常用工业化学品的制造方法

常用工业化学物品的制造方法

1. 氧气:

氧气常用制造方法,就空气中提取,利用氧气的自身液化温度,在高压下,提纯。原料充足。 也就是液态空气法。

实验室制取氧气,用量少可用以下方法(速度快、操作简便):

1、加热高锰酸钾:2KMnO4 加热 K2MnO4 + MnO2 + O2↑(实验室制氧气原理1)

2、过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下分解反应:

MnO2

H2O2 ===== 2H2O+ O2 ↑(实验室制氧气原理2)

3、也可用加热氯酸钾的方法,二氧化锰做催化剂 (实验室制氧气原理3) MnO2

2 KCIO3 ==== 2 KCI + 3O2↑

加热

当然也有电解法,直接电解空气,产生了氧气和氢气。顺便也说明了氢气的制造方法。

2.氮气:

氮气,常用的就是利用液态空气法。分离氮气。

实验室制备:

加热氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠晶体(或饱和溶液)的混合物可制备氮气。在圆底烧瓶上配一双孔橡皮塞,带上一分液漏斗和一短弯导管。烧瓶中放亚硝酸钠晶体(或饱和溶液),饱和氯化铵溶液由分液漏斗滴入,加热烧瓶到85 ℃左右,就有氮气产生。当空气排出后,可用排水集气法收集氮气或用橡皮球胆直接收集。因为此反应是放热反应,当反应开始时就应停止加热。化学方程式为:

NaNO2+NH4Cl==NH4NO2+NaCl

NH4NO2 N2↑+2H2O

3.氯气:

(1)电解饱和食盐水(氯碱工业):

电解的化学方程式为:

2NaCl+2H2O===2NaOH+Cl2↑+H2 ↑

电解的离子方程式为:

2Cl-+2H2O===2OH-+Cl2↑+H2↑

(2)电解熔融的氯化钠:

电解的化学方程式为:2NaCl===2Na+Cl2↑

实验室制取氯气常用MnO2和浓盐酸为原料(反应需加热)

MnO2+4HCl = MnCl2+2H2O+Cl2↑

MnO2+4H++2Cl-=Mn2++2H2O+Cl2 ↑

4.NH3氨气的制备

实验室用氯化铵、消石灰,加热后生成氨气。

反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2==△== CaCl2+2NH3↑+2H2O

工业空气中的氮气加氢

工艺特点:高压催化

工艺流程有很多方案,世界各国采用的也不尽相同。目前世界上比较先进的有布朗三塔三废锅氨合成圈、伍德两塔两废锅氨合成圈、托普索S-250型氨合成圈和卡萨里轴径向氨合成工艺。

5.乙炔C2H2:

常听化学老师说,有了乙炔可制一切。

原理:电石发生水解反应,生成乙炔。装置:烧瓶和分液漏斗(不能使用启普发生器)。烧瓶口要放棉花,以防止泡沫溢出。

试剂:电石(CaC2) 和水。

反应方程式:CaC2+2H-OH→Ca(OH)2+CH≡CH↑

6.盐酸HCL

工业主要采用电解法。

1. 将饱和食盐水进行电解,除得氢氧化钠外,在阴极有氢气产生,阳极有氯气产生:

2NaCl+2H2O=电解=2NaOH+Cl2↑+H2↑

2. 在反应器中将氢气和氯气通至石英制的烧嘴点火燃烧,生成氯化氢气体,并发出大量热:

H2+Cl2=点燃=2HCl

3. 氯化氢气体冷却后被水吸收成为盐酸。

在氯气和氢气的反应过程中,有毒的氯气被过量的氢气所包围,使氯气得到充分反应,防止了对空气的污染。在生产上,往往采取使另一种原料过量的方法使有害的、价格较昂贵的原料充分反应。

7. 硫酸H2SO4的制备:

工业上制硫酸的设备分为三大部分,一是沸腾炉、二是接触室、三是吸收塔。在沸腾炉内二硫化亚铁与氧气发生反应,生成二氧化硫;在接触室内有催化剂存在下二氧化硫进一步与氧气化合,生成三氧化硫;三氧化硫流经吸收塔时,采用98.3%的浓硫酸吸收,使三氧化硫最终与水化合形成硫酸。

