El dietilenglicol es un homólogo del etilenglicol.
La estructura molecular del dietilenglicol contiene enlaces éter y grupos hidroxilo, lo que le confiere propiedades físicas y químicas únicas. Por lo tanto, el dietilenglicol se puede convertir en una variedad de productos químicos, como éteres, ácidos, ésteres, aminas, etc. Los principales productos incluyen morfolina y sus derivados, 1,4 dioxano (1,4 dioxano), mono(bis)éter de dietilenglicol, éster de dietilenglicol (éster saturado y éster insaturado), etc. Ampliamente utilizado en petróleo.
Fuente de materias primas del dietilenglicol
El dietilenglicol se deriva principalmente del subproducto del etilenglicol (EG) producido por la hidratación del óxido de etileno (EO). Entre los subproductos, el dietilenglicol (dietilenglicol) representa aproximadamente 8-9, el trietilenglicol (trietilenglicol) representa 0-1 y el resto es polietilenglicol de mayor peso molecular. La cantidad de subproductos varía con la proporción de óxido de etileno a agua. En los últimos años, con la finalización y puesta en servicio de equipos de producción de etilenglicol a gran escala en mi país, la capacidad de producción de etilenglicol de mi país ha alcanzado entre 1,04 y 1,05 millones de toneladas/año. Por lo tanto, la producción de dietilenglicol ha crecido rápidamente y se espera que alcance. alrededor de 1,05 millones de toneladas/año. Con la finalización de la unidad de etilenglicol de 320.000 toneladas/año de Nanhai Petrochemical Company y la unidad de etilenglicol de 380.000 toneladas/año de Shanghai Petrochemical Company, la producción de dietilenglicol en China y Shanghai aumentará aún más. Por lo tanto, desarrollar productos derivados del dietilenglicol y utilizarlo de forma integral es un proyecto de gran valor económico y potencial de mercado.
Aplicaciones de los principales productos derivados del trietilenglicol y el dietilenglicol
El éter mono(di)metílico y el éter di(di)butílico del dietilenglicol se pueden obtener a partir de dietilenglicol y sus correspondientes alcohol o preparación de haluros de alquilo, que se utilizan ampliamente como disolventes para tintas, pinturas, resinas, revestimientos y colorantes, así como disolventes para síntesis orgánica y aditivos anticongelantes para combustibles de automóviles.
La morfolina se puede sintetizar haciendo reaccionar dietilenglicol con amoníaco, que se puede utilizar para fabricar productos químicos finos como aditivos para la vulcanización del caucho, auxiliares textiles, medicamentos y pesticidas.
La reacción del dietilenglicol y la metilamina puede producir N-metilmorfolina, que puede utilizarse como agente espumante para plásticos de poliuretano, disolvente para disolventes orgánicos y catalizador para algunas drogas sintéticas.
El plastificante de dietilenglicol de ácidos grasos se puede producir a partir de dietilenglicol y ácidos grasos. Como plastificante de PVC, tiene buena procesabilidad y resistencia al frío, y puede reemplazar al DBS y al DOS. Cuando se combina con DOP y DBP, puede mejorar la durabilidad de los productos plásticos a bajas temperaturas. La tecnología del producto está madura. La planta Yanshan Qiancheng de Beijing y la planta química Harbin Power han establecido dispositivos de producción para éster de dietilenglicol de ácido graso C7-9 y dietilenglicol de ácido graso C5-9, respectivamente.
El dibenzoato de dietilenglicol se puede sintetizar a partir de dietilenglicol y ácido benzoico. Puede reemplazar al DOP, DBP y DOS como plastificante para la resina de PVC y se utiliza en la producción de productos de PVC, cuero artificial de PVC y pisos de PVC. .
El dietilenglicol puede sintetizar 1,4-dioxano bajo la catálisis de ácido protónico o resina de intercambio iónico fuertemente ácida. Este producto es un excelente solvente, medio de reacción y solvente de extracción. Puede usarse para la extracción de medicamentos y pesticidas, el desparafinado de productos derivados del petróleo y la producción de textiles, recubrimientos, resinas sintéticas, etc. También se utiliza como estabilizador para el disolvente poco tóxico que contiene cloro 1, 1, 1-tricloroetano y sustituye a disolventes costosos como la dimetilformamida y el tetrahidrofurano que se utilizan tradicionalmente para el cuero sintético de poliuretano.
