氯甲烷是一种无色易液化的气体,也称为甲基氯或者chloromethane(CH3Cl)。它属于有机卤化物,可以通过甲烷和氯的反应产生,也可以继续进行卤化反应。氯甲烷微溶于水,但易溶于氯仿、乙醚、乙醇和丙酮。它具有易燃烧、易爆炸的特性,并且具有高度的危害性。氯甲烷在高温和强光下会与水反应生成甲醇和盐酸,加热或遇火焰时会产生光气。此外,氯甲烷无腐蚀性。
氯甲烷有多种用途。首先,它可以用于生产甲基氯硅烷、四甲基铅、甲基纤维素等化合物。此外,它还可以用作季铵化合物、农药和溶剂,在异丁橡胶生产中也可以用作溶剂。
其次,氯甲烷是有机合成的重要原料。它主要用于生产甲基氯硅烷和甲基纤维素等有机硅化合物。此外,它还广泛用作溶剂、提取剂、推进剂、致冷剂、局部麻醉剂和甲基化试剂,用于生产农药、医药和香料等。全球约80%的氯甲烷用于生产甲基氯硅烷和四甲基铅,但随着无铅汽油的普及,四甲基铅的消费逐渐减少。
最后,氯甲烷还可以用作有机硅的原料,同时也可以用作溶剂、冷冻剂和香料。
氯甲烷的加压合成方法如下:
首先,将汽化的甲醇和来自盐酸脱吸的氯化氢按一定比例进入装有氯化锌溶液的反应釜中,在160°C、0.2MPa的条件下进行反应,生成氯甲烷。反应产物包括氯甲烷、未反应的氯化氢和甲醇。
然后,将反应产物经冷凝器冷却,部分水和甲醇冷凝后进入汽液分离器,通过回流调节反应釜温度。未反应的氯化氢和甲醇与酸水塔中的水反应,产生酸,而氯甲烷和二甲醚则进入碱洗塔进行洗涤。
最后,经过三个硫酸干燥塔的干燥处理,除去残余的水和反应副产物中的二甲醚,得到高纯度的液体氯甲烷产品。
在整个过程中,需要控制酸水塔和碱洗塔的塔顶温度及塔自身循环量,以及硫酸干燥塔的硫酸浓度和循环量。
此方法可以高效地合成氯甲烷。
甲基叔丁基醚(MTBE)是一种具有抗爆性的化合物,其抗爆性优于甲醇和乙醇,RON高6~7单位,MON高9~10单位。与其他醇相比,MTBE具有独特的性质。例如,它具有较高的热值,较低的闪点,蒸发潜热与汽油相近,可以与汽油互溶而不会发生相分离等。
MTBE与汽油混合后的辛烷值上升趋势与甲醇不同,RON和MON能同时提高。相比甲苯、催化重整汽油和烷基化油,MTBE具有更高的调合辛烷值。目前,MTBE被广泛用作无铅汽油的重要高辛烷值调合组分,最大用量为10%(体积),可提高辛烷值4~6个单位。调合MTBE的汽油,其蒸气压和蒸馏曲线与常规汽油无明显差别,不影响发动机的高温或低温运行性能。
【理化性质】
MTBE是一种无色、低粘度液体,具有类似萜烯的臭味。它微溶于水,但与许多有机溶剂互溶。
图1为甲基叔丁基醚(MTBE)分子结构式
【用途】
甲基叔丁基醚(MTBE)主要用作汽油添加剂,具有优良的抗爆性。它与汽油的混溶性好,吸水少,对环境无污染。MTBE能改善汽油的冷起动特性和加速性能,对气阻没有不良影响。虽然甲基叔丁基醚热值低,但行车试验证明使用含10%MTBE的汽油能使燃料消耗下降7%,并使废气中含铅量、CO量特别是致癌多环芳烃的排放物明显降低。作为有机合成原料,可制高纯度的异丁烯。还可用于生产2-甲基丙烯醛、甲基丙烯酸及异戊二烯等。另外,还可用作分析溶剂、萃取剂。
【生产方法】
MTBE的生产方法主要是以混合丁烯和甲醇为原料,在酸性催化剂存在下进行放热反应。其中,德国赫斯和意大利斯纳姆普罗吉蒂法是具有代表性的工艺。此外,美国化学研究、许可证公司和新化学公司开发的一种催化精馏新工艺也得到了广泛应用。该工艺将催化固定床反应器与蒸馏塔合于同一设备内,利用反应的释热于甲基叔丁基醚的蒸馏提纯,从而降低能耗。该方法的原料消耗定额为甲醇361kg/t和异丁烯(100%)650kg/t。
【参考资料】
何光里 主编.汽车运用工程师手册.北京:人民交通出版社.1991.第885页.
https://www.chemicalbook.com/ProductChemicalPropertiesCB2853178.htm
乙烯是一种植物激素,它是五大类植物激素中结构最简单的一种。植物体的各部分(根、茎、叶、花、果、种子等)都能产生乙烯,它生物合成的前体物是蛋氨酸。氧是乙烯生成的必需条件,高温、超适量生长素促进乙烯生成。乙烯是促进果实成熟的激素,许多果实如香蕉、苹果、番茄、芒果等,当果实长到一定大小开始成熟时,果实的色、香、味发生变化,达到食用品质最佳状态,这与果实内乙烯生成急剧上升有关。将未成熟果实在密封条件下通入乙烯,可催熟果实;采用低温、降低氧浓度、提高二氧化碳浓度的方法来抑制乙烯生成或在容器中充氮,抽去乙烯,能推迟果实成熟,延长贮藏时间。乙烯还有促进菠萝开花,增加瓜类雌花的形成率,促进器官脱落,促进次生物(如橡胶等)排泌,抑制大多数植物茎的伸长生长,促进横向生长等多种生理作用。乙烯在常温下是气体,在田间应用有困难,人们已合成了多种乙烯释放剂,2-氯乙基膦酸(即乙烯利),是广泛应用的一种。
工业上乙烯主要用石油经裂解制备, 实验室中可以用乙醇脱水制备:
乙烯的化学性质活泼,在空气中容易燃烧,能使高锰酸钾溶液褪色, 容易发生加成、加聚等反应。
乙烯加上氯化氢,又“摇身一变”为镇痛急救药氯乙烷,如果进一步同铅作用,生成的四乙铅,是半个世纪来广泛使用的汽油抗爆添加剂,但是由于铅的毒害,无铅汽油正在逐步顶替它的位置。乙烯也能变成氯乙烯,从而制成聚氯乙烯树脂。它能做成各种塑料用品,或者做成聚氯乙烯纤维,再加工成具有保暖防病作用的内衣。
生性活泼的乙烯,遇到其他化合物,很容易“摇身一变”成了新的“化身”。它与水结合,就会变成酒精;如果先同硫酸结合,再同水反应,也可以变成 酒精。工厂里如果用乙烯制造 酒精,能节约大量的粮食。如果许多个乙烯手拉手地连接在一起,只要有一定的压力和一些催化剂,就会聚合起来变成聚乙烯。我们日常生活中使用的食品袋,就是一种聚乙烯薄膜。用聚乙烯做的塑料管,不怕酸碱的腐蚀,又能任意弯曲,比用金属管要方便得多。
[1] 中国中学教学百科全书·生物卷
[2] 中国近现代史及国情教育辞典
[3] 中国小学教学百科全书·自然卷
[4] 图说中国少年儿童百科全书·下卷