工业制法

通用方法

生产硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。

1. 制取二氧化硫(沸腾炉)

燃烧硫或高温处理黄铁矿,制取二氧化硫S+O2=点燃=SO2

4FeS2+11O2=高温=8SO2+2Fe2O3

2. 接触氧化为三氧化硫(接触室)

2SO2+O2=五氧化二钒催化并加热=2SO3(可逆反应)

3. 用98.3%硫酸吸收

SO3+H2SO4=H2S2O7(焦硫酸) 4. 加水 H2S2O7+H2O=2H2SO4 5. 提纯 可将工业浓硫酸进行蒸馏,便可得到浓度95%-98%的商品硫酸。[6]

二水法磷酸反应后,利用磷石膏,工业循环利用,使用二水法制硫酸。

一般制法

实验室制法

1. 可以用FeSO4.7H2O 加强热,用冰水混合物+U型管冷凝即可,用NaOH 吸收SO2,理论可得29.5%的H2SO4。关键在于尾气吸收。

2. 可将二氧化硫气体通入双氧水制取硫酸,此法占率较低。 自然制法

酸雨能产生硫酸,酸雨中的二氧化硫(SO2)与大气中的水反应,生成亚硫酸(H2SO3),亚硫酸又与大气中的氧气反应,生成硫酸(H2SO4),落到地面。

8.硝酸HN03的制备:

[自然界

自然界中的硝酸主要由雷雨天生成的一氧化氮形成。硝酸性质不稳定,因而无法在自然界长期存在,但硝酸的形成是氮循环的一环。自然界中硝酸的形成按如下步骤

一氧化氮的生成

N ₂ (g )+ O₂(g )——→ 2NO(g )

二氧化氮的生成

N ₂(g ) + 2O₂(g )——→ 2NO₂ (g )

2NO (g )+ O₂(g )——→ 2NO₂ (g )

生成的二氧化氮溶于水中生成硝酸

3NO ₂(g )+ H2O(l )——→ 2HNO₃(aq )+ NO(g )工业合成

工业合成

氨氧化法

硝酸工业与合成氨工业密接相关,氨氧化法是工业生产中制取硝

浓硝酸泄漏

酸的主要途径,其主要流程是将氨和空气的混合气(氧:氮≈2:1)通入灼热(760~840℃)的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被氧化成一氧化氮(NO )。生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮,随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。稀硝酸、浓硝酸、发烟硝酸的制取在工艺上各不相同。[1] 4NH3+ 5O2=Pt-Rh = NH ₃(g )+ 5O ₂(g )—Pt-Rh → 4NO (g )+ 6H2O (g )

2NO (g )+ O₂(g )——→ 2NO₂ (g )

3NO ₂(g )+ H2O(l )——→ 2HNO₃(aq )+ NO(g )

工业上也曾使用浓硫酸和硝石制硝酸,但该法耗酸量大,设备腐蚀严重,现基本停止使用

NaNO ₃(s )+ H2SO₄(l ) ——→ NaHSO₄(s )+ HNO₃(g )

实验室

原料:浓硫酸,硝酸钠设备:烧瓶,玻璃管,烧杯,橡皮塞,加热设备(酒精灯,煤气灯等)原理:不挥发酸制备挥发性酸:H2SO4(l)+NaNO3(s) => Na2SO4(s)+ HNO3(g) 步骤:烧瓶中加入沸石,浓硫酸,硝酸钠。置于铁架台上的铁圈上,铁圈下隔 石棉网放置加热设备,烧瓶口用带有玻璃管的橡皮塞塞住,玻璃管用橡皮管相连,另一头置于有水的烧杯中。注意事项:加热硫酸需要用沸石以防止硫酸暴沸,玻璃管连接处要尽量挨在一起,防止反应生成的NO2泄露,制备完成后要用碱中和瓶中物质,以免污染环境。

