丙烯醛的應用

[db:作者] / 2023-02-07 00:00

丙烯醛

[結構式]

CH2=CHCHO

[物化性質]無色透明易燃易揮發不穩定液體，具有強烈刺激性，其蒸氣有強烈催淚性。

暴露于光和空氣中或在強堿、強酸存在下易聚合。沸點52.5～53.5℃。熔點-86.9℃。相對密度0.8410。折射率1.4017。黏度(20℃)0.393mPa·s。蒸汽壓(20℃)27.997kPa。蒸氣和空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限2.8%～31%(體積)。溶解度(質量)：醛在水中(20℃)為20.6%，水在醛中(20℃)6.8%。丙烯醛能與大多數有機溶劑如石甲苯、二甲苯、氯仿、甲醇、乙醇、乙二醚、丙酮等完全互溶。產品不穩定，易被氧化成丙烯酸，放置易聚合變成無定形固體，因此常加入0.2%的對苯二酚做穩定劑。

[制備方法]

(1)由乙醛和甲醛催化縮合制得

1938年Degussa公司就用乙醛和甲醛經氣相催化縮合制得丙烯醛，并在1942年實現工業化，這是最早的工業生產方法，美國、法國等國家沿用至今。最好的催化劑是用硅酸鈉浸漬過的硅膠，甲醛水溶液和乙醛(稍微過量)通過管式反應器中的催化劑層，反應溫度控制在300～320℃，未反應的甲醛和乙醛可以回收循環使用，總收率約65% (以甲醛計)反應式如下:

(2)丙烯催化氧化法

由于石油工業的發展，產生了大量的丙烯原料，因此利用丙烯氧化制備丙烯醛的方法成為目前工業上普遍采用的方法。該法工藝簡單，便于大規模生產。丙烯催化氧化的相關文獻比較多，本書介紹的方法是用載于二氧化硅上的氧化銅(或硅酸銅)作催化劑，將丙烯用空氣氧化制得丙烯醛，該法收率較高。反應式如下:

工藝流程如圖7-15所示。

圖7-15 丙烯醛生產工藝流程

1-反應器；2-洗滌塔；3-吸收塔；4-分餾塔；5，6-精餾塔

丙烯、空氣(氧)和水蒸氣以一定的比例混合、預熱，然后在290～380℃，205～308kPa壓力下反應，反應物中引入蒸氣，蒸氣含量可達40%，用以控制反應溫度，還可適當提高催化劑的選擇性，未反應的丙烯可循環使用。反應過程大量放熱必須回收利用，并控制反應溫度，反應器出來的氣體經冷卻并用大量水驟冷以除去酸性副產物。氣體進入吸收塔溶解可溶產物丙烯醛，吸收塔出來的氣體含N2、O2、CO、丙烷及未反應的丙烯，這些氣體可循環使用，也可經催化焚燒處理后排入大氣。把含有丙烯醛的水溶液經汽提，精制后得到產品丙烯醛。目前，丙烯氧化制丙烯醛是生產丙烯醛的最佳方法，其優點是原料價廉易得，消耗低，產品質量好，三廢排放量小，設備投資也少。

[技術指標]

[應用]丙烯醛是一種高效的殺菌滅藻劑，1.5mg/L丙烯醛就能殺滅大多數水中微生物。在石油工業上用作油田注水殺菌滅藻劑，以抑制水中細菌的生長，防止細菌在地層造成腐蝕及堵塞問題，在油田鹽水區，丙烯醛可促進水有效流動，使其易于處理，同時還可消除油田水中硫氫化合物的異味。在工業循環冷卻水處理用作殺菌滅藻劑，控制微生物生長，保護設備。在造紙工業用作黏泥剝離劑。丙烯醛殺菌滅藻劑在中性至微堿性的循環冷卻水中用量一般為0.2～1mg/L。在油田回注水中用量一般為10～15mg/L。

丙烯醛是制造有機產品的中間體，可用來制造蛋白氨酸、甲基吡啶、吡啶、戊二醛、甘油等，其均聚和共聚物廣泛用作造紙、鞣革和紡織助劑，用它處理羊毛可有效地防蛀。

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