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  • 1 # 使用者8017142486575

    丁二烯有兩種結構,即1,3-丁二烯(CH2=CH-CH=CH2)和1,2-丁二烯(CH2=CH=CH-CH2),合成橡膠用的是前者。1,3-丁二烯在常溫常壓下是無色、略帶芳香味的氣體,沸點為-4.4℃。

    從丁二烯的結構式就可以看出,用它合成大分子聚合物完全符合合成橡膠的基本要求,即化學反應活性較強,形成的大分子鏈非常柔順,聚合後每個單體單元都含有一個不飽和鍵,易於有控制地進行硫化交聯。

    目前生產的合成橡膠中,80%以上要用丁二烯作為主要原料。丁苯橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠以及大部分膠乳都離不開它。丁二烯中的2/3是用來製造合成橡膠的。

    最初大規模生產丁二烯的原料是乙醇,也就是我們習慣稱呼的酒精。例如原蘇聯採取的工藝是將乙醇在360℃透過以著名化學家列別捷夫命名的催化劑,一步便可得到丁二烯。但是這種工藝的反應產率比較低,生產1噸丁二烯差不多要消耗3噸酒精。如果乙醇來源於糧食發酵,就意味著10噸糧食才能生產出1噸丁二烯。中國1960年丁苯橡膠投產後的10餘年間,也一直沿用這種方法生產丁二烯。

    以石油為原料生產丁二烯是從1939年開始的,第二次世界大戰後這種方法迅速佔據了丁二烯生產的主導地位。以石油為原料生產丁二烯的路線有裂解碳四抽提法和丁烯、丁烷脫氫法,目前抽提法佔絕對優勢。

    製取合成材料所需的最重要單體??乙烯一般是用輕烴或石油中的石腦油或輕柴油餾分進行蒸汽高溫熱裂解得到的,裂解過程也同時產生丁二烯和許多其他烴類。其中丁二烯產率的高低取決於原料的性質和操作條件,裂解的程度越深,得到的丁二烯也越多。每噸石腦油一般可得到40~50千克的丁二烯;每生產1萬噸乙烯,可聯產1500噸左右的丁二烯。目前裂解制乙烯的規模越來越大,一套裝置年產乙烯可達100萬噸以上,全世界裂解制乙烯的年生產能力已達上億噸,可見以石油為原料能得到又多又便宜的丁二烯。2000年全世界生產的丁二烯有90%以上是從石油裂解得到的。

    裂解產生的丁二烯最初混在C4餾分中,必須用合適的溶劑將它從中提取出來。工業上常用的三種方法就是以所用溶劑為標誌的N-甲基吡咯烷酮(NMP)法、二甲基甲醯胺(DMF)法和乙腈(ACN)法。

    不論是哪種溶劑,抽提工藝一般都採用兩段萃取精餾,即先用溶劑萃取丁二烯及炔烴,把它們與丁烷?丁烯餾分分開,再用同一溶劑在炔烴萃取精餾塔中萃取掉炔烴,得到丁二烯餾分,丁二烯餾分脫除輕重組分後,便得到丁二烯。最近,開發了選擇加氫除炔烴的技術,可以砍掉炔烴萃取精餾塔,是丁二烯生產技術的一個重大進步。

    這三條工藝路線各有所長。例如:N-甲基吡咯烷酮法的選擇性較高,無毒;二甲基甲醯胺法的綜合能耗較低;乙腈法的操作溫度較低,電耗較小。

    值得一提的是,中國曾開發了比較先進的丁烯氧化脫氫制丁二烯工藝路線。中國在20世紀70?80年代丁二烯嚴重不足的情況下,這種工藝發揮了顯著的效能。丁烯脫氫制丁二烯的方法目前在美國、俄羅斯仍有少量生產。

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