聚1-丁烯的制备
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聚1-丁烯用途
聚1-丁烯是半透明、无色、无臭固体,分子结构规整,其突出优点是抗蠕变性、耐环境应力开裂和抗冲击性能十分优异。
聚1-丁烯的主要用途如下:
- 制作管材:可用于制作供水管、热水管、工业用管、建筑物用管、输气管和大型管道等。
- 制作板材、容器:可代替铜管或铝管制作板材、容器。
- 制作薄膜:可制作透明薄膜。
- 制作垫圈、密封件:可制作垫圈、密封件。
- 制作复合收缩包装膜和泡沫塑料:可制作复合收缩包装膜和泡沫塑料等。
总的来说,聚1-丁烯是一种应用广泛且性能优异的材料,在许多领域都有重要的应用价值。
我国1-丁烯产能及生产工艺研究发布时间:2022-03-11T08:28:22.623Z 来源:《科技新时代》2022年1期作者:张堃[导读] 1-丁烯是化工市场中的重要原料之一,在越来越多的领域应用。
石油化工行业中的碳四资源可以作为1-丁烯生产原料,提高碳四资源利用率。
中海石油宁波大榭石化有限公司浙江省宁波市 315812摘要:1-丁烯是化工市场中的重要原料之一,在越来越多的领域应用。
石油化工行业中的碳四资源可以作为1-丁烯生产原料,提高碳四资源利用率。
文章对国内1-丁烯市场供需情况和产业发展现状进行分析,对1-丁烯产业发展趋势进行展望,并论述了1-丁烯生产工艺要点和生产工艺路线,旨在推动我国1-丁烯生产水平提升,满足市场日益增长需求。
关键词:1-丁烯;市场;产业发展;生产工艺 1引言1-丁烯是一种化学性质活泼的α烯烃,在经济产业中的应用十分广泛。
传统化工行业中的1-丁烯最主要的用途是制备线性低密度聚乙烯和聚1-丁烯,近年来,随着化工技术的发展,1-丁烯的用途大大增加,可以制备生产各类碳八以上α烯烃,在油品添加剂、高端润滑油生产领域中的应用日益常见,这些都给1-丁烯的生产供应创造了新的市场空间。
2我国1-丁烯的供需分析过去一段时间国内的1-丁烯一直供不应求,通过进口来满足国内市场供给,日本、韩国、伊朗、泰国是主要出口国,近几年1-丁烯进口数量逐年增加。
我国1-丁烯在2010年产能在43.5万吨,年产量在34.2万吨,国内市场表观消费量全年32.82万吨,可以满足国内市场需求。
2013年,我国1-丁烯年产能在54.6万吨,年产量在39.6万吨,国内市场表观消费量全年40.47万吨,已经不能满足国内市场需求,需要通过国外进口弥补国内市场需求缺口。
之后的2014年至2021年,我国1-丁烯年产量和国内市场需求量之间的缺口逐年增加,1-丁烯对国外进口的依赖度日益提升。
为了摆脱对国外进口的依赖,满足国内市场对1-丁烯日益增长的需求,我国近几年加大1-丁烯产业投入,1-丁烯相关在建项目和投产项目的数量越来越多。
高分子聚1-丁烯由1-丁烯在Ziegler-natta催化剂作用下于低温淤浆法聚合而成的一种等规聚合物。
这种材料的特点是柔韧性好,耐裂纹和环境应力开裂,耐湿磨和耐化学试剂,使用温度在-20℃至110℃之间。
当等规度为60%~70%时,其软化点为125~130℃。
相对密度约为0.91,玻璃化温度约为-35℃。
韧性、撕裂强度、弹性、蠕变、应力开裂性、耐冲击、耐磨损、耐高温
难以大规模应用的原因:原料1-丁烯可从轻油裂解的碳四馏分中分离或由丁烷脱氢、乙烯二聚等方法合成,1-丁烯分离和制备方法较复杂,单体成本高;聚合技术困难;特殊的结晶行为;
晶型3:2θ=11.8 13.8 16.8 20.7 简单格子没有消光
晶面:110 200 111 120
晶型1和1’:2θ=10.0 17.0 19.9
晶面:110 300 220。
国内外聚丁烯-1研究进展杨金兴乔辉史翎(北京化工大学,北京100029)摘要:本文通过文献查阅,介绍了国内外在聚丁烯-1的基本性能、结晶结构及其影响因素(温度、全同含量、分子量、CO2等)方面的研究进展;还介绍了聚丁烯-1与聚丙烯、聚乙烯的共混性能以及聚丁烯-1的老化性能和发泡工艺等等。
