浅析有机化学合成原理在工业中的应用

浅析有机化学合成原理在工业中的应用

许治永 杨茂霞

宿迁科思化学有限公司 江苏宿迁 223800

摘要：我国工业生产水平的不断进步推动了我国经济的高速发展，给人们的生活带来了巨大的便利。在工业生产活动中，有机化学合成工业占据主体地位，可以说是工业生产的基本物质动力，有机化学合成原理在各种工业生产中应用最广泛。本文主要从在工业生产中甲醇制烯烃和在工业皮革生产中甲醇捕获剂两个方面出发，探讨了有机化学合成原理在这两个方面的应用原理以及相应的生产技术，希望能够为相关的工业生产活动带来一定的帮助。

关键词：有机化学合成 甲醇制烯烃 甲醛捕获剂

一、甲醇制烯烃

在工业生产活动中，乙烯和丙烯是应用数量最多、应用范围最广泛的基本原料，大部分的工业产品都是由乙烯和丙烯这两种化学有机物生产出来的。目前我国对于这种烯烃类化学物质的制备原材料主要是石油，随着我国工业的不断发展，对于烯烃类有机物的需求量不断增加，进而增加了对于石油资源的需求量。但是我国石油资源储备较其他国家并不丰富，我国工业生产活动面临着较大的原材料紧缺问题，所以必须要进行烯烃类有机物新生产工艺的创新和研发。

1. 甲醇制烯烃的生产原理

通过甲醇制备烯烃类有机物主要需要进行三步化学反应，首先需要利用化学反应将甲醇转化为二甲醚，然后再将乙醚转化为低碳烯烃物质，最后利用碳正离子机理将低碳烯烃物质进行相应化学反应进而变成乙烯和丙烯这种烯烃类有机物。通过将甲醇转化为乙烯和丙烯的化学反应称为MTO反应，这种反应机理是近年来通过甲醇转化烯烃类有机物质的主要应用机理，在其中三步化学反应过程中，第二步也就是由乙醚转化为低碳烯烃的化学反应过程是其中最关键的环节，近年来对这个环节的反应机理提出了20多种说法，其中具有代表性和说服力的主要是氧鎓离子机理和碳池机理。

1.氧鎓离子原理

这种机理在直接解释C-C形成机理体系中最具代表性，并且具有较大的说服力，氧鎓离子机理认为反应过程中间体氧鎓离子是反应中的核心因素，因此得名。氧鎓离子机理充分肯定氧鎓离子这种活性中间体在C-C形成中的主要作用，其具体解释如下：二甲醚在B酸中心中产生反应形成二甲基氧鎓离子，二甲基氧鎓离子又能够与二甲醚产生化学反应，进而形成三甲基氧鎓离子，再将三甲基氧鎓离子进行脱氢产生二甲醚氧鎓离子，再通过甲基化反应，最终产生乙基二甲基氧鎓离子，这种物质中的氧鎓离子再通过化学反应变为乙烯物质。这种解释机理虽然较其他机理更具有说服性，但是其中也有一些问题。有关科研人员为了验证这一机理做过同样的反应实验，发现氧鎓离子并没有对反应本身产生一定程度的作用，这种解释机理和其他直接解释C-C的机理一样，仅仅具有理论上的数据支撑，没有实践性的化学实验进行论证，缺少必要的实验论证依据。

2.碳池机理

这种解释机理提出于上世纪的90年代左右，碳池机理比其他的解释机理更具有说服力，不同于其他直接解释C-C形式机理的解释，碳池机理将反应过程中的中间物质碳池和甲醇之间的化学反应作为机理解释的重点。这里所说的碳池就是在甲醇分子筛孔中存在的化学物质，主要是碳氢化合物，碳氢化合物经过化学反应形成了低碳烯烃类物质。这种解释机理在具体的化学实验中得到了一定的验证，较其他解释机理具有明显的实验论证依据。碳池机理解释形成烯烃有机物质的主要有两种说法，具体原理如下：第一种是甲苯侧链烷基化机理，这种解释机理比碳池机理提出时间更早，这种解释机理也是烯烃类有机物质制造的主要理论基础，甲苯侧链烷基化机理提出：在进行烯烃类有机物的制备过程中，六甲基产生反应形成了基本碳正离子，这种物质与甲醇产生化学反应形成烯烃类有机物质。第二种说法是认为在化学反应中甲基侧链形成增长，进而产生烯烃类有机物质，这种说法也在具体的实验中得到了论证。

