Quais são as rotas químicas finas a jusante do etanol?
Vejo que o progresso atual da transformação das empresas químicas da China é maior do que o esperado, sendo que as mais urgentes se concentram principalmente nos subprodutos da produção química, na expansão da cadeia industrial de produtos de alta energia e alta poluição e na atualização tecnológica de produtos químicos a granel com grande homogeneização. No passado, o etanol sempre foi usado como álcool, combustíveis industriais e outros aspectos da produção como matéria-prima química, o que representava um volume relativamente pequeno. Com a desaceleração da taxa geral de crescimento do consumo diário, bem como a influência do novo setor de energia, a taxa de crescimento do consumo de álcool e combustíveis industriais mostrou uma tendência de desaceleração, com crescimento limitado na escala de consumo, e muitas empresas de etanol têm procurado novas direções de aplicação. Além disso, o desenvolvimento contínuo do setor químico de carvão trouxe mais oferta de etanol à base de carvão, o que também aumentou a pressão sobre a transformação química fina do setor de etanol. Quais são os downstreams de química fina que podem ser desenvolvidos a jusante do etanol? Quais rotas merecem ser mais pesquisadas e exploradas pelas empresas de etanol?
Primeiro, Quais são as reações químicas que podem ocorrer no etanol?
O grupo funcional do etanol é o grupo hidroxila, portanto, as propriedades químicas são afetadas principalmente pelo grupo hidroxila e pelos grupos vizinhos afetados por ele, e a principal forma de reação é a quebra da ligação О-H e da ligação C-О. O etanol é fracamente ácido e, devido às ligações polarizadas de oxigênio-hidrogênio, ioniza-se em íons alcóxi-negativos e prótons. O etanol também pode reagir com derivados de metal para formar etanolídeos, como sódio e potássio. Além disso, o etanol pode reagir com ácidos orgânicos e inorgânicos para produzir ésteres quando desidratado, com ácidos fortes comumente usados, sais metálicos, resinas de troca iônica etc. como catalisadores. As propriedades do etanol também são adequadas para halogenação, desidratação, alcoólise, oxidação, haloimitação, amonificação, eterificação, esterificação, alquilação e outras reações. Por exemplo, o etanol pode ser substituído por ácido hidroalcoólico para produzir hidrocarbonetos halogenados e água. A desidratação do etanol é dividida em desidratação intermolecular e desidratação intramolecular de duas maneiras: desidratação intermolecular para gerar éteres e desidratação intramolecular para gerar olefinas, como o etileno. Etanol e derivados de ácido carboxílico, como haleto de acetila, anidridos, ésteres e outras reações de alcoólise para gerar o éster correspondente, bem como etanol e cetona de vinil, óxido de etileno, isocianato e outras substâncias reativas para reagir, respectivamente, para gerar ésteres de ácido acético, álcoois alcoxílicos e carbamato de etila, e assim por diante. Pode-se dizer que o etanol pode participar de um grande número de reações químicas, e há muitas direções de produtos downstream que podem ser expandidas. No entanto, como as rotas de refinamento downstream são caracterizadas por um alto limiar técnico e uma pequena escala de produto, relativamente poucas rotas químicas finas de etanol foram industrializadas na China.
Segundo, Quais são as rotas químicas finas downstream do etanol?
De acordo com minha pesquisa, o etanol é atualmente amplamente utilizado na direção do principal licor e combustível, respondendo por cerca de 41% do consumo total de etanol e acima; produção química e indústria de esterilização farmacêutica, respondendo por cerca de 39% do consumo total de etanol e acima; cerca de 18% transformado em etanol anidro, o downstream é aplicado em medicamentos, tintas, produtos sanitários, cosméticos, óleo e graxa e assim por diante. No campo da química fina, de acordo com o processo de produção a jusante do etanol, ele pode ser dividido em desidratação, aminação, oxidação, esterificação e outros métodos de produção, e cada método de produção representa pelo menos um tipo de produto a jusante. A desidratação do etanol pode produzir etileno, olefinas com alto teor de carbono, 2-pentanona, butanona, etc., que não são produzidos industrialmente nessas áreas de aplicação. Entre elas, as olefinas com alto teor de carbono, incluindo as olefinas C3+, bem como a subprodução simultânea de olefinas C8-C16, a tecnologia de produção começou a ser pesquisada em um estágio relativamente inicial, o que se restringe principalmente às áreas de aplicação downstream com certas limitações. E a preparação da desidratação do etanol da 2-pentanona, material auxiliar para a acetona, é limitada no mercado de consumo de produtos a jusante, principalmente como solventes, especiarias e intermediários de síntese orgânica, etc. Além disso, o acoplamento de desidratação do etanol pode ser preparado com butanona, que pode ser usada como plastificantes, aromas e fragrâncias, solventes orgânicos e corantes, etc., o campo de aplicação é mais amplo, mas o método de industrialização tem uma desvantagem de custo. Para o método de produção de aminação do etanol, é possível preparar etilamina, acetonitrila, N-etil anilina, N.N-dihidroxietil anilina e outros produtos. Por