关键字:聚丁烯-1 结晶性能共混老化发泡伴随我们国家石油与化工行业的进步,四碳烯烃资源和四碳烯烃装置的生产量持续增加,丁烯-1(Bt)原料的如何充分利用问题渐渐地引起了人们的关注。
[1]而聚丁烯-1可以采用改变规整度和结晶度的方法制得性能不同的材料,开发利用丁烯-1用作聚丁烯-1树脂等新材料的原料是缓解这个问题的一个较好方法[2]。
虽然合成全同聚丁烯-1材料已经超过30年了,但一直没有像聚乙烯(PE)与聚丙烯(PP)一样,实现大规模的工业化生产与应用。
国外20世纪60年代已经工业化生产的1-丁烯聚合物主要是合成了高结晶度(结晶度为50~60%)、高等规(高于96%)的iPB,大多都采用与合成聚丙烯类似的催化体系和生产工艺[3]。
但是由于聚丁烯-1的价格和生产成本要比PE、PP等聚烯烃塑料高,尤其是最近研发了可替代聚丁烯-1的PPR(共聚型PP)后,经济利益问题一直是妨碍聚丁烯-1发展的重要原因。
在国内,iPB树脂的工业化生产仍处在发展早期。
最近几年,由于1-丁烯可以作为线性低密度聚乙烯的共聚单体来用,增加了对1-丁烯单体的用量。
而且随着聚合技术的进步,PB对于大多数的聚烯烃来说在性价比上更具有优势[4]。
所以,开发利用iPB材料具有重要的社会经济意义。
1 聚丁烯简介聚丁烯-1(Polybutene-1,简称PB-1)是丁烯-1单体的等规立构高分子均聚物。
是由纯的丁烯-1单体和催化剂在反应器中聚合而成的[2]。
聚丁烯-1的结构式为-(H2C-CH(C2H5))-。
PB-1可以采用改变规整度和结晶度的方法而制得性能不同的材料,适用于薄板、薄膜和n管材。
国内外聚丁烯-1研究进展杨金兴乔辉史翎(北京化工大学,北京100029)摘要:本文通过文献查阅,介绍了国内外在聚丁烯-1的基本性能、结晶结构及其影响因素(温度、全同含量、分子量、CO2等)方面的研究进展;还介绍了聚丁烯-1与聚丙烯、聚乙烯的共混性能以及聚丁烯-1的老化性能和发泡工艺等等。
关键字:聚丁烯-1 结晶性能共混老化发泡伴随我们国家石油与化工行业的进步,四碳烯烃资源和四碳烯烃装置的生产量持续增加,丁烯-1(Bt)原料的如何充分利用问题渐渐地引起了人们的关注。
[1]而聚丁烯-1可以采用改变规整度和结晶度的方法制得性能不同的材料,开发利用丁烯-1用作聚丁烯-1树脂等新材料的原料是缓解这个问题的一个较好方法[2]。
虽然合成全同聚丁烯-1材料已经超过30年了,但一直没有像聚乙烯(PE)与聚丙烯(PP)一样,实现大规模的工业化生产与应用。
国外20世纪60年代已经工业化生产的1-丁烯聚合物主要是合成了高结晶度(结晶度为50~60%)、高等规(高于96%)的iPB,大多都采用与合成聚丙烯类似的催化体系和生产工艺[3]。
但是由于聚丁烯-1的价格和生产成本要比PE、PP等聚烯烃塑料高,尤其是最近研发了可替代聚丁烯-1的PPR(共聚型PP)后,经济利益问题一直是妨碍聚丁烯-1发展的重要原因。
在国内,iPB树脂的工业化生产仍处在发展早期。
最近几年,由于1-丁烯可以作为线性低密度聚乙烯的共聚单体来用,增加了对1-丁烯单体的用量。
而且随着聚合技术的进步,PB对于大多数的聚烯烃来说在性价比上更具有优势[4]。
所以,开发利用iPB材料具有重要的社会经济意义。
1 聚丁烯简介聚丁烯-1(Polybutene-1,简称PB-1)是丁烯-1单体的等规立构高分子均聚物。
是由纯的丁烯-1单体和催化剂在反应器中聚合而成的[2]。
聚丁烯-1的结构式为-(H2C-CH(C2H5))-。
PB-1可以采用改变规整度和结晶度的方法而制得性能不同的材料,适用于薄板、薄膜和n管材。
