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常见化工原料简介
无机物篇
常见化工原料简介
有机物篇
无机物篇
无机物:与机体无关的化合物通常指不含碳元
素的化合物,但包括碳的氧化物、碳酸盐、氰
化物等。
无机化工原料可以分为无机酸、无机碱、无机
盐、氧化物、单质等。
氧族元素
氮族元素
卤族元素
氧族(硫酸)
氧族元素:氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、
钋(Po)
硫酸(H2SO4)一种无色无味油状液体,是一种高沸点难
挥发的强酸,易溶于水,能以任意比与水混溶。硫酸是基
本化学工业中重要产品之一。
硫酸的性质:吸水性(脱水性),强氧化性,难挥发性,
强酸性
无机物篇
氧族(硫酸)
H2SO4应用:
冶金行业:黑色冶金企业部门里,需要酸洗的钢材一般约占
钢总产量的5%~6%,而每吨钢材的酸洗,约消费98%的硫
酸30kg~50kg;(酸性,不易挥发性)
石油产品:汽油、润滑油等石油产品的生产过程中,都需要
浓硫酸精炼,以除去其中的含硫化合物和不饱和碳氢化合物。
每吨原油精炼需要硫酸约24kg,每吨柴油精炼需要硫酸约
31kg;
生产其它酸类:浓缩硝酸中,以浓硫酸为脱水剂;氯碱工业
中,以浓硫酸来干燥氯气、氯化氢气(吸水性);
无机物篇
氧族(硫酸)
H2SO4应用:
日化行业:每生产1t粘胶纤维,需要消耗硫酸~,每
生产1t维尼龙短纤维,就要消耗98%硫酸230kg,每生产1t
卡普纶单体,需要用%发烟硫酸;
肥料行业:用于肥料的生产硫酸铵和过磷酸钙这两种化肥的
生产都要消耗大量的硫酸。
制药工业:磺胺药物的制备过程中的磺化反应,强力杀菌剂
呋喃西林的制备过程中的硝化反应,常用药物如阿斯匹林、
咖啡因、维生素b(2)b12及维生素c、某些激素、异烟肼、
红汞、糖精的制备都需用硫酸。
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氮族(硝酸)
氮族元素:包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑
(Sb)、铋(Bi)
硝酸(HNO3) :
强酸性,能与乙醇、松节油、碳和其他有机物猛烈反
应;
有强氧化性,与除金铂外的金属反应放出二氧化氮或
一氧化氮;
有强腐蚀性
无机物篇
氮族(硝酸)工业生产
硝酸工业与合成氨工业密接相关,氨氧化法是工业
生产中制取硝酸的主要途径,其主要流程是将氨和
空气的混合气(氧:氮≈2:1)通入灼热(760~
840℃)的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被
氧化成一氧化氮(NO)。生成的一氧化氮利用反
应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮,随后将二氧
化氮通入水中制取硝酸
无机物篇
氮族(硝酸)应用
用以制造化肥、炸药、硝酸盐等,在有机化学中,
浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂
酯化反应:硝酸可以与醇发生酯化反应生成对应
的硝酸酯,此反应被用来生产硝化纤维(硝酸棉)
;
硝化反应:最为常见的硝化反应是苯的硝化:Ph
-H + HO-NO2 ——→ Ph-NO2 + H2O (苯分子
去掉一个氢以后的结构叫苯基,用Ph表示)。
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氮族(磷酸)
磷酸:具有酸的通性,其酸性较硫胺、盐酸、硝酸为弱,
但比醋酸、硼酸等强。溶于水和乙醇,不易挥发,不易分
解。
工业生产:
1,利用硫酸分解:用硫酸分解磷矿,然后将生成的磷酸与
硫酸钙分离;