9.煤的干馏:焦炭的制备

这是我们老祖宗就会的活了。但是让你想不到的是,现在化工,就是从煤的干馏开始的。 有了干馏,就可以生成焦炭。

所谓干馏,就是煤隔绝空气进行高温高压反应,分解生成诸多副产品的过程。焦炭就是其中的产品之一。别看焦炭不起眼,其实是很重要的化工原料。比如电石,可以生成乙炔,有了乙炔就可以制造一切。而电石,就是从焦炭中制造出来的。

其次,苯等重要化工原料,也是从煤的干馏中生成的副产品。不过要通过洗涤,过滤,蒸馏等手段分离。

10.电石CaC2的制备:

有了乙炔可制一切。但是乙炔制造需要电石。现在告诉你电石是怎么制备的。

工业上一般使用电炉熔炼法与氧热法,电炉熔炼法是将焦炭与氧化钙(分子式 CaO) 置于2200℃左右的电炉中熔炼,生成碳化钙(分子式CaC2) 。氧热法:即:高炉富氧氧热法熔炼CaC2 (电石) 、石灰石中提取炭、高温低压煤气发生炉。此一炉三使用工艺技术,使 CaC2生产综合利用了煤气化过程中的余热和煤灰,煤灰加配料熔融后生成CaC2和硅铁(提纯CaC2时);“高温低压”煤气发生炉,使煤气的产(发)生自然化。每熔炼一吨80% CaC2,从石灰石中提取纯炭168kg 左右,产生煤气(CO 在55%—95%)6000—2600 m3,可生产4.5吨左右的甲醇。富氧既提高炉温又提高了煤

气的CO 质量,氧气尤为一举两用,煤热能利用后的煤气,用于煤化工或清洁发电。此工艺为无消耗能源型和无污染型的CaC2生产和煤气生产。

11. 乙醇CH3CH2OH 的制备:

工业上一般用淀粉发酵法或乙烯直接水化法制取乙醇:

1.发酵法

发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的,在相当长的历史时期内,曾是生产乙醇的唯一工业方法。发酵法的原料可以是含淀粉的农产品,如谷类、薯类或野生植物果实等;也可用制糖厂的废糖蜜;或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后,经水解(用废蜜糖作原料不经这一步)、发酵,即可制得乙醇。 发酵液中的质量分数约为6%~10%,并含有其他一些有机杂质,经精馏可得95%的工业乙醇。

2.乙烯水化法

乙烯直接水化法,就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下,是乙烯与水直接反应,生产乙醇: CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH(该反应分两步进行,第一步是与醋酸汞等汞盐在水-四氢呋喃溶液中生成有机汞化合物,而后用硼氢化钠还原)

此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解气,成本低,产量大,这样能节约大量粮食,因此发展很快。

12.苯C6H6的制备:

苯是通过煤的干馏合成的。煤需要隔绝空气干馏,同时煤中含有适当的水蒸气,在高温高压下,可以生成苯。之后通过洗涤,干馏,利用煤焦油溶解,可以合成苯。一般来说,一吨煤可以生成1公斤苯。

或者采用裂解汽油法制备,跟煤干馏差不多。

裂解汽油

又称热解汽油。以轻烃、石脑油、柴油甚至减压蜡油为原料,在水蒸气存在下高温裂解制取乙烯的过程中,生成含碳五烃类以上的液体副产品,经分馏出干点为205℃的液体称为裂解汽油。由于此种汽油富含芳烃,经过加氢精制后可作为高辛烷值汽油组分或用于萃取苯、甲苯、乙苯、二甲苯等化工原料。

现代可以采用萃取分馏法提纯。

萃取蒸馏是化学上常用的分离液体混合物的实验方法,原理是用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来。 萃取蒸馏所用的仪器有酒精灯,铁架台,石棉网,锥形瓶,牛角管,烧杯,冷凝器等实验室常用仪器。目前,萃取和蒸馏已经广泛应用到日常生活和工业生产中。 芳烃分离