1-丁烯的概况1.1 1-丁烯的基本概念英文名:1-butylene分子式:C4H8分子量:56.11CAS NO.:106-98-9结构式:图1.1 1-丁烯分子结构式1-丁烯是重要的化工原料,主要用途是作共聚线形低密度聚乙烯(LLDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)的单体、生产聚1-丁烯和生产特殊的化学品等。
中国1-丁烯主要来源于乙烯装置及炼厂催化裂解装置副产碳四馏分和乙烯二聚。
目前国内大部分的1-丁烯资源没有利用,直接被作为液化气烧掉,这是一种非常大的浪费。
国内外生产1-丁烯的方法很多,但中国混合碳四资源丰富,特别是80年代,开发了用碳四中异丁烯合成MTBE技术,碳四分离法便成为大规模生产廉价1-丁烯的主要生产方法。
在石脑油裂解制乙烯的副产碳四馏分和炼厂流化催化裂解的副产碳四中,1-丁烯的含量较高,开发应用1-丁烯的分离技术,生产高纯度1-丁烯产品,是中国1-丁烯生产技术的发展方向。
中国石油化学工业的飞速发展,碳四资源和碳四分离装置不断扩大,使1-丁烯的产量不断扩大,1-丁烯的应用领域不断拓宽,其用量也增加很快。
高纯度1-丁烯主要用于生产线性低密度聚乙烯LLDPE的共聚单体。
生产聚1-丁烯产品,也是1-丁烯的另一应用领域,聚1-丁烯最突出的优点是抗蠕变性,耐环境应力开裂和抗冲击性能十分优异,是性能超群的绿色环保建材,已逐步为国内市场所接受。
此外,丁烯―1齐聚产品出现,也为1-丁烯产品的应用开辟了新的应用领域。
1.2 1-丁烯的理化性质表1.1 1-丁烯的理化性质表项目内容外观无色气体分子式C4H8分子量56.11相对密度0.67 (水=1);1.93 (空气=1)熔点(℃) -185.3沸点(℃) -6.3引燃温度(℃) 385饱和蒸汽压189.48(10℃) (kPa)溶解性不溶于水,微溶于苯,易溶于乙醇、乙醚。
主要用途用于制丁二烯、异戊二烯、合成橡胶等。
1.3 1-丁烯的毒性,安全、贮存及运输等1.3.1 1-丁烯的毒性1.3.1.1 健康危害有轻度麻醉和刺激作用,并可引起窒息。
聚1-丁烯的应用及研究进展关键词:聚1-丁烯;Ziegler-Natta催化剂;茂金属催化剂Application and advance of poly1-butene聚1-丁烯(1-PB)是由1-丁烯聚合而成的一种热塑性树脂。
它具有良好的机械性能、突出的抗蠕变性、耐环境应力龟裂性、良好的耐热性、耐化学药品性能,以及抗磨性、可挠曲性和高填料填充性,可以认为是一种聚烯烃类的工程塑料[1]。
其最主要的用途是作管材,如供水管、热水管、工业用管和建筑物用管等。
同时,在薄膜、包装方面的应用也正日益扩展。
国外早在1964年就实现了等规聚1-丁烯的工业化生产,而我国目前所用的聚1-丁烯还主要靠进口。
聚1-丁烯的生产采用与合成聚丙烯相似的生产工艺和催化体系,并且随着Ziegler-Natta催化体系和茂金属催化体系催化剂不断的完善和发展,使得聚1-丁烯产品性能更加优异,类型更加多样化。
本文主要介绍了目前聚1-丁烯的广泛应用,国内外生产工艺与规模的发展以及Ziegler-Natta催化体系和茂金属催化体系催化制备聚1-丁烯的研究进展,并对我国聚1-丁烯的发展前景进行了展望。
1 应用1954年Natta最早合成出全同聚1-丁烯,但由于当时1-丁烯单体产量少,聚合技术实施困难,所以没有像PP和PE那样得到大规模的商业化生产和应用[2]。
后来由于石油化工行业的飞速发展,并且凭借1-PB优异的性能,使得聚1-丁烯生产规模日益扩大。
目前,1-PB 产品种类较多,而且广泛应用于各种领域,主要有管材、薄膜、模塑品、共混改性剂、纤维、电缆绝缘材料等。
由聚1-丁烯制得的管材综合性能好,而且环保卫生,在美国、加拿大、德国、瑞士、韩国、日本等国家,已经较普遍地采用,其中:韩国三分之二以上的室内自来水管和暖气管均采用聚1-丁烯管[3]。