2,热法生产 :热法磷酸是黄磷在空气中燃烧生成五氧化二
磷,再经水化制成;
3,湿法生产:目前仍以二水物流程为主,占世界生产能力
的90%以上;
无机物篇
氮族(磷酸)的应用
1,肥料行业:主要用于磷酸盐工业如磷酸铵、磷酸二氢钾、
磷酸氢二钠、磷酸三钠、精制磷酸用于制造饲料用磷酸氢钙。
2,金属表面处理:配置电解抛光液和化学抛光液用于铝制品
的抛光;
3,医药工业:用于制造甘油磷酸钠、磷酸铁等。
3,有机化工:用于酚醛树脂缩合的催化剂。染料及中间体用
的干燥剂。
4,印刷工业:用于配制除去胶印彩印版上污点的清洗剂。
5,冶金工业:用于生产磷酸耐火水泥,提高炼钢炉寿命等。
6,食品工业:作为酸味剂、酵母营养剂等。
7,其他应用:涂料工业中用于金属防锈漆,粘合剂、电镀、
抛光工业、制糖工业、复合肥料等。
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卤族(氟)
卤素:氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹
(At)
卤族元素在自然界都以典型的盐类存(卤:制盐时剩
下的黑色汁液),卤族元素的单质都是双原子分子。
氟:氟是化学性质最活泼、氧化性最强的物质,氟能
同几乎所有元素化合。
聚四氟乙烯(PTFE):氟取代聚乙烯中所有氢原子的
人工合成高分子材料。
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卤族(氯)
应用:
消毒:自来水常用氯气消毒;制盐酸 ;制漂白粉(氢氧
化钙、氯化钙和次氯酸钙的混合物);制多种农药(如
六氯代苯,俗称666) ;制氯仿等有机溶剂 ;制塑料
(如聚氯乙烯PVC塑料)等
工业生产:用直流电电解饱和食盐水法来制取氯气
(氯碱工业)
2NaCl+2H2O= H2↑+Cl2↑+2NaOH
无机物篇
卤族(盐酸)
氯化氢(HCl)的水溶液,是一种强酸,浓盐酸具有极
强的挥发性。
工业用途:
1,用于稀有金属的湿法冶金;
2,有机合成
例如:在180℃~200℃的温度并有汞盐(如HgCl2)做
催化剂的条件下,氯化氢与乙炔发生加成反应,生成氯
乙烯,再在引发剂的作用下,聚合而成聚氯乙烯
3,漂染工业 4,金属加工 5,食品工业 6,无机药品
及有机药物的生产 。
无机物篇
卤族(盐酸)
工业用途:
1,用于稀有金属的湿法冶金;
2,有机合成
例如,在180℃~200℃的温度并有汞盐(如HgCl2)做催
化剂的条件下,氯化氢与乙炔发生加成反应,生成氯乙烯,
再在引发剂的作用下,聚合而成聚氯乙烯。
3,漂染工业 ,金属加工,食品工业 ,无机药品及有机药
物的生产 等。
无机物篇
无机物篇
常见化工原料简介
有机物篇
有机物篇
含碳化合物(一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、金属碳
化物、氰化物除外)或碳氢化合物及其衍生物的总称。
氰化物 指带有氰基(CN)的化合物,其中的碳原子和氮原
子通过叁键相连接。这一叁键给予氰基以相当高的稳定性,
使之在通常的化学反应中都以一个整体存在。因该基团具
有和卤素类似的化学性质,常被称为拟卤素。一般将其无
机化合物归为氰类,有机化合物归为腈类。
衍生物 指母体化合物分子中的原子或原子团被其他原子或
原子团取代所形成的化合物,称为该母体化合物的衍生物。
衍生物命名时,一般以原母体化合物为主体,以其他基团
为取代基。
烃-简介
虽然有机物种类繁多(已知的有机化合物近8000
万种),但都可以认为是烃和烃的衍生物两大类
组成。
烃(Ting):是仅由碳(Tan)和氢(Qing)两种元素组
成的有机化合物。
烃的种类非常多,结构已知的烃在2000种以上,所
有的烃都是憎水的,即所有的烃都不溶于水。
有机物篇
烃-分类
烃
开链烃
芳香烃
脂环烃
饱和烃(烷烃)
