陸一鳴 李會杰 姜嵐
【摘 要】本文簡要介紹了間二甲苯及理化性質,著重介紹了間二甲苯的用途。間二甲苯第一做異構化的原料, 生產鄰二甲苯(OX)、對二甲苯(PX);第二作溶劑或調和汽油的組分;第三生產樹脂和精細化工產品。其中利用MX 生產其衍生物是新興開發的用途, 具有廣闊的發展前景。
【關鍵詞】間二甲苯 理化特性 用途 市場展望
1 間二甲苯
間二甲苯(MX)又稱1,3--二甲基苯,分子式C8H10。間二甲苯是混合二甲苯和C8 芳烴的一種組分。混合二甲苯含鄰二甲苯(OX)、對二甲苯(PX)和MX等三種二甲苯異構體;C8芳烴除含有以上三種二甲苯異構體之外, 一般還含有乙苯。在混合二甲苯中,MX的含量最大,但是目前它在工業上的用量卻遠不及其它兩種異構體,這主要是MX的性質與其它異構體的性質接近,特別是MX和PX的沸點相差很小,長期以來人們找不到用比較經濟的方法從異構體中分離出高純度MX 的方法。因此,MX在工業中多異構成PX和OX,或用作調和汽油的組分,或以混合二甲苯的形式當作溶劑使用。在常溫下間二甲苯可被生物降解和化學降解,但這種過程的速度比揮發過程的速度低得多,揮發到大氣中的二甲苯也可能被光解。
2 間二甲苯的理化特性
2.1物理性質
間二甲苯為無色透明液體,有強烈芳香氣味。不溶于水,溶于乙醇和乙醚;室溫下可溶解芐醇、糠醇、2-氯乙醇、乙二醇一乙酸酯、糠醛、二甲基甲酰胺和乙腈;對金屬無腐蝕性。
2.2 化學性質
間二甲苯化學性質穩定,禁配強氧化劑、酸類、鹵素等。沒有聚合危害。間二甲苯經鉻酸氧化成間苯二甲酸。間二甲苯與發煙硝酸發生硝化反應,生成二硝基二甲基苯。與硫酸發生磺化反應。在三氯化鋁催化作用下能發生烷基化反應。
3 間二甲苯的用途
3.1 生產間苯二甲酸(IPA)
MX通過氧化反應可以制取IPA。IPA的最大應用是生產不飽和聚酯樹脂, 這種樹脂可以應用在建筑、交通和海洋領域。IPA可以提高樹脂材料的強度、韌性、抗疲勞和抗腐蝕性。IPA 第二大應用是作為表面涂料, 它可以和多羥基醇反應生成聚酯樹脂, 用在聚酯和氨基甲酸乙酯表面涂料上,少量也可以用作醇酸樹脂。使用IPA而不用低成本的鄰苯二甲酸,可以提高表面涂料的水解穩定性、具有更高的耐久性和抗氣候性。這些產品典型地用于高耐久性、高固含量或粉末狀涂料中。IPA另一個主要應用是作為生產改性PET樹脂而與PTA共聚的單體,它可以降低樹脂的熔化點, 減緩結晶速率,因此可以擴大樹脂的加工參數;此外還可以提高顏料的著色性。這種IPA改性的PET廣泛地應用到包裝行業。IPA還可以用來生產磺化間苯二甲酸酯,這種酯類化合物用于制造聚酯纖維。更少量的IPA也用于制取一些特殊產品,如聚酰胺纖維、液體結晶聚合物、聚芳酯以及其它需求量較少的產品。
3.2 生產間苯二腈
MX經氨氧化可制取間苯二腈,它是高效、廣譜、低毒、低殘留的殺菌劑百菌清的中間原料,也是生產胍基樹脂和間苯二甲基二胺的中間體,并用于生產環氧樹脂固化劑。
3.3 生產間苯二酰氯
MX先經氧化再與光氣反應即可制得間苯二酰氯,由間苯二酰氯與間苯二胺合成的聚間苯二甲酰間苯二胺樹脂可制成纖維、薄膜和涂料,這種樹脂制成的芳族聚酰胺纖維(即芳綸)具有優異的耐熱性、尺寸穩定性和電絕緣性。
3.4 生產偏苯三酸酐