exemplo, aminação de etanol e amônia líquida para preparar monoetilamina, dietilamina e trietilamina, todas produzidas industrialmente na China, mas a escala de produção não é grande. A monoetilamina pode ser usada como matéria-prima básica para a preparação de corantes, aceleradores de borracha, surfactantes, etc. Também pode ser usada como matéria-prima básica para a fabricação do pesticida simazina e atrazina; a dietilamina é a matéria-prima básica para a fabricação de produtos farmacêuticos, pesticidas, corantes, aceleradores de vulcanização de borracha, auxiliares têxteis e agentes anticorrosivos de metal, etc.; a trietilamina é a matéria-prima básica para a preparação de glifosato e carbonato de vinilideno, etc., que tem muitas rotas de química fina a jusante. Usando o método de desidrogenação por amônia do etanol, é possível preparar acetonitrila, que é a matéria-prima básica para experimentos químicos, agente de extração de petróleo e matéria-prima para a produção de etomidina, tiamina, ácido α-naftalenoacético, acetofenona e assim por diante. Para o processo de produção da oxidação do etanol, podem ser preparados acetaldeído, ácido acético, acetona e outros produtos, dos quais o acetaldeído é a matéria-prima básica para a preparação de piridina, 3-metilpiridina, ácido acético, etanol, acetato de etila e outras matérias-primas básicas. O ácido acético é a matéria-prima básica para a produção de anidrido acético, éster de ácido acético e acetato de celulose, e o downstream pode ser expandido em várias direções; e a acetona é a matéria-prima básica a granel, principalmente como solvente e outros produtos; não há método de oxidação de etanol para a produção de acetona. Para o processo de produção de esterificação do etanol, podem ser preparados ftalato de dietila (DEP), adipato de dietila, acrilato de etila, acetato de etila, acetato de vinila e outros produtos, alguns dos quais foram produzidos industrialmente na China, mas o volume de produção é relativamente pequeno. Os produtos DEP, a jusante, podem ser usados como plastificantes, solventes, lubrificantes, agentes de fragrância, agente espumante de flotação de minas de metais não ferrosos ou raros, etc.; e os produtos de adipato de dietila, como acetato de celulose, butirato de acetato de celulose e plastificante de nitrocelulose, estão em algumas áreas insubstituíveis; o acetato de etila pode ser usado em tintas, tintas, adesivos, intermediários farmacêuticos e outros campos. Além disso, o etanol também pode ser uma reação de carbonilação, a geração de ácido propiônico, incluindo atualmente reconhecido como um conservante eficaz, no campo de grãos, a preservação de alimentos tem uma aplicação muito importante. O etanol pode ser uma reação de alquilação, a preparação de etilbenzeno, dietilbenzeno e outros produtos sob o nome de estireno, intermediários farmacêuticos e solventes, mas também desidrogenado para preparar divinilbenzeno, é um agente de reticulação de estireno, bem como os aditivos de resinas de troca iônica e assim por diante. O método catalítico de uma etapa com etanol e metanol para a preparação de isobutiraldeído, a jusante, pode ser usado como síntese de isobuteno, MMA, MAA, metil isopropil cetona, neopentil glicol e muitos outros produtos químicos finos de alto valor agregado. Além disso, a eterificação do isobutileno e do etanol pode ser preparada com éter etil-butílico (ETBE), usado como aditivo para gasolina.
Em terceiro lugar, quais rotas químicas finas a jusante do etanol merecem um estudo mais aprofundado? Até onde sei, embora existam muitas rotas químicas finas a jusante do etanol, poucas delas foram industrializadas, e a maioria delas ainda está em fase de pesquisa teórica e pequenos testes. Com a transformação estrutural da indústria química, na produção de produtos, espera-se que o etanol, como matéria-prima química para a vantagem da produção química, se destaque e impulsione a escala do pouso. De acordo com uma avaliação aproximada da experiência do setor, as rotas atuais da química fina que merecem um estudo mais aprofundado são: carbonilação do etanol para a preparação de ácido propiônico, desidratação do etanol para a preparação de álcoois com alto teor de carbono e etileno, oxidação do etanol para a preparação de acetaldeído, esterificação do etanol para a preparação de ftalato de dietila, aminação do etanol para a preparação de etilamina e aminas especiais e outros campos. Embora o tamanho do mercado consumidor dessas várias direções seja pequeno, mas a taxa de refinamento do produto é mais alta, o downstream pode ser usado como uma produção química orgânica de direção opcional é maior, vale a pena pesquisar mais a direção. Por fim, gostaria de dizer que o etanol tem sido desenvolvido na China há muitos anos, tem sido usado como combustível, medicamento e aplicações petrolíferas, e não tem dado o devido valor à sua produção química, o que está intimamente relacionado à estrutura anterior da indústria química. Isso está intimamente relacionado à estrutura anterior do setor químico. Com a transformação da estrutura do setor químico e a inovação da tecnologia de produção química, a aplicação do etanol na produção de produtos químicos finos pode aumentar cada vez mais, e espera-se que o valor de utilização seja aprimorado no futuro.