不饱和烃(烯烃,炔烃)
环烷烃
环烯烃
单环芳香烃(苯及其同系物)
多环芳香烃(多环芳香烃及其同系物)
环炔烃
稠环芳香烃(萘、蒽等稠环芳香
烃及其同系物)
有机物篇
烃的命名原则
1,习惯命名法
以烃分子碳原子的数量命名
2,系统命名法(烃基:烃失去一个氢原子剩下的原子团)
A, 选主链(最长的为主链)
B,编号(靠近支链的一端)
C, 写名称
4-甲基-3,5-二乙基庚烷
有机物篇
开链烃之饱和烃(烷烃)
烷烃:只有碳碳单键和碳氢键的链烃,是最简单的一类有机化合物。
烷烃分子中,氢原子的数目达到最大值。烷烃的通式为CnH2n+2
反应:
1,氧化:燃烧
2,卤化:甲烷在紫外光或热(250~400℃)作用下,与氯反应得各
种氯代烷。
3,硝化:烷烃与硝酸或四氧化二氮进行气相(400~450℃)反应,
生成硝基化合物(RNO2)。 这种直接生成硝基化合物的反应叫做
硝化,由于硝基烷烃可以转变成多种其它类型的化合物,如胺、羟
胺、腈、醇、醛、酮及羧酸等因此烷烃硝化是一个很重要的反应。
4,烷烃的脱氢制烯:天津渤海化工有限责任公司65万吨/年丙烷脱
氢项目。丙烷俗称:液化气。
有机物篇
开链烃之不饱和烃(烯烃)
烯烃是指含有C=C烯键的碳氢化合物。属于不饱和烃。按
含双键的多少分别称单烯烃、二烯烃等。双键中有一根易
断,所以会发生加成反应。 单链烯烃分子通式为CnH2n。
双键基团是烯烃分子中的官能团,具有反应活性,可发生
氢化、卤化、水合、卤氢化、次卤酸化、硫酸酯化、环氧
化、聚合等加成反应,还可氧化发生双键的断裂,生成醛、
羧酸等。
由于乙烯是制造塑料、合成乙醇、乙醛、合成纤维等重要
原料因此有一种说法----乙烯年产量可以衡量一个国家化工
产业发展水平。
有机物篇
常见烯烃产品
PE: 聚乙烯(食品用塑料袋等)
PVC:聚氯乙烯(常见塑料)
PP: 聚丙烯(洗衣机框架及机盖,挡泥板、
通风管、风扇等)
PS: 聚苯乙烯(泡沫板,一次性饭盒等)
ABS: 丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(家电外壳、
玩具等日常用品)
有机物篇
开链烃之不饱和烃(炔烃)
炔烃:分子中含有碳碳三键的碳氢化合物的总称,
其官能团为碳-碳三键(C≡C),分子通式为
CnH2n-2,是一种不饱合的碳氢化合物。
炔烃可以和卤素、氢、卤化氢、水发生加成反应,
也可发生聚合反应。工业中乙炔被用来做焊接时
的原料
工业中乙炔被用来做焊接时的原料。
有机物篇
芳香烃
芳香烃简称“芳烃”,通常指分子中含有苯环结构的碳
氢化合物。是闭链类的一种。具有苯环基本结构,历史
上早期发现的这类化合物多有芳香味道,所以称这些烃
类物质为芳香烃,后来发现的不具有芳香味道的烃类也
都统一沿用这种叫法。例如苯、萘等。苯的同系物的通
式是CnH2n-6(n≥6)。
煤和石油是制备一些简单芳香烃如苯、甲苯等的原料。
而这些简单芳香烃又是制备其它高级芳香族化合物的基
本原料。
有机物篇
常见芳香烃-苯
苯:在常温下为一种无色、有甜味的透明液体,并具有强
烈的芳香气味。苯具有的环系叫苯环,是最简单的芳环。
苯分子去掉一个氢以后的结构叫苯基,用Ph表示。
苯在工业上最重要的用途是做化工原料。
例如:苯(加氢)---环己烷---尼龙
苯可以合成一系列苯的衍生物,其中最主要的用途是制取
乙苯,其次是制取环己烷和苯酚。
苯有良好的溶解性能,可作为化工生产中的溶剂
有机物篇
常见芳香烃-萘 萘是一种有机化合物
分子式C10H8,白色,易
挥发并有特殊气味的
晶体.从炼焦的副产品
煤焦油中大量生产,而
用于合成染料、树脂
等。通常的卫生球就
是用萘制成的。
有机物篇
常见芳香烃-蒽
蒽,一种含三个环的稠环芳烃,
分子式C14H10.它存在于煤焦
油中.蒽的三个环的中心在一条
直线上,是菲的同分异构体。
蒽为无色片状晶体;有蓝紫色荧