从不同方法得到的含苯馏分,其组分非常复杂,用普通的分离方法很难见效,一般采用溶剂进行液-液萃取或者萃取蒸馏的方法进行芳烃分离,然后再采用一般的分离方法分离苯、甲苯、二甲苯。根据采用的溶剂和技术的不同又有多种分离方法。

·Udex 法:由美国道化学公司和UOP 公司在1950年联合开发,最初用二乙二醇醚作溶剂,后来改进为三乙二醇醚和四乙二醇醚作溶剂,过程采用多段升液通道(multouocomer)萃取器。苯的收率为100%。

·Suifolane 法:荷兰壳牌公司开发,专利为UOP 公司所有。溶剂采用环丁砜,使用转盘萃取塔进行萃取,产品需经白土处理。苯的收率为99.9%。

·Arosolvan 法:由联邦德国的鲁奇公司在1962年开发。溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP ) ,为了提高收率,有时还加入10-20%的乙二醇醚。采用特殊设计的Mechnes 萃取器,苯的收率为99.9%。

·IFP法:由法国石油化学研究院在1967年开发。采用不含水的二甲亚砜作溶剂,并用丁烷进行反萃取,过程采用转盘塔。苯的收率为99.9%。 ·Formex 法:为意大利SNAM 公司和LRSR 石油加工部在1971年开发。吗啉或N-甲酰吗啉作溶剂,采用转盘塔。芳烃总收率98.8%,其中苯的收率为100%。

日常生活中,车用汽油,油漆中,含有某些溶剂用的少量苯。

13.火棉的制备:

火棉是脱脂棉的俗称。就是将普通棉花,跟硝酸混合脱脂后的产物。无烟火药主要材料就是火棉。用于枪弹。

14.硝酸苯的制备:

反应速度较慢。其中,浓硫酸做催化剂,加热至50~60摄氏度时反应,若加热至70~80摄氏度时苯将与硫酸发生磺化反应,因此一般用水浴加热法进行控温。苯环上连有一个硝基后,该硝基对苯的进一步硝化有抑制作用,硝基为钝化基团。

常用工业化学物品的制造方法

1. 氧气:

氧气常用制造方法,就空气中提取,利用氧气的自身液化温度,在高压下,提纯。原料充足。 也就是液态空气法。

实验室制取氧气,用量少可用以下方法(速度快、操作简便):

1、加热高锰酸钾:2KMnO4 加热 K2MnO4 + MnO2 + O2↑(实验室制氧气原理1)

2、过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下分解反应:

MnO2

H2O2 ===== 2H2O+ O2 ↑(实验室制氧气原理2)

3、也可用加热氯酸钾的方法,二氧化锰做催化剂 (实验室制氧气原理3) MnO2

2 KCIO3 ==== 2 KCI + 3O2↑

加热

当然也有电解法,直接电解空气,产生了氧气和氢气。顺便也说明了氢气的制造方法。

2.氮气:

氮气,常用的就是利用液态空气法。分离氮气。

实验室制备:

加热氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠晶体(或饱和溶液)的混合物可制备氮气。在圆底烧瓶上配一双孔橡皮塞,带上一分液漏斗和一短弯导管。烧瓶中放亚硝酸钠晶体(或饱和溶液),饱和氯化铵溶液由分液漏斗滴入,加热烧瓶到85 ℃左右,就有氮气产生。当空气排出后,可用排水集气法收集氮气或用橡皮球胆直接收集。因为此反应是放热反应,当反应开始时就应停止加热。化学方程式为:

NaNO2+NH4Cl==NH4NO2+NaCl

NH4NO2 N2↑+2H2O

3.氯气:

(1)电解饱和食盐水(氯碱工业):

电解的化学方程式为:

2NaCl+2H2O===2NaOH+Cl2↑+H2 ↑

电解的离子方程式为:

2Cl-+2H2O===2OH-+Cl2↑+H2↑

(2)电解熔融的氯化钠:

电解的化学方程式为:2NaCl===2Na+Cl2↑

实验室制取氯气常用MnO2和浓盐酸为原料(反应需加热)