Además, el carbonato de dialilo de dietilenglicol sintetizado a partir de dietilenglicol y propilenglicol se puede utilizar como materia prima para la producción de lentes.
El dimetacrilato de dietilenglicol, sintetizado a partir de dietilenglicol y ácido metacrílico, se utiliza ampliamente como agente reticulante en la fabricación de adhesivos sensibles a la presión y recubrimientos fotocurables. El dietilenglicol también se utiliza para preparar poliol de poliéster y se utiliza como materia prima para la producción de resina de poliuretano; el dietilenglicol también se utiliza para producir resinas insaturadas, dietilenglicol amina, trietilenglicol y otros productos importantes.
Proyecto de derivados downstream de dietilenglicol
1. Productos de morfolina o N-metilmorfolina
La morfolina (1,4-oxo heterociclobutano) es una importante amina cíclica industrial. Debido a sus propiedades heterocíclicas de nitrógeno y oxígeno, la morfolina ocupa una posición importante en la producción química. Es una importante materia prima orgánica y un intermediario químico, ampliamente utilizado en muchos productos químicos finos, y puede usarse como aditivos de caucho en la industria de procesamiento de caucho (como el acelerador de vulcanización NOBS, el agente vulcanizante DTDM, el agente antienvejecimiento CTOS, etc. ). En textil En la industria, se utiliza para fabricar agentes de acabado textil, suavizantes, agentes blanqueadores y otros auxiliares de teñido y tejido. En la industria farmacéutica, se utiliza para producir muchos medicamentos importantes, como viride, ibuprofeno y medicamentos para la tos. También se utiliza como aditivos plásticos, inhibidores de oxidación, tensioactivos, agentes de limpieza, inhibidores de corrosión en preparaciones, agentes de pulido óptico, abrillantadores, agentes espumantes de poliuretano, agentes de tratamiento de agua, conservantes, etc. Además, la morfolina es un disolvente orgánico importante.
Según el informe "China Chemical Industry News", la estructura actual del consumo extranjero de morfolina es: producción de caucho 50, inhibidor de corrosión 20, agente de pulido óptico 20, otros derivados de morfolina y exportación 10. En la actualidad, el consumo de morfolina en China es ligeramente diferente al de países extranjeros. La producción de aditivos para la vulcanización del caucho requiere 2.800 toneladas, lo que representa el 70%, la industria farmacéutica requiere 600 toneladas, lo que representa el 15%, la producción de tintes y pesticidas requiere 400 toneladas, lo que representa el 10%, y otros usos requieren 200 toneladas, lo que representa por el 5%.
Actualmente, la producción de morfolina utiliza principalmente dietilenglicol y amoniaco como materias primas. Bajo la acción del catalizador de hidrogenación, las reacciones de amonólisis y deshidratación se completan simultáneamente y la morfolina cruda se destila para obtener morfolina refinada con una pureza de ≥99,5 (peso). Según las diferentes presiones de funcionamiento, esta tecnología se puede dividir en tres procesos de síntesis: método de fase líquida de alta presión, método de contacto de fase gaseosa de baja presión y método de fase gaseosa de presión normal. Desde la década de 1980, las empresas estadounidenses de productos químicos y productos aéreos han desarrollado con éxito nuevas tecnologías de baja presión, y varias empresas cuentan ahora con instalaciones de producción de morfolina de 10.000 toneladas. Japón y otros países también compiten por desarrollarse, pero el precio de la morfolina sigue siendo alto.