光;用作发光材料(如在闪烁计
数器中),特别是用于涂层(如用
于吸收紫外光)。用于制造蒽醌
和染料等。也用作杀虫剂、杀
菌剂、汽油阻凝剂等。
有机物篇
醇
羟基,又称氢氧基。是由一个氧原子和一个氢原
子相连组成的带负电荷的离子团,化学式(OH)-。
醇是开链烃烃、脂环烃或芳香烃侧链中的氢原子
被羟基取代而成的化合物。
乙醇(CH3-CH2-OH):工业上大量生产乙醇是用
石油裂解气中的乙烯做原料。
有机物篇
醇
乙醇(CH3-CH2-OH):工业上大量生产乙醇是用石油裂解气
中的乙烯做原料。
一种方法是把乙烯在100℃吸收于浓硫酸中,然后水解。此法
优点是乙醇产率高,但要用大量硫酸,对设备有强烈的腐蚀
作用,还存在对废酸的回收利用问题。
另一种方法在烯烃酸催化下加水时,用磷酸做催化剂在300℃
和7MPa压力下,把水蒸气通人乙烯中,此法步骤简单,没有
硫酸腐蚀及废酸的回收利用问题,但需用高浓度的乙烯,且
在高压下操作,生产设备要求很高,且一次转化成乙醇的量
很少,要反复循环,消耗能量较大。
有机物篇
酚(PH-OH)
羟基直接和苯的碳原子相连的分子称为酚
大多数酚是无色针状结晶或白色结晶,少数烷基
酚为高沸点液体;有特殊气味,遇空气和光变红,
遇碱变色更快.
酚是重要的化工原料,可制造染料、药物、酚醛树
脂、胶粘剂等。
邻苯二酚、对苯二酚可作显影剂
有机物篇
醚
醚是由一个氧原子连接两个烷基或芳基所形成,醚的通式
为:R–O–R。它还可看作是醇或酚羟基上的氢被烃基所
取代的化合物.
乙醚(CH3-CH2-O-CH2-CH3)无色透明液体,有特殊刺
激气味,带甜味,极易挥发.主要作用为全身麻醉.
醚的制备:
1,Williamson(威廉森)合成法是用醇钠和卤代烷在无
水条件下的反应。 RONa+R‘X—>ROR’+NaX。
2,醇分子间失水在浓硫酸作用下,由醇可制对称醚,
2ROH—浓H2SO4—>ROR+H2O
有机物篇
酮
酮是羰基与两个烃基相连的化合物。
羰基是由碳和氧两种原子通过双键连接而成的有机官能团
(C=O)。是醛,酮,羧酸,羧酸衍生物等官能团的组成部分。
丙酮(H3C-C=O-CH3):丙酮是重要的有机合成原料,用于
生产环氧树脂,聚碳酸酯,有机玻璃,医药,农药等。亦是
良好溶剂,用于涂料、黏结剂、钢瓶乙炔等。也用作稀释剂,
清洗剂,萃取剂。还是制造醋酐、双丙酮醇、氯仿、碘仿、
环氧树脂、聚异戊二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯等的重要原料。
在无烟火药、赛璐珞、醋酸纤维、喷漆等工业中用作溶剂。
在油脂等工业中用作提取剂。
有机物篇
羧酸
羧基与烃基直接连接的化合物,叫作羧酸所有的有机酸都可
以叫羧酸,由一个碳原子、两个氧原子和一个氢原子组成,
化学式-COOH。如醋(乙)酸(CH3COOH)、柠檬酸都含有
羧基,这些羧基与烃基直接连接的化合物,叫作羧酸。
工业制乙酸:
1,甲醇的羰基化制备;
2,乙醇氧化法由乙醇在有催化剂的条件下和氧气发生氧化反
应制得。 C2H5OH + O2=CH3COOH + H2O
3,乙醛氧化法
有机物篇
酯
酸(羧酸或无机含氧酸)与醇起反应生成的一类有机化合
物叫做酯。分子通式为R-COO-R‘(R可以是烃基,也可
以是氢原子,R’不能为氢原子,否则就是羧基)。
乙酸乙酯:工业溶剂,用于涂料、粘合剂、乙基纤维素、
人造革、油毡着色剂、人造纤维等产品中;作为粘合剂,
用于印刷油墨、人造珍珠的生产;作为提取剂,用于医药、
有机酸等产品的生产;作为香料原料,用于菠萝、香蕉、
草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。用作
溶剂,及用于染料和一些医药中间体的合成。
有机物篇
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