MnO2+4HCl = MnCl2+2H2O+Cl2↑

MnO2+4H++2Cl-=Mn2++2H2O+Cl2 ↑

4.NH3氨气的制备

实验室用氯化铵、消石灰,加热后生成氨气。

反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2==△== CaCl2+2NH3↑+2H2O

工业空气中的氮气加氢

工艺特点:高压催化

工艺流程有很多方案,世界各国采用的也不尽相同。目前世界上比较先进的有布朗三塔三废锅氨合成圈、伍德两塔两废锅氨合成圈、托普索S-250型氨合成圈和卡萨里轴径向氨合成工艺。

5.乙炔C2H2:

常听化学老师说,有了乙炔可制一切。

原理:电石发生水解反应,生成乙炔。装置:烧瓶和分液漏斗(不能使用启普发生器)。烧瓶口要放棉花,以防止泡沫溢出。

试剂:电石(CaC2) 和水。

反应方程式:CaC2+2H-OH→Ca(OH)2+CH≡CH↑

6.盐酸HCL

工业主要采用电解法。

1. 将饱和食盐水进行电解,除得氢氧化钠外,在阴极有氢气产生,阳极有氯气产生:

2NaCl+2H2O=电解=2NaOH+Cl2↑+H2↑

2. 在反应器中将氢气和氯气通至石英制的烧嘴点火燃烧,生成氯化氢气体,并发出大量热:

H2+Cl2=点燃=2HCl

3. 氯化氢气体冷却后被水吸收成为盐酸。

在氯气和氢气的反应过程中,有毒的氯气被过量的氢气所包围,使氯气得到充分反应,防止了对空气的污染。在生产上,往往采取使另一种原料过量的方法使有害的、价格较昂贵的原料充分反应。

7. 硫酸H2SO4的制备:

工业上制硫酸的设备分为三大部分,一是沸腾炉、二是接触室、三是吸收塔。在沸腾炉内二硫化亚铁与氧气发生反应,生成二氧化硫;在接触室内有催化剂存在下二氧化硫进一步与氧气化合,生成三氧化硫;三氧化硫流经吸收塔时,采用98.3%的浓硫酸吸收,使三氧化硫最终与水化合形成硫酸。

工业制法

通用方法

生产硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。

1. 制取二氧化硫(沸腾炉)

燃烧硫或高温处理黄铁矿,制取二氧化硫S+O2=点燃=SO2

4FeS2+11O2=高温=8SO2+2Fe2O3

2. 接触氧化为三氧化硫(接触室)

2SO2+O2=五氧化二钒催化并加热=2SO3(可逆反应)

3. 用98.3%硫酸吸收

SO3+H2SO4=H2S2O7(焦硫酸) 4. 加水 H2S2O7+H2O=2H2SO4 5. 提纯 可将工业浓硫酸进行蒸馏,便可得到浓度95%-98%的商品硫酸。[6]

二水法磷酸反应后,利用磷石膏,工业循环利用,使用二水法制硫酸。

一般制法

实验室制法

1. 可以用FeSO4.7H2O 加强热,用冰水混合物+U型管冷凝即可,用NaOH 吸收SO2,理论可得29.5%的H2SO4。关键在于尾气吸收。

2. 可将二氧化硫气体通入双氧水制取硫酸,此法占率较低。 自然制法

酸雨能产生硫酸,酸雨中的二氧化硫(SO2)与大气中的水反应,生成亚硫酸(H2SO3),亚硫酸又与大气中的氧气反应,生成硫酸(H2SO4),落到地面。

8.硝酸HN03的制备:

[自然界

自然界中的硝酸主要由雷雨天生成的一氧化氮形成。硝酸性质不稳定,因而无法在自然界长期存在,但硝酸的形成是氮循环的一环。自然界中硝酸的形成按如下步骤

一氧化氮的生成

N ₂ (g )+ O₂(g )——→ 2NO(g )

二氧化氮的生成

N ₂(g ) + 2O₂(g )——→ 2NO₂ (g )

2NO (g )+ O₂(g )——→ 2NO₂ (g )