A finales de los años 80, sólo existían unas pocas pequeñas plantas de producción de morfolina en Shanghai, Shenyang y otros lugares del país. Eran antiguos procesos de deshidratación con ácidos fuertes que utilizaban dietanolamina como materia prima, con costes elevados y bajos. beneficios económicos. Se ha desarrollado rápidamente en los últimos años. Después de la década de 1990, muchos institutos de investigación científica nacionales desarrollaron la reacción catalítica de desciclación de amoníaco del dietilenglicol. Entre ellos: ① El Instituto de Investigación Petroquímica Fushun realizó una prueba de ampliación industrial de 500 t/a en la planta química de Qingyuan en Liaoning y logró un éxito. ② La síntesis catalítica de deciclización de amoníaco del dietilenglicol fue estudiada por el Instituto de Investigación Petroquímica de Beijing en el rango de baja presión y en un reactor de lecho fijo de flujo continuo. El catalizador de síntesis desarrollado por él se puso en producción en la planta química de Shandong Pingdu. ③La síntesis catalítica a presión atmosférica de morfolina a partir de dietilenglicol de la Segunda Planta Química de Nanjing es la primera en China. ④ Jinling Petrochemical Company contrató un dispositivo de 500 toneladas/año para la planta de fertilizantes para blanquear el agua, que se completó y puso en funcionamiento en 1993. ⑤El dispositivo de síntesis de morfolina por aminación de dietilenglicol de 500 toneladas/año de Liaoyuan Film Factory está ubicado en el Instituto de Investigación de Jilin Chemical Company. Actualmente, con esta tecnología se han construido tres conjuntos de unidades de 500 toneladas/año y el consumo de dietilenglicol por tonelada de producto es inferior a 1,7 toneladas. La calidad del producto ha alcanzado el nivel avanzado nacional y cumple con los estándares de la empresa BASF. Se han construido y puesto en funcionamiento nuevos equipos de producción que utilizan dietilenglicol como materia prima en Shandong, Jilin, Anhui, Jiangsu y otros lugares. Sin embargo, hay muchas empresas pequeñas y medianas, y la más grande alcanza las 800 toneladas al año. algunos sólo 100 toneladas/año. La tecnología de producción y la calidad del producto varían.
En 2002, la capacidad de producción total diseñada de morfolina en China alcanzó las 8.700 toneladas/año. Sin embargo, debido a factores técnicos, las tres empresas han detenido o semidetenido la producción, por lo que la producción real de morfolina en mi país en 2002 fue sólo de más de 5.000 toneladas, y cada año se importaron más de 2.000 toneladas de morfolina.
Según las estadísticas del mercado chino a finales de 2002, la demanda de aditivos para caucho: agentes anti-quemaduras, agentes vulcanizantes, aceleradores y aceleradores de acción lenta alcanzó más de 3.500 toneladas/año; síntesis de fármacos: morfina sintética, demanda de ibuprofeno, naproxeno, etc.
Más de 15.000 toneladas/año; aditivos anticorrosión: inhibidores eficaces de la corrosión para hierro, acero, cobre, zinc, plomo y otros metales, demanda 500 toneladas/año otros aspectos: utilizados como disolventes, tensioactivos sintéticos, agentes blanqueadores fluorescentes, textiles; auxiliares y series catalíticas, la demanda es de 500 a 800 toneladas/año; alrededor de 500 toneladas de petróleo; En 2002, la demanda total de morfolina de China alcanzó más de 7.000 toneladas.
En los últimos años, con el continuo avance de la ciencia y la tecnología, han seguido surgiendo nuevos usos de la morfolina, como el continuo desarrollo y producción de nuevos pesticidas y variedades farmacéuticas de alquilmorfolina en la investigación y. etapa de desarrollo como solvente para la industria de fibras químicas.
La N-metilmorfolina rara vez se produce en China, y la tecnología está atrasada y el costo es alto. En el extranjero, el dietilenglicol y la metilamina se producen principalmente mediante nuevos procesos sintetizados bajo la acción de catalizadores. Actualmente también se ha desarrollado con éxito en China. La N-metilmorfolina no es sólo un catalizador de espuma para plásticos de poliuretano, sino también un excelente disolvente, emulsionante e inhibidor de la corrosión. También es una morfolina necesaria para la síntesis de aminobencilcianotoxina médica y puede usarse como solvente en el "nuevo proceso de fabricación de fibras artificiales por método solvente".
El óxido de N-metilmorfolina (NMMO) es un producto crudo que se prepara haciendo reaccionar morfolina con formaldehído y luego reaccionando con peróxido de hidrógeno. Se separa y se refina mediante recristalización. Es un disolvente ideal para la fabricación de fibra de lyocell (una fibra sintética hilada a partir de pulpa de madera) y también se puede utilizar para producir celofán y tripas comestibles. El dimetomorf se produce a partir de morfolina, catecol y sulfato de dimetilo mediante una reacción de tres pasos. El dimetomorf se puede utilizar como bactericida, inhibidor de la corrosión e inhibidor de incrustaciones en calderas de vapor. Además, también existen productos de la serie morfolina como N-aminopropilmorfolina y N-fenilmorfolina.