下面详细介绍各类1-PB制品的性能及应用。
1.1全同聚1-丁烯全同聚1-丁烯被称为“塑料黄金”,具有突出的耐热蠕变性、耐环境应力开裂性和良好的韧性,适合于作管材、食品薄膜和薄板,尤以作热水管最佳[4]。
略析1—丁烯分离及综合利用1-丁烯是重要的化工原料,来源于乙烯装置及炼厂催化裂解装置副产碳四馏分和乙烯二聚等。
近年来,随着我国原油加工能力的迅速提高和产量的不断增加,作为石化副产的碳四资源不断扩大,其总量已超过了7.OMt/a。
目前我国碳四的开发和利用水平远远落后于发达国家,我国碳四烃的化工利用率不足3%,1-丁烯大部分作为燃料烧掉。
1-丁烯的深加工对化工厂原料平衡具有重要作用,具有发展前景的是1-丁烯齐聚和均聚产品,包括聚1-丁烯、异辛烯及十二碳烯。
另外,1-丁烯脱氢生产丁二烯也是极具发展潜力的工艺路线。
1 1-丁烯的来源1-丁烯没有天然的来源,可通过多种烃加工工艺而获得。
目前工业生产中的1-丁烯主要来自于混合碳四分离方法和化学合成方法。
1.1混合碳四分离方法目前各生产装置普遍利用萃取或化学反应的方法将混合碳四中的丁二烯、异丁烯脱除,再利用超精密精馏将1-丁烯之外的碳四馏分分离掉,得到高纯度的1-丁烯产品。
该方法已成为1-丁烯的主要生产方法。
1.2化学合成方法化学合成方法即乙烯二聚法,化学反应的原理是在Zegler-Netta催化剂的作用下,利用裂解乙烯通过二聚反应制备1-丁烯,此方法的化学反应方程式为:主反应:C2H4 + C2H4-C4H8副反应:C4H8 + C2H4-C6H12随着碳四资源的不断增加和烯烃分离技术的进步,该路线不再具有竞争力,目前合成法应用越来越少。
1.3丁烯异构法利用2-丁烯异构化生产1-丁烯是近几年开发的工艺路线,2-丁烯在催化剂作用下直接异构成1-丁烯,具有流程短,设备少的优点。
中国石化上海石油化工研究院通过两年多的研究工作,成功开发了2-丁烯双键异构化制1-丁烯成套技术,丁烯收率为16-21%,可广泛应用于现有1-丁烯分离单元,达到增产1-丁烯的目的。
该装置已在中原石化碳四装置上应用,由山东齐鲁石化工程有限公司设计,并于2009年开车生产出合格产品,并且装置运行稳定。
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聚1-丁烯聚合反应式聚合反应是一种通过将小分子单体在一定条件下连接起来形成高分子聚合物的化学反应。
对于聚1-丁烯的聚合反应而言,其反应式可以简化为如下形式:CH2=CH-CH2-CH3 + CH2=CH-CH2-CH3 → -(-CH2-CH2-CH2-CH3-)n-在这个反应中,1-丁烯单体与自身发生共价键连接,逐步形成长链聚1-丁烯高分子。
聚1-丁烯是一种热塑性聚合物,具有优异的物理性质和化学稳定性,因此在许多领域都有广泛的应用。
首先,聚1-丁烯可以用于制备塑料制品。
由于其高分子链的柔韧性和可塑性,聚1-丁烯制成的塑料制品可以用于制造各种日常用品,如塑料袋、瓶子、容器等。
其次,聚1-丁烯也可以用于制备纤维材料。
聚1-丁烯纤维具有良好的抗拉强度和耐磨损性,可以用于制造绳索、织物等。
此外,聚1-丁烯还可以用于制备橡胶制品,如密封件、管道等。
聚合反应的过程中,需要考虑反应条件的选择。
一般来说,聚合反应需要在适当的温度、压力和催化剂存在下进行。
对于聚1-丁烯的聚合反应而言,常常采用高温高压条件下进行,以促进单体的聚合反应。
此外,还可以加入适量的催化剂,如Ziegler-Natta催化剂,来提高反应效率和产物质量。
聚合反应的过程中,需要注意反应的控制和监测。
一方面,需要控制反应的温度、压力和催化剂的用量,以确保反应能够顺利进行。
另一方面,需要监测反应进程中产物的形成情况,可以通过取样分析、红外光谱等方法来确定产物的结构和性质。
聚1-丁烯的聚合反应是一种重要的化学反应,可以用于制备聚1-丁烯高分子材料。