生成的二氧化氮溶于水中生成硝酸

3NO ₂(g )+ H2O(l )——→ 2HNO₃(aq )+ NO(g )工业合成

工业合成

氨氧化法

硝酸工业与合成氨工业密接相关,氨氧化法是工业生产中制取硝

浓硝酸泄漏

酸的主要途径,其主要流程是将氨和空气的混合气(氧:氮≈2:1)通入灼热(760~840℃)的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被氧化成一氧化氮(NO )。生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮,随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。稀硝酸、浓硝酸、发烟硝酸的制取在工艺上各不相同。[1] 4NH3+ 5O2=Pt-Rh = NH ₃(g )+ 5O ₂(g )—Pt-Rh → 4NO (g )+ 6H2O (g )

2NO (g )+ O₂(g )——→ 2NO₂ (g )

3NO ₂(g )+ H2O(l )——→ 2HNO₃(aq )+ NO(g )

工业上也曾使用浓硫酸和硝石制硝酸,但该法耗酸量大,设备腐蚀严重,现基本停止使用

NaNO ₃(s )+ H2SO₄(l ) ——→ NaHSO₄(s )+ HNO₃(g )

实验室

原料:浓硫酸,硝酸钠设备:烧瓶,玻璃管,烧杯,橡皮塞,加热设备(酒精灯,煤气灯等)原理:不挥发酸制备挥发性酸:H2SO4(l)+NaNO3(s) => Na2SO4(s)+ HNO3(g) 步骤:烧瓶中加入沸石,浓硫酸,硝酸钠。置于铁架台上的铁圈上,铁圈下隔 石棉网放置加热设备,烧瓶口用带有玻璃管的橡皮塞塞住,玻璃管用橡皮管相连,另一头置于有水的烧杯中。注意事项:加热硫酸需要用沸石以防止硫酸暴沸,玻璃管连接处要尽量挨在一起,防止反应生成的NO2泄露,制备完成后要用碱中和瓶中物质,以免污染环境。

9.煤的干馏:焦炭的制备

这是我们老祖宗就会的活了。但是让你想不到的是,现在化工,就是从煤的干馏开始的。 有了干馏,就可以生成焦炭。

所谓干馏,就是煤隔绝空气进行高温高压反应,分解生成诸多副产品的过程。焦炭就是其中的产品之一。别看焦炭不起眼,其实是很重要的化工原料。比如电石,可以生成乙炔,有了乙炔就可以制造一切。而电石,就是从焦炭中制造出来的。

其次,苯等重要化工原料,也是从煤的干馏中生成的副产品。不过要通过洗涤,过滤,蒸馏等手段分离。

10.电石CaC2的制备:

有了乙炔可制一切。但是乙炔制造需要电石。现在告诉你电石是怎么制备的。

工业上一般使用电炉熔炼法与氧热法,电炉熔炼法是将焦炭与氧化钙(分子式 CaO) 置于2200℃左右的电炉中熔炼,生成碳化钙(分子式CaC2) 。氧热法:即:高炉富氧氧热法熔炼CaC2 (电石) 、石灰石中提取炭、高温低压煤气发生炉。此一炉三使用工艺技术,使 CaC2生产综合利用了煤气化过程中的余热和煤灰,煤灰加配料熔融后生成CaC2和硅铁(提纯CaC2时);“高温低压”煤气发生炉,使煤气的产(发)生自然化。每熔炼一吨80% CaC2,从石灰石中提取纯炭168kg 左右,产生煤气(CO 在55%—95%)6000—2600 m3,可生产4.5吨左右的甲醇。富氧既提高炉温又提高了煤

气的CO 质量,氧气尤为一举两用,煤热能利用后的煤气,用于煤化工或清洁发电。此工艺为无消耗能源型和无污染型的CaC2生产和煤气生产。

11. 乙醇CH3CH2OH 的制备:

工业上一般用淀粉发酵法或乙烯直接水化法制取乙醇:

1.发酵法

发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的,在相当长的历史时期内,曾是生产乙醇的唯一工业方法。发酵法的原料可以是含淀粉的农产品,如谷类、薯类或野生植物果实等;也可用制糖厂的废糖蜜;或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后,经水解(用废蜜糖作原料不经这一步)、发酵,即可制得乙醇。 发酵液中的质量分数约为6%~10%,并含有其他一些有机杂质,经精馏可得95%的工业乙醇。

2.乙烯水化法

乙烯直接水化法,就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下,是乙烯与水直接反应,生产乙醇: CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH(该反应分两步进行,第一步是与醋酸汞等汞盐在水-四氢呋喃溶液中生成有机汞化合物,而后用硼氢化钠还原)

此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解气,成本低,产量大,这样能节约大量粮食,因此发展很快。

12.苯C6H6的制备:

苯是通过煤的干馏合成的。煤需要隔绝空气干馏,同时煤中含有适当的水蒸气,在高温高压下,可以生成苯。之后通过洗涤,干馏,利用煤焦油溶解,可以合成苯。一般来说,一吨煤可以生成1公斤苯。

或者采用裂解汽油法制备,跟煤干馏差不多。

裂解汽油

又称热解汽油。以轻烃、石脑油、柴油甚至减压蜡油为原料,在水蒸气存在下高温裂解制取乙烯的过程中,生成含碳五烃类以上的液体副产品,经分馏出干点为205℃的液体称为裂解汽油。由于此种汽油富含芳烃,经过加氢精制后可作为高辛烷值汽油组分或用于萃取苯、甲苯、乙苯、二甲苯等化工原料。

现代可以采用萃取分馏法提纯。

萃取蒸馏是化学上常用的分离液体混合物的实验方法,原理是用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来。 萃取蒸馏所用的仪器有酒精灯,铁架台,石棉网,锥形瓶,牛角管,烧杯,冷凝器等实验室常用仪器。目前,萃取和蒸馏已经广泛应用到日常生活和工业生产中。 芳烃分离

从不同方法得到的含苯馏分,其组分非常复杂,用普通的分离方法很难见效,一般采用溶剂进行液-液萃取或者萃取蒸馏的方法进行芳烃分离,然后再采用一般的分离方法分离苯、甲苯、二甲苯。根据采用的溶剂和技术的不同又有多种分离方法。

·Udex 法:由美国道化学公司和UOP 公司在1950年联合开发,最初用二乙二醇醚作溶剂,后来改进为三乙二醇醚和四乙二醇醚作溶剂,过程采用多段升液通道(multouocomer)萃取器。苯的收率为100%。

·Suifolane 法:荷兰壳牌公司开发,专利为UOP 公司所有。溶剂采用环丁砜,使用转盘萃取塔进行萃取,产品需经白土处理。苯的收率为99.9%。

·Arosolvan 法:由联邦德国的鲁奇公司在1962年开发。溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP ) ,为了提高收率,有时还加入10-20%的乙二醇醚。采用特殊设计的Mechnes 萃取器,苯的收率为99.9%。

·IFP法:由法国石油化学研究院在1967年开发。采用不含水的二甲亚砜作溶剂,并用丁烷进行反萃取,过程采用转盘塔。苯的收率为99.9%。 ·Formex 法:为意大利SNAM 公司和LRSR 石油加工部在1971年开发。吗啉或N-甲酰吗啉作溶剂,采用转盘塔。芳烃总收率98.8%,其中苯的收率为100%。

日常生活中,车用汽油,油漆中,含有某些溶剂用的少量苯。

13.火棉的制备:

火棉是脱脂棉的俗称。就是将普通棉花,跟硝酸混合脱脂后的产物。无烟火药主要材料就是火棉。用于枪弹。

14.硝酸苯的制备:

反应速度较慢。其中,浓硫酸做催化剂,加热至50~60摄氏度时反应,若加热至70~80摄氏度时苯将与硫酸发生磺化反应,因此一般用水浴加热法进行控温。苯环上连有一个硝基后,该硝基对苯的进一步硝化有抑制作用,硝基为钝化基团。


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