（二）甲醇制备烯烃类有机物质的实际应用

随着时代的发展，世界石油资源已经越来越紧张，这种现状推动了甲醇制备烯烃类物质的创新和发展，通过甲醇制备烯烃类有机物质也开始运用到实际的工业生产中，现阶段世界上这项技术较为成熟的企业还不多，在进行甲醇制备烯烃类有机物质的过程中，工艺技术是生产过程的决定性因素，工艺技术上存在的差异直接决定了烯烃类物质的制备效果，经过相关数据显示，通过MTO技术进行烯烃类有机物质转换的回收率大约为81%，而通过其他技术进行甲醇转换烯烃类物质的回收率在70%到80%之间，回收率略低于MTO转换技术 。相关数据显示MTO技术较为适于低碳烯烃物质的市场需求，其他技术例如MTP和SMTO技术能够满足对于丙烯的需求。实际数据证明，在目前石油资源紧张的现状下，通过甲醇制备烯烃类物质的技术能够有效的解决这一问题，而且在煤炭资源的利用率上也有着显著的提高。

二、甲醛捕获剂

随着我国经济的不断发展，我国的工业皮革生产也得到巨大的发展，人们对于工业皮革的需求有了显著提高。甲醛物质作为皮革工业生产中的主要使用物质，在皮革工业生产中占据着非常重要的地位。甲醛物质在皮革生产过程中能够起到固化的作用，其本身具有非常强的粘合性，能够有效的提高皮革制品的质量，而且在防虫防腐方面具有明显的作用。但是甲醛物质对于人体来说是一种有毒有害物质，长期接触或是含量超标会对人体健康造成一系列不可逆的危害。基于壳聚糖物质通过有机化学合成技术制备一种新型甲醛捕获剂能够有效的解决这一问题，并且还有一系列其他的工业性能。

1. 甲醛物质的危害

甲醛是一种无色的物质，其本身具有强烈的刺激性气味，在医学领域叫做福尔马林，被广泛应用到生物尸体的防腐保存中，短时间接触甲醛会产生刺眼、头晕等一系列症状，长期接触甲醛会严重危害人体呼吸道的健康，而且能够降低人体的免疫力，甚至引发一些细胞癌变。所以说，甲醛物质对于人体危害极大。

（二）新型甲醛捕获剂

1.来源和结构

新型甲醛捕获剂是基于壳聚糖，通过有机化学合成技术制备的物质。壳聚糖是一种从壳类水产废料中提炼出，并且经过相关化学反应后的物质。现阶段，世界上对于壳聚糖的生产技术主要是利用甲壳素，甲壳素在大自然中广泛存在。

2.壳聚糖的功能

壳聚糖物质内部结构特殊，具有许多明显的性能。具体如下：首先，壳聚糖具有明显的抑菌性能，对于大部分种类的细菌和真菌具有抑制效果，目前还没有准确的机理解释，较为广泛的说法是壳聚糖能够酶解一些微生物的细胞壁，造成菌类死亡。第二，壳聚糖具有明显的吸附性，能够当做一种吸附剂来使用。第三，壳聚糖具有较为生物降解性，能够作为建筑装修中的涂饰剂使用，既能够确保其工作质量，同时具有抑制菌类的功能。

（三）新型甲醛捕获剂的实际应用

壳聚糖对于工业皮革中甲醛的捕获作用会受到壳聚糖浓度的影响，根据相关实验数据证明，当壳聚糖浓度为1.2%时效果最佳，而且壳聚糖分子量越小，对于甲醛物质的吸附效果越高，而且壳聚糖属于天然物质，对于人体没有毒性危害，还能够有效的降解微生物，属于绿色环保的物质。并且在提取过程中具有明显的活性优势，在运用到皮革制品中时，能够起到抑菌、防污、生物降解等多种优异的性能。另外壳聚糖还能够增加装饰涂料的上色率。综上所述，壳聚糖是一种绿色环保高效的新型甲醛捕获剂。

结语

随着我国工业的不断发展，有机化学合成原理在工业生产中的运用越来越广泛，通过进行有机化学合成原理方面的研究和创新能够有效的推动工业的发展进步，为人民群众的生活提供便利。

参考文献

[1]黎磊. 工业领域中有机化学合成原理的运用[J]. 化工设计通讯, 2020(9).

[2]苗培果. 有机化学合成原理在工业中的应用[J]. 中国化工贸易, 2019, 011(004):142,144.