La morfolina se utiliza principalmente en la industria farmacéutica para producir medicinas tradicionales, y es poco probable que la demanda del mercado crezca demasiado rápido. Se espera que la demanda de morfolina en 2005 sea de aproximadamente 17.000 toneladas.
La morfolina se puede utilizar como inhibidor de la corrosión de metales. China acaba de empezar y se espera que se desarrolle muy bien en el futuro. La morfolina se utiliza principalmente como acelerador de vulcanización de caucho sintético (NOBS, DS, OTOS, 26), etc. Si China prohíbe el uso del acelerador NOBS antes de 2005, afectará la demanda de morfolina en el campo de los aditivos para caucho. En la actualidad, muchos países han prohibido los aceleradores tóxicos y hay un excedente de morfolina en diversos grados, por lo que no se importarán de China. Por tanto, no se espera que la demanda de morfolina en este segmento crezca mucho. Se espera que la demanda china de morfolina sea de 9.000 toneladas en 2005.
2. Productos de éter de dietilenglicol
Los productos de éter de dietilenglicol incluyen monoéter y diéter de dietilenglicol. Una de las variedades importantes es el éter monometílico de dietilenglicol, que tiene baja toxicidad y alto punto de ebullición. Por lo tanto, es particularmente adecuado para su uso como disolvente de alto punto de ebullición para tintas de impresión, tintes, resinas sintéticas, nitrocelulosa, aceite para bolígrafos, impresión textil, pinturas, revestimientos con alto contenido de sólidos, etc. También se utiliza como disolvente orgánico sintético y agente de limpieza industrial; debido a su buena estabilidad térmica, bajo punto de congelación y baja viscosidad, también se puede utilizar como aceite de frenos sintético y componente de aceite hidráulico en sistemas de control hidráulico. También se utiliza como aditivo repelente al agua en combustibles para automóviles y aviones. Diglyme no sólo se puede utilizar como disolvente de alto punto de ebullición, sino también como disolvente para sustancias aniónicas y absorbente para diversos gases.
Williamson se utiliza principalmente para sintetizar éter monometílico de dietilenglicol a partir de dietilenglicol. Método de síntesis de éter de A.W., es decir, el dietilenglicol se convierte en alcohol monohídrico de sodio y luego se hace reaccionar con cloruro de metilo, o uno de los grupos hidroxilo del dietilenglicol se reemplaza por un átomo de cloro y luego se hace reaccionar con metóxido de sodio y luego con metanol y dietilen. El glicol se deshidrata bajo la acción de un catalizador.
3. Productos de dibenzoato de dietilenglicol Los productos de éster de dietilenglicol incluyen éster saturado de dietilenglicol y éster insaturado de dietilenglicol. Sus variedades principales incluyen ésteres saturados como dipropionato de dietilenglicol, dinitrato de dietilenglicol y diacetato de dietilenglicol, y ésteres insaturados como dibenzoato de dietilenglicol y dicarbonato de dietilenglicol alílico. El dibenzoato de dietilenglicol tiene una temperatura de fusión baja y la resina se puede solvatar rápidamente, lo que puede acortar el tiempo de procesamiento. Tiene baja volatilidad cuando se mezcla, alta estabilidad y buena compatibilidad con la resina. Se pueden agregar más rellenos inorgánicos a la fórmula para mejorar la resistencia a la tracción del producto y reducir costos. Este producto tiene una excelente resistencia a los solventes y a la extracción de aceite, y puede usarse como plastificante para reemplazar DOP y DBP en cuero artificial de PVC, pegamento para pisos, elastómero de poliuretano, acetato de polivinilo, resina fenólica y otros polímeros.
