前采用石英玻璃絲作為光導(dǎo)纖維。這種外徑僅為100一150pm的細玻璃絲，只需1009左右的拉力就被拉斷。因此為了保護光纖表面，提高抗拉強度、抗彎強度，需給光纖涂以高分子樹脂造成被覆層。LCP就適用于光纖二次被覆材料，以及抗拉構(gòu)件和連接器等。如尤尼崎卡和三菱化學(xué)開發(fā)的PET系非全芳烴LCP，經(jīng)改性后代替尼龍12作為光纖的二次涂層，由于其模量、強度均高，而膨脹系數(shù)小，從而降低了由光纖本身溫度變形而引起的畸形，以及使光纖不易出現(xiàn)不規(guī)則彎曲，減少了光信號傳輸中的損耗。⑸航空航天領(lǐng)域LcP由于具有耐各種輻射以及脫氣性極低等優(yōu)良的“外層空間性質(zhì)”，可用作人造衛(wèi)星的電子部件，而不會污染或干擾衛(wèi)星中的電子裝置，還可模塑成飛機內(nèi)部的各種零件，如采用xydar可滿足長期在高溫下運轉(zhuǎn)的發(fā)動機零件的要求。利用Kevlar的強力，美國航空航天部門已大量用其作為高級復(fù)合材料，如波音777飛機每架用高級復(fù)合材料占總重的60%以上，其中大部分是DuPont公司的Kevlar49和149。此外LCP還用于軍事上，如軍用防彈衣，Kevlar纖維防彈性能很好，在重量減輕一半的條件下，其防彈能力是鋼的五倍。此外Ke心r還能抗御化學(xué)、生物、原子武器的沖擊波和輻射。2分類根據(jù)液晶形成的條件，可分為熱致液晶高分子(ThermotropieuqusdC鄧t汕nePolynler簡稱TL-eP)和溶致液晶高分子(LyotropieLiquidC斗stallinePolyme:簡稱LLcP)。熱致液晶高分子是由于溫度變化引起的，并存在于一定的溫度范圍內(nèi);溶致液晶是液晶分子與溶劑組成的液晶體系。目前用于制備高強度、高模量纖維的液晶高分子主要有以下幾類:(1)芳族聚酞胺類，主要代表有聚對氨基苯甲酸(PBA)，聚(對苯二胺一對苯二甲酞)(PPD一T)、由PPD一T制得的纖維的商品名為Kevlar，還有以對苯二胺及對苯二甲酸為基的各種共聚物。(2)聚芳雜環(huán)液晶高分子，主要代表有聚苯并啞哇(PBo)和聚苯并唆哇(PBET)以上兩類都屬于溶致主鏈型液晶高分子。(3)芳族聚醋液晶高分子，這是一類熱致主鏈型液晶高分子。此類高分子液晶不僅可用于仿制高強纖維，而且也作為新一代的工程塑料。目前已工業(yè)化的聚芳醋類液晶高分子，根據(jù)熱致性液晶高聚物的熱變形溫度(HDT)的不同，大體分為3種類型:①以Amuco公司(也叫Alllocos公司，美國阿莫科公司)的勒dar和Su而tomo(日本住友公司)的Ekonol為代表的}型液晶高分子。主要為聯(lián)苯系列，分子的