偏苯三酸酐制備工藝有兩種,一種以偏三甲苯為原料,另一種以MX為原料。后者是以MX先與CO反應合成間二甲基苯甲醛,然后經氧化、脫水制得偏苯三酸酐。偏苯三酸酐是發展新型材料的重要原料,主要用于生產聚氯乙烯耐熱增塑劑、聚酰亞胺工程塑料、水溶性醇酸樹脂涂料、環氧樹脂固化劑等價值很高的精細化學品。特別是在機電工業方面,由偏苯三酸酐與芳香二胺合成制備的聚酰胺2酰亞胺,具有很高的耐熱性能及良好的絕緣性能,用于耐熱電線絕緣漆,可在220℃條件下長期使用。
3.5 生產間甲基苯甲酸
MX經空氣氧化可制取間甲基苯甲酸,該品可作藥物甲苯二乙胺的中間體,也可用于農藥的生產。
3.6 生產間2二甲基苯胺
間2二甲基苯胺別名2,4-2二甲基苯胺和2,6-2二甲基苯胺。該產品是以MX為原料, 進行硝化、異構體分離、鎳催化劑液相加氫制得。間二甲基苯胺是合成農藥、獸藥、醫藥和染料等的重要中間體。
3.7 生產硝基麝香
硝基麝香化學名稱為2,4,6-2三硝基2,5-2叔丁基間二甲苯,可用MX為原料生產。
3.8 生產酚類產品
MX經過磺化、堿溶可得到酚類產品,作為多種農藥的原料,以及生產偶氮染料、增塑劑、橡膠防老劑、環氧樹脂固化劑等。
4 我國間二甲苯工業生產的主要產品
4.1 間苯二腈
間苯二腈(IPN)是制備有機化合物的重要中間體。IPN經氯化反應制得四氯間苯二腈(百菌清)。百菌清是一種高效、廣譜、低毒、低殘留的農藥殺菌劑和防霉劑;IPN經加氫反應制得間苯二甲胺,是性能優良且用途廣泛的環氧樹脂固化劑,也是合成聚氨酯樹脂及尼龍樹脂的原料。
4.2 間苯二甲酸
間苯二甲酸的最大用途是制造不飽和聚酯樹脂, 以及制造醇酸樹脂; 也用作增塑劑、感光材料、聚酯纖維、染色改性劑、診斷藥物。
4.3 間甲苯甲酸
間甲苯甲酸主要用作藥物甲苯二乙胺的中間體,以及農藥及其它化工產品的生產。
5 間二甲苯市場預測與展望
5.1 全球市場
從全球發展來看,MX 未來需求的增長,主要依賴于IPA聚酯樹脂在環境和性能上的優勢,同時也依賴于PET特別是生產固相樹脂所使用IPA作為共聚物單體時的增長量。據報道,2005~2010 年間,世界IPA 的年均消費增長率為5%~9%,按照生產1tIPA 消耗MX 0.70t計算( CHE報告的通常算法),那么2005~2010年間IPA消耗MX的年均增長率為3.5%~6.3%。另外,除用于生產IPA之外MX的需求量,預計未來幾年特別是在亞洲也有較快的增長。2005年全球MX市場供求基本平衡,2006年的實際情況供略小于求。如此推算,未來MX的實際生產量必須按年均5%的速度增長,才能基本滿足市場需求。
5.2 國內市場
根據目前市場對IPA的強勁需求, 燕山石化公司正在積極推進IPA裝置擴能, 第一步計劃將在近兩年內產能擴至5萬t/a,之后將實施10萬t/a 的擴能計劃。2006年通過對公司內催化重整裝置的技術改造,擴大了混合二甲苯的產量,為MX擴能提供了保證。通過技術進步,2007年MX裝置產能將提高20%,適時將實施更大規模的擴產計劃。在非IPA 生產方面,近年來國內在百菌清、苯胺、間苯二甲胺、間甲基苯甲酸和香料等生產能力上迅速擴大,如果按這些裝置滿負荷生產,那么對MX的需求量預計未來將達到40000 t。
6 結 語
國內的間二甲苯生產商充分利用從混合二甲苯、MX到IPA鏈式發展的整體優勢和多年的生產技術經驗,瞄準國際先進生產水平,積極推進技術進步。在產品質量和節能降耗上下功夫,在保證自用基礎上,努力增加MX的商品量,以滿足日益增長的市場需求,在企業發展的同時,承擔起更大的社會責任。