Su rendimiento es mejor que el del plastificante de anhídrido ftálico y su precio es bajo. Además, se puede utilizar como aditivo para acetato de celulosa, aditivo para adhesivos, colorante para acetato de celulosa y plastificante para látex acrílico. Puede reemplazar al DOP, PBP y DOS como plastificante para la resina de PVC y se utiliza en la producción de productos de PVC, cuero artificial de PVC y pisos de PVC. El método de síntesis incluye principalmente la reacción de esterificación de dietilenglicol y ácido benzoico bajo la acción de un catalizador, o la reacción de transesterificación de dietilenglicol y benzoato de metilo. El equipo de producción de productos de éster suele ser sencillo, con baja inversión, buena versatilidad y gran adaptabilidad al mercado.
4. Síntesis de dietilenglicol y desarrollo de nuevos productos de resina de poliéster insaturado.
El dietilenglicol es una importante materia prima de química fina con una amplia gama de usos. El diglicérido sintetizado a partir de diglicérido es un excelente plastificante para el PVC y la sal sódica del diglicérido es un excelente componente detergente. Se pueden utilizar diferentes marcas de resina de poliéster insaturado sintetizada a partir de dietilenglicol, dietilenglicol, anhídrido ftálico y estireno para fabricar productos de plástico reforzado con fibra de vidrio, productos de aislamiento eléctrico, cintas y productos de masilla, respectivamente, con buen rendimiento y efectos de aplicación. El dietilenglicol también se puede utilizar como promotor del crecimiento de las plantas. El proceso de producción de dietilenglicol es relativamente sencillo. Hay dos rutas sintéticas para producir dietilenglicol, a saber, usar ácido nítrico como oxidante para la reacción de oxidación, o usar platino/carbón activado como catalizador y aire u oxígeno como oxidante para oxidar dietilenglicol en dietilenglicol. se concentró y cristalizó para obtener productos de dietilenglicol.
La síntesis y aplicación del dietilenglicol se han estudiado en el extranjero y se han establecido instalaciones de producción en Estados Unidos y Alemania. A nivel nacional, se encuentra en etapa de desarrollo. En 1991, Yanshan Petrochemical Company y la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad Tecnológica de Dalian sintetizaron con éxito dietilenglicol y una serie de productos de árboles de poliéster insaturado. Este proyecto tiene grandes perspectivas de desarrollo. Producto de 5,1,4-dioxano El 1,4-dioxano (1,4-dioxano) tiene las características generales de los éteres y se utiliza principalmente como agente de extracción y decapante de pintura en medicina y síntesis orgánica, disolvente de colorantes y dispersante, como sustituto. para tetrahidrofurano en cuero sintético de poliuretano.
La preparación de 1,4-dioxano se puede realizar utilizando óxido de etileno, etilenglicol y dietilenglicol como materias primas bajo la acción de un catalizador de ácido protónico. Desde un análisis de beneficios económicos, el dietilenglicol es la materia prima más adecuada porque el dietilenglicol es un subproducto de la producción de etilenglicol y es barato. Desde la perspectiva del proceso operativo, utilizar dietilenglicol como materia prima es sencillo y seguro. Se encuentran disponibles muchos tipos de catalizadores de ácido protónico para la síntesis de 1,4-dioxano. Antes de la década de 1980, el H2SO4 se utilizaba principalmente como catalizador para reacciones en fase líquida, provocando una grave corrosión de los equipos y contaminación ambiental. La nueva tecnología que desarrollamos utiliza un tamiz molecular de zeolita ZSM-5 con alto contenido de sílice resistente al agua como catalizador para realizar reacciones catalíticas en fase gas-sólida. Este proceso tiene las características de alta tasa de conversión de catalizador, buena selectividad, larga vida útil, proceso simple, baja contaminación ambiental y menos tres desechos, etc., ubicándose entre los niveles avanzados del mundo. El dietilenglicol sufre deshidratación y ciclación intramolecular bajo la acción del ácido protónico para formar dioxano. Esta tecnología consta de dos partes, reacción y separación. Los reactivos y el gas portador se someten a una reacción catalítica en fase gas-sólida a 250 ~ 300 °C. El producto de la reacción se separa del gas y el líquido y se hace circular el gas portador. El producto dioxano se separa del agua hirviendo el destilado y el producto se separa de una pequeña cantidad de subproductos y materias primas sin reaccionar mediante combustión de aire. El catalizador regenerado se puede reutilizar.