聚1-丁烯材料具有广泛的应用前景,可以用于制备塑料制品、纤维材料和橡胶制品等。
在聚1-丁烯的聚合反应过程中,需要控制反应条件和监测反应进程,以确保反应顺利进行。
希望通过本文的介绍,读者能够对聚1-丁烯的聚合反应有更深入的了解,并认识到其在实际应用中的重要性。
乙烯齐聚 1-丁烯指标单
乙烯齐聚(ethylene polymerization)和1-丁烯(1-butene)都是与聚合物化学相关的概念。
以下是关于这两种指标单的说明:
**乙烯齐聚**:
- 乙烯齐聚是指将乙烯分子通过聚合反应连接在一起形成聚乙烯(polyethylene)的过程。
- 乙烯齐聚指标单通常包括:齐聚速率、产率、分子量分布等。
- 齐聚速率表示单位时间内齐聚的乙烯分子数量。
- 产率表示从乙烯转化为聚乙烯的效率,通常以百分比表示。
- 分子量分布表示聚乙烯链长度的分布情况,影响着聚乙烯的性质。
**1-丁烯**:
- 1-丁烯是一种碳数为4的不对称烯烃,结构式为CH3CH2CH=CH2。
- 1-丁烯可用作聚合物合成中的单体,可通过与其他单体进行共聚反应制备聚合物。
- 1-丁烯指标单通常包括:纯度、密度、熔点、聚合度等。
- 纯度表示1-丁烯中所含的杂质的含量,较高纯度通常有利于合成高质量的聚合物。
- 密度表示单位体积内的质量,可用来区分不同牌号的1-丁烯。
- 熔点表示1-丁烯的熔化温度,影响着其在聚合反应中的使用条件。
- 聚合度表示1-丁烯分子中重复单元的数量,直接决定了聚合物的分子量和性质。
请注意,以上信息仅为对乙烯齐聚和1-丁烯指标单的简要说明。
具体的指标单可能因应用领域和需求而有所不同,请根据具体情况进行进一步了解和研究。
名词解释:1.通用型热塑性塑料:是指综合性能好,力学性能一般,产量大,适用范围广泛,价格低廉的一类树脂。
2.通用型热固性塑料:为树脂在加工过程中发生化学变化,分子结构从加工前的线型结构转变成为体型结构,再加热后也不会软化流动的一类聚合物。
3.聚乙烯相对分子量的大小常用熔体流动速率(MFR)来表示。
4.共混改性是指两种或两种以上聚合物材料以及助剂在一定温度下进行掺混,最终形成一种宏观上均与且力学,热学,光学以及其它性能得到改善的新材料的过程。
5.茂金属聚苯乙烯:为在茂金属催化剂作用下合成的间同结构聚苯乙烯树脂,它的苯环交替排列在大分子链的两侧。
6.通常把使用量大、长期使用温度在100〜150C、可作为结构材料7.使用的塑料材料称为通甩工程塑料,而将使用量较小、价格高、长期使用温度在150C以上的塑料材料特种工程塑料。
8.聚酰胺(PA):俗称尼龙,是指分子主链上含有酰胺基团的高分子化合物。
聚酰胺可以由二元胺和二元酸通过缩聚反应制得,也可由w-氨基酸或内酰胺自聚而得。
聚酰胺的命名是二元胺和二元酸的碳原子数来决定的。
9.单体浇注聚酰胺(MC聚酰胺),是以氢氧化钠为主催化剂、将聚酰胺6单体直接浇注到模具内进行聚合并制成制品。
制备的主要特点有:①只要简单的模具就能铸造各种大型机械零件。
②工艺设备及模具都很简单,容易掌握。
③MC聚酰胺的各项物理机械性能,比一般聚酰胺优越。
④可以浇注成各种型材,并经切削加工成所需要的零件,因此适合多品种,小批量产品的试制。
10.RIM聚酰胺:是将具有高反应活性的原料在高压下瞬间反应,再注入密封的模具中成型的一种液体注射成型的方法。
11.共聚甲醛:是以三聚甲醛为原料,与二氧五环作用,在以三氟化硼-乙醚络合物为催化剂的情况下共聚,再经后处理出去大分子链两端不稳定部分而成的。
12.均聚甲醛:是以三聚甲醛为原料,以三氟化硼-乙醚络合物为催化剂,在石油醚中聚合,再经端基封闭而得到的。
13.由饱和二元酸和二元醇得到的线型高聚物称为热塑性聚酯,目前最常